Lepkość, gęstość i pompowalność oleju silnikowego

31 sierpień 2021

Można wyróżnić wiele parametrów oleju silnikowego, a wśród nich lepkość i pompowalność. Potocznie mówi się także o „gęstości” oleju, co nie jest poprawne z punktu widzenia technicznego. Jaka jest zależność pomiędzy tymi pojęciami i na ile oddają one to, co dzieje się z olejem w określonych temperaturach, wyjaśniają specjaliści firmy Total.

Lepkość jest wielkością określającą łatwość przepływu oleju przy określonej temperaturze. Im wyższa lepkość, tym większy opór wewnętrzny, czyli ciecz wolniej płynie. Gęstość zaś jest określeniem ciężaru właściwego i nie ma wiele wspólnego z lepkością. Przykładem może być porównanie oleju do wody. Woda ma wyższą gęstość od oleju silnikowego, ale znacznie niższą lepkość w temperaturze pokojowej.

Lepkość olejów dostępnych na rynku oznaczana jest według norm Stowarzyszenia Inżynierów Samochodowych (SAE). Określana jest dla warunków umownie nazywanych zimowymi (opisywana liczbą i literą „W”) oraz letnimi (opisywana samą liczbą).

Smarowanie i chłodzenie

Współcześnie do samochodów używa się olejów wielosezonowych – stąd na opakowaniach można znaleźć dwie liczby oddzielone literą „W”. Pierwsza oznacza klasę zimową i płynność oleju w niskich temperaturach – dla przykładu olej Quartz 0W-20 znacznie szybciej rozprowadza się po silniku w niskich temperaturach, co przekłada się na mniejsze zużycie elementów silnika przy rozruchu oraz pomaga obniżyć zużycie paliwa. Druga liczba (po literze „W”) oznacza klasę letnią – im wyższa jest cyfra po literze „W”, tym olej jest bardziej lepki w wysokich temperaturach. Oznacza to, że film olejowy jest grubszy, ma większą wytrzymałość, ale wraz ze wzrostem lepkości wzrastają opory wewnętrzne w silniku, co może powodować spadek mocy i wzrost zużycia paliwa. Dodatkowo oleje o wyższych lepkościach gorzej chłodzą silnik, co jest bardzo istotne w najnowszych, wysilonych jednostkach – wyjaśnia Andrzej Husiatyński, kierownik Działu Technicznego Total Polska.

W kontekście prawidłowego rozprowadzenia oleju po silniku równie ważna jest jego pompowalność. W przypadku oleju mówimy przede wszystkim o pompowalności niskotemperaturowej MRV. Określa ona, z jakimi oporami olej może przepływać przez kanały olejowe w silniku w niskiej temperaturze. Testy laboratoryjne symulują takie warunki, które pozwalają skonfrontować właściwości oleju z wymaganiami stawianymi przez konstruktora silnika.

Warto wspomnieć także o parametrze lepkości wysokotemperaturowej HTHS, mierzonej przy 150 °C. Niższa lepkość wysokotemperaturowa to mniejsze zużycie paliwa. Wyższa lepkość zapewnia lepszą ochronę przed tarciem półsuchym, a więc zużyciem, ale za cenę większego zużycia paliwa i spadku mocy.

Zgodnie z wymaganiami producenta

Aby zapobiec negatywnym skutkom obniżania lepkości HTHS w miejscach gdzie występują bardzo wysokie naciski, jak na przykład pomiędzy krzywką rozrządu a popychaczem, stosuje się w oleju zaawansowane pakiety aktywnych dodatków przeciwzużyciowych, które reagując odpowiednio z powierzchniami trącymi tworzą bardzo wytrzymały film smarny. Dzięki tym dodatkom możemy znacznie zmniejszyć lepkość HTHS bez niekorzystnego wpływu na żywotność silnika, redukując w ten sposób opory wewnętrzne, zwiększając moc oraz oszczędność paliwa i dodatkowo poprawiając chłodzenie tłoków i pierścieni, co jest bardzo istotne w przypadku silników o dużej mocy osiąganej z małych pojemności – wyjaśnia Andrzej Husiatyński.  

Warto wspomnieć, że różnice w zachowaniu oleju ujawniają się tak naprawdę dopiero po jakimś czasie, wraz ze wzrostem temperatury. Zaraz po wlaniu go do silnika nie są widoczne, stąd początkowo można odnieść wrażenie, że olej o takiej lub innej lepkości działa tak samo dobrze. Nie jest to jednak prawda. Wyższa temperatura sprzyja szybszej utracie właściwości przez olej na skutek jego przyspieszonego utleniania. Utlenianie skutkuje zaś pogorszeniem parametrów smarnych oleju i jego pompowalności. Następuje również zwiększenie lepkości i zakwaszanie oleju, powstają ponadto szlamy, które mogą osadzać się na elementach silnika czy w kanałach olejowych. Temu ostatniemu zjawisku sprzyja z kolei nitrowanie oleju. Jest to niepożądany stan nasycenia oleju związkami tlenków azotu. Ich reakcja z węglowodorami zawartymi w oleju powoduje powstawanie azotanów organicznych. Ma to destrukcyjny wpływ na działanie dodatków uszlachetniających w oleju, które jest stopniowo zmniejszane. Z tego względu bardzo ważne jest stosowanie olejów o parametrach jakościowych i lepkościowych dokładnie takich, jakie przewidział producent samochodu.

POWIĄZANE POSTY

Zostaw Komentarz