Užitečné informace o mazivech

Proč je tak důležité vybrat správnou viskozitu motorového oleje?

V první řadě všichni výrobci při konstrukci motoru předem vypočítají požadovanou viskozitu motorového oleje. Motorový olej musí být efektivně čerpán olejovými kanály a musí zajistit oddělení třecích ploch, tj. mezi těmito plochami vytvořit olejový film požadované tloušťky. Pokud je olejový film nedostatečný nebo chybí, může docházet ke kontaktům kovů na kov a v důsledku toho ke zvýšenému opotřebení a rýhování/svařování povrchů (viz obr. 1). V reálném životě to například vede k tzv. „rotaci vložek a zadření válců“.

Viskozita oleje ovlivňuje tloušťku olejového filmu, který se tvoří mezi třecími plochami. Čím vyšší je viskozita oleje, tím větší je tloušťka olejového filmu; čím nižší je viskozita, tím menší je tloušťka olejového filmu. U jednotek, u kterých je konstrukčně nemožné vytvořit olejový film požadované tloušťky (např. zdvihátko vačkového hřídele), je opotřebení zabráněno přísadami proti opotřebení/zadírání v oleji.

Je důležité pochopit 3 hlavní požadavky na viskozitu oleje:

1. Viskozita oleje by neměla být příliš nízká, protože by mohla způsobit poškození motoru v důsledku tření kovu o kov.

2. Viskozita oleje by neměla být příliš vysoká, protože pro součásti bude „obtížné pohybovat se“ vůči sobě navzájem (představte si, že do motoru byl „nalit“ bitumen) a bude obtížné jej pumpovat olejovými kanály, což povede k nedostatečnému mazání třecích jednotek a vzniku „suchého tření“, jakož i ke zvýšené spotřebě paliva.

3. Viskozita oleje musí být optimální! Vypočítává se při výrobě každého konkrétního typu motoru a je uvedena v návodu k obsluze a údržbě motoru/vozidla.

Závislost viskozity motorového oleje na teplotě.

S rostoucí teplotou se viskozita motorového oleje snižuje, tj. olej se stává tekutějším. Viskozita oleje se může v teplotním rozsahu od 0 °C do +100 °C snížit stokrát a tisíckrát (viz obr. 2). V praxi se tento efekt využívá při výměně oleje – olej se mění vždy po zahřátí motoru, tj. když olej zkapalní, jinak není možné jej z motoru co nejúplněji vypustit.

„Běžný minerální“ motorový olej je při 0 °C více než stokrát a tisíckrát hustší než voda a při +100 °C jen desítkykrát hustší. Kinematická viskozita motorového oleje přesně ukazuje „tloušťku“ motorového oleje. Měří se v cSt (centiStokes nebo mm/s, 1 cSt = 1 mm/s).

Rychlost poklesu kinematické viskozity se zvyšující se teplotou je charakterizována INDEXEM VISKOZITY oleje. Jednoduše řečeno, index viskozity ukazuje „stupeň zředění“ oleje. Jedná se o bezrozměrnou hodnotu, tj. neměří se v žádných jednotkách (metry, kilometry, kilogramy atd.) – je to jen číslo!

Čím nižší je index viskozity motorového oleje, tím více je olej zředěný, tj. tloušťka olejového filmu se velmi zmenšuje (a to je následováno zvýšeným opotřebením – viz předchozí část). Čím vyšší je index viskozity motorového oleje, tím méně je olej zředěný, tj. je zajištěna tloušťka olejového filmu potřebná k ochraně třecích ploch.

V praxi v případě skutečných motorových olejů znamená nízký index viskozity špatné startování motoru při nízkých teplotách nebo špatnou ochranu proti opotřebení při vysokých teplotách.

Příklad: olej pro domácnosti M10DM (nebo M10G2k) je minerální olej (viskozitní index IV ~100…110), startování motoru (v dobrém stavu) při -15 °C je obtížné; Shell Rimula D 10W-30 (minerální olej!) (IV~130) – startování motoru v dobrém stavu je zaručeno při -25 °C – pocítíte rozdíl!

