Vývoj a výroba motorových a prevodo­vých olejov prebiehala a prebieha od začiatku skonštruovania prvého ben­zínového (rok 1876) a naftového motora (rok 1893) súbežne s ich zdokonaľovaním a praktic­kým používaním v automobiloch a v stacionár­nych agregátoch.

Potreba výkonnejších motorov si vyžadovala aj vývoj a výrobu kvalitnejších motorových olejov, ktoré by spĺňali ich funkčné vlastnosti a poža­dované výkonnostné parametre.

Pri vývoji motorových a prevodových olejov bolo niekoľko etáp, v rámci ktorých sa vyvíjali a apli­kovali mnohé technológie a postupy. Hľadali a skúmali sa nové východiskové ropné a syntetic­ké suroviny, ktoré by posúvali ich kvalitu krok po kroku dopredu s cieľom získania mazacích ole­jov, ktoré by spĺňali požadované kvalitatívne pa­rametre pre novo vyvinuté motory.

Výskumníci, tribológovia a technológovia sa za­merali hlavne na vyvinutie a výrobu základo­vých olejov o vysokých kvalitatívnych paramet­roch. Predovšetkým sa kládol dôraz na:

• vysokú termicko-oxidačnú stabilitu,

• vynikajúce viskozitné vlastnosti,

• vysoký viskozitný index (V. I.),

• prijateľné nízkoteplotné vlastnosti,

• požadovaný bod vzplanutia,

• nízku odparivosť.

Z toho vyplýva, že z kvalitného základového oleja sa následne vyrobia aj kvalitné finálne pro­dukty – motorové a prevodové oleje.

 

ZÁKLADOVÉ OLEJE NA BÁZE SYNTETICKÝCH OLEJOV

V praxi jestvujú dva druhy automobilových ole­jov na báze syntetických olejov: polosyntetic­ké (semisyntetické) oleje, obsahujúce 15 až 50 % hm. ropných olejov a úplne syntetické, obsahu­júce 100 % hm. syntetických olejov.

V prehľade uvádzame názvy a typy rôznych syntetických olejov: polyalkény (polyetyléno­vé, polypropylénové, polybutylénové, polyal­faolefínové), alkylaromáty, polyalkylénglyko­ly, polyfenylétery, estery karboxylových kyselín (mono, diestery a polyestery), estery kyseliny fosforečnej, estery kremičitej kyseliny, polysi­loxany, všeobecne nazývané aj silikónové oleje.

Polosyntetické a úplne syntetické základové oleje sa používajú na výrobu finálnych olejov – motorových a prevodových olejov pre moderné automobily. Tieto oleje majú pred sebou veľkú perspektívu a v budúcnosti úplne nahradia ole­je na báze ropných základových olejov.

Prednosti používania syntetických a polosynte­tických automobilových olejov spočívajú v:

– lepšej tekutosti za nízkych teplôt,

– bezproblémovom štarte automobilu,

– úspore paliva v prevádzke STOP and GO,

– rýchlejšom prívode oleja na mazacie miesto,

– mäkšom chode motora,

– vyššej odolnosti voči starnutiu oleja,

– možnosti predĺženia intervalu výmenných lehôt oleja a jeho životnosti,

– vyššej ochrane proti tvorbe vysokoteplot­ných lakov, kalov a usadenín,

– dosahovaní dlhej životnosti motora.

Syntetické základové oleje odlišne vnímajú prí­sady, preto sa musí na tento problém myslieť pri výrobe finálnych motorových a prevodových mazacích olejov. Príčina zlej kompatibility prí­sad so základovými syntetickými olejmi súvi­sí niekedy s chemickou štruktúrou a stabilitou použitej syntetickej zložky.

 

ĽAHKOBEŽNÉ MOTOROVÉ OLEJE

Plne syntetické motorové oleje sa stávajú už bežnou skutočnosťou pri ich aplikáciách v mo­derných osobných automobiloch. Už prvé ná­plne v osobných automobiloch bývajú synte­tické oleje triedy SAE 5W-20 alebo 10W-30, respektíve iných tried. Tzv. zábehové motorové oleje, ktoré sa používali ešte v polovici minulé­ho storočia ako prvé náplne v nových automo­biloch, sa už roky nepoužívajú. Vývoj pokročil aj v tejto oblasti veľmi rýchlo dopredu.

