Tribológia patrí medzi multidisciplinárne vedy. Využíva a zovšeobecňuje poznatky mechaniky, fyziky, matematiky, chémie, biológie a ostatných vedných odborov. Vedecké a teoretické poznatky z oblasti tribológie sa využívajú a prenášajú do praxe v tribotechnike, a to v mnohých oblastiach vedy a techniky, ako je strojárstvo, automobilový priemysel, ropný a petrochemický priemysel, a iné odvetvia národného hospodárstva.
V tomto príspevku sa venujeme aplikácii tribológie a tribotechniky v automobilovom priemysle, ktorý využíva technologické prevádzkové kvapaliny a mazivá v automobiloch.

Nové typy automobilov
V súčasnosti sa vyrába vo svete veľké množstvo rôznych typov automobilov. Vozidlá s benzínovým a naftovým motorom, s motorom na plynné pohonné látky, elektromobily a automobily s hybridným pohonom (v kombinácii s benzínovým a naftovým motorom).
Uvedieme aspoň niektoré druhy hybridných motorov automobilov, ktoré sú už na trhu.

Mild-hybridy nedokážu pracovať samostatne, plnia doplnkovú úlohu čím pomáhajú spaľovaciemu motoru.
Full hybridy sa podobajú Plug in hybridom, avšak batérie sa dobíjajú pri brzdení rekuperáciou. Vzniknutá energia sa ukladá v akumulátore a neskoršie sa využíva na pohon motora.
PLUG in hybridy sa dajú nabíjať z elektrickej zásuvky, a tak predĺžiť ich dojazd na určené miesto. Elektro motor je schopný pracovať samostatne, rovnako ako vo Full hybridoch.

Všetky uvedené automobily však vyžadujú mazanie pohyblivých častí, ako sú ložiská, posilňovače riadenia, uzatváranie dverí a okien, motorčeky stieračov a pod. Mazacie prostriedky vrátane motorových, prevodových olejov, hydraulických a ďalších olejov sa neprestanú ešte tak skoro vyrábať. Okrem toho vyžadujú rôzne typy brzdových kvapalín, chladiacich kvapalín, kvapalín do klimatizácie atď.
Ako vidieť, je toho veľmi veľa a treba si vybrať tú najkvalitnejšiu prevádzkovú kvapalinu.
Ďalej sa budeme zaoberať výrobou a aplikáciou motorových a prevodových olejov, ktoré sa používajú v súčasných moderných automobiloch s benzínovým, naftovým motorom a motorom na plynné palivo.

MOTOROVÉ A PREVODOVÉ OLEJE a ATF
Výroba vysokovýkonných a kvalitných automobilových motorových a prevodových olejov je v súčasnosti vo svete na vysokej technickej a ekonomickej úrovni .
Novými technológiami spracovania východiskových surovín – ropných alebo syntetických olejov, sa získavajú automobilové oleje, ktoré spĺňajú najvyššie požadované kvalitatívne parametre a požiadavky súčasných automobilov. Výroba najmodernejších automobilových olejov- motorových a prevodových spočíva v použití:
- základových olejov s vynikajúcimi viskozitnými, tepelno – oxidačnými, nízkoteplotnými vlastnosťami s vysokým V.I.

