Na przestrzeni ostatnich lat silniki samochodowe zaliczyły technologiczny skok. Downsizing, turbodoładowanie, bezpośredni wtrysk i hybrydyzacja zmieniły wymagania wobec olejów tak fundamentalnie, jak zmieniły się same jednostki napędowe.
Wspólnie z ekspertami, dla których środki smarne nie mają tajemnic, przygotowaliśmy pełne, analityczne spojrzenie na to, jakie właściwości powinny mieć współczesne oleje, jakie dodatki i bazy decydują o ich skuteczności, a między słowami – co z tego wynika dla praktyki serwisowej.
Dodatki, które zmieniają zasady gry
Dziś olej to skomplikowany „koktajl” baz i dodatków, którego zadaniem jest nie tylko smarowanie, lecz aktywna ochrona, redukcja tarcia, stabilność chemiczna i kompatybilność z układami oczyszczania spalin. Rosnącą rolę organicznych modyfikatorów tarcia (OFM) i nanocząsteczek podkreśla Kacper Mateja z Ravenol.
– OFM to dodatki do olejów i smarów tworzące cząsteczki, które przyklejają się do metalu i budują trwałą powłokę, pomagając zmniejszyć tarcie między metalowymi powierzchniami. Dzięki nim ruch części mechanicznych staje się płynniejszy, cichszy i mniej energochłonny – wyjaśnia.
W postaci bardzo małych, równomiernie rozproszonych nanocząsteczek obecne są w olejach molibden oraz wolfram. Działają jako dodatek przeciwzużyciowy, tworząc na metalowych powierzchniach bardzo cienką, śliską warstwę ochronną, która redukuje tarcie między częściami silnika – szczególnie w miejscach dużego nacisku, takich jak pierścienie tłokowe czy panewki. Jak tłumaczy ekspert Ravenol, jest stabilny w wysokich temperaturach i pod obciążeniem, dzięki czemu chroni silnik nawet w trudnych warunkach pracy. – Nanocząsteczki mogą docierać do wszystkich metalowych powierzchni w silniku, współpracują także z innymi dodatkami, na przykład organicznymi modyfikatorami tarcia, tworząc kompleksową ochronę silnika – dodaje.
– Co ciekawe, oleje do samochodów klasycznych są przez Millers Oils ciągle rozwijane, tu także korzystamy z najnowszych technologii w celu podniesienia ochrony silnika – zaznacza. – Oprócz typowego dodatku ZDDP (nieobecny w olejach do najnowszych samochodów) stosujemy także inne. Oleje do samochodów seryjnych (np. Trident i XF Premium) wykorzystują zaawansowane dodatki, zgodne z wymaganiami OEM. W serii EE Performance wykorzystywane są też dodatki określane jako technologia Nanodrive, znacząco obniżające współczynnik tarcia (niższe emisje, większa ochrona mechaniczna), a także estry syntetyczne, które mają znakomite właściwości smarne.
Przy wyczynowych aplikacjach priorytetem jest maksymalna redukcja tarcia: – W olejach do motorsportu stosowane dodatki skupiają się niemal wyłącznie na obniżeniu współczynnika tarcia, a co za tym idzie – zmaksymalizowaniu ochrony silnika i jak najwyższej mocy – wyjaśnia Marcin Majcher, zaznaczając, że takie oleje to produkty typu full SAPS. – Daje to większe możliwości w zakresie stosowania dodatków.
Bazy olejowe – fundament funkcjonalności
Ramy, w których działają dodatki, determinuje baza olejowa. PAO (polialfaolefiny), XHVI/okadeceny (alfaolefiny) i estry – to podstawowe wybory dla formulacji niskolepkościowych i odpornych na rozcieńczenie paliwem. Jak zauważa Piotr Pyrka z Motul: – Potrzebujemy w tym przypadku baz olejowych, które dają bardzo niskie lepkości rozruchowe, a zarazem doskonale smarują w bardzo wysokich temperaturach oraz są odporne na rozcieńczenie paliwem. Szczególnie ważne jest to przy lepkości SAE 0W-8, która jest obecnie wymagana w hybrydowych układach napędowych Toyoty o pojemności 1,5 dm³.
Jako przykład podaje olej Motul NGEN Hybrid 0W-8, do produkcji którego używa się bardzo dużej ilości zaawansowanych technologicznie baz olejowych z grupy okadecenów, czyli najnowszej generacji olejów alfaolefinowych. – Żeby podkreślić ważność i najwyższą jakość tych baz zdradzimy, że do tej pory stosowano je praktycznie tylko do komponowania olejów wyczynowych – dodaje.
