Zaostrzone kryteria jakościowe ILSAC olejów silnikowych
Zazwyczaj użytkownicy samochodów rozróżniają oleje silnikowe po ich lepkości (np. 5W-30, 0W-20 czy 5W-40), mylnie uznając ten parametr również za dostateczny wyznacznik jakości. Tymczasem zdecydowanie nie wystarcza on, by uznać, że dany olej nadaje się do zastosowania w konkretnym silniku. Dlatego w instrukcji obsługi pojazdu wymienione są też normy jakościowe, m.in. określona skrótem ILSAC, która uległa ostatnio zaostrzeniu.
Normy jakościowe oleju silnikowego są określane przez międzynarodowe stowarzyszenia motoryzacyjne: europejskie ACEA, amerykańskie API oraz japońsko-amerykańskie ILSAC. Ta ostatnia jest bardzo często stosowana przez producentów japońskich czy koreańskich.
ILSAC, podobnie do pozostałych stowarzyszeń, również systematycznie udoskonala i zaostrza wymagania w swoich specyfikacjach jakościowych. Olej musi przejść kilkanaście testów laboratoryjnych oraz na hamowni, w pięciu różnych silnikach. Specjaliści ELF wskazują 7 zaostrzonych wymagań według specyfikacji ILSAC GF-6 w stosunku do GF-5, które bardzo dobrze obrazują wzrost poziomu technologicznego obecnych silników i środków smarnych.
Powyższa grafika przedstawia ewolucję norm olejowych stowarzyszenia. Narożniki poszczególnych obszarów (fioletowego, turkusowego i pomarańczowego) obrazują 7 kryteriów. To wzrost lepkości, wpływ oleju na ekonomikę jazdy, utrzymanie ekonomiki pracy silnika, zapobieganie tworzeniu się osadów wysokotemperaturowych, odparowalność oleju, zużycie łańcucha rozrządu oraz występowanie zjawiska LSPI. Różnica między tymi wymaganiami dla normy GF-6 (kolor pomarańczowy), a GF-5 (kolor turkusowy), nie wspominając już o GF-4 (kolor fioletowy), ukazuje niebywały rozwój technologiczny silników spalinowych w ciągu ostatnich kilku lat, a co za tym idzie – wzrost wymagań stawianych olejom.
- Wzrost lepkości
W dzisiejszych czasach bardzo powszechne stało się stosowanie dowsizingu. Mniejsze silniki osiągają duże moce. To zaś oznacza zwiększone obciążenie termiczne oleju. Olej ma wtedy tendencję do utleniania i wzrostu lepkości. Wymaganie to znacząco ogranicza możliwość wzrostu lepkości, co musi oznaczać stosowanie lepszych baz, dodatków przeciwutleniających i dyspersję sadzy. - Ekonomika jazdy
Olej ma za zadanie obniżać tarcie w silniku. Stosowanie odpowiedniej lepkości, modyfikatorów tarcia czy obniżonego współczynnika HTHS ma się przyczynić do obniżenia tarcia w silniku i wzrostu jego sprawności, co przekłada się na obniżenie zużycia paliwa. - Utrzymanie ekonomiczności silnika
To ważne kryterium zaostrza wymagania dotyczące ograniczenia zużycia paliwa przy długiej i wysilonej pracy silnika. - Zapobieganie tworzeniu się osadów wysokotemperaturowych
Nagar i laki to specyficzne rodzaje osadów wysokotemperaturowych. Z oczywistych względów najbardziej narażone miejsca silnika to okolice pierścieni tłokowych oraz okolice zaworów wylotowych czy turbina. W tym wypadku również odpowiedniej klasy oleje mogą ograniczać to zjawisko. - Odparowalność oleju
Najnowsza norma GF-6 zapewnia najmniejszą odparowalność oleju z komory spalania. Wpływa to na zmniejszenie zanieczyszczeń zaworów dolotowych i wylotowych oraz katalizatora. - Ochrona łańcucha