MOTOROVÉ OLEJE
Súčasné automobilové oleje sa vyrábajú na báze syntetických alebo polo syntetických základových olejov. K syntetickým základovým olejom sa zaraďujú tieto produkty: polyalfaolefíny (PAO), mpolyalfaolefíny (mPAO), polybuténové a polypropylénové oleje, esterové oleje - diestery a polyestery organických mastných kyselín, pentaerytrolové estery organických mastných kyselín, polyglykolestery a polyglykolétery a ďalšie typy produktov.
Ak porovnávame ropné a syntetické oleje, potom majú syntetické motorové oleje pri aplikácii mnohé výhody oproti ropným olejom, a to v týchto parametroch:
- viskozitno-teplotné vlastnosti, vyššie V. I.
- nízkoteplotné vlastnosti (nižšia teplota tuhnutia)
- oxidačná stabilita
- teplotná stabilita
- nízka odparnosť
- mazacie vlastnosti
- biologická odbúrateľnosť a iné.
Prirodzene, aj syntetické oleje majú niektoré funkčné vlastnosti horšie než ropné oleje, preto treba pri výbere tieto poznatky brať do úvahy. Napr. esterové a polyesterové oleje podliehajú hydrolýze a vzniknuté kyseliny môžu zapríčiňovať koróziu alebo napomáhať rozkladu niektorých typov prísad.
To isté platí aj pre polo syntetické motorové oleje, avšak v menšej miere, pretože v nich tvoria syntetické oleje nižší podiel oproti použitým ropným olejom.
Pri výrobe automobilových motorových olejov popri vysokokvalitných základových olejov, pre spĺňanie požadovaných kvalitatívnych a funkčných vlastností mazacích olejov, sa musia pri ich výrobe použiť tiež vysokokvalitné prísady (aditívy), ktoré zabezpečia ich požadované funkčné vlastnosti.
Motorové oleje počas ich životnosti majú okrem hlavnej funkcie, ktorou je dobré mazanie pohyblivých častí motora, aj vplyv na udržiavanie čistoty vnútorných častí motora až po neutralizovanie kyslých produktov oxidácie oleja a spaľovania palív - benzínu, motorovej nafty a plynných palív.
Ak by sme chceli pri výbere motorového oleja určiť najdôležitejšie parametre, ktoré by mal motorový olej spĺňať, nie je to také jednoduché určiť, ako sa to na prvý pohľad zdá.
Možno k nim však priradiť tieto najhlavnejšie:
- viskozitná trieda podľa SAE (napr. SAE 5W-30)
- úrovne a súhlasy výrobcov automobilov (napr. API SJ/CF, VW 505 01)
- kinematická viskozita pri 100°C a 40 °C (mm2/s)
- merná hmotnosť pri 15 °C (g/cm3)
- bod tuhnutia (°C)
- bod vzplanutia v otvorenom tégliku (°C)
V podrobnejšom popis vlastností motorových olejov sa uvádzajú ešte ďalšie údaje: či je motorový olej ropný, syntetický či polo syntetický, pre aký typ automobilu je určený (osobné, nákladné, úžitkové, pretekárske, kamióny, autobusy apod.), a aké má odporúčané výmenné intervaly. Ďalej sa uvádza pre aký typ motora je určený – kategória podľa euronormy EURO IV – až EURO VI, s filtrom, alebo bez filtra tuhých častíc (DFP) atď.

Faktory, ktoré najviac ovplyvňujú životnosť motorového oleja možno zhrnúť do týchto bodov:
- kvalita východiskového základového oleja, zahrňujúceho uvedené vlastnosti (uvedené vyššie)
- kvalita použitých prísad na ich výrobu (od renomovaných výrobcov a dodávateľov, s hodnovernými referenciami)
- prevádzkové podmienky automobilov, v ktorých sú aplikované (osobné, nákladné, úžitkové, kamióny atď.) vrátane údržby a dodržiavania tribotechnických poznatkov a predpisov.

PREVODOVÉ OLEJE
Výroba moderných prevodových olejov je založená na báze kvalitatívnych parametroch základových olejov, z ktorých sa vyrábajú aj motorové oleje, pričom sa používajú základové oleje s vyššou viskozitou a iné typy prísad ako pre motorové oleje.
Medzi najdôležitejšie prísady patria vysokotlakové prísady (VT - Extreme Pressure Additive), prísady proti opotrebovaniu (AW - Antiwear Additive), modifikátory viskozity a V.I., antioxidanty, prísady proti hrdzaveniu a korózii, modifikátory bodu tuhnutia a prísady proti peneniu.
Prísady proti peneniu zabezpečujú počas prevádzky pevnosť mazacieho filmu, redukujú úbytok prevodového oleja, zabraňujú jeho oxidácii, umožňujú hladké radenie prevodových stupňov, znižujú hlučnosť prevodoviek apod.
Ako najúčinnejšie protipenivé prísady sa uplatnili silikónové zlúčeniny, t.j. siloxany, polysilikónové oleje vhodnej molekulovej hmotnosti a štruktúry. Pri ich aplikácii treba pamätať na ich pridávané množstvo, kde platí staré známe poučenie, že viac je niekedy na škodu. Takže treba na tento poznatok vždy pamätať.

