A motorolajok hőmérsékleti tartománya és viszkozitási specifikációja

A motorolajok, más néven kenőanyagok, alapvető szerepet játszanak a belsőégésű motorok működésében. Ezek az anyagok alapolajból és adalékokból állnak. Az alapolajat bázisolajnak is nevezik, ez a kenőolaj legnagyobb arányú összetevője. A kenőanyag lehet ásványolaj, szintetikus olaj, vagy a kettő valamilyen keveréke (rész-szintetikus, félszintetikus olaj) is. A motorolajok viszkozitási jellemzői az alapolajok folyási tulajdonságaitól, valamint a motorolaj adalékoktól függenek.

Mit jelent a motorolaj viszkozitása?

A viszkozitás az áramló folyadékrétegek egymáson való elmozdulásakor fellépő belső súrlódás mértéke. A viszkozitás a folyadék folyással szembeni ellenállását jelenti. Amikor külső erők, például gravitáció, hatnak egy folyadékra, a folyadékban lévő molekulák elkezdenek egymás ellen mozogni, ami molekuláris szintű súrlódást eredményez, amely így ellenáll az áramlásnak. Minél nagyobb a belső súrlódás, annál magasabb a folyadék viszkozitása. Egyszerűen fogalmazva, a viszkozitás a folyadék belső súrlódásának vagy áramlási ellenállásának mérése. A viszkozitás a kenőanyagok talán legrégebben rögzített fizikai tulajdonsága.

Ez a jellemző kenőolajok esetében a hőmérséklet függvényében jelentősen változik. Ez fordítva is igaz. A hőmérséklet csökkentésével a motorolajok viszkozitása növekszik, míg el nem érik a szivattyúzhatóság-, egyben alkalmazhatóság határát. A folyáspontot elérve megszűnik a folyadék jelleg. A hőmérséklet növekedésével a viszkozitás fokozatosan csökken, az olaj hígfolyóssá válik, egyben csökken a hatékony kenőfilm vastagsága. A viszkozitás hőmérséklettől való függése, azaz a folyadék viszkozitása a hőmérséklet, a nyomás általi és nyíró igénybevétel, valamint azon idő függvényében változik, ami alatt az igénybevétel történik. A legfontosabb befolyásoló tényező a hőmérséklet.

Ha a kenőanyag az üzemi hőterhelés maximuma közelében túlságosan elvékonyodna, úgy a filmképző szerepének csökkenése miatt az alkatrészek "besülésével" kellene számolni, míg az alkalmazási hőmérséklet tartomány minimumán sem szabad annyira "ledermednie" az olajnak, hogy szivattyúzhatatlanná váljon. Az, hogy a folyadék viszkozitása hogyan reagál a hőmérséklet- és nyomás változásokra, meghatározza, hogy egy folyadék mennyire tudja ellátni alapvető funkcióit, mint kenőanyag.

Viszkozitási index (VI)

A viszkozitási index (VI) fogalma 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. Ezért ma már elsősorban magas viszkozitási indexű olajak vannak használatban, mert ezek nagyobb mértékű hőmérséklet-változás hatására is csak kismértékben változtatják meg a viszkozitásukat, így „viselkedésük” stabilabb, állandóbb. Minél nagyobb hőmérsékleti tartományt "fog át" egy motorolaj, annál magasabb viszkozitási indexszel (VI értékkel) kell rendelkezzen.

Avensis motorolaj feltöltési útmutató

Egy- és többfokozatú motorolajok

Az egyfokozatú (monograde) olajok egyetlen adott viszkozitás osztály előírásait teljesítik. Motorikus üzemre használható ún. nyári fokozatok (növekvő viszkozitási sorrendben): SAE 30, SAE 40, SAE 50, (SAE 60). Az egyfokozatú nyári olajokat általában dízel hajómotorokban és mezőgazdasági gépekben alkalmazzák.

A téli fokozatok: SAE 0W, SAE 5W, SAE 10W, SAE 15W, ahol a legjobb hidegindíthatóságot a SAE 0W, a legkedvezőtlenebbet a SAE 15W jelöli.

