PARTNER BLOGA:

Co to jest lepkość oleju silnikowego?

Przewiń w dół

W dys­ku­sjach o ole­jach, pro­wa­dzo­nych przez fanów moto­ry­za­cji poja­wia się wie­le defi­ni­cji, twier­dzeń i nazw, któ­re nie zawsze są uży­wa­ne w odpo­wied­nim kon­tek­ście. Poza oso­bli­wy­mi defi­ni­cja­mi jako­ści ole­ju, bar­dzo czę­sto poja­wia­ją się odnie­sie­nia do lep­ko­ści — dziw­nie łączo­nej z gęsto­ścią.

Tu doskonale widać różnice w gęstości. Olej unosi się na wodzie.
Tu dosko­na­le widać róż­ni­ce w gęsto­ści. Olej uno­si się na wodzie.

Oby­dwie te defi­ni­cje są mylo­ne i sto­so­wa­ne zamien­nie, a tak napraw­dę nie mają prak­tycz­nie żad­ne­go związ­ku. Zacznij­my od zapro­wa­dze­nia porząd­ku.

Gęstość jest to sto­su­nek masy sub­stan­cji do zaj­mo­wa­nej przez nią obję­to­ści. Gęstość  typo­we­go ole­ju sil­ni­ko­we­go jest mniej­sza od gęsto­ści wody i dla­te­go olej zawsze pozo­sta­je na jej powierzch­ni.

Żeby sprawdzić jak zmienia się lepkość wraz ze spadkiem temperatury dobrze jest dysponować ciekłym Azotem. Krótka kąpiel w temperaturze –200 st.C i gotowe.
Żeby spraw­dzić jak zmie­nia się lep­kość wraz ze spad­kiem tem­pe­ra­tu­ry dobrze jest dys­po­no­wać cie­kłym Azo­tem. Krót­ka kąpiel w tem­pe­ra­tu­rze –200 st.C i goto­we.

Gęstość nie­znacz­nie zmie­nia się w zależ­no­ści od tem­pe­ra­tu­ry i ciśnie­nia, ale te zmia­ny nie mają decy­du­ją­ce­go wpły­wu na jakość ole­ju i wytrzy­ma­łość fil­mu ole­jo­we­go.

Chwila odpoczynku na stojaku i zaraz zobaczymy co się zmieniło. Obok trzy fiolki z innymi olejami. Gęstość nie zmieniła się w tak znacznym stopniu jak lepkość.
Chwi­la odpo­czyn­ku na sto­ja­ku i zaraz zoba­czy­my co się zmie­ni­ło. Obok trzy fiol­ki z inny­mi ole­ja­mi. Gęstość nie zmie­ni­ła się w tak znacz­nym stop­niu jak lep­kość.

A teraz lep­kość. W przy­pad­ku ole­ju sil­ni­ko­we­go inte­re­su­je nas lep­kość kine­ma­tycz­na, któ­ra zwa­na jest rów­nież kine­tycz­ną i jest sto­sun­kiem (ilo­ra­zem ;-)) lep­ko­ści dyna­micz­nej do gęsto­ści pły­nu. Czy­li gęstość gdzieś tam nam się przy­da­je. Lep­kość dyna­micz­na to ilo­raz naprę­żeń ści­na­ją­cych i szyb­ko­ści ści­na­nia. Szyb­kość ści­na­nia to… Może wystar­czy defi­ni­cji?

W górnej części fiolki olej jest płynny. A w dolnej?
W gór­nej czę­ści fiol­ki olej jest płyn­ny. A w dol­nej?

Tak czy ina­czej lep­kość nie jest gęsto­ścią, ale jest para­me­trem okre­śla­ją­cym jak olej zacho­wa się w danej tem­pe­ra­tu­rze. Dla­te­go naj­bar­dziej inte­re­su­ją­ca jest dla nas lep­kość kine­ma­tycz­na w 100st.C. To w tej tem­pe­ra­tu­rze olej naj­czę­ściej pra­cu­je. Może­my przy­jąć, że dla dane­go ole­ju lep­kość w danej tem­pe­ra­tu­rze jest nie­zmien­na. Wyjąt­kiem są ole­je Castrol EDGE z tech­no­lo­gią FST.Oleje te, poprzez doda­nie meta­lo­or­ga­nicz­ne­go poli­me­ru tyta­nu, sta­ły się cie­cza­mi nie­new­to­now­ski­mi. Płyn nie­new­to­now­ski nie speł­nia hydro­dy­na­micz­ne­go pra­wa New­to­na, co ozna­cza, że jego lep­kość nie jest war­to­ścią sta­łą.

W przy­pad­ku ole­ju Castrol EDGE Tita­nium FST™ przy wzro­ście sił ści­na­ją­cych zwięk­sza się lep­kość. Czy­li – uprasz­cza­jąc — jak olej „poczu­je”, że dosta­je w kość to zwięk­sza swo­ją lep­kość. Wszyst­ko to po to, żeby zwięk­szyć odpor­ność ole­ju na zerwa­nie fil­mu ole­jo­we­go, a co za tym idzie zwięk­szyć trwa­łość sil­ni­ka. Lep­kość ole­ju sil­ni­ko­we­go zmie­nia się też w cza­sie jego eks­plo­ata­cji. Dla­cze­go tak się dzie­je? Szyb­ko i spraw­nie wyja­śni nam to nasz eks­pert, Michał Izdeb­ski z Castrol Pol­ska.

W trak­cie eks­plo­ata­cji ole­ju nastę­pu­je:

zuży­wa­nie się (wyczer­py­wa­nie) pakie­tu dodat­ków uszla­chet­nia­ją­cych

zuży­wa­nie się ole­jów bazo­wych

two­rze­nie szla­mów i laków (pra­ca ole­ju w wyso­kiej tem­pe­ra­tu­rze + obec­ność szko­dli­wych pro­duk­tów spa­la­nia – głów­nie sadza)

ście­ra­nie się ele­men­tów meta­lo­wych czę­ści współ­pra­cu­ją­cych sil­ni­ka

Wzrost lep­ko­ści ole­ju jest głów­nie powo­do­wa­ny przez obec­ność tle­nu, któ­ry reagu­je z węglo­wo­do­ra­mi (jeden z głów­nych skład­ni­ków for­mu­la­cji ole­jo­wej). Węglo­wo­do­ry te utle­nia­jąc się powo­du­ją wystę­po­wa­nie laków, osa­dza­ją­cych się wewnątrz sil­ni­ka. Dal­sze reak­cje che­micz­ne zacho­dzą­ce w for­mu­la­cji ole­jo­wej powo­du­ją (pisze w dużym uprosz­cze­niu) roz­po­czę­cie poli­me­ry­za­cji struk­tu­ry ole­ju, co pro­wa­dzi do wzro­stu jego lep­ko­ści. Na wzrost lep­