Motorolajok dízelmotorokhoz: típusok, viszkozitás és szabványok
A motorolaj kulcsfontosságú szerepet játszik a dízelmotorok optimális működésében és hosszú élettartamában. Feladata a dugattyú-dugattyúgyűrű-hengerpalást között az átfújás megakadályozása. A tömítettség ugyan nem hermetikus, de jó műszaki állapotú, nem kopott motornál kisebb lehet 1%-nál. Az autókban négyütemű motorolajat használnak, amelyek saját kenési rendszerrel és olajteknővel rendelkeznek. Az olajnak biztosítania kell a motor védelmét széles hőmérsékleti tartományban, és minimalizálnia kell a kopást a gyakori indítások során.
A motorolajok típusai az előállítási mód alapján
A motorolajok nemcsak márkában vagy viszkozitásban különböznek, hanem előállítási módjukban is. Alapvetően három fő típus létezik:
- Ásványi motorolaj: Az ásványi motorolaj finomított kőolajból készül, és elsősorban régebbi motorokhoz alkalmas, ahol nincs szükség korszerű adalékokra. Előnye az alacsonyabb ár, hátránya viszont a rövidebb élettartam és a kisebb hőállóság.
- Félszintetikus motorolaj: A félszintetikus motorolaj az ásványi és a szintetikus alapolajok kombinációja. Hosszabb élettartamot és jobb kenési tulajdonságokat biztosít, mint a tisztán ásványi olajok. Megbízható motorvédelmet nyújt, és univerzális tulajdonságainak köszönhetően gyakran biztonságos választás a legtöbb személygépkocsi számára.
- Teljesen szintetikus motorolaj: A teljesen szintetikus motorolaj teljes mértékben mesterségesen előállított kenőanyag, amelynek tulajdonságai pontosan szabályozottak. Ez a típus kínálja a legjobb motorvédelmet, különösen extrém hőmérsékletek és nagy terhelés esetén. Ideális modern autókhoz, sportkocsikhoz és hosszú szervizintervallummal rendelkező motorokhoz. Bár az ára magasabb, hosszú távon megtérülhet a kevesebb üzemanyag-fogyasztás és a hosszabb csereperiódusok révén.
A szintetikus olajok előnyei és tulajdonságai
A szintetikus olajok homogén molekulaszerkezete biztosítja az olaj állandó sebességű, stabil áramlását. Az ásványolajok egymásba gabalyodott molekulái nem képesek állandó sebességgel áramlani, ezért az olaj lassabban és kevésbé kiszámítható módon szállítja el a hőt a forró pontokról. A szintetikus olaj sokkal jobban tűri a hőt, mint az ásványi. A motor leállítása után a motorolaj hőmérséklete felfelé indul el, ugyanis a hűtőfolyadék keringése ilyenkor leáll. A megemelkedett hőmérséklet kokszképződést okoz egy ásványolajnál, de nem egy szintetikusnál. A koksz természetesen szennyeződés, tehát a tönkrement ásványolaj gyakorlatilag szennyezi a motort. A szennyeződések ráéghetnek a szelepekre, és tömítetlenséget, ezáltal olajfogyasztást okozhatnak.
Nem attól kezd el hamarabb kenni a szintetikus olaj, mert szintetikus, az 5W-s és 0W-s olajokat nem lehet ásványolajból készíteni. Márpedig ezek az olajok rendelkeznek a legjobb folyási tulajdonsággal hideg állapotban. Ez télen különösen kritikus, amikor jóval tovább tart, míg a motor és az olaj elérik az üzemi hőmérsékletet. A szintetikus olaj ellenben nem igényelnek ilyen adalékot ahhoz, hogy viszonylag stabil maradjon a viszkozitásuk. Esetükben maga a szintetikus alapolaj rendelkezik a megfelelő tulajdonságokkal. Mivel nincs mi elnyíródjon, ezért a csereperiódus végére is megmarad az olaj stabilitása.