A kétfokozatú motorolajok viszkozitásának meghatározására egy két számból és egy betűből álló kombinációt használunk, ami lehet 5W-30, 5W-40, 0W-30 és így tovább. A motorolaj viszkozitás jelölése olyan adat, amit minden autótulajdonosnak ismernie kell, hiszen általában ez alapján választjuk ki a jármű motorolaját. Vegyük elsőként a jelölés első részét, ami ebben az esetben a 0W. A legtöbben tudjuk, hogy ez a hidegindítási besorolás és a motorolaj alacsony hőmérsékleti viszonyok esetén jellemző viszkozitását jelöli. A W jelölés az angol Winter szóból ered, ami a telet jelenti. A jelölésben található második szám a 30, ami a motorolaj normál üzemi hőmérsékleten tapasztalható viszkozitását jelöli.

A SAE a Society of Automotive Engineers rövidítése. A SAE numerikus osztályozási rendszert fejlesztett ki az olaj viszkozitásának vagy vastagságának meghatározására. Az Amerikai Autóipari Mérnökök Szövetsége (Society of Automotive Engineers) a motorolajokra és a hajtóműolajokra, állított fel viszkozitás alapú osztályozási rendszert. Az eredeti viszkozitási fokozatok mindegyike monofokozatú volt, például egy tipikus motorolaj SAE 30 volt. Ez üzemi hőmérsékleti viszkozitás volt. Alapvetően minél magasabb ez a szám egy monográd olajban, annál sűrűbb lenne az olaj üzemi hőmérsékleten. A többfokozatú olajok jelentették a választ erre a problémára. A többfokozatú olaj az, amely megfelel a „W” alacsony hőmérsékletű viszkozitási követelménynek és a 100 °C „üzemi hőmérséklet” követelménynek is.

A téli-nyári u.n. multigrade motorolajok jelölése a két táblázat kombinációjából ered. Pl.: egy SAE 15W-40 viszkozitási osztályú motorolaj -20 oC-tól +45 oC környezeti hőmérséklethatárok között használható. A nagy hatású viszkozitás-index (VI) növelő adalékok alkalmazásával ma már meglehetősen széles hőmérséklettartomány áthidalható.

Értelmezze a Mitsubishi műszerfalának motorolaj szintjelzőit

Az alábbi táblázat összefoglalja a téli (W) SAE viszkozitási osztályok hidegindítási követelményeit:

Energiatakarékos motorolajok

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. Figyelem! Az energiatakarékos motorolajok súrlódás-csökkentő adalékokat is tartalmaznak. Motorkerékpár olajkenésű tengelykapcsolóban nem biztosítják a megfelelő nyomatékátvitelt, és szerkezeti meghibásodást okozhatnak!

Motorolajokkal szemben támasztott követelmények

Az olajokkal szemben számos elvárás támasztott, melyek biztosítják a motor hatékony és hosszú élettartamú működését.

• Kenés: A kenés hatására a kenőolaj növeli a motorok hatásfokát és az üzemanyag takarékosságot.
• Hűtés: A motor hűtését elsősorban a hűtőrendszer végzi, egy szintetikus olaj remekül ki tudja azt egészíteni. Az olajok a kenési helyről kiválóan elvezetik a hőt.
• A motor tisztántartása és kokszosodás: Az olaj detergens (tisztántartó) és diszpergens (lebegtető) adalékainak nagyon fontos szerepük van, hiszen a keletkező korom és egyéb, olajban oldhatatlan termékeket lemossák a felületekről és lebegtetik, kolloid szuszpenzióban tartják azokat annak céljából, hogy ezeket az olajszűrőben le lehessen választani.
• Korrózióvédelem: A kenőanyagba működés közben számos korróziót elősegítő vegyület kerülhet. Az ezek miatt fellépő korróziós károsító hatást bázikus adalékokkal semlegesítik. Természetesen a kenőanyag maga és átalakulási termékei sem okozhatnak korróziót a fémes felületen, átmeneti korrózióvédő hatást kell, hogy kifejtsenek a motor állása közben.
• Hidegindítás után hamar meginduljon a kenés: Az alacsonyabb téli viszkozitás biztosítja, hogy a motor rövidebb ideig maradjon kenés nélkül egy hidegindítás után. Azonban a motor kopásának 65-75%-a hidegindítás során keletkezik.
• Tömítés: A motorolaj feladata a dugattyú-dugattyúgyűrű-hengerpalást között az átfújás megakadályozása.
• A csereperiódus alatt ne változzon jelentősen a minősége: Fontos, hogy a kenőolaj minősége stabil maradjon a teljes csereperiódus alatt.
• Alacsony legyen az illékonysága.

