Motorolajok ( Castrol, Valvoline, Shell )
Többféle viszkozitású, márkájú és minőségű motorolajjal foglalkozunk.
Kaphatóak nálunk motorkerékpárokba való speciális verseny és hagyományos olalok is.
Amit a motorolajokról tudni érdemes
A motorolaj alapvetően két fontos összetevőből, az alapolajból és az adalékokból épül fel. Az
alapolaj lehet ásványi eredetű, illetve szintetikus. Általában az ún. rész-szintetikus olajok is
ásványolaj bázisúak, szintetikus összetevőkkel. Egy korszerű motorolajnak igen sok
elvárásnak maradéktalanul meg kell felelnie. Fontos, hogy képes legyen leoldani a felületekre
rakódott szennyeződéseket, amelyek az égési folyamat és a működés során képződtek
(detergens hatás). Előírás az is, hogy a szennyeződéseket és kisebb kopadékokat tartsa
lebegésben, ne engedje lerakódni az áramlási holtterekben illetve a szűkebb furatokban,
hornyokban (diszpergens hatás). Feltétel még a működés során keletkezett savas jellegű
termékek közömbösítse, a kopásgátló, valamint a súrlódáscsökkentő és a korróziógátló hatás.
Elvárás még, hogy szállítsa el a motorban keletkezett hő nagy részét (termikus stabilitás),
rendelkezzen habzásgátló képességgel és gátolja meg az úgynevezett fekete iszap kialakulását
a katalizátoros motorokban. Nem nehéz észrevenni, hogy igencsak összetett feladata van egy
mai motorolajnak.
A motorolajok – amellett, hogy kőolaj alapon előállított, vagy szintetikus alapolajokat
tartalmaznak –, ma már elképzelhetetlenek a különböző adalékok nélkül, amelyek közül
napjainkban az egyik legjelentősebb csoport a súrlódást hivatott jelentősen csökkenteni. Ez a
fejlesztés másik irányát meghatározó tényező, vagyis a motorhajtó anyag-takarékos (fuel
economy) olajok előállítása. Ez kb 1-3% megtakarítást jelent, ami a gyakorlatban
tulajdonképpen nem is észrevehető. Számos egyéb cél, így többek között az utó-átalakító
katalizátorok aktivitásának védelme, a koromterhelés csökkentése, a kén, foszfor és
halogéntartalom csökkentése is motiválja még a kutatókat. Ez nem könnyű feladat, mert
Európában és az Egyesült Államokban is szigorú előírások szabályozzák egy-egy olajtípus
forgalomba hozhatóságát. Az olajok teljesítmény szintjét igen költséges fékpadi és országúti
kísérletekkel kell igazolni, aminek következménye, hogy minden paraméternek elsősorban a
nagy olajtársaságok által gyártott kenőanyagok tudnak megfelelni – és megfizettetni a
vásárlókkal! A jelenlegi tendenciákat tekintve a motorolaj-kutatás és fejlesztés egyik jól
észrevehető célja az olajcsere periódus növelése és az egy alkalommal felhasznált motorolaj
mennyiségének csökkentése.
A kőolaj alapon előállított, illetve szintetikus, vagy rész-szintetikus olajok közötti harc még
nem dőlt el. A jelenlegi igényeket tökéletesen kielégítik a részben szintetikus olajok, de a
gyártók a saját termékskálájukon belüli választék növelésére, illetve más olajtársaságokétól
való megkülönböztethetőség fokozására teljesen szintetikus olajokat is forgalmaznak. Ezeket
is kell adalékolni és jóval drágábbak is a kőolaj alapú motorolajoknál, de határozott előnyeik
is vannak. Így a kis illékonyság, a jó stabilitás a kedvező „folyáspont” és a biolebonthatóság.
Ezzel együtt a „belátható jövő”, az elkövetkező nyolc-tíz év a szintetikus alapú olajok
felfutását hozhatja. Ez azonban nagyban függ a motorkonstruktőrök fejlesztési elképzeléseitől
is. A motorfejlesztések nyomán olyan eredmények születnek ugyanis, amelyek tíz éve még
elképzelhetetlenek lettek volna. Ugyanez vonatkozik a motorolajokra is.
