1. Dlaczego klasyfikacja lepkościowa SAE jest taka ważna?
Lepkość jest pierwszym parametrem, na który powinniśmy zwracać uwagę, dobierając olej według zaleceń producenta, następna powinna być klasa API i/lub specyfikacja producencka. Lepkość jest istotna, ponieważ czasami specyfikacje producenckie obejmują kilka rozpiętości, przy czym do naszego podzespołu odpowiednia może być tylko jedna z nich. Dla olejów przekładniowych obowiązuje klasyfikacja lepkościowa SAE J306, która obejmuje zarówno oleje przekładniowe stosowane w skrzyniach biegów, jak i w napędach.
2. Co to jest klasyfikacja jakości API?
Klasyfikacja API dzieli oleje w zależności od jakości i przeznaczenia, a wyróżnia 7 grup, w tym 6 GL (od GL-1 do GL-6) oraz jedną MT-1 . W autach osobowych najpopularniejsze są GL-4 i GL-5.
- API GL-1 – olej bez dodatku uszlachetniaczy typu EP (przeciwzatarciowych). Nadaje się do urządzeń mało obciążanych, pracujących przy temperaturach nieprzekraczających 90°C. Stosowany głównie do manualnych skrzyń biegów pracujących w łagodnych warunkach;
- API GL-2 – olej z dodatkami przeciwpiennymi, antykorozyjnymi i przeciwutleniaczami. Stosowany w układach mało obciążanych, z możliwością pracy do 130°C. Przeznaczony do użytku w przekładniach ślimakowych mocniej obciążonych (specyfikacja nieużywana);
- API GL-3 – olej zbliżony właściwościami do grupy API GL-2, dodatkowo uzupełniony uszlachetniaczami typu EP. Stosowany w niskoobciążonych skrzyniach biegów (do 250 MPa) i w temperaturze do 150°C (specyfikacja nieaktywna);
- API GL-4 – środek smarny ze zwiększoną ilością substancji uszlachetniających, w tym EP. Stosowany głównie w przekładniach hipoidalnych pracujących przy umiarkowanych prędkościach i obciążeniach oraz w skrzyniach biegów, w przypadku których smary MT-1 nie są odpowiednie;
- API GL-5 – olej zawierający ponad dwukrotnie więcej dodatków uszlachetniających EP od oleju z normą API GL-4. Stosowany w wysoko obciążonych przekładniach hipoidalnych w różnych kombinacjach wysokiej prędkości/obciążenia udarowego i niskiej prędkości/wysokiego momentu obrotowego;
- API GL-6 – olej do przekładni zaprojektowanych z bardzo dużym przesunięciem zębów. Takie konstrukcje wymagają zwykle ochrony przed uszkodzeniami przekładni w stopniu większym niż zapewniany przez oleje przekładniowe API GL-5 (specyfikacja nieaktywna);
- API MT-1 – oznacza smary przeznaczone do niezsynchronizowanych ręcznych skrzyń biegów stosowanych w autobusach i ciężkich samochodach ciężarowych. Smary spełniające wymagania API MT-1 zapewniają ochronę przed kombinacją degradacji termicznej, zużycia elementów i degradacji uszczelnienia olejowego, czego nie zapewniają obecnie stosowane smary spełniające jedynie wymagania API GL-1, 4 lub 5.