Szintetikus és ásványi eredetű motorolajok

Az ásványolaj alapú motorolajok a kőolajból finomítási technológiák során nyert természetes szénhidrogén-vegyületek (pl. paraffinok vagy naftének) és teljesítményjavító adalékok keveréke. Oldószeres finomítványok, melyek a legkevésbé finomított, legolcsóbban előállítható csoportot alkotják.

A szintetikus olajok vegyi folyamat eredményei. Ezek kiinduló alapanyaga épp úgy lehet ásványi (kőolaj), növényi olaj, vagy földgáz. Műszaki értelemben 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. 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. A szintetikus olaj ellenben nem igényelnek viszkozitás-módosító adalékot ahhoz, hogy viszonylag stabil maradjon a viszkozitásuk.

Olcsó Mol 15W-40 Motorolaj (50 Liter) Vásárlás

A legkisebb mértékű ásványolaj hozzáadása esetén már csak a rész-szintetikus (semi-synthetic) elnevezést lehet korrektnek tekinteni. Sokan félszintetikusnak is nevezik, de ez helytelen, mert a legritkább esetben 50-50% az ásványi- és a szintetikus összetevők aránya. Ezek a rész-szintetikus olajok. A modern vegyészet tette lehetővé az ásványi alapanyagok olyan módosítását, amellyel gazdaságos keretek között úgy befolyásolható a kémiai szerkezet, hogy az olaj mechanikai jellemzői ne csorbuljanak - vagy még tovább javíthatóak legyenek. Ezek a HC, HT, MC szintézis néven váltak ismertté. Bizonyos szempontból a szintetikus olajoknál is "magasabb rendnek" tekinthetők.

Teljesítményszintek és jóváhagyások

Sok esetben sajnos félreértések és keveredések vannak a teljesítményszinteket (specifikációk), 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. Ezek alapján kijelenthető, hogy a jóváhagyások kicsit szigorúbb feltételeket támasztanak a termékekkel szemben.

API (American Petroleum Institute) teljesítményszintek

API: American Petroleum Institute - Amerikai Kőolajipari Intézet. 1947 óta működik az API teljesítményrendszer, amely az üzemmód szerint benzines és dízel kategóriát különböztet meg. Az API vagy az American Petroleum Institute rendelkezik egy rendszerrel a motorolajok osztályozására a teljesítményszint és a tervezett felhasználás alapján. Minden új API-besorolás megfelel a modern motorigényeknek, olyan tényezőket figyelembe véve, mint a tervezés, a károsanyag-kibocsátás, az üzemanyag-hatékonyság és a védelem.

Benzinüzemű motorok motorolajai (API S sorozat)

• API SG: 1989-ben bevezetett katalizátorbarát, ólommentes benzinüzemhez alkalmas teljesítménykategória.
• API SH: 1994-től érvényes, az API SG jóváhagyatási folyamatának szigorításán alapuló kategória.
• API SJ: 1996-ban életbe lépett, jelenleg érvényben lévő amerikai benzines teljesítményszint.
• API SL: 2001 júliusától érvényes teljesítményszint, különösen a kopásvédelem, az öregedésállóság és az energiahatékonyság terén támaszt fokozott követelményeket.
• API SM: Minden jelenleg használatban lévő gépjárműmotorhoz. Bevezetve 2004.11.30-tól. Az SM olajok fokozott öregedésállósággal, jobb lerakódás elleni védelemmel, jobb kopásvédő képességgel és kedvezőbb hidegtulajdonságokkal rendelkeznek, mint az eddigi teljesítményszintűek.
• API SN: 2010 októberében kerül bevezetésre. Alapvetően az ILSAC GF-5 műszaki követelményeit veszi át. Az API SN minősítésű motorolajokat 85% bioetanolt tartalmazó E85 üzemanyag használata mellett is tesztelik.
• API SN Plus: Az API SN továbbfejlesztett változata, amely az alacsony fordulatszámú előgyújtást (LSPI) hivatott kezelni a modern turbófeltöltős benzines közvetlen befecskendezéses (TGDI) motorokban.
• API SP: A benzinmotorok legújabb specifikációja, amely megfelel a modern járművek és a komplex motorkonstrukciók változó igényeinek. Továbbfejleszti az API SN Plus-t, jobb védelmet és teljesítményt kínálva.