A motorolaj legfontosabb jellemzői
Viszkozitás
Mielőtt belemerülnénk a viszkozitási kategóriák ismertetésébe, elevenítsük fel, hogy mi a
viszkozitás, mint fizikai fogalom. A viszkozitás a folyadékok folyási képessége, egy olyan
mértékszám amely megmutatja, hogy a folyadék a folyással szemben milyen ellenállást fejt ki
adott hőmérsékleten. Köznapi értelemben a nagyobb viszkozitású anyag nehezebben folyik, a
kisebb viszkozitású folyadék hígfolyósabb. A motorolajok viszkozitása erősen függ a
hőmérsékletüktől: minél melegebb a motorolaj, annál hígabbá válik. Nagyon fontos azonban,
hogy a motor működése közben a motorolaj, egy adott viszkozitási tartományban maradjon.
Hidegindításkor ne legyen dermedt, mert ekkor az olajszivattyú nem tudja könnyen szállítani.
De a legmelegebb kenési helyen se legyen túlságosan híg, mert ez esetben a súrlódó
alkatrészek között nem alakul ki megfelelő vastagságú stabil kenőfilm.
Az SAE (Society of Automotive Engineering) a motorolajokat 20 és 100 °C hőmérsékleten
mért viszkozitásuk alapján a következő kategóriákba sorolja (SAE J 300 osztályozási
rendszer):
A gépkocsikhoz használatos motorolajokat viszkozitás szempontjából három nagy csoportba
sorolják: léteznek egyfokozatú (monograde), többfokozatú (multigrade) és energiatakarékos
többfokozatú (energy conserving; EC) olajok.
A W-vel (Winter) jelölt olajok hidegfolyási tulajdonságai kedvezőbbek, minél kisebb a szám,
az adott olaj annál hígabb hideg körülmények között, szivattyúzhatósága jobb. Például a 20W
jelű motorolajok használata nem ajánlott, ha a környezeti hőmérséklet tartósan -10°C alá
csökken, míg a 0W jelű motorolajok -30°C hőmérsékleten is használhatók. Ahhoz azonban,
hogy a motorolaj megkapja a W-viszkozitási fokozat szerinti besorolást, meleg állapotban,
100°C-on is el kell érnie viszkozitásának az adott számjelű osztályra meghatározott
minimumot – ez nagyon fontos, hiszen működés közben a motorolaj gyorsan felmelegszik és
ekkor már a meleg viszkozitási tulajdonságainak van jelentősége. A motorolaj
melegtulajdonságainak vizsgálatakor a 100°C-on végzett vizsgálat sokkal szigorúbb: nem
csak a viszkozitás minimumát, hanem a maximumát is meghatározzák, tehát az egyes meleg
viszkozitási osztályokban a motorolajok 100°C-on mutatott folyási tulajdonságai
egyértelműbbek. Ezen kívül 150°C-on, nagy nyírási igénybevétel mellett megvizsgálják az
olajok hőstabilitását is.
A viszkozitás a kenőanyagok talán legrégebben rögzített fizikai tulajdonsága. A viszkozitás olyan arányossági tényező, amely a belső folyadékrétegek egymáshoz viszonyított elcsúszása során fellépő súrlódást jellemzi. Valójában nem más, mint a folyási képessége. Ám ez a tulajdonsága a hőmérséklet függvényében fordítottan arányosan változó. Vagyis: ahogy nő a hőmérséklet, úgy csökken a viszkozitás. Ez fordítva is igaz. Konstrukciós szempontból azonban a viszkozitás változása csak bizonyos határok között engedhető meg. Ha az üzemi hőterhelés maximuma közelében túlságosan elvékonyodna a kenőanyag, úgy a filmképző szerepének csökkenése miatt az alkatrészek “besülésével” kellene számolni, míg az alkalmazási hőmérséklettartomány minimumán sem szabad annyira “ledermednie” az olajnak, hogy szivattyúzhatatlanná váljon. Ez utóbbi eset az indításkori kopások mértéke miatt fontos. A kopás annál kisebb, minél hamarabb “átolajozza” a kenőanyag a motort. (Nagyméretű, nagy értékű motorok indításánál egy külön olajszivattyú feltölti a rendszert és csak ezután lehetséges a tényleges indítás – sajnos ez a megoldás “kikopott és kiegyszerűsödött” a személygépjárművekből.) A világszerte ma is mértékadó, szabvány erejű ajánlást az Autóipari Mérnökök Egyesülete (SAE ? Society of Automative Engineers) a J300 ajánlásában fogalmazta meg.
