Olej przekładniowy

W pojazdach samochodowych oprócz silnika są jeszcze inne zespoły, które wymagają smarowania odpowiednimi olejami. Do zespołów tych zalicza się przede wszystkim skrzynię biegów, układ kierowniczy i most napędowy.
W nowoczesnych samochodach coraz szersze zastosowanie znajdują układy hydrauliczne, a szczególnie układy wspomagania hydraulicznego kierownicy i przekładnie hydrokinetyczne w automatycznych skrzyniach biegów. Największy wpływ na warunki pracy oleju w przekładniach wywierają naciski jednostkowe między współpracującymi częściami, szybkości poślizgu zębów w miejscach ich zetknięcia i temperatura.
W przekładniach zębatych występuje na ogół tarcie półpłynne. Zależnie od warunków pracy przekładni (prędkość obciążenia, sposobu obróbki zębów, szczegółów konstrukcyjnych itp.) proces tarcia może ulec zmianie.
Przy dużych obciążeniach, zwłaszcza w przekładniach hipoidalnych, zaczyna występować tarcie graniczne, a wtedy decydującą rolę w procesie smarowania odgrywają własności smarne oleju. Od olejów wymaga się, aby na powierzchniach zębów tworzyły trwałą warstwę ochronną, której zasadniczym zadaniem jest zmniejszenie liczby miejsc bezpośredniego stykania się zębów oraz obniżenia wielkości współczynnika tarcia.
Rozwój konstrukcji pojazdów samochodowych sprawił, że nastąpiło wyraźne zróżnicowanie jakości olejów do przekładni samochodów osobowych i ciężarowych. W samochodach osobowych i małych dostawczych dominującym stał się napęd przednich kół. Zblokowano układ przekładni głównej i skrzyni biegów i, co za tym idzie, wyeliminowano wysokoobciążoną przekładnię tylnego mostu.
W Europie dominującym typem przekładni redukcyjnych w samochodach są ręcznie sterowane przekładnie, w USA natomiast przekładnie automatyczne. Ze względu na specyfikę pracy, każda z wymienionych typów przekładni wymaga wyspecjalizowanego oleju.
Optymalną wiedzę o jego zachowaniu, właściwościach fizykochemicznych i stanie technicznego zespołu napędowego samochodu (przekładnia główna, skrzynia biegów) zapewniają badania eksploatacyjne przebiegające w rzeczywistych warunkach eksploatacji pojazdu samochodowego.
Pozyskana wiedza stanowi impuls w zakresie rozwoju konstrukcji zespołu napędowego samochodu, jakości olejów przekładniowych, w tym trwałości eksploatacyjnej, jak również wyeliminowania jego wymiany w trakcie użytkowania (jednorazowego fabrycznego napełniania “for life”). Istotnym zagadnieniem jest właściwy dobór oleju przekładniowego do zespołu napędowego.
Przy braku danych fabrycznych klasę oleju przekładniowego dobiera się następująco: silnie obciążone hipoidalne przekładnie główne, o znacznym przesunięciu osi kół zębatych wymagają olejów z grupy GL-5 wg klasyfikacji API, natomiast pozostałe przekładnie i synchronizowane skrzynie biegów oleju klasy GL-4). Należy podkreślić, że niewłaściwa zmiana tych klas spowoduje hałaśliwą pracę i przedwczesne zużycie silnie obciążonych przekładni głównych, zaś w synchronizowanych skrzyniach biegów uniemożliwi prawidłowe działanie synchronizatorów.