Bazy decydują też o podatności na utlenianie czy rozcieńczenie paliwem – kluczowych problemach we współczesnych jednostkach. Wybór bazy powinien więc iść w parze z doborem dodatków.
Specyficzne wymagania olejów do hybryd
Układy hybrydowe to dla oleju najbardziej wymagający scenariusz: długie okresy pracy bez silnika spalinowego, liczne cykle start-stop, niższe temperatury pracy i ryzyko kondensacji wody czy rozcieńczenia paliwem. Bogdan Ptak z Fuchs podkreśla wagę szybkiej dystrybucji oleju w takich jednostkach: – Silniki w samochodach hybrydowych pracują z częstymi przerwami, sterowanymi przez system start-stop, co stawia przed olejem szczególne wymagania. Musi on bardzo szybko docierać do punktów smarowania. Silniki i środek smarny często są nierozgrzane, co zwiększa ryzyko kondensacji pary wodnej oraz obecności paliwa w oleju.
Dyktuje to konkretne rozwiązania: ultraniskie lepkości, odporność na rozcieńczenie paliwem, niską skłonność do pienienia i dobrą stabilność dodatków. – Oleje do silników w samochodach hybrydowych zdecydowanie mają specyficzne wymagania – przyznaje Magdalena Szczepańska z Petronas. – Wymagane są tam syntetyczne oleje o niskiej lepkości, np. 0W-8, 0W-16, 0W-20, które zapewniają szybkie smarowanie po zimnym starcie, nawet podczas częstego włączania i wyłączania silnika. Oleje te muszą zawierać dodatki przeciwzużyciowe, aktywne także w niższych temperaturach pracy, oraz wykazywać odporność na utlenianie, które może występować z racji rozrzedzania oleju paliwem i kondensacji pary wodnej.
Piotr Pyrka dodaje wymóg praktyczny: – Niska lepkość – zarówno rozruchowa, jak i rozgrzanego oleju – podyktowana jest przede wszystkim bardzo częstymi rozruchami, a tu kluczowym parametrem jest czas docierania oleju do najdalszych miejsc układu smarowania, w tym przypadku – im niższa lepkość rozruchowa, tym lepiej i dłużej pracuje silnik. Niska lepkość rozgrzanego oleju podyktowana jest z kolei koniecznością zmniejszenia oporów ruchu, ale także częstą pracą tego typu silników z niedogrzanym olejem, a wówczas lepkość oleju jest znacząco podwyższona.
Jak dodaje, dla części konstrukcji wymagane są ekstremalnie niskie specyfikacje (np. SAE 0W-8 dla silników Toyoty 1,5 dm³).
Normy, LSPI i nowe testy – o czym trzeba wiedzieć
Współczesne silniki samochodowe są coraz mniejsze, mocniejsze i bardziej skomplikowane. Downsizing, turbodoładowanie i rygorystyczne normy emisji CO₂ wymuszają stosowanie nowoczesnych olejów, które nie tylko smarują, ale też chronią silnik przed skutkami ubocznymi tej technologicznej rewolucji, z których najbardziej niebezpiecznym jest LSPI – Low Speed Pre-Ignition, czyli przedwczesny zapłon przy niskich obrotach.
– Negatywną konsekwencją wzrostu mocy jednostkowej jest zjawisko spalania stukowego przy niskich obrotach, które polega na nieprawidłowym spalaniu mieszanki paliwowo-powietrznej w komorze spalania, a następuje przed końcem suwu sprężania i przed pojawieniem się iskry ze świecy zapłonowej – wyjaśnia Bogdan Ptak. – Skutkuje to nagłym, niezamierzonym wzrostem ciśnienia w cylindrze. Efektem tego są głośne stuki i charakterystyczny dźwięk detonacji, ale może to doprowadzić także do uszkodzenia silnika.
To właśnie walka z LSPI była jednym z impulsów do opracowania i wdrożenia nowych norm jakościowych olejów. Jak dodaje ekspert Fuchs: – Wprowadzona w 2021 r. dla silników z bezpośrednim wtryskiem i DPF-ami specyfikacja ACEA C6 obejmuje m.in. testy na występowanie tego zjawiska. ACEA jest stosowana głównie w Europie, ale także ogólnoświatowa specyfikacja API SP skupia się na ochronie przed LSPI, jak również na zużyciu łańcucha rozrządu i ochronie katalizatorów.