Ez rögzíti a viszkozitás minimumát és maximumát, valamint osztályokba sorolást tartalmaz aszerint, hogy ezen értékeket mely hőmérsékleten éri az adott kenőanyag.
A viszkozitás-hőmérséklet összefüggését mutató fél-logaritmikus diagramból további érdekességek állapíthatók meg.
- Minél nagyobb hőmérsékleti tartományt “fog át” egy motorolaj, annál magasabb viszkozitási indexszel* (VI értékkel) kell rendelkezzen. Ez a diagramban “laposabb” görbét képvisel.
- A nagyobb VI értékű kenőanyagok esetében ugyanakkora hőmérséklet-változás mellett közel sem változik olyan mértékben a viszkozitás, mint az alacsonyabb VI értékű olajok esetén.
*Viszkozitás index
Olyan tapasztalati szám, amely az olaj viszkozitásának a hőmérséklet változása következtében beálló változására jellemző. Nagy viszkozitási index jellemzi azokat az olajokat, amelyek viszkozitása viszonylag kis, és kis viszkozitási index azokat, amelyek viszkozitása nagymértékben változik a hőmérséklettel.
A diagrammon megjelöltünk két hőmérsékletet, így látható, hogy példánkban egy 20W50-es motorolajhoz képest egy 5W50-es mennyivel “vékonyabb” szobahőmérsékleten. Ez a különbség azonban elenyészővé válik, amint az olajat elkezdjük komolyabban “dolgoztatni”. Lényegesen nő azonban a különbség a két motorolaj viszkozitása között a hőmérséklet csökkenésével. Míg a 20W50-es motorolaj -15 oC-on szivattyúzhatatlanná válik, addig a példabeli 5W50-es motorolajunk lényegesen alacsonyabb viszkozitása könnyű szivattyúzhatóságot és gyors átolajzást – ebből eredően indításkor az alkatrészek kisebb kopását – produkálja.
Sokan azt hiszik, ha egy olaj a flakonban “könnyebben lötyög”, az túl vékony egy kopottabb motorba. Még az autószerelők többsége is abból a helytelen feltételezésből indul ki, mintha ez a viszkozitás-különbség állandó maradna minden más hőmérsékleten. Diagramunk rámutat ezen feltételezés valótlanságára. Mindemellett igaz az a tény, hogy egy jobb folyási tulajdonságokkal rendelkező motorolajból a már kopott motor többet fog “fogyasztani”, de ennek többletköltsége még mindig elenyésző lehet ahhoz az előnyhöz képest, amely a kopáscsökkentés révén mint javítási/felújítási költség megtakarítható.
Eltekintve itt a már szélsőségesen kopott, 0,7…1 liter/1000 km olajfogyasztást meghaladó – felújításra megérett – motoroktól. A téli-nyári ún. multigrade motorolajok jelölése a két táblázat kombinációjából ered. Pl.: egy SAE 15W40 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. Ezek az adalékok tették lehetővé többek között a multigrade olajok megjelenését is a korábbi “csak nyári” és “csak téli” kenőanyagokkal szemben.
Egyfokozatú motorolajok
A csak hideg-, illetve csak melegtulajdonságokat jellemző viszkozitási fokozatba sorolt
motorolajokat ún. egyfokozatú motorolajoknak nevezik. Ezeknek az olajoknak a felhasználási
területe a környezeti hőmérséklet tekintetében meglehetősen korlátozott: pl. a SAE 30 jelű
motorolajok használatát a gyártó Bogár esetében 0°C-nál kisebb külső hőmérsékleten nem
ajánlja, amíg pl. a SAE 20W jelű motorolajokat pedig 0°C-nál nagyobb hőmérsékleten nem
célszerű alkalmazni. Az egyfokozatú motorolajok ma már a személygépkocsik motorolaj
kínálatában elvesztették jelentőségüket. Hazánkban például egyfokozatú olajból télen és
nyáron is más-más fajtát kellene használnunk.