3. Co może się stać, gdy zalejemy przekładnię olejem olej o niewłaściwej klasie API?
W użyciu znajdują się głównie oleje klas API GL-4 i GL-5. Przy czym klasa API GL-4 jest stosowana do nisko i średnio obciążanych przekładni hipoidalnych i synchronizowanych skrzyń/przekładni manualnych, a klasa API GL-5 do wysoko obciążanych przekładni głównych (mostów), szczególnie o uzębieniu hipoidalnym, zawiera więc znacznie więcej dodatków EP (Extreme Pressure). Ważne, aby pamiętać, że w klasyfikacji jakościowej API wyższa klasa oleju nie zawsze zastępuje klasy niższe. Oznacza to, że np. oleju o klasie jakościowej API GL-5 nie powinniśmy stosować do przekładni, dla której wymagany jest olej o klasie API GL-4. Jak widać, jedną z podstawowych różnic w tym przypadku jest ilość użytych w oleju dodatków EP. Wprawdzie większa ich ilość podnosi parametry przeciwzużyciowe, ale jednocześnie zwiększa też właściwości korozyjne oleju, szczególnie w odniesieniu do metali kolorowych. Dlatego właśnie olej o obiektywnie lepszych parametrach zalany do nieprzystosowanej do niego przekładni już po kilku miesiącach może spowodować przedwczesne jej zużycie przez uszkodzenie np. synchronizatorów, które często są wykonane ze stopów metali kolorowych. Z kolei zastosowanie oleju API GL-4 zamiast zalecanego API GL-5 spowoduje przedwczesne zużycie silnie obciążonych przekładni, gdyż olej ten nie będzie w stanie w pełni odseparować współpracujących powierzchni.
Dostępne są też oleje spełniające jednocześnie obie klasy API GL-4/5, które dzięki zwiększonej zawartości specjalnych dodatków antykorozyjnych pozwalają na dowolne stosowanie dla obu klas jakości.
4. Czy olej w skrzyni manualnej powinno się wymieniać?
Olej zawsze jest najwrażliwszym ogniwem dowolnego podzespołu – jego wymiana, jako elementu ulegającego najszybszemu zużyciu, wydatnie zwiększa trwałość silnika, skrzyni czy mostu. Regularna wymiana oleju w skrzyni manualnej czy innej przekładni jest konieczna, ponieważ podczas eksploatacji ulega on degradacji. Jego właściwości pogarszają się, wszystkie dodatki, na przykład przeciwzużyciowe, alkalizujące, myjące czy modyfikatory lepkości, zużywają się aż do całkowitego wyczerpania czy zniszczenia. Wzrasta przez to ilość kwasów i szybkość generowania zanieczyszczeń oraz spada lepkość oleju, co w oczywisty sposób prowadzi do przyspieszenia awarii przekładni.
5. Jak często wymieniać olej?
Olej w manualnej skrzyni według zaleceń wymienia się stosunkowo rzadko, zwykle w okolicach przebiegu 100 tys. km, a czasem i większego. Podobnie jak w przypadku skrzyń ATF producent często nie przewiduje czy nie zaleca wymiany oleju w manualnej skrzyni biegów, moście czy innej przekładni, ponieważ w jego ocenie olej fabrycznie zalany powinien wystarczyć na całe „życie” auta. Zwróćmy jednak uwagę na to, że producent samochodu nie podaje, że „nie zaleca się” lub tym bardziej „nie zezwala się” czy „zabrania się” wymiany oleju. Producenci „nie przewidują” tylko potrzeby jego wymiany.
Z doświadczenia warsztatowego wiadomo, że w wielu skrzyniach po przebiegu 50 tys. km w oleju wzrasta zawartość wody i ciał stałych oraz spada jego lepkość, co świadczy o postępującym zużyciu. Dlatego właśnie zaleca się prowadzenie profilaktyki kontroli stanu oleju i jego wcześniejszą wymianę w razie konieczności – ważne jest, by kontrolować poziom i jakość oleju przynajmniej raz do roku.
6. Dlaczego olej w skrzyni manualnej z czasem traci właściwości?
Oleje przekładniowe mogą pracować w szerokim zakresie temperatur (od -40°C do +150°C), a tak duża rozpiętość powoduje znaczne zmiany parametrów, zwłaszcza ich lepkości. Aby tę lepkość ustabilizować, do oleju bazowego dodaje się specjalne modyfikatory. Podczas pracy skrzyni występuje ścinanie oleju, co powoduje niszczenie wspomnianych modyfikatorów i tym samym spadek lepkości (rozrzedzenie) środka smarnego, a więc odchudzenie warstwy smarnej oddzielającej pracujące elementy, co przy wyższych obciążeniach ułatwia wystąpienie tarcia półsuchego i powstawanie metalowych opiłków. Gdy zużycie elementów skrzyni zaczyna wzrastać, temperatura podnosi się ponad założone bezpieczne wartości, obciążenia termiczne są jedną z głównych przyczyn degradacji oleju, tzw. starzenia. Proces ten spowodowany jest reakcjami chemicznymi zachodzącymi w oleju na skutek przyspieszonego przez temperaturę utleniania oraz przez szybciej powstające w tych warunkach zanieczyszczenia w postaci m.in.: kwasów, żywic czy depozytów węglowych.
