Jaki olej do silnika?

Kluczowa rzecz

Rozwój motoryzacji, a w szczególności jednostek napędowych, wymusza stosowanie coraz nowocześniejszych receptur olejów silnikowych. Już na etapie konstruowania poszczególnych elementów jednostek napędowych dobiera się i projektuje odpowiedni rodzaj smarowania, co ma kluczowy wpływ na działanie i trwałość silnika.

Olej silnikowy jest jednym z najistotniejszych elementów niezbędnych podczas pracy jednostki napędowej. Spełnia on bowiem kilka funkcji. Najważniejsza z nich to zmniejszenie tarcia pomiędzy poszczególnymi elementami silnika, co odbywa się poprzez wytworzenie warstwy filmu olejowego. Powstała w ten sposób powłoka uszczelnia i pomaga w odprowadzeniu ciepła powstałego podczas spalania w komorze silnika oraz zapobiega tworzeniu i przenoszeniu drgań oraz skutków luzów powstających wraz ze stopniowym zużywaniem się elementów silnika. Ponadto olej zapobiega korozji poszczególnych części jednostki napędowej, a także dba o ich czystość, zmywając osady powstałe w procesie spalania. W nowoczesnych konstrukcjach olej może też odpowiadać za sterowanie układem rozrządu.

Serwis

Podstawą serwisu jest dobór i utrzymanie odpowiednich cech oraz ilości oleju. Bardzo ważne jest również dostosowanie go do danej jednostki napędowej (nie tylko na podstawie tego, czy mamy do czynienia z benzyniakiem czy dieslem) – pomocną wskazówką będą przy tym zalecenia producenta. Silniki starszych generacji nie wymagały zbyt wyrafinowanych olejów. Ich skład ograniczał się jedynie do dobrze wyselekcjonowanej, rafinowanej bazy. Natomiast kompozycje obecnie stosowanych olejów silnikowych są mieszaniną rozmaitych olejów bazowych i – co najważniejsze – odpowiednio dobranych dodatków odpowiedzialnych za polepszenie właściwości oleju. Producenci pojazdów zaczęli powszechnie stosować własne normy dopuszczające oleje do użytkowania w danym modelu silnika, tym samym możliwość samodzielnego wyboru konkretnego oleju jest praktycznie niemożliwa.

Praca układu smarowania

W przypadku większości silników smarowanie odbywa się w sposób wymuszony. Olej do układu silnika dostarczany jest poprzez przewody znajdujące się pod ciśnieniem wymuszonym przez pompę. Następnie w sposób grawitacyjny powraca ona do zbiornika, czyli miski olejowej znajdującej się przeważnie w dolnej części jednostki napędowej. W niektórych układach w celu schłodzenia oleju stosuje się chłodnice – olej z układu może być również stosowany do schłodzenia turbosprężarek.
By utrzymać olej na odpowiednim poziomie, używa się filtrów, a na korkach spustowych zastosowanie mają małe magnesy wyłapujące drobinki i opiłki metalu, które powstały podczas zużywania się elementów silnika. W bardziej złożonych układach montuje się dwie pompy oleju – odsysającą i odpowiadająca za dostarczenie do miejsc smarowania silnika.

Eksploatacja

Bieżąca kontrola poziomu oleju i jego okresowa lub wymuszona wymiana to bardzo ważne czynności związane z eksploatacją pojazdu. Każdemu kierowcy w nawyk powinna wejść regularna kontrola stanu oleju – jest ona konieczna zarówno przed, jak i po dłuższych czy bardziej forsownych dla silnika trasach. Poziom oleju sprawdza się na bagnecie – jego stan powinien zawierać się między kreskami maksymalnego a minimalnego poziomu. Podczas normalnej eksploatacji ubytek 0,2 l na 1 000 km jest niedopuszczalny. Producenci najczęściej określają normę na do 0,5 l na 1 000 km. W odniesieniu do nowoczesnych konstrukcji wartość ta jest zbyt duża, gdyż taka ilości spalonego oleju może osadzać się na sondach i katalizatorze, zakłócając pracę silnika. W przypadku jednostek napędowych z filtrami DPF jest to nie do przyjęcia. Samo wymuszenie stosowania olejów „niskopopiołowych” jasno to sugeruje. Utrzymywanie niskiego poziomu oleju może skutkować przegrzaniem i zatarciem silnika. Ponadto eksploatacja w terenie i związany z nią przechył pojazdu mogą skutkować zasysaniem przez pompę powietrza i brakiem smarowania. Natomiast nadmiar oleju pracującego pod ciśnieniem może sprawiać, że ten znajdzie ujście poprzez uszczelniacze. Olej, mając kontakt z elementami wirującymi silnika, jest spieniany a wraz ze wzrostem ciśnienia poprzez odpowietrzanie będzie dostawał się do komóry spalania. Przyczyną zwiększonego zużycia oleju może być też usterka fabryczna lub zużycie silnika po dużym przebiegu. Przyrost oleju może być związany również z dostawaniem się do niego dodatkowej dawki paliwa. Taka sytuacja powstaje w trakcje przerwania procedury dopalania sadz w filtrze cząstek stałych. Niedopalone paliwo spływa i miesza się z olejem, który traci swoje właściwości. W trakcie eksploatacji ważne jest, by tuż po uruchomieniu silnika nie przeciążać go, a także nie wyłączać bez schłodzenia zaraz po zatrzymaniu.