Płyn niskokrzepnący do chłodnic samochodowych

Sprawność i ekonomiczność pracy silnika w dużej mierze zależy od stanu technicznego układu chłodzenia i od jakości płynu niskokrzepnącego (chłodzącego).Wskutek niedostatecznego chłodzenia zaczyna wzrastać temperatura ścianek cylindrów, co powoduje spadek lepkości oleju i złe smarowanie (tarcie półsuche lub suche) oraz sprzyja wytwarzaniu większej ilości laków na tłokach.
Złe chłodzenie głowicy cylindrów zmienia charakter procesu spalania i wywołuje detonację. Zakłócenie prawidłowej wymiany ciepła w silniku wpływa na większe zużycie paliwa (do 30%) i oleju (do 40%) przy równoczesnym spadku mocy silnika o ok. 20-30%.
Tradycyjne dostępne ciągle na rynku, a opracowane kilka lat temu płyny niskokrzepnące nie są w stanie sprostać najnowszym wymaganiom techniki motoryzacyjnej.
Zmienne obciążenia pracy silnika w różnych warunkach eksploatacji samochodu, postoje w “korkach”, czy jazda po autostradzie wywołują wzrost jego obciążeń cieplnych, a zawarte w tradycyjnym płynie dodatki uszlachetniające jak inhibitory korozji ulegają szybkiej destrukcji, czyli zużyciu.
Nowa generacja płynów powstała w oparciu o organiczne inhibitory korozji ogranicza proces wytrącenia osadów i zjawiska kawitacji, a tym samym chroni układ chłodzenia i silnik przed korozją.
Współczesny płyn niskokrzepnący do chłodnic samochodowych to złożony produkt, który musi sprostać określonym wymaganiom, z których najważniejsze to:
- temperatura krystalizacji = -35OC;
- temperatura wrzenia = 107,5OC;
- odpowiednia ochrona przeciwkorozyjna.
Ponadto powinien spełniać następujące wymagania:
- odprowadzać nadmiar ciepła z silnika i gwarantować jego ochronę przed zatarciem podczas największych wzrostów temperatur przy maksymalnych obciążeniach i prędkościach obrotowych;
- zabezpieczać układ chłodzenia silnika przed zamarzaniem nawet podczas największych spadków temperatur;
- nie ulegać destrukcji (rozkładowi) w wysokich temperaturach;
- nie powodować powstawaniu szlamów i osadów;
- zapobiegać pękaniu uszczelek, przewodów gumowych i elementów z tworzyw sztucznych;
- zapobiegać wydzielaniu się kamienia kotłowego;
- odznaczać się wysoką rezerwą alkaliczną pozwalającą na neutralizację kwaśnych produktów spalania, które przedostają się z komory spalania do układu chłodzenia.
Ich obecność na rynku motoryzacyjnym to zasługa nowoczesnego warsztatu badawczego, w którym kluczową rolę odgrywają badania eksploatacyjne płynów niskokrzepnących (zgodnie z normą ASTM D2847). Istotnym elementem tych badań jest wnikliwa ocena właściwości użytkowych, w tym szczególnie właściwości korozyjnych płynu, bezpośrednio w silniku w okresie eksploatacji samochodu.

Płyn do mycia i spryskiwania szyb samochodowych i reflektorów

Jednym z istotnych czynników kształtujących bezpieczeństwo w ruchu drogowym jest wysoka jakość płynu do mycia i spryskiwania szyb samochodowych. Do niedawna panowała opinia, że płyny te są łatwe do wyprodukowania, bo nie wymagają złożonych linii technologicznych i skomplikowanych, opracowanych latami receptur. To tylko częściowa prawda, należy pamiętać, że płyn powinien być wytworzony wg sprawdzonej w badaniach receptury, a jego produkcja powinna być kontrolowana i stabilna.
Jednym z podstawowych wymagań stawianych płynom do mycia i spryskiwania szyb samochodowych są dobre właściwości myjące. Trzykrotne przejście wycieraków podczas pracy, niezależnie od warunków eksploatacji samochodu, powinno wystarczyć do zmycia szyby i usunięcia zabrudzenia tworząc wymaganą strefę widoczności.
Podstawowe wymagania stawiane płynom o stężeniu eksploatacyjnym i koncentratom są określone w WT-ITS/2/94-ZLG wyd. 9 i dotyczą:
- składu chemicznego;
- temperatury krystalizacji;
- właściwości myjących;
- pienienia.
Zgodnie z warunkami technicznymi WT-ITS/2/94-ZLG wyd. 9 ocenę użytkową płynu przeprowadza się w oparciu o badania laboratoryjne i eksploatacyjne. Podczas badań eksploatacyjnych baczną uwagę zwraca się na:
- skuteczność mycia szyb samochodu;
- pienienie;
- powstawanie plam i zacieków;
- powstawanie refleksów świetlnych od latarń (rozszczepienie strumienia świetlnego w polu pracy wycieraków);
- stan techniczny piór wycieraków;
- stan techniczny uszczelek szyb samochodu.
Reasumując problem jakości płynów do mycia i spryskiwania szyb samochodowych, zwłaszcza zimowych, można stwierdzić, że badania eksploatacyjne są doskonałym narzędziem w zakresie wnikliwej oceny użytkowej.