A szintetikus elnevezés nem egzakt petrolkémiai fogalom, és ez sajnos marketing szempontból számos „félreértelmezésre” adhat lehetőséget. Műszaki értelemben a következőket kell értenünk alatta: léteznek olyan mesterségesen előállított szénhidrogén molekulatípusok - motorolajok esetében szintetikus szénhidrogénnek is nevezett poli-alfa-olefinek (PAO), illetve szintetikus észterek -, amelyek a motorikus igénybevételek szempontjából lényegesen felülmúlják az ásványolajokat. Az ilyen típusú alapolajok előállítása - nagyon leegyszerűsítve - etilén bázisból kiindulva komplex szénláncmódosításokkal történik. Szintetikus motorolajnak az a termék tekinthető, amelyben az alapolaj 100%-ban PAO és/vagy észter összetételű.
Civic kipufogó leömlő választék
Viszkozitás: az olaj folyékonyságának mértéke
A megfelelő olaj kiválasztását elsősorban a viszkozitás - pl. 5W-40 autóolaj vagy a népszerű 20W-50 motorolaj - határozza meg, de emellett az ACEA, API vagy gyártói szabványok is fontosak. A viszkozitás az áramló folyadékrétegek egymáson való elmozdulásakor fellépő belső súrlódás mértéke. Ez a jellemző kenőolajok esetében a hőmérséklet függvényében jelentősen változik. A hőmérséklet csökkentésével a motorolajok viszkozitása növekszik, míg el nem érik a szivattyúzhatóság-, egyben alkalmazhatóság határát. A hőmérséklet növekedésével a viszkozitás fokozatosan csökken, az olaj hígfolyóssá válik, egyben csökken a hatékony kenőfilm vastagsága.
Motorolaj-kódok magyarázata, SAE (Society of Automotive Engineers) számok
Egyfokozatú és többfokozatú olajok
Léteznek egyfokozatú- és többfokozatú viszkozitási osztályok:
- Egyfokozatú olajok: Motorikus üzemre használható ún. nyári fokozatok (növekvő viszkozitási sorrendben): SAE 30, SAE 40, SAE 50, (SAE 60). A téli fokozatok: SAE 0W, SAE 5W, SAE 10W, SAE 15W, ahol a legjobb hidegindíthatóságot a SAE 0W, a legkedvezőtlenebbet a SAE 15W jelöli. Bizonyos olajok, alacsony viszkozitási indexük miatt, nem képesek egyszerre megfelelni egy téli és egy nyári viszkozitási fokozat által támasztott követelményeknek. Ezek az olajok csak egy viszkozitási osztályba sorolhatók be, ezért hívják őket egyfokozatú olajoknak.
- Többfokozatú (multigrade) olajok: A járműipar igényeit a többfokozatú olajok biztosítják, amelyek évszaktól függetlenül garantálják a hidegindíthatósági és az üzemmeleg állapotokhoz szükséges követelmények teljesülését. A többfokozatúak között beszélhetünk szűk (pl. 15W-30) és tág (pl. 5W-40) tartományúakról. Más olajok, amelyeknek magasabb a viszkozitási indexe, egyszerre képesek teljesíteni egy téli és egy nyári viszkozitási osztály követelményeit is. A többfokozatú olajok kulcsa, hogy viszkozitásuk ne változzon drasztikusan a hőmérséklet-változás hatására. Többfokozatú olajat ásványolajból is lehet gyártani, de ehhez viszkozitás-módosító adalékokra van szükség. Ezek olyan hosszúláncú szénhidrogének, amelyek ellensúlyozzák az olaj természetes sűrűség-változását. Az velük a baj, hogy a motor üzemelése során ezek a hosszú molekulaláncok elnyíródnak, és egy idő után nem képesek betölteni funkciójukat. Így bizonyos idő elteltével a többfokozatú ásványolaj szinte egyfokozatúvá válik.