Plne syntetické motorové oleje, ktoré splňujú všetky požiadavky používateľov (uvedené vyš­šie), dostali nové názvy, a to ľahko bežné mo­torové oleje. Vyznačujú sa zníženou vysokotep­lotnou viskozitou, meranou pri teplote 150 °C. Táto viskozita sa označuje ako HTHS viskozi­ta (High Temperature High Schear). Je to dyna­mická viskozita meraná pri teplote 150 °C a pri vysokom šmykovom spáde 106 s-1.

Z toho vyplýva, že čím je HTHS viskozita ole­ja vyššia, tým tvorí motorový olej hrubší mazací film (nie však pevnejší). Zároveň platí, že čím je viskozita HTHS vyššia, tým je aj pevnosť maza­cieho filmu väčšia.

 

KLASIFIKÁCIA AUTOMOBILOVÝCH OLEJOV

Výroba automobilových olejov – motorových a prevodových – patrí k najzložitejším techno­logickým postupom v oblasti výroby mazacích olejov vôbec. Úlohou oboch typov olejov je zni­žovanie trenia a opotrebovania trúcich sa častí, zabezpečovali odvod tepla, zbavovali trecie plo­chy nečistôt, chránili trecie plochy proti koró­zii, tlmili dynamické rázy v mechanizmoch, tes­nili a podobne.

Rozdielne požiadavky sa kladú na automobilo­vé oleje, ak sú určené pre dvojtaktné, štvortakt­né motory, ak je motor chladený vzduchom, benzínový či naftový motor, preplňovaný, alebo nepreplňovaný motor, s manuálnou alebo au­tomatickou prevodovkou, atď.

Pre posúdenie kvality motorových a prevodo­vých olejov boli zavedené rôzne špecifikácie a normy, ktorými sa riadia nielen samotní vý­robcovia olejov, ale aj ich koncoví používatelia – motoristi.

Dvomi základnými a hlavnými parametrami, ktorými sa klasifikujú automobilové oleje, je viskozita a výkonnostná úroveň.

 

VISKOZITA PODĽA SAE (Society of Automotive Engineers, USA)

Viskozita ako fyzikálna veličina sa definuje ako miera odporu kvapaliny proti tečeniu. Táto ve­ličina je premenlivá a jej hodnota závisí na tep­lote oleja. Pre zabezpečenie požadovanej účin­nosti mazania je, aby sa viskozita oleja menila v závislosti na teplote čo najmenej. Táto závis­losť je určená tzv. viskozitným indexom V. I. – čím je jeho hodnota vyššia, tým je závislosť vis­kozity od zmien teploty nižšia.

Nižšia viskozita kladie menší odpor proti pohy­bu, ale nemusí zabezpečiť spoľahlivé mazanie.

Vyššia viskozita pre zmenu znižuje opotrebova­nie trúcich sa plôch, ale spôsobuje väčšiu spot­rebu energie.

SAE špecifikácia obsahuje šesť zimných tried (W), a to: 0W, 5W, 10W, 15W, 20W, 25W a päť letných tried: 10, 20, 30, 40, 50.

V súčasnosti sa vo svete vyrábajú väčšinou už iba viacstupňové (multigrade) motorové oleje. Ob­sahujú zimné a letné triedy SAE, ako napríklad 0W-20, 5W-20, 10W-30, 15W-40 a podobne.

V pretekárskych automobiloch a motocykloch sa aplikujú napríklad aj multigrade motorové oleje SAE 5W-60 alebo SAE 20W-60.

 

VÝKONNOSTNÁ ÚROVEŇ

Výkonnostná úroveň oleja vyjadruje schopnosť motora pracovať za obtiažnych prevádzkových podmienok.

Výkonnostná úroveň sa riadi klasifikáciou pod­ľa API (American Petroleum Institute, USA) a motorové oleje zaraďuje do týchto skupín:

1. Oleje triedy S – pre zážihové motory

2. Oleje triedy C – pre vznetové motory.

Uvádzaná trieda API / Vhodnosť použitia

SA / zážihové motory so stredným tepelným namáhaním (pre motory bez prísad od roku 1930);

SB / zážihové motory so stredným tepelným namáhaním (obsahujúce antioxidant, antikoró­zivne a protioderové prísady), určené pre mo­dely od roku 1963 a tak nasledujú ďalšie triedy až po písmeno SL…

SL / predposledné zážihové motory modelov od roku 2001 až 2004;

S M / zážihové motory súčasných automobi­lov.