Többfokozatú motorolajok
A többfokozatú motorolajok egyaránt teljesítik a megadott hideg- és meleg viszkozitási
osztályokban előírt követelményeket. Csomagolásukon egy hideg- és egy meleg viszkozitási
osztály van feltüntetve, pl. SAE 15W-40. Ebben a kategóriában is vannak szűk viszkozitási
határú termékek (pl. SAE 20W-20, ezek már kiszorultak a piacról), amelyek használhatóságát
csak szűk hőmérséklettartományban ajánlják az autógyártók (a példa esetében a VW -10 és
+15°C között), és tág viszkozitási határú termékek (pl. SAE 0W-40, SAE 5W-40), amelyek
szélsőségesen hideg sarkvidéki és forró trópusi éghajlati viszonyok között is megfelelő
tulajdonságokat mutatnak.
De vajon mi a különbség egy SAE 10W-60 és egy SAE 20W-40 olaj között? Nézzük a 10W-
60 -as olajat. Hidegoldali viszkozitása alacsony (10W), tehát az olaj hidegben is relatíve híg
marad. Melegoldali viszkozitása magas, tehát az olaj nem veszít magas hőmérsékleten sem a
kenési tulajdonságaiból. A SAE 20W-40 olaj hidegoldali viszkozitása SAE 20W, tehát
alapvetően sűrűbb az olaj hidegen. Melegoldali viszkozitása SAE 40-es, a hőmérséklet
emelkedésére kissé jobban felhígul majd. Ezt a sűrűbb olajat eredményesen alkalmazhatjuk
egy már kopottabb motorban, hiszen a hidegindításkor a megnövekedett csapágyhézagok
réseiben “van hely” a sűrűbb olajnak. Ezekből a kopottabb csapágyakból a 10W-s “vékony”
olaj már elképzelhető, hogy kifolyik és vegyes súrlódás alakulna ki az optimális
hidrodinamikus kenés helyett, a motorunk kicsit kopogva járna, és a motorkopás is
intenzívebb lenne. Valószínűleg a motor olajfogyasztása is megnövekedne, különösen abban a
periódusban, amikor az üzemi hőfokát még nem éri el a motor. Látszik tehát, hogy az
alkalmazható kenőolaj viszkozitásának mértéke nem csak a külső hőmérséklet, hanem a
motor műszakai állapotának is függvénye. A fenti táblázat és hazánk éghajlati adottságaiból
adódóan látható, hogy a SAE 15W-40 viszkozitás indexű motorolaj (nem
versenykörülményekre persze) a legtöbb motorba megfelelő.
Nagy általánosságban elmondható, hogy a SAE 15W-40-es olaj előállítható ásványolaj
bázisból megfelelő adalékolással, de a SAE 10W-40-es már megkívánja a szintetikus
komponenseket, ezek az úgynevezett részszintetikus olajok. A SAE 5W-40-es olaj már
általában teljesen szintetikus bázisolajból áll, mert kiváló hidegoldali tulajdonságai csak így
biztosíthatók.
Energiatakarékos motorolajok
Egy külön csoportot képez a motorolajokon belül az ún. energiatakarékos vagy
“könnyűfutású” motorolajok köre, amelyekbe hideg és meleg állapotban is kis viszkozitású,
csekély belső ellenállású olajok tartoznak. Ebbe a csoportba egyes SAE 0W-30, 0W-40, 5W-
40, 10W-40 viszkozitási fokozatú olajokat sorolják. Az “energiatakarékos” minősítést azok a
motorolajok kaphatják meg, amelyeket meghatározott vizsgálati módszerek (API, ACEA)
szerint bevizsgáltak. Ennek során pl. az API szerint egy SAE 20W-30 viszkozitási fokozatú
referenciaolajhoz viszonyított tüzelőanyag-megtakarítást vizsgálják. Ha ennek mértéke eléri
vagy meghaladja az 1,5%-ot, az olaj EC jelölést, ha eléri, illetve túllépi a 2,7%-ot, EC II
jelölést kap. Itt jegyezzük meg, hogy API SJ teljesítményszintű olajok egyben az
energiatakarékossági kritériumokat is teljesítik. Az energiatakarékos motorolajok alkalmazása
esetén elsősorban hidegindításkor csökken a motorban a “pancsveszteség”, vagyis a motorolaj
szivattyúzása kevesebb energiát emészt fel. A “pancsveszteség” az egyéb veszteségek mellett
kicsiny hányad, ezért az üzemanyag- fogyasztás csökkenése csak speciális körülmények közt
mérhető.