Zjawisko LSPI wynika m.in. z niekorzystnego składu chemicznego oleju. – Producenci dodatków uszlachetniających do olejów silnikowych oraz producenci środków smarnych skupiają się więc na produktach redukujących występowanie LSPI – tłumaczy nasz rozmówca. – Ważną rolę odgrywają detergenty zawierające wapń. Ich występowanie wpływa na podwyższenie częstotliwości występowania LSPI. W związku z tym stworzono nowoczesne detergenty oparte na magnezie, które nie tylko w znaczący sposób ograniczają występowanie tego zjawiska, ale także dbają o czystość komory spalania.
Podobny kierunek wskazuje Piotr Pyrka z Motul: – LSPI powoduje zmniejszenie osiągów silnika, a co gorsze – w wyniku znacząco zwiększonych obciążeń prowadzi do poważnych uszkodzeń, np. pękania pierścieni tłokowych i samych tłoków. Rozwiązaniem okazuje się zmiana składu chemicznego oleju, a przede wszystkim ograniczenie dodatków chemicznych zawierających wapń, molibden, fosfor oraz popioły siarczanowe, także stosowanie nowoczesnych, syntetycznych baz olejowych.
Zarówno wymagania API, jak i ACEA zostały dostosowane do konstrukcji silników wymagających olejów paliwooszczędnych oraz odpornych na LSPI.
– ACEA C6 stanowi rozwinięcie normy C5. Oprócz energooszczędności odpowiada na nowe problemy małych silników turbo z bezpośrednim wtryskiem, wprowadzając dodatkowe wymagania: skuteczne ograniczanie zjawiska LSPI, lepszą ochronę łańcucha rozrządu przed ścierającym działaniem sadzy, zmniejszenie odkładania się osadów w turbosprężarce – wylicza Kacper Mateja z Ravenol.
Na co zwraca uwagę, podobny kierunek obrały normy amerykańskie. API SP, a od marca 2024 r. także najnowsza API SQ, rozszerzają wymagania dotyczące ochrony przed LSPI, ale kładą też nacisk na nowe obszary. – Nowa norma oznacza: wprowadzenie badania oleju przepracowanego i jego właściwości na ochronę przed LSPI, większą trwałość i zabezpieczenie elementów, takich jak łańcuch rozrządu, poprawę oszczędności paliwa dzięki testom na ultraniskiej lepkości (0W-8, 0W-12), mniejsze ryzyko zapychania GPF-ów dzięki ograniczeniu zawartości popiołów siarczanowych.
Marcin Majcher z Millers Oils podsumowuje: – Nowe normy skupiają się w dużej mierze na redukcji zużycia paliwa oraz emisji poprzez obniżenie wskaźnika HTHS (odporność na ścinanie w wysokiej temperaturze) oleju. Dodatkową cechą jest odporność oleju na LSPI.
Jak dodaje, kluczowy jest dobór oleju z właściwą normą producenta samochodu – zwłaszcza w przypadku samochodów europejskich, gdyż producenci azjatyccy mają nieco bardziej liberalne podejście w tej kwestii. – Ich rekomendacje zazwyczaj opierają się na odpowiedniej lepkości SAE oraz normie API/ILSAC – mówi.
Skalę zmian podsumowuje Andrzej Husiatyński z TotalEnergies: – W przypadku specyfikacji ACEA C6 oraz API SP przeskok jakościowy okazał się bardzo znaczący. Zaostrzono wymagania w wielu kluczowych obszarach – zarówno pod kątem samej jakości oleju, jak i ochrony przed zjawiskami destrukcyjnymi, takimi jak LSPI. Dotyczy to m.in. ograniczenia ilości osadów wysokotemperaturowych, lepszej ochrony i wydłużonej trwałości łańcucha rozrządu, zwiększonej odporności na utlenianie, redukcji osadów w turbosprężarce, kontroli LSPI oraz zgodności z paliwami zawierającymi do 10% biokomponentów. Wszystko to wymagało przeprojektowania składu i pakietów dodatków, ale jednocześnie w istotny sposób podniosło jakość olejów.
Jak dodaje, normy te zachowują kompatybilność wsteczną, a zatem spełniające je oleje można stosować nie tylko w najnowszych silnikach, ale i jednostkach kilkuletnich.