Dízel motorolajok (API C sorozat)

• API CD: 1955-től érvényes nehézüzemű dízel és turbódízel kategória.
• API CF: 1994-től API CD-t váltotta fel.
• API CE: 1987-ben bevezetett kategória.
• API CF-4: 1991-ben az API CE-t váltotta fel.
• API CG-4: 1995. január 1-jétől érvényes, magasabb szintű motorvédelmet biztosító teljesítményszint.
• API CH-4: 1999-től bevezetett, az API CG-4-et meghaladó, hosszú csereperiódusra alkalmas rendkívül környezetbarát motorolaj specifikáció.
• API CI-4: 2002-ben bevezetett kategória, nagy fordulatszámú, négyütemű dízelmotorokhoz. Kifejezetten kipufógógáz-visszavezetéssel ellátott motorokhoz (EGR).
• API CJ-4: 2006-ban vezették be a 15 ppm maximális üzemanyag-kéntartalomhoz. Fokozott kopásvédelem, 1,0% ashmamaximum.
• API CK-4: Hatékonyan helyettesíti az API CJ-4-et, és visszafelé kompatibilis a legtöbb olyan alkalmazással, ahol jelenleg API CJ-4, CI-4/Plus vagy CH-4 olaj ajánlott.
• API FA-4: Az FA-4 olajok hasonló fejlesztéseket biztosítanak, mint a CK-4 olajok, de NEM kompatibilisek a korábbi motorokkal. Ezeket az olajokat a 2017-től gyártott közúti motorokhoz tervezték.

ACEA (Európai Gépjárműgyártók Szövetsége) teljesítményszintek

Az ACEA négy motorolaj kategóriát különböztet meg, ebből a benzin- és dízelmotoros személy- és kishaszon-gépjárművek motorolajainak korábban használt benzines (A), illetve dízel (B) teljesítményszintjeit 2004-ben egyesítették és bevezették az Ax/Bx osztályt. Ezen felül új kategóriaként megjelent a kipufogógáz utókezelő berendezéssel (háromutas szabályozott katalizátor, dízel részecskeszűrő) ellátott gépjárművekhez ajánlott motorolajok (ún. katalizátor-barát) kategóriája, amelyek alacsony SAPS (szulfáthamu, kén és foszfor) tartalommal rendelkeznek. Az ACEA legfrissebb specifikációit 2012-ben adták ki.

Az ACEA kategóriák részletesebben:

• A3/B3: Stabil (SAE osztályon belül maradó) viszkozitású, nehéz üzemi körülmények és intenzív terhelés mellett használt motorok teljesítmény kategóriája.
• A3/B4: Az A3/B3-04-hez képest növelt dugattyú beragadás elleni védelmet és dugattyú tisztasági előírásokat teljesítő, stabil (SAE osztályon belül maradó) viszkozitású kategória.
• A5/B5: Csökkentett belső súrlódású, alacsony üzemi viszkozitású (2,6 mPas < HTHS < 3,5 mPas) motorolajjal üzemeltethető, energiatakarékos motorokhoz fejlesztették ki.
• C1: Alkalmas dízel részecskecsapdával (Diesel Particulate Filter), illetve háromutas szabályozott katalizátorral szerelt motorokhoz. Biztosítja a kipufogógáz utókezelő berendezések maximális élettartamát.
• C2: C1-04 kategóriával megegyező motorikus követelményrendszerű, de a szulfáthamu, kén és foszfor tartalomra enyhébb előírású kategória.
• C3: C1 kategóriával megegyező követelményrendszerű, de kén és foszfor tartalomra enyhébb előírású, átlagos üzemi viszkozitású (HTHS > 3,5 mPas) motorolaj kategória.

