Co to jest olej silnikowy?

Oleje silnikowe

Oleje silnikowe działają w ekstremalnych warunkach. Inne smary stosowane w samochodach, oleje przekładniowe i smary są nieporównywalnie łatwiejsze do spełnienia swoich funkcji. Bez utraty niezbędnych właściwości. Ponieważ pracują w stosunkowo jednorodnym środowisku, z mniej więcej stałą temperaturą, ciśnieniem i obciążeniami. Tryb silnika „nierówny”. Ta sama porcja oleju jest poddawana obciążeniom termicznym i mechanicznym co sekundę. Ponieważ warunki smarowania różnych elementów silnika są dalekie od tych samych. Ponadto olej silnikowy jest narażony na działanie chemikaliów. Tlen, inne gazy, produkty niepełnego spalania paliwa, a także samo paliwo, które nieuchronnie dostaje się do oleju, choć w bardzo małych ilościach.

Funkcje olejów silnikowych.

Zmniejsz tarcie między częściami stykowymi, zmniejsz zużycie i zapobiegaj ścieraniu się części ocierających. Uszczelnij szczeliny przede wszystkim między częściami zespołu tłok-cylinder, zapobiegając lub minimalizując przenikanie gazów z komory spalania. Chroni części przed korozją. Aby usunąć ciepło z powierzchni ciernych. Usunąć części zużywające się ze strefy tarcia, spowalniając w ten sposób tworzenie się osadów na powierzchni części silnika. Niektóre podstawowe cechy olejów. Lepkość jest jedną z najważniejszych cech olejów. Oleje silnikowe, podobnie jak większość smarów, zmieniają lepkość w zależności od ich temperatury. Im niższa temperatura, tym wyższa lepkość i odwrotnie.

Oleje silnikowe i zimny rozruch

Aby zapewnić zimny rozruch silnika, należy uruchomić wał korbowy za pomocą rozrusznika i pompować olej przez układ smarowania. W niskich temperaturach lepkość nie powinna być zbyt wysoka. W wysokich temperaturach olej nie powinien mieć bardzo niskiej lepkości, aby utworzyć mocny film olejowy między częściami ciernymi a wymaganym ciśnieniem w układzie. Wskaźnik lepkości. Wskaźnik charakteryzujący zależność lepkości oleju od zmian temperatury. Jest to wielkość bezwymiarowa, tj. nie jest mierzone w żadnych jednostkach, to tylko liczba. Im wyższy wskaźnik lepkości oleju silnikowego, tym szerszy zakres temperatur, w których olej zapewnia silnik. W przypadku olejów mineralnych bez lepkich dodatków wskaźnik lepkości wynosi 85-100. Oleje z dodatkami lepkimi i składnikami syntetycznymi mogą mieć wskaźnik lepkości 120-150. W przypadku głęboko rafinowanych olejów o niskiej lepkości wskaźnik lepkości może osiągnąć 200.

Oleje silnikowe Temperatura zapłonu

Punkt zapłonu. Wskaźnik ten charakteryzuje obecność wrzących frakcji w oleju i odpowiednio wiąże się z parowaniem oleju podczas pracy. Dla dobrych olejów temperatura zapłonu powinna być powyżej 225°C. W przypadku olejów złej jakości frakcje o niskiej lepkości odparowują i szybko się palą. Prowadzi to do dużego zużycia oleju i pogorszenia jego właściwości niskotemperaturowych. Numer podstawowy, tb. Wskazuje całkowitą zasadowość oleju, w tym zasadowość stosowaną przez alkaliczne detergenty i środki dyspergujące. TBN charakteryzuje zdolność oleju do neutralizowania szkodliwych kwasów, które dostają się do niego podczas pracy silnika i są odporne na osady. Im niższa liczba TBN, tym mniej aktywnych dodatków pozostaje w oleju. Większość olejów do silników benzynowych ma zazwyczaj liczbę TBN od 8 do 9, podczas gdy oleje do silników wysokoprężnych zazwyczaj mieszczą się w zakresie od 11 do 14.

Liczba zasadowa oleju silnikowego

Gdy olej silnikowy pracuje, całkowita liczba zasadowa nieuchronnie maleje i aktywowane są dodatki neutralizujące. Znaczne zmniejszenie TBN prowadzi do korozji kwasowej, a także do zanieczyszczenia wewnętrznych części silnika. Liczba kwasowa, jasnobrązowa. Liczba kwasowa jest wskaźnikiem charakteryzującym obecność produktów utleniających w olejach silnikowych. Im niższa jest jego wartość bezwzględna, tym lepsze są warunki pracy oleju silnikowego. A tym bardziej jego pozostałe życie. Wzrost TAN wskazuje na utlenianie oleju spowodowane długą żywotnością i temperaturą pracy. Całkowitą liczbę kwasową określa się do analizy stanu olejów silnikowych, jako wskaźnik stopnia utlenienia oleju i akumulacji kwaśnych produktów spalania paliwa.