Rola warsztatu
Przemysł olejowy idzie dwutorowo: z jednej strony intensywna optymalizacja pod kątem oszczędności paliwa i ochrony układów oczyszczania spalin (mid/low SAPS, niskie HTHS), z drugiej – rozwój formuł odpornych na LSPI i rozcieńczenie paliwem (lepsze bazy, dodatki przeciwzużyciowe). W obliczu coraz większego skomplikowania olejówwarsztat musi zająć pozycję eksperta i doradcy. Właściwy dobór oleju, edukacja klienta, kontrola stanu oleju (czasem nawet badania laboratoryjne), a także świadomość wpływu warunków eksploatacji (miasto vs trasa) na zużycie i kondycję środka smarnego – to wszystko leży w gestii serwisantów.
Kilka praktycznych wskazówek:
- Zawsze sprawdź specyfikację OEM – wielu producentów dopuszcza wyłącznie jedną normę. – W przypadku najnowszych samochodów europejskich mamy ograniczone możliwości wyboru specyfikacji środka smarnego – zazwyczaj dopuszczona jest wyłącznie jedna norma producenta, np. MB 229.72 lub BMW Longlife 17FE – przypomina Marcin Majcher.
- Dostosuj olej do typu eksploatacji – hybryda, auto z dużym przebiegiem, auta użytkowe mają różne potrzeby.
- Kontroluj rozcieńczenie paliwem i kondensat – przy krótkich cyklach miejskich zalecaj klientom okresowe przejazdy po trasie. Jak mówi Andrzej Husiatyński: – Warto też od czasu do czasu pozwolić silnikowi popracować dłużej w trasie, by resztki paliwa i wody nagromadzone na skutek pracy w trudnych miejskich warunkach odparowały.
- Informuj o konsekwencjach złego wyboru. – Niewłaściwy olej może przyspieszyć zużycie łańcucha rozrządu, zapychanie układu oczyszczania spalin, a LSPI może przyspieszyć zużycie silnika – ostrzega Kacper Mateja.
Warsztat, który potrafi uzasadnić wymianę oleju na lepszy (nie tylko droższy), zabezpiecza klienta przed kosztownymi awariami i buduje zaufanie. Źle dobrany olej może nie tylko obniżyć trwałość jednostki, ale wręcz doprowadzić do poważnych awarii. Z kolei prawidłowo dobrany produkt, spełniający aktualne wymagania jest w stanie wydłużyć życie silnika i realnie obniżyć koszty eksploatacji – a to argument, którego klienci warsztatów nie zlekceważą.
Zebrał i opracował: Krzysztof Dulny
Bogdan Ptak
Fuchs Oil Corporation (PL)
– LSPI najczęściej występuje przy niskich prędkościach obrotowych i dużym obciążeniu. Producenci samochodów próbują zminimalizować występowanie tego zjawiska poprzez zmiany konstrukcyjne, sprawdzane są także inne możliwości, w tym wpływ oleju silnikowego. Przyczyną może być rozgrzana kropelka oleju silnikowego, która przedostanie się do komory spalania pomiędzy ścianką cylindra a tłoka – dostając się do mieszanki paliwowo-powietrznej, powoduje jej samozapłon. Inne możliwe źródło samozapłonu to osady w komorze spalania. Producenci dodatków uszlachetniających do olejów silnikowych oraz środków smarnych skupiają się więc na produktach redukujących występowanie LSPI.
Marcin Majcher
DIFF, Millers Oils Polska
– W silnikach samochodów hybrydowych co do zasady stosuje się oleje o niższych lepkościach, zazwyczaj 0W. Dają one korzyści zwłaszcza przy rozruchu, szybciej cyrkulują w silniku – generalnie niska lepkość przynosi w tym przypadku wyłącznie profity. Natomiast sama lepkość to nie wszystko – olej musi zapewniać odpowiednie właściwości smarne nie tylko w niskich, ale także w wysokich temperaturach. Samochody hybrydowe to nie tylko oszczędności, ale też wysokie osiągi, z których kierowcy chętnie korzystają.
Piotr Pyrka
technical manager Motul Polska
– Wraz z wymaganiami ACEA C6 wprowadzono nowe procedury oraz urządzenia testowe. Są to oleje stricte paliwooszczędne, HTHS w przedziale od 2,6 do 2,9 mPa*s, co skutkuje lepkościami SAE typu xW-20. Muszą one spełniać wymagania niskopopiołowości (mid SAPS, low SAPS) oraz ochronę przed zjawiskiem LSPI.