W przypadku łańcuchowych napędów rozrządu, łańcuch jest smarowany olejem silnikowym, który również musi zapewnić jego ochronę, chłodzenie i czyszczenie. Przykładowo sadza, która również powstaje w silnikach benzynowych z wtryskiem bezpośrednim, ma tendencje do osadzania się w różnych miejscach silnika, m.in. właśnie na łańcuchu rozrządu. Jest to szczególnie szkodliwe w obszarze sworzni łączących ogniwa łańcucha, ponieważ powoduje ich wycieranie, a to z kolei doprowadza do jego wydłużenia. - Ochrona przed zjawiskiem LSPI
Coraz powszechniejszym problemem, z którym zmagają się konstruktorzy silników spalinowych jest zjawisko przedwczesnego zapłonu LSPI. Zjawisko to szczególnie upowszechniło się wraz z nadejściem technologii downsizingu i bezpośredniego wtrysku w doładowanych silnikach benzynowych. Można je zaobserwować najczęściej w zakresie niskich obrotów (1500-2000 obr/min), przy mocnym obciążeniu silnika i silnym doładowaniu powietrzem. Przedwczesny zapłon spowodowany jest m.in. obecnym w komorze spalania niedopalonym paliwem i żarzącymi się cząstkami oleju. LSPI skutkuje uderzeniami płaszcza tłoka o tuleję cylindra, a to prowadzi do poważnych uszkodzeń silnika. Oleje redukujące zjawisko LSPI mają formułę ograniczającą powstawanie wspomnianych cząstek(które w obrębie cylindra mogą się żarzyć) i dodatkowo działają gasząco na paliwo rozcieńczone w warstwie oleju na gładzi czy pierścieniach.
Najnowsza norma ILSAC GF-6 dzieli się na dwa rodzaje: GF-6A oraz GF-6B. Pierwsza, tzn. ILSAC GF-6A (spełniają ją np. oleje ELF Evolution FULL-TECH VSX 0W-20, ELF Evolution FULL-TECH VCX 0W-20, ELF Evolution 900 USX 5W-30) cechuje się: wsteczną kompatybilnością ze starszymi silnikami, większą zdolnością do łagodzenia zjawiska LSPI, dobrą ekonomicznością pracy silnika (testy VIE). Jest stosowana w lepkościach SAE 0W-20, 5W-20, 0W-30, 5W-30 oraz 10W-30. Dla XW-20, minimalne HTHS = 2.6; dla XW-30, minimalne HTHS = 2.9*.
Norma ILSAC GF-6B (przykładowo ELF Evolution R-Tech ELITE FE 0W-16) cechuje się: brakiem wstecznej kompatybilności ze starszymi silnikami, większą zdolnością łagodzenia zjawiska LSPI, dobrą ekonomicznością pracy silnika (testy VIF). Norma ta jest stosowana tylko w lepkości SAE 0W-16 przy minimalnym HTHS = 2.4 .
– Nowe rozwiązania konstrukcyjne dotyczące silników, normy emisji spalin, zwiększone ilości biokomponentów w paliwie spowodowały, że przez ostatnie kilka lat bardzo zaostrzyły się wymagania dotyczące jakości olejów silnikowych. Kierowanie się przy doborze oleju tylko lepkością oleju jest już stanowczo niewystarczające. Bardzo istotne jest sprawdzenie w instrukcji obsługi lub na stronie producenta oleju, jaka jest wymagana specyfikacja czy homologacja oleju, aby dobrać odpowiedni olej spełniający daną normę. Bez tego nie tylko skrócimy żywotność silnika, ale możemy doprowadzić do jego szybkiego zniszczenia przez groźne zjawisko LSPI – wyjaśnia Andrzej Husiatyński z działu technicznego TotalEnergies.
*HTHS – (High Temp High Shear) to miara lepkości dynamicznej w temperaturze 150 °C przy bardzo wysokich obrotach. Mierzy się opór ścinania warstw olejowych. Im niższy HTHS, tym niższy opór. Przekłada się to na wyższą sprawność silnika i niższe zużycie paliwa. Jednakże mniejszy HTHS to również „cieńszy” dynamiczny film olejowy. Dlatego silnik swoją konstrukcją musi być dopasowany do niskich HTHS. Olej musi być wzbogacony o dodatkowe powierzchniowoczynne dodatki przeciwzużyciowe. Oleje o niskim HTHS nie są wstecznie kompatybilne ze starszymi homologacjami i silnikami.