Cząsteczki olejów mineralnych i syntetycznych z olejów silnikowych

Oleje są węglowodorami o określonej liczbie atomów węgla. Atomy te mogą być połączone zarówno długimi, jak i prostymi łańcuchami lub rozgałęzione, na przykład, koroną drzewa. Im prostsze łańcuchy, tym lepsze właściwości oleju. Zgodnie z klasyfikacją American Petroleum Institute, oleje bazowe są podzielone na pięć kategorii. Grupa I, oleje bazowe, które są otrzymywane przez selektywne oczyszczanie i odrobaczanie przy użyciu rozpuszczalników, konwencjonalnych minerałów. Grupa II, wysoko rafinowane oleje bazowe o niskiej zawartości związków aromatycznych i parafin, o podwyższonej stabilności oksydacyjnej. Hydrorafinowane, ulepszone oleje mineralne.
Grupa III, oleje bazowe o wysokim wskaźniku lepkości otrzymane przez katalityczne hydrokrakowanie, technologia HC.

Produkcja olejów silnikowych

W specjalnym leczeniu poprawia się struktura molekularna oleju. Zatem właściwości olejów bazowych grupy III są zbliżone do syntetycznych olejów bazowych grupy IV. To nie przypadek, że ta grupa olejów została sklasyfikowana jako półsyntetyczna. Niektóre firmy odnoszą się nawet do syntetycznych olejów bazowych. Grupa IV, syntetyczne oleje bazowe na bazie polialfaolefin, PAO. Polialfaolefiny otrzymane w wyniku procesu chemicznego mają cechy jednorodnego składu. Bardzo wysoka stabilność oksydacyjna, wysoki wskaźnik lepkości i brak cząsteczek parafiny w ich składzie. Grupa V, inne oleje bazowe nieujęte w poprzednich grupach. Ta grupa obejmuje inne syntetyczne oleje bazowe i roślinne oleje bazowe. Skład chemiczny zasad mineralnych zależy od jakości oleju, zakresu wrzenia wybranych frakcji olejowych, a także od metod i stopnia oczyszczenia.

Mineralne oleje silnikowe

Baza mineralna jest najtańsza. Jest to produkt do bezpośredniej destylacji oleju, składający się z cząsteczek o różnych długościach i różnych strukturach. Z powodu tej heterogeniczności, niestabilności lepkości, właściwości temperaturowych, dużej lotności, niskiej stabilności utleniania. Baza mineralna, najczęstszy olej silnikowy na świecie. Półsyntetyczna mieszanina mineralnych i syntetycznych olejów bazowych może zawierać od 20 do 40 procent „syntetycznych”. Producenci półsyntetycznych środków smarnych nie mają specjalnych wymagań dotyczących ilości syntetycznego oleju bazowego w gotowym oleju silnikowym. Nic nie wskazuje również na to, który olej syntetyczny z grupy III lub IV powinien być stosowany do produkcji półsyntetycznych smarów. Ze względu na swoje właściwości oleje te zajmują pozycję pośrednią między olejami mineralnymi i syntetycznymi, to znaczy ich właściwości są lepsze niż konwencjonalne oleje mineralne, ale gorsze niż oleje syntetyczne. W cenie oleje te są znacznie tańsze niż syntetyczne.

Syntetyczne oleje silnikowe

Oleje syntetyczne mają bardzo dobre właściwości lepkości i temperatury. Przede wszystkim jest to o wiele niższa temperatura krzepnięcia, -50 ° C -60 ° C niż minerał, i bardzo wysoki wskaźnik lepkości. Co znacznie ułatwia uruchomienie silnika przy mroźnej pogodzie. Po drugie, mają wyższą lepkość w temperaturach roboczych powyżej 100 ° C. Dlatego film olejowy oddzielający powierzchnie cierne nie pęka w ekstremalnych warunkach termicznych. Inne zalety olejów syntetycznych obejmują zwiększoną odporność na ścinanie. Ze względu na jednorodność struktury, wysoką stabilność termooksydacyjną. Oznacza to niską tendencję do tworzenia osadów i lakierów. Przezroczyste, bardzo trwałe, praktycznie nierozpuszczalne folie osadzone na gorących powierzchniach nazywane są lakierami oksydacyjnymi. A także niskie parowanie i zużycie odpadów w porównaniu do olejów mineralnych.