Viszkozitási index és energiatakarékos olajok
A viszkozitási index azt mutatja meg, hogy egy adott folyadék viszkozitása mennyire változik a hőmérséklet-változás hatására. Az alacsony viszkozitási indexű folyadékok viszkozitása szélsőségesen változik a hőmérséklet-változás hatására. Az ilyen folyadékok általában kevésbé alkalmasak közlekedési olajként, mert nagy különbség van az olaj hidegben tapasztalható tulajdonságai és a melegben tapasztalhatóak között.
Modern autókhoz általában Longlife olajokat javaslunk, például 0W-20 vagy 5W-30 motorolajat. Személygépjármű motorok esetében léteznek energiatakarékos motorolajok. A gyártástechnológiailag erre alkalmassá tett motoroknál (szűk tűrések, jó illesztések, korszerű szerkezeti anyagokból készült precíz megmunkálású és felületkezelt alkatrészek) esetében alkalmazhatóak az energiatakarékos, ún. könnyű futású motorolajok (Pl: SAE 0W-30, 0W-40, 5W-30). Ezek a kenőanyagok üzemmeleg állapotban is alacsony viszkozitásúak, így belső súrlódásuk csekély. Kopottabb vagy nagyobb illesztési hézaggal gyártott motorok esetében az alacsony viszkozitás elégtelen kenési állapot kialakulását eredményezheti, ilyenkor megoldást jelenthet pl. a 10W-40 olaj. Figyelem! Az energiatakarékos motorolajok súrlódás-csökkentő adalékokat is tartalmaznak.
Adalékok és korrózióvédelem a dízelmotorolajokban
A kenőanyagok alapolajból és adalékokból állnak. Az alapolajat bázisolajnak is nevezik, ez a kenőolaj legnagyobb arányú összetevője. A kenőanyagba működés közben számos korróziót elősegítő vegyület kerülhet. Dízel motornál a gázolaj kéntartalma miatt keletkező kénessav, valamint az EGR hatására létrejövő savas alkotók és lerakódások is ilyenek. Az ezek miatt fellépő korróziós károsító hatást bázikus adalékokkal semlegesítik.
Szabványok és specifikációk a dízelmotorolajoknál
A megfelelő olaj kiválasztását elsősorban a viszkozitás, valamint az ACEA, API vagy gyártói szabványok határozzák meg. Sok esetben sajnos félreértések és keveredések vannak a teljesítményszinteket (specifikációk) és jóváhagyásokat illetően. A teljesítményszintek (API, ACEA, stb.) általános érvényűek, nem konkrét gyártóhoz kötődnek, a jóváhagyások (VW, MB, PSA, stb.) autógyártók által kialakított szabványok, melyek pontosabban leírják az adott jármű igényeit. Jóváhagyása akkor lehet egy terméknek, ha azt az adott járműgyártó a saját vizsgálati módszere szerint megvizsgálta az olajat és engedi annak használatát. A motorfékpadi vizsgálatok jól modellezik, hogy a motorolaj milyen szinten képes megoldani a motor védelmét a legintenzívebb igénybevételekkel szemben.
API teljesítményszintek dízelmotorokhoz
1947 óta működik az API teljesítményrendszer, amely az üzemmód szerint benzines és dízel kategóriát különböztet meg.