Vznetové (naftové) motory

CA / nepreplňované naftové motory so zvýše­nými požiadavkami na oxidačnú stabilitu, mo­dely do roku 1950;

CL / pre naftové vysokorýchlostné preplňova­né štvortaktné motory, spaľujúce naftu s obsa­hom síry meším než 0,5 % hm, recirkulujúcimi výfukové plyny, navrhnuté pre spĺňanie emis­ných predpisov v roku 2004;

CJ / oleje pre štvortaktné naftové motory spa­ľujúce naftu s obsahom síry max.0,5 % hm, spĺ­ňajúce emisné limity pre rok 2007, pri použití fil­tra tuhých častíc (PDF) a trojcestný filter (TWC).

Tieto opatrenia predlžujú intervaly výmenných lehôt a životnosť používaných motorových ole­jov a napokon aj samotných motorov.

Aplikácia klasifikácie podľa API odráža vý­voj automobilových olejov na americkom kon­tinente, preto pri vyšších triedach nevyhovu­je úplne podmienkam pre európske motory. Americké a európske motory sú konštrukč­ne, objemovo a výkonovo odlišné. To sa okrem iného prejavuje aj v odlišných požiadavkách na obsah použitých prísad tvoriacich pri spaľova­ní popol.

Európski výrobcovia a konštruktéri preto za­viedli používanie novej klasifikačnej trie­dy ACEA (Associacion des Constructeurs Eu­ropéenes d´Automobile, EU), ktorá v roku 1991 nahradila klasifikáciu CCMC (Comité des Constructeurs d´ Automobile du Marché Commun, EU – Združenie konštruktérov au­tomobilov).

Podľa účelu použitia sa motorové oleje triedia do týchto skupín označených veľkými písme­nami:

A motorové oleje pre osobné automobily s benzínovým motorom,

B maloobjemové naftové motory osobných a dodávkových vozidiel,

C pre naftové motory osobných automobilov s filtráciou tuhých častíc vo výfukových ply­noch,

E pre naftové motory úžitkových a náklad­ných vozidiel.

Okrem uvedených špecifikácií a noriem pou­žívajú niektorí výrobcovia motorov a finálnych automobilov svoje normy a vykonávajú vo svo­jich tribologických laboratóriách a skúšobniach vlastné skúšky, ako sú: VW, MB, VW/AUDI, OPEL, Renault, BMW a Porsche, Norma FORD a ďalšie.

 

KLASIFIKÁCIA AUTOMOBILOVÝCH PREVODOVÝCH OLEJOV

V súčasnosti sa vyrábajú a aplikujú v automo­biloch prevodové oleje viskozitných tried SAE, normy J 306 A:

• zimná trieda – SAE 75W, SAE 80W, SAE 85W-90,

• letná trieda – SAE 90, SAE 140 a SAE 250.

 

VÝKONNOSTNÉ ŠPECIFIKÁCIE API

Automobilové prevodové oleje sa triedia pod­ľa API do 6-tich tried a označujú sa veľkými písmenami GL (Gear Lubricant) a číslovkou od 1 do 6.

Oleje GL 1 a GL 2 sa používajú v priemyselných nízko zaťažovaných prevodovkách.

Prevodové oleje:

GL 3 – nízko aditivované oleje sa aplikujú v ruč­ne radených, stredne zaťažovaných prevodov­kách s kužeľovými ozubenými kolesami (staršie autá a veterány);

GL 4 – vysoko aditivované ručne radené a vyso­ko zaťažované prevodovky a nápravy s hypoíd­nymi prevodmi s malým presadením osí v osob­ných a úžitkových vozidlách;

GL 5 – vysoko aditivované oleje pre hypoídne prevodovky, pracujúce v najťažších prevádzko­vých podmienkach, vystavené premenlivému nárazovému zaťaženiu. Zodpovedá aj vojenskej špecifikácii MIL-L-2105 D;

GL 6 – oleje pre prevodovky s veľmi vysokým namáhaním. Ich aplikácia v praxi je zriedkavá.

Aplikácia multigrade prevodových olejov zabez­pečuje vysokú účinnosť prevodoviek v moderných automobiloch vďaka nízkej viskozite pri extrém­nych podmienkach a obsahu vysoko kvalitných EP prísad. Moderné prevodové oleje na báze syn­tetických olejov znižujú spotrebu palív, ochraňu­jú prevodové systémy pred opotrebovaním, koró­ziou ložísk a súčastí z farebných kovov (Cu a jej zliatin).

Kvalitatívne parametre v súčasnosti vyrábaných prevodových olejov zabezpečujú ich aplikáciu v prevodovkách ako životnostnej náplne.

 

TEXT DR. PAVOL KLUCHO, SSTT BRATISLAVA FOTO ARCHÍV REDAKCIE