Dodatki do oleju silnikowego

Ważne jest również, aby syntetyki wymagały wprowadzenia minimalnej ilości dodatków zagęszczających. A zwłaszcza jego wysokiej jakości odmiany w ogóle nie wymagają takich dodatków. Dlatego te oleje są bardzo stabilne, ponieważ dodatki są przede wszystkim niszczone. Wszystkie te właściwości olejów syntetycznych pomagają zmniejszyć ogólne straty mechaniczne w silniku i zmniejszyć zużycie części. Ponadto ich zasoby przekraczają zasoby mineralne 5 lub więcej razy. Głównym czynnikiem ograniczającym stosowanie olejów syntetycznych jest ich wysoki koszt. Są 3-5 razy droższe niż mineralne. A zwłaszcza jego wysokiej jakości odmiany w ogóle nie wymagają takich dodatków, więc oleje te są bardzo stabilne.

Dodatki do oleju silnikowego

Dodatki przeciwzużyciowe. Główną funkcją jest zapobieganie zużyciu części ciernych silnika w miejscach, w których niemożliwe jest utworzenie filmu olejowego o wymaganej grubości. Działają, absorbując metalową powierzchnię, a następnie reagując z nią chemicznie podczas kontaktu metal-metal. Im bardziej aktywny, tym więcej ciepła jest uwalniane podczas tego kontaktu, tworząc specjalną metalową folię o właściwościach „ślizgowych”. Co zapobiega zużyciu ściernemu. Inhibitory utleniania, dodatki przeciwutleniające. Podczas pracy olej silnikowy jest stale narażony na działanie wysokich temperatur, powietrza, tlenu i tlenków azotu. Co powoduje jego utlenianie, niszczenie dodatków i pogrubienie. Dodatki przeciwutleniające spowalniają utlenianie olejów i nieuchronne tworzenie agresywnych osadów po nim.

Oleje silnikowe – zasada działania

Zasada ich działania polega na reakcji chemicznej w wysokich temperaturach z produktami powodującymi utlenianie oleju. Są one podzielone na dodatki inhibitorowe, które działają w zależności od całkowitej objętości oleju. Oraz dodatki termooksydacyjne, które pełnią swoje funkcje w warstwie roboczej na nagrzanych powierzchniach. Inhibitory korozji przeznaczone są do ochrony powierzchni części silnika przed korozją powodowaną przez kwasy organiczne i mineralne powstające podczas utleniania olejów i dodatków uszlachetniających. Mechanizm ich działania polega na tworzeniu filmu ochronnego na powierzchni części oraz neutralizacji kwasów. Inhibitory rdzy przeznaczone są przede wszystkim do ochrony stalowych i żeliwnych ścian cylindrów, tłoków i pierścieni. Mechanizm działania jest podobny. Inhibitory korozji są często mylone z przeciwutleniaczami.

Oleje silnikowe i przeciwutleniacze

Jak wspomniano powyżej, przeciwutleniacze chronią sam olej przed utlenianiem. Powierzchnia metalowych części jest antykorozyjna. Przyczyniają się do tworzenia silnego filmu olejowego na metalu. Co chroni go przed kontaktem z kwasami i wodą, które są zawsze obecne w objętości oleju. Modyfikatory tarcia. W nowoczesnych silnikach coraz częściej próbują stosować oleje z modyfikatorami tarcia. Co może zmniejszyć współczynnik tarcia między częściami ciernymi, aby uzyskać oleje energooszczędne. Najbardziej znanymi modyfikatorami tarcia są grafit i dwusiarczek molibdenu. W nowoczesnych olejach są bardzo trudne w użyciu. Ponieważ substancje te są nierozpuszczalne w oleju i mogą być w nim rozproszone tylko w postaci małych cząstek. Wymaga to wprowadzenia dodatkowych środków dyspergujących i rozproszonych stabilizatorów w oleju, ale nadal nie pozwala na stosowanie takich olejów przez długi czas.

Kwalifikacja oleju silnikowego

Dlatego rozpuszczalne w oleju estry kwasów tłuszczowych są obecnie powszechnie stosowane jako modyfikatory tarcia. Które mają bardzo dobrą przyczepność do powierzchni metalowych i tworzą warstwę cząsteczek zmniejszających tarcie. Aby ułatwić wybór oleju o wymaganej jakości dla określonego typu silnika i jego warunków pracy, istnieją systemy klasyfikacji. Obecnie istnieje kilka systemów klasyfikacji olejów silnikowych: API, ILSAC, ACEA i GOST. W każdym systemie oleje silnikowe są podzielone na serie i kategorie w zależności od jakości i przeznaczenia. Te serie i kategorie zostały utworzone z inicjatywy krajowych i międzynarodowych organizacji rafinerii ropy naftowej i producentów samochodów. Cel i poziom jakości stanowią podstawę asortymentu olejów. Oprócz ogólnie przyjętych systemów klasyfikacji istnieją również wymagania i specyfikacje producentów samochodów. Oprócz klasyfikacji olejów według jakości stosowany jest również system klasyfikacji lepkości SAE.