Przyjmuje się, że procesy utleniania przyspieszają od temperatury 60°C, a powyżej 150°C zaczynają rosnąć wręcz wykładniczo co każde kolejne 10°C. Skutkami postępującego starzenia się oleju jest stopniowa utrata właściwości gwarantujących bezpieczną pracę skrzyni.
7. Po czym poznać, że olej w przekładni jest zużyty?
Postępującą degradację środka smarnego można zauważyć np. obserwując zmianę koloru na coraz ciemniejszy, spowodowaną rosnącą ilością zanieczyszczeń w zawiesinie, a także wyczuwając specyficzny zapach spalenizny, czy zauważając obecność drobinek metalu. Istotna jest także zmiana lepkości. Początkowo ulega ona zmniejszeniu aż do poziomów, które nie gwarantują bezpieczeństwa. Jeśli olej nie zostanie wymieniony i dojdzie do momentu, w którym dodatki w oleju zostaną całkowicie zużyte, następuje odwrócenie procesu. Z powodu utraty właściwości ochronnych dochodzi do gwałtownego wzrostu ilości zanieczyszczeń, a te z kolei znacznie zwiększają lepkość oleju.
8. Jak zanieczyszczenia oleju wpływają na trwałość skrzyni?
Zanieczyszczenia stałe w postaci produktów zużycia elementów skrzyni oraz opisanych produktów zużycia oleju powinny być zawieszone w oleju, jednak z czasem mogą się one wytrącać, osadzając się w zakamarkach skrzyni, tworząc większe skupiska, które w przypadku ich oderwania i trafienia pomiędzy współpracujące elementy działają jak pasta ścierna, co w oczywisty sposób przyspiesza zużycie skrzyni.
9. Jaki wpływ na parametry oleju ma woda?
Ogromny wpływ na utratę właściwości smarnych każdego oleju, także przekładniowego, ma wilgoć, która oprócz oczywistej drogi przez nieszczelności skrzyni może być też kondensowana wewnątrz obudowy w czasie zmian temperatury. Jeśli auto – tu skrzynia – nie jest regularnie dogrzewane, ponieważ pracując na krótkich odcinkach, olej nie osiąga odpowiedniej temperatury, aby odparować wodę, zaczyna się ona kondensować w oleju. Badania wskazują, iż obecność wody już w stężeniu 1% skutkuje nagłym spadkiem odporności oleju na zużycie – o 30% dla klasy GL-3 i aż o 50% dla klasy GL-5.
10. Jakie skutki może wywołać brak serwisu olejowego?
Utrata przez olej właściwości generuje wiele szkodliwych procesów, na przykład zacieranie (scuffing). Proces ten odpowiada za zjawisko nagłego uszkodzenia powierzchni styku współpracujących elementów ciernych w ruchu obrotowym. Zwiększa się w tym miejscu współczynnik tarcia i mocno rośnie temperatura. W efekcie dochodzi do zatarcia i deformacji plastycznej współpracujących elementów – jest to proces nieodwracalny. Największy wpływ na intensyfikację zacierania i deformacji ma zanieczyszczenie oleju wodą. Innym procesem pojawiającym się w momencie zaniedbania interwałów kontroli jakości i wymiany jest powierzchniowe zużycie zmęczeniowe (pitting), w wyniku którego powstają ubytki. Pierwszym jego etapem jest inicjacja pęknięć, następnie pęknięcia rozprzestrzeniają się i powiększają, a ostatecznie część elementu zostaje oderwana od powierzchni materiału macierzystego.
Grzegorz Kawka
Kierownik działu
technicznego Ravenol
Komentarze (0)