Mineralny czy syntetyczny?

Amerykański Instytut Nafty (American Petroleum Institute – API) wyodrębnił bazy, z jakich produkowane są oleje. Wyróżniono pięć grup jakościowych. W zależności od bazy oleje możemy podzielić na mineralne i syntetyczne.
Te pierwsze powstają z olei bazowych należących do grup I oraz II i są produktami rafinacji ropy naftowej. Ich wadą jest większy rozrzut parametrów oraz niepożądane pozostałości z ropy, np. zanieczyszczeń siarkowych.
Oleje powstające z baz grupy I i II oraz wyższych (jako uzupełnienie) są olejami półsyntetycznymi. Udział baz z grup wyższych zwykle wynosi wtedy 25-30 % całości.
Oleje syntetyczne to oleje zawierające bazy grupy III, IV i V, przy czym niektórzy producenci oleje powstałe z bazy z grupy III określają olejami w technologi syntetycznej. Oleje syntetyczne powstają z mieszaniny, w której przeważa baza z grupy IV i V (lepiej rozpuszczają dodatki).
Obecny stan zaawansowania technologicznego nie pozwala na spełnienie oczekiwań stawianych przez konstruktorów silników. Zaletą powszechnie stosowanych olejów syntetycznych jest ściśle określony skład, a uzyskane właściwości zdecydowanie przewyższają te oferowane przez większość olejów mineralnych. Dodatkowo oleje syntetyczne dłużej zachowują swoje parametry, wykazują się lepszą płynnością w niskich temperaturach, lepsze właściwości smarne, lepiej tolerują pracę w wysokich temperaturach i posiadają lepsze parametry myjące. Wadą olejów syntetycznych jest natomiast mniejsza zdolność do rozpuszczania dodatków uszlachetniających, degradujący wpływ na materiały uszczelniające, gorsza mieszalność z innymi olejami i zdecydowanie wyższa cena.
W czasach, gdy producenci pojazdów zalecają stosowanie olejów syntetycznych, udanym kompromisem mogą być tańsze oleje półsyntetyczne. W trakcie eksploatacji silnika przechodzenie z produktu mineralnego na syntetyczny zwykle wiążę się z ryzykiem wypłukania nagromadzonych nagarów i złogów przez dobrze myjący olej syntetyczny, co może skutkować zatkaniem się kanałów a także rozszczelnieniem i koniecznością przyśpieszonego remontu. Odwrotna decyzja, czyli przejście z oleju syntetycznego na mineralny, podjęta zwykle z powodów finansowych i mająca na celu odwleczenie remontu silnika, jest tylko półśrodkiem. W takiej sytuacji lepiej skorzystać z oleju syntetycznego przeznaczonego do pojazdów o dużym przebiegu.

Klasa lepkości

Oleje klasyfikuje się podobnie jak inne środki smarne – pod względem jakości i lepkości. Obecnie obowiązuje jedna klasyfikacja SAE (Society of Automotive Engineers) określająca właściwości lepkościowe olejów w zależności od temperatury. Dostępnych jest 6 klas zimowych: 0W, 5W, 10W, 15W, 20W, 25W (im większa liczba, tym większa lepkość, a więc opór stawiany w niskich temperaturach) oraz osiem klas letnich: 8, 12, 16, 20, 30, 40, 50, 60 (im większa liczba, tym olej bardziej lepki w wysokich temperaturach).

Kryteria podziału na klasy to:

• lepkość oleju w niskich temperaturach,
• lepkość oleju w temperaturze 100° C,
• temperatura pompowalności,
• lepkość oleju w temperaturze 150° C przy obciążeniu ścinającym równym 106 1/s.

Wszystkie dostępne na rynku oleje silnikowe oferowane są jako produkty wielosezonowe i zachowują się poprawnie w niskich i wysokich temperaturach, osiągając parametry zgodnie z oznaczeniami, np. 0W-30, 5W-40, 10W-50.