KLASIFIKÁCIA PREVODOVÝCH OLEJOV
Najpoužívanejšou klasifikáciou prevodových olejov je klasifikácia podľa SAE (Society of Automotive Engineers, USA). Podľa tejto normy SAE J 306 A sú prevodové oleje zatriedené do dvoch tried: zimná trieda 75 W, 8OW a 85W, letná trieda 90, 140 a 250.
Podobne ako motorové aj prevodové oleje sa rozdeľujú na jednostupňové a viac stupňové – multigrade oleje (kombinácia zimnej a letnej triedy).
Pre označenie výkonnostnej kategórie sa u prevodových olejov používa klasifikácia API (American Petroleum Institute, USA). Táto API norma rozlišuje prevodové oleje podľa ich výkonnosti a možných oblastí ich aplikácie.
Označenie triedy pozostáva z písmen GL (Gear Lubricant) a čísiel 1 – 6, udávajúcich výkonnostný stupeň.
Pri výbere najvhodnejšieho prevodového oleja platia všeobecne odporúčané zásady výrobcu automobilu, resp. prevodovky, ktoré sú uvedené v príručkách k automobilu.
V súčasných najmodernejších automobilových prevodovkách sa používajú prevodové oleje špecifikácie API GL-4 a API GL-5 a viskozitnej triedy, napr. SAE 80, 80W-90 atď.
Pre synchronizované prevodovky sa používajú takmer výhradne oleje API GL-4, pre hypoídne prevodovky API GL-5, resp. MIL-L 2105.
V automatických prevodovkách, a tých v poslednom čase v automobiloch stále viac pribúda, sa používajú kvapaliny pre automatické prevodovky (ATF) výkonnostnej triedy a typu, označenej napr. GM DEXRON II E, II G apod.
V dobre konštruovaných automobilových prevodovkách a za použitia odporúčaného prevodového oleja o správnej špecifikácii (SAE a API), by nemala teplota oleja presiahnuť 90°C. Vyššie teploty nad 100°C a viac svedčia o nesprávnej konštrukcii prevodovky alebo o použití prevodového oleja nesprávnej špecifikácie podľa SAE resp. API.
Pri výbere prevodového oleja do automobilovej prevodovky sa treba zamerať na tieto hlavné parametre:
- viskozitná trieda podľa SAE
- výkonnostné úrovne, súhlas API GL
- kinematická viskozita pri 100°C(mm2/s)
- kinematická viskozita pri 40°C (mm2/s)
- merná hmotnosť pri 15°C (g/cm3)
- bod tuhnutia(°C)
Okrem týchto parametrov si pri výbere prevodového oleja treba preštudovať aj podrobnejší popis jeho funkčných vlastností, tak ako je popísané vyššie pri výbere motorového oleja.

KVAPALINY PRE AUTOMATICKÉ PREVODOVKY - ATF
Automatické prevodovky sa stali v súčasných moderných automobiloch bežnou potrebou a ich aplikácia v Európe sa neustále zvyšuje. Automatická prevodovka umožňuje voľbu rôznych prevodových stupňov za stáleho ťahu motora bez použitia spojky. Má to veľký význam pri riadení automobilu a jeho ekonomiky.
Na druhej strane, keď porovnávame prevodové oleje do mechanických prevodoviek a do automatických prevodoviek, ATF sú citlivejšie na prítomnosť mechanických nečistôt, ktoré vznikajú oderom pohyblivých častí. Treba venovať zvýšenú pozornosť prevádzkovej teplote automobilov s automatickými prevodovkami a intervalov pri výmene ATF odporúčaných výrobcami automobilov.

ODBORNÍCI A EXPERTI
V poradenskej a konzultačnej činnosti Slovenskej spoločnosti pre tribológiu a tribotechniku (SSTT) sú odborníci – tribológovia a tribotechnici, a experti v oblasti strojárenstva, výroby mazacích olejov a plastických mazív, ropného a petrochemického priemyslu, navárania odolných vrstiev proti opotrebovaniu, ložiskového priemyslu, metalurgov, analýzy a testovania ropných produktov, palív, ekológie, ekonómie a ďalší. Spolupracujeme s absolventmi našich kurzov TRIBOTECNIK, ktorí pracujú vo významných spoločnostiach: strojárňach, metalurgických závodoch, železiarňach, železničných spoločnostiach, automobilkách, cementárňach, poľnohospodárstve, doprave, tehelniach atď.

Text/Foto: Dr. Pavol Klucho, SSTT Bratislava