Płyn hamulcowy

Gwałtowny rozwój motoryzacji oraz dążenie do podnoszenia bezpieczeństwa jazdy w ruchu drogowym wymusza na producentach samochodów stosowanie coraz to nowszych rozwiązań układów hamulcowych i płynów wyższej jakości. Prawie 90% pojazdów samochodowych jest wyposażonych w hydrauliczne systemy hamulcowe, które wypełnione są płynami hamulcowymi. Układy te zasadniczo wpływają na bezpieczeństwo w ruchu drogowym, zaś ich sprawność działania zależy w dużym stopniu od jakości płynów hamulcowych. Stąd też płyny hamulcowe objęte są w Polsce obowiązkowym certyfikatem na znak bezpieczeństwa.
Jednym z najistotniejszych wymagań jakościowych płynów hamulcowych jest parametr dotyczący temperatury wrzenia, którego wartość jest podwyższana równolegle z rozwojem motoryzacji.
Innym ważnym parametrem jest płynność w niskich temperaturach, zabezpieczająca prawidłowe funkcjonowanie hamulców w okresie zimowym. Mieszalność z wodą oraz niska temperatura krzepnięcia zabezpieczają przed tworzeniem się kryształków lodu i gwarantują ich płynność.
Obecność wody w płynie hamulcowym jest szczególnie niebezpieczna, gdzie podczas intensywnego używania hamulców może doprowadzić do całkowitej utraty skuteczności ich działania. Nagrzewające się podczas hamowania elementy układu hamulcowego powodują silne rozgrzewanie się płynu, a obecna w jego składzie woda szybko zmienia się w parę i zamiast podnieść ciśnienie wytworzone przez pompę hamulcową do siłowników kół napędowych pojazdu, sama ulega sprężeniu, wskutek czego dochodzi do ich unieruchomienia. Wysoką jakość płynów hamulcowych zapewniają kompleksowe badania obejmujące testy laboratoryjne, stanowiskowe i badania eksploatacyjne.
Wymagania techniczno-eksploatacyjne stawiane benzynom silnikowym i środkom smarowym zależą głównie od konstrukcji silnika i sposobu jego pracy w różnych warunkach eksploatacji oraz od systematycznie zaostrzających się przepisów administracyjnych dotyczących wielkości emisji toksycznych składników spalin emitowanych przez silniki samochodowe do atmosfery. Obecność na rynku motoryzacyjnym wysokiej ich jakości to znaczący udział nowoczesnego warsztatu badawczego. Pozwala on na wnikliwą ocenę i wgląd na zachowanie się silnika samochodu podczas intensywnej eksploatacji obejmującej jazdę miejska i autostradową w różnych warunkach klimatycznych kraju. Należy podkreślić, że o właściwościach użytkowych tych produktów decydują nie tylko właściwości fizykochemiczne, lecz w znacznym stopniu właściwości eksploatacyjne. Stosowanie niezgodnie z wymaganiami techniczno-eksploatacyjnymi benzyn silnikowych, olejów smarowych lub płynów eksploatacyjnych może spowodować wzrost ich zużycia przez jednostkę napędową, obniżenie właściwości dynamicznych samochodu, zwiększoną emisję toksycznych składników spalin, obniżenie sprawności i ekonomii pracy silnika, skrócenie jego żywotności, a nawet w intensywnych warunkach eksploatacji może dojść do jego unieruchomienia.

Janusz Jakóbiec
Grzegorz Wysopal
Instytut Technologii Nafty - Kraków