Klasa jakości

Obecnie powszechnie stosuje się dwie klasyfikacje jakości: opracowaną przez amerykańskie API (American Petroleum Institute) oraz europejską ACEA (Association des Constructeurs Européens d’Automobiles). Ta pierwsza wydaje się właściwsza dla samochodów amerykańskich. Druga jest bardziej rozbudowana i uwzględnia pojemności silników. Obydwie klasy jakości biorą pod uwagę rodzaj paliwa i rok powstania konstrukcji a także stopień zaawansowania technologicznego, w tym kilka klas silników Diesla z filtrami cząstek stałych.
Dobierając olej do naszego pojazdu, musimy uwzględnić klasę jakości – dopuszczane jest przeskoczenie jedynie o jedną klasę wyżej. Zbyt dobry olej przy jednostce napędowej z dużą tolerancją luzu może doprowadzić do zatarcia silnika.
W naszej części świata najczęściej używana jest klasyfikacja europejska ACEA, która wyróżnia oleje do silników benzynowych („A”), do małych jednostek Diesla („B”), silników Diesla wyposażonych w DPF i jednostek benzynowych wymagających olejów o niskiej lub średniej zawartości popiołów siarczanowych, czyli lowSAPS i midSAPS („C”), oraz silników Diesla pracujących w samochodach ciężarowych („E”). Stosowane obok liter cyfry oznaczają grupę silników, w których dany olej może być stosowany. Obecnie wymogi norm A i B są identyczne, więc oleje oznacza się obydwoma literami. Cyfra 2 dla olejów A i B oraz niektóre cyfry dla olejów E nie są obecnie stosowane – cyfra 3 oznacza automatycznie cyfrę 2.

Dopuszczenia producentów

W ostatnich latach producenci pojazdów coraz częściej stosują klasyfikacje jakościowe oceny oleju. Mają one zwykle oznaczenia kodowe, które podawane są z nazwą producenta, np. Volkswagen 503.00/506.00, DaimlerChrysler MB 228.5, MAN M3275 itp. Podobnie rozróżnia się rodzaj i konstrukcję silników. Dla przykładu: oznaczenie VW 504.00 określa przeznaczenie do silników benzynowych FSI a VW 507.00 do Diesla TDI z filtrem DPF. Natomiast specyfikacja BMW Long Life-04 jest przeznaczona głównie dla olejów low SAPS do najnowszych modeli benzynowych i Diesla (z PDF), spełniających normę Euro 4. Stara norma LL-01FE (fuel efficiency) dla olejów z wydłużonym okresem wymiany i poprawiającym współczynnik sprawności silnika jest zachowana. W użyciu pozostaje jeszcze trzecia norma LL-01 (bez fuel efficiency).
Najnowsza norma Mercedes-Benz to 229.31 Low Ash Oils zezwalającą na zawartość fosforu (do 0,2%), popiołów siarczanowych (0,8%) i siarki (0,08%). Główne zastosowanie tych olejów to wysilone silniki benzynowe i wysokoprężne z DPF, z aktywnym systemem serwisowania Assyst-plus.
Zachowując odpowiedni dystans, można również kierować się podpowiedziami rafinerii: LPG, City czy Sport lub Long Life.

Wymiana oleju

Wymiana oleju powinna następować w stałych cyklach określonych przez producenta lub co 10-15 tys. kilometrów albo co rok. Możemy również spotkać zasady określające dłuższe odstępy pomiędzy wymianami, jednak do takiego optymizmu należy podejść z dystansem. Jazda w terenie dodatkowo przyspiesza termin kolejnej wymiany, gdyż dostanie się do komory silnika pyłu czy drobinek wody znacznie pogarsza parametry oleju.
Kontrola poziomu i stanu oleju jest szczególnie ważna w przypadku nowoczesnych silników, powszechnie doładowywanych poprzez turbosprężarki, które są szczególnie wrażliwe na jakość oleju. Sugerowanie się kolorem czy przejrzystością oleju nie jest wskazane, gdyż w jednostkach benzynowych olej będzie przez długi czas zachowywał kolor i przejrzystość, a w dieslach szybko stanie się ciemny.