A dízelmotorokhoz tartozó API kategóriák:
| API kategória | Év | Főbb jellemzők és alkalmazás |
|---|---|---|
| CF | 1994 | Felváltotta az API CD-t. |
| CE | 1987 | Bevezetett kategória. |
| CF-4 | 1991 | Felváltotta az API CE-t. |
| CG-4 | 1995 | Általános dízelmotorokhoz. |
| CI-4 | 2002 | Nagy fordulatszámú, négyütemű dízelmotorokhoz, melyek megfelelnek a 2004-es amerikai kipufogógáz-előírásoknak. Használható legfeljebb 0,5 tömeg-százalékban ként tartalmazó dízel üzemanyaggal. Kifejezetten kipufógógáz-visszavezetéssel ellátott motorokhoz (EGR). Optimális védelmet nyújt korrózió ellen, a korom által okozott motorkopás ellen, véd a dugattyú lerakódással szemben, és ellenáll a korom tartalom növekedése miatti alacsony- és magas hőmérsékleti viszkozitás-változásnak. Létezik "CI-4 PLUS" minősítés is, mely magasabb szintű korom okozta viszkozitás-növekedés elleni védelemmel, valamint kedvezőbb nyírásstabilitással rendelkezik. |
| CJ-4 | 2006 | Új kategória, nagy fordulatszámú, négyütemű országúti dízelmotorokhoz, melyek megfelelnek a 2007-es amerikai kipufogógáz-előírásoknak. SAPS-szintje majdnem olyan alacsony, mint az ACEA E6-ra jellemző szint. Használható legfeljebb 0,5 tömeg-százalékban ként tartalmazó dízel üzemanyaggal. Optimális védelmet nyújt a katalizátor-mérgezés, részecskeszűrő-eltömődés, motorkopás ellen, véd a dugattyú lerakódással szemben, és ellenáll a korom tartalom növekedése miatti alacsony- és magas hőmérsékleti viszkozitás-változásnak. |
ACEA szabványok dízelmotorokhoz
Az európai autótervezők szövetsége (Association des Constructeurs Européens d'Automobile) által meghatározott szabványok:
ACEA A/B kategória (benzin- és dízelmotorokhoz)
- A1/B1: Ez az olajspecifikáció az alacsony belső súrlódású motorolajokra vonatkozik, amelyek HTHS viszkozitása a 2,6.....3,5 mPas közötti értéktartományba tartozik. Alkalmazható személygépkocsik és könnyű haszongépjárművek benzin- és dízelmotorjaihoz. Az A1/B1 specifikációjú motorolajok bizonyos motortípusokhoz nem alkalmazhatók.
- A5/B5: Viszkozitásstabil motorolajok hosszú olajcsereperiódusra, nagy teljesítményű benzin- és dízelmotorokhoz (személygépkocsi+könnyű haszongépjárművek). Az ilyen motorolajokat alacsony belső súrlódás jellemzi, a HTHS viszkozitás a 2,9....3,5 mPas értéktartományban fekszik. Az A5/B5 motorolajok bizonyos motorokhoz nem alkalmazhatók.
ACEA C kategória (részecskeszűrővel szerelt dízelmotorokhoz, Low SAPS)
Az ACEA C kategóriájú, alacsony hamutartalmú olajok bizonyos motorokhoz alkalmatlanok lehetnek.
Műszaki adatok: Honda CB500 (1998)
- C1: Viszkozitásstabil, kifejezetten alacsony hamutartalmú motorolajok részecskeszűrővel és hármas funkciójú katalizátorral ellátott személygépkocsi és könnyű haszongépjármű motorokhoz, amelyek alacsony belső súrlódású, kis viszkozitású, alacsony hamu-, kén, foszfortartalmú és 2,9 mPas-nál nagyobb HTHS viszkozitású motorolajat igényelnek. Az e kategóriába tartozó motorolajok megnövelik a részecskeszűrő és a katalizátor élettartamát, és üzemanyag-megtakarítást is eredményeznek.
- C2: Viszkozitásstabil, közepes hamutartalmú motorolajok részecskeszűrővel és hármas funkciójú katalizátorral ellátott személygépkocsi és könnyű haszongépjármű motorokhoz, amelyek alacsony belső súrlódású, kis viszkozitású, közepes hamu-, kén, foszfortartalmú és 2,9 mPas-nál nagyobb HTHS viszkozitású motorolajat igényelnek. Az e kategóriába tartozó motorolajok megnövelik a részecskeszűrő és a katalizátor élettartamát, és üzemanyag-megtakarítást is eredményeznek.