Gyártói jóváhagyások (pl. VW, MB)

Néhányan vannak, akik külön - az API és az ACEA (az Európai Gépjárműgyártók Szövetsége) alapján - jóváhagyásokat adnak ki, amik annyival többek az előbb említett teljesítményszinteknél, hogy több fékpadi mérést tartalmaznak, amelyek értékhatárai szigorúbbak, mint a teljesítményszinteké. Mondhatjuk, hogy a jóváhagyásokkal definiált olajok biztosabban kielégítik egyes gépjárművek igényeit. Példák ilyen jóváhagyásokra:

• MB 229.1: 1997-től érvényes Mercedes-Benz specifikáció.
• VW 503.00: Meghosszabbított - 30.000 km-es - csereperiódusú, energiatakarékos, SAE 0W-30 viszkozitású motorolaj Otto motorokhoz.
• VW 504.00: A legújabb, változó hosszúságú szervizintervallumra alkalmas (15.000 km/ 1 év, max. 30.000 km/2 év), long life motorolaj előírás Otto-motorokhoz.
• VW 507.00: A legújabb, változó hosszúságú szervizintervallumra alkalmas long life motorolaj előírás dízelmotorokhoz. Dízel részecskeszűrővel ellátott VW motorok követelménye.

Üzemi hőmérséklet tartomány és HTHS viszkozitás

Alapvetően a motorolajat 100 °C környékén tekinthetjük üzemmelegnek. Ez azonban amolyan általánosan elmondható érték. Nagyjából 80 °C-tól elmondható, hogy a motorolaj az előre tervezett módon viselkedik. Adalékai kifejtik hatásukat, a folyási tulajdonságuk és összességében minden paraméterük elkezd az üzemi körülményekre tervezett módon viselkedni.

A motorolaj a motor különböző pontjain különböző hőmérsékletet vesz fel. Az olajteknőben ahol alapvetően a motorolaj elhelyezkedik üzem közben nagyjából 80-140 °C között lehet az olaj hőmérséklete. Ez folyamatosan változik is. A főtengely csapágyban 100-170 °C közötti olajhőmérséklet mérhető. A hajtókar csapágyban ennél is magasabb, kb.: 115-180 °C adódik. A dugattyú csapszegen tovább emelkedik a hőmérséklet. Itt már 140-220 °C-ot is eléri a motorolajunk hőmérséklete. Ennél is magasabb és tulajdonképpen a legmagasabb hőmérséklet a hengerfal, dugattyúgyűrűk, dugattyú műszaki rendszerben van. Itt 180-300 °C közötti hőmérsékletről beszélünk.

A motorolajokra vonatkozóan is létezik egy specifikáció, amelyet 150°C-on kell teljesíteni, ez a magas hőmérséklet/nagy nyírási viszkozitás (HTHS) néven ismert. Ezt a tesztet annak szimulálására végzik, hogy mi történik a motor nagy igénybevételű területein, pl. csapágyakban, bütykökben stb. Méri a viszkozitást, és jelzi az olajréteg vastagságát súlyos nagy sebességű körülmények között. A HTHS viszkozitás a motorkenőanyag folyással szembeni ellenállását jelöli extrém magas hőmérsékleten (150°C) állandó nyírás mellett. Egy alacsony HTHS értékkel rendelkező motorolaj jobb üzemanyag hatékonyságot és alacsonyabb károsanyag kibocsátást fog biztosítani. Ezzel szemben egy magasabb HTHS értékkel rendelkező motorolaj esetén kedvezőtlenebb a fogyasztás és az emissziós érték, viszont jobban védi a motort az esetleges kopásoktól.

Az olaj kiválasztásának szempontjai

A kenőolajok kiválasztásánál az alapolaj döntő jelentőséggel bír. Egy adott olaj viszkozitásának a kiválasztása mindig a kenőanyag alkalmazási területétől függ. Alapszabály: Alacsony viszkozitás kis mértékű nyomásterheléshez és nagy sebességhez, magas viszkozitás nagy mértékű nyomásterheléshez, alacsony sebességhez és magas hőmérséklethez. Fontos, hogy nagy hidegben is elérjen az olaj a kenési helyekre, amilyen gyorsan csak lehet. Aki 5W vagy 10W-40-es olajat használnak, nem tudnak túl nagyot tévedni a választásban. Persze itt sem árt megnézni - az árcédulán kívül - az olaj hátoldalán feltüntetett „specifications” vagy „teljesítményszintek/jóváhagyások” részt, hiszen érdemes minél magasabb API S… fokozatot választani. Nem baj, ha az olajban marad tartalék a csereciklus végén.

tags: #motorolaj #hőmérséklet #tartomány #specifikáció

• milyen kereket válasszunk Mazdánkra?
• Hogyan igényelhető a születési anyakönyvi kivonat?
• Kandalló vezérlés beállítása
• Szerelési útmutató az SX4 S-Cross-hoz
• Az Ignis olajcsere költségei