Wymiana samodzielna

Wymiana oleju jest stosunkowo prosta. Możemy dokonać jej samodzielnie, jednak większość z nas powierza to zadanie zaufanemu warsztatowi, głównie z uwagi na problem z utylizacją starego oleju oraz możliwość zabrudzenia. Proces wymiany rozpoczynamy od odkręcenia dolnego korka spustowego. Warto pamiętać, że olej musi być rozgrzany, by łatwiej ściekał. Następnie sprawdzamy, czy w misce na korku wyposażonym w mały magnez nie zebrały się opiłki. Kolejną czynnością jest wymiana filtra oleju – należy pamiętać o nowej uszczelce i posmarowaniu jej olejem przed zakręceniem. Dzięki temu uszczelka ułoży się równo na brzegu. Sam filtr należy dokręcić ostrożnie ręką a następnie za pomocą klucza dynamometrycznego. Olej nalewamy stopniowo, kontrolując jego poziom, a ostatecznego uzupełnienia dokonujemy po chwilowym uruchomieniu silnika.

Klasyfikacja bazy olejowej API

Grupa I – czyste destylaty ropy naftowej (obecnie już praktycznie niestosowane);
Grupa II – destylaty ropy naftowej poddane uszlachetnianiu (wyróżnia się Grupę II+ oznaczającą produkty z grupy II o podwyższonej jakości);
Grupa III – destylaty ropy naftowej poddane rozbudowanemu uszlachetnianiu, w tym kilkakrotnemu krakingowi w obecności wodoru (wyróżnia się Grupę III+ oznaczającą produkty z grupy III o podwyższonej jakości);
Grupa IV – bazy powstałe w drodze syntezy chemicznej; krótkołańcuchowe poliolefiny (ang. polyalphaolefins – PAO);
Grupa V – pozostałe bazy olejowe powstałe w drodze syntezy chemicznej; najczęściej stosowane są oleje poliestrowe (ang. polyoester – POE).

Klasy lepkości

Klasy zimowe ustalone są według następujących czynników:

• maksymalna lepkość, jaką olej może osiągnąć w określonej ujemnej temperaturze,
• graniczna temperatura pompowalności,
• minimalna lepkość w temperaturze 100°C.

Klasy letnie ustalone są według następujących czynników:

• minimalna lepkość w temperaturze 100°C,
• maksymalna lepkość w temperaturze 100°C,
• minimalna lepkość w temperaturze 150°C i obciążeniu ścinającym równym 106 1/s.

Najbardziej rozpowszechnione klasyfikacje jakościowe na świecie:

• klasyfikacja według ACEA – klasyfikacja europejska,
• klasyfikacja według API – cywilna klasyfikacja amerykańska,
• klasyfikacja według ILSAC – klasyfikacja Międzynarodowego Komitetu Standardów i Aprobat Środków Smarnych,
• klasyfikacja według producentów silników, np. Mercedes-Benz (MB), Volkswagen (VW), Volvo, MAN, Ford, JASO  (Japanese Automotive Standards Organization) itp.

Obecnie obowiązujące normy w klasyfikacji jakościowej:

A1/B1 – energooszczędne oleje o przedłużonej trwałości do silników o „ciasnym spasowaniu” (nowe samochody japońskie i amerykańskie);
A3/B3 – oleje do silników o „luźnym spasowaniu” (samochody europejskie oraz starsze samochody japońskie i amerykańskie), poza silnikami wysokoprężnymi z bezpośrednim wtryskiem paliwa;
A3/B4 – oleje do silników o „luźnym spasowaniu” wraz z silnikami wysokoprężnymi z bezpośrednim wtryskiem paliwa;
A5/B5 – energooszczędne oleje o przedłużonej trwałości do wysokowydajnych silników o „ciasnym spasowaniu”;
C1 – oleje low SAPS dla silników wymagających olejów o niskim stopniu lepkości HTHS większej od 2,9 Mpa.s, spełniające wymagania Euro 4;
C2 – oleje mid SAPS dla silników wymagających olejów o niskim stopniu lepkości większej od 2,9 MPa.s spełniające wymagania Euro 4;
C3 – oleje mid SAPS dla silników wymagających olejów o HTHS wyższym niż 3,5 MPa.s i spełniające wymagania Euro 4;
C4 – oleje low SAPS dla silników wymagających olejów o HTHS wyższym niż 3,5 MPa.s i spełniające wymagania Euro 4; określenie „low SAPS” oznacza niski poziom popiołu siarczonego (SA), fosforu (P) i siarki (S);
E4, E6, E7 i E9 – klasyfikacja uzależniona jest przede wszystkim od spełnianych przez pojazd norm emisji spalin oraz okresów wymiany oleju;
Poziom ograniczeń zależy od klasy jakości ACEA: na przykład dla samochodów osobowych ACEA C2/C3 – SA< 0, 8%; ACEA C1/C4 – SA < 0,5%, zaś „mid SAPS” dopuszcza nieznacznie zwiększone ilości.

autor: Grzegorz Surowiec, zdjęcia: archiwum, producenci