Równolegle wprowadzono nowe wymagania ACEA dotyczące olejów wysokopopiołowych – ACEA A7/B7. Analogicznie do wymagań C6 wprowadzono nowe procedury i urządzenia testowe. Wymagana lepkość to HTHS od 2,9 do 3,5 mPa*s oraz SAE xW-20. Wspólne są wymagania dotyczące LSPI, natomiast skład chemiczny może osiągać poziomy wysokopopiołowe – full SAPS.
Nowe wymagania API – aktualnie obowiązujące API SP oraz API SP-RC – wydawane są dla lepkości poziomu SAE 0W-YY, 5W-YY i 10W-YY. Wymagane są oszczędność paliwa i utrzymanie jej w trakcie eksploatacji, wysoka trwałość silnika, ochrona przed zużyciem oraz minimalizacja przedwczesnego zapłonu przy niskich obrotach (LSPI). Wprowadzono je 1 maja 2020 r. i obowiązują do dziś.
API poszło ostatnio jeszcze dalej, wprowadzając kolejne wymaganie API SQ. API SQ z oznaczeniem Resource Conserving, co odpowiada normie ILSAC GF-7A, łącząc wymagania API SQ z wymaganiem jeszcze większego zmniejszenia zużycia paliwa, wyższą kompatybilnością z układami obróbki spalin, lepszymi wymaganiami lepkości niskotemperaturowej (MRV), a także z paliwami zawierającymi etanol do 85%, czyli E85. SQ obowiązuje od 31 maja 2025 r. Nowością w API SQ jest uwzględnianie jakości oleju w trakcie eksploatacji, a nie tylko oleju świeżego. Wprowadzono test LSPI Aged Oil oceniający stan używanego oleju.
Andrzej Husiatyński
kierownik działu technicznego TotalEnergies Marketing Polska
– Producenci olejów silnikowych sięgają po najbardziej zaawansowane rozwiązania, aby sprostać specyfice pracy jednostek hybrydowych. Kluczowe znaczenie ma tu szybka cyrkulacja oleju po uruchomieniu silnika – dlatego standardem są produkty o bardzo niskiej lepkości, jak 0W-20, a w niektórych przypadkach nawet 0W-8. Tylko wtedy możliwe jest maksymalne skrócenie momentu pracy „na sucho”, czyli zanim olej dotrze do wszystkich punktów smarowania.
Oleje przeznaczone do hybryd muszą również zawierać skuteczne dodatki przeciwzużyciowe, aktywne już w niższych temperaturach roboczych. Warto pamiętać, że w typowym cyklu pracy do oleju przedostaje się część niespalonego paliwa – często wzbogaconego tzw. eko-dodatkami. Olej musi być na nie odporny, a także wykazywać dużą stabilność chemiczną, by nie dochodziło do przyspieszonego utleniania czy żelowania.
Kacper Mateja
doradca techniczny Ravenol
– Mechanicy powinni zwracać szczególną uwagę na dobór olejów z odpowiednimi normami, ponieważ od tego zależy sprawność silnika. Nowoczesne jednostki są bardzo czułe na parametry smarowania. Niewłaściwy olej może przyspieszyć zużycie łańcucha rozrządu i zapychanie układu oczyszczania spalin, a LSPI – zużycie silnika.
Magdalena Szczepańska
doradca techniczny Petronas Lubricants Poland
– Nowe normy dla olejów silnikowych różnią się od starszych głównie pod względem wymagań dotyczących ochrony nowoczesnych silników, kompatybilności z systemami oczyszczania spalin i parametrów lepkości oraz zawartości popiołów (SAPS). Mechanicy powinni zwracać na te różnice uwagę ze względu na dopasowanie oleju do specyfiki silnika, zwłaszcza z turbodoładowaniem i bezpośrednim wtryskiem, oraz ochronę filtrów cząstek stałych (DPF/GPF). (...) Obecnie silniki są bardzo wyżyłowane, wyposażone w jedną lub dwie turbiny, wymagają większej lepkości i wytrzymałości filmu olejowego. Użycie oleju z niewłaściwą lepkością HTHS może prowadzić do przyspieszonego zużycia silnika lub utraty ochrony, zwłaszcza jeśli olej o niskiej lepkości spełniający C6 zostanie zastosowany w silniku wymagającym oleju o wyższej lepkości (np. C3). W Petronas zawsze zalecamy kierowanie się przede wszystkim normami producenta silnika, bo to właśnie specyfikacja OEM jest priorytetem.
Komentarze (0)