- C3: Viszkozitásstabil, közepes hamutartalmú motorolajok részecskeszűrővel és hármas funkciójú katalizátorral ellátott személygépkocsi és könnyű haszongépjármű motorokhoz. Az e kategóriába tartozó termékek HTHS viszkozitása 3,5 mPas-nál nagyobb. Megnövelik a részecskeszűrő és a katalizátor élettartamát.
- C4: Viszkozitásstabil, kifejezetten alacsony hamutartalmú motorolajok részecskeszűrővel és hármas funkciójú katalizátorral ellátott személygépkocsi és könnyű haszongépjármű motorokhoz. Az e kategóriába tartozó termékek HTHS viszkozitása 3,5 mPas-nál nagyobb. Megnövelik a részecskeszűrő és a katalizátor élettartamát.
- C5: Üzemanyag takarékos és hosszú olajcsere periódusú, stabil, viszkozitástartó motorolaj, amely használható katalizátor-kompatibilis olajként DPF-fel szerelt járművekhez, nagyteljesítményű dízel és benzin üzemű személy- és kishaszon-járművekhez, amelyekhez 2,6 mPa*s fölötti ugyanakkor 2,9 mPa*s alatti HTHS viszkozitású, alacsony SAPS szintű olaj használata van előírva.
ACEA E kategória (nehézgépjármű dízelmotorokhoz)
- E4: Viszkozitásstabil, öregedésálló motorolajok, amelyek kitűnő dugattyútisztaságot, kopásvédelmet és furattükrösödés elleni védelmet biztosítanak. Nagyteljesítményű, Euro 1, 2, 3 és 4 emissziós kategóriába tartozó dízelmotorokhoz ajánlott, különösen nehéz üzemi körülményekre, pl. hosszú olajcsereperiódusra, a gépkönyvi előírások betartása mellett.
- E6: Alacsony szulfáthamú, foszfor és kéntartalmú, ún. „low SAPS”, viszkozitásstabil, öregedésálló motorolajok, amelyek kitűnő dugattyútisztaságot, kopásvédelmet és furattükrösödés elleni védelmet biztosítanak. Nagyteljesítményű, Euro 1, 2, 3 és 4 emissziós kategóriába tartozó dízelmotorokhoz ajánlott, különösen nehéz üzemi körülményekre, pl. hosszú olajcsereperiódusra, a gépkönyvi előírások betartása mellett. Alkalmazható kipufogógáz-visszavezetéses (EGR) motorokhoz, amelyek részecskeszűrővel felszereltek vagy anélkül üzemelnek, valamint szelektív NOx katalizátoros motorokhoz is (SCR). Az E6 specifikációjú motorolajok kifejezetten részecskeszűrős motorokhoz ajánlottak, amelyeket alacsony kéntartalmú (max. 50 ppm) dízel gázolajjal üzemeltetnek.
- E7: Viszkozitásstabil, öregedésálló motorolajok igen hatásos dugattyú-tisztító képességgel és furattükrösödés elleni védőhatással. Nagyteljesítményű, Euro 1, 2, 3 és 4 emissziós kategóriába tartozó dízelmotorokhoz ajánlott, különösen nehéz üzemi körülményekre, pl. hosszú olajcsereperiódusra, a gépkönyvi előírások betartása mellett. Részecskeszűrő nélküli dízelmotorokhoz ajánlott, valamint a legtöbb kipufogógáz-visszavezetéses (EGR), valamint szelektív NOx katalizátoros motorhoz is.
- E9: Alacsony szulfáthamú tartalmú, az API CJ-4 kémiai határértékeit és motorfékpadi tesztjeire épülő teljesítményszint. SHPD minőségű, közepes SAPS szintű, stabil, viszkozitástartó motorolaj, amely megelőzi a dugattyú szennyeződését és a furattükrösödést. Továbbá felveszi a küzdelmet a kopással, a turbófeltöltő elszennyeződésével és a koromképződéssel szemben. Ajánlott az Euro 1, Euro 2, Euro 3, Euro 4 és Euro 5 szabványú motorokhoz, nagy terhelés és közepesen hosszú csereperiódus alatt is.