Závěr: čím vyšší je index viskozity motorového oleje, tím širší teplotní rozsah (okolní) olej zajišťuje výkon motoru – snadnější startování motoru při nízkých teplotách a dostatečnou tloušťku olejového filmu (a v důsledku toho ochranu motoru před opotřebením) při vysokých teplotách.

Teoreticky by všichni výrobci motorových olejů chtěli získat produkt s co nejvyšším indexem viskozity (>300), ale bohužel je to kvůli řadě fyzikálních zákonů nemožné. Vysoce kvalitní minerální motorové oleje mívají obvykle index viskozity (VI) 120-140, polosyntetické 130-150, syntetické 140-170. Na kanystrech, štítcích se tento parametr obvykle neuvádí, a to z důvodu „přílišné složitosti vnímání“ pro spotřebitele. Vždy se můžete zeptat zástupce výrobce oleje. Není to žádné tajemství ani důvěrné!

· Viskozita (vnitřní tření) je vlastnost kapalných a plynných těles klást odpor jejich proudění – pohybu jedné vrstvy tělesa vzhledem k druhé – působením vnitřních sil. Lze ji vyjádřit v jednotkách kinematické, dynamické, podmíněné a specifické viskozity. Fyzikální model viskozity kapalného nebo plynného tělesa je síla, která musí být aplikována, aby se jedna deska rovnoměrně pohybovala vzhledem k nehybné, za předpokladu, že jsou od sebe odděleny kapalinou nebo plynem, vztažená k ploše desky. V tomto případě je aplikovaná síla rovna absolutní (dynamické) viskozitě.

· Kinematická viskozita je hlavním provozním parametrem pro všechny typy motorových a převodových olejů (stejně jako pro průmyslové oleje). Podle definice se jedná o poměr dynamické viskozity (h) k hustotě (d) kapaliny nebo plynu při stejné teplotě:

V soustavě SI je jednotkou kinematické viskozity metr čtvereční za sekundu (m2/s), což se rovná kinematické viskozitě, při které je dynamická viskozita média o hustotě 1 kg/m3 rovna 1 Pa × s. V soustavě CGS se používá Stokesova rovnice.

1 stokesův stokes = 1 st = 1 st = 1 cm2/s = 0,0001 m2/s.

1 centistoke = 1 cSt = 1 cSt = 0,000001 m2/s.

· Vliv na provoz motoru: následující faktory závisí na viskozitě oleje

— tloušťka olejového filmu vytvořeného v třecích párech (spolehlivost oddělení třecích ploch při vysokých teplotách, odolnost proti destrukci před přidáním protioděrových přísad),

– snadné startování motoru v chladném počasí,

— výkon motoru (ztráty třením, komprese ve skupině válec-píst),

— množství sedimentu vytvořeného v oleji klikové skříně,

· Vliv na startování motoru: Se snížením viskozity oleje se startování motoru usnadňuje a zrychluje se přívod oleje ke stěnám válce v okamžiku startování. Je však třeba vzít v úvahu, že měrné zatížení, které mazané ložisko snese, se zvyšuje se zvyšujícím se počtem otáček hřídele a zvyšující se viskozitou oleje. Se zvyšující se viskozitou oleje se zvětšuje tloušťka olejového filmu oddělujícího třecí plochy, což nepřímo vede k mírnému zvýšení stupně stlačení směsi paliva a vzduchu ve válci (komprese) v důsledku snížení ztrát průnikem plynu do dutiny klikové skříně přes opotřebované pístní kroužky, což v konečném důsledku vede ke zlepšení podmínek spalování paliva během pracovního cyklu. Nicméně, nekvalitní viskózní oleje (s nízkým indexem viskozity) při nízkých teplotách vytvářejí problémy při startování motoru a také vytvářejí předpoklady pro tření bez oleje během startování. Viskozita je navíc tření kapaliny a tření jsou ztráty, které lze poměrně snadno vypočítat a vyjádřit nejen v centipoise (viskozitě) nebo v joulech, ale také v litrech paliva spotřebovaného na překonání tření a v konečném důsledku v penězích promarněných výfukovým potrubím automobilu. V tomto ohledu je volba viskozity oleje složitým úkolem, jehož řešení musí současně splňovat všechny výše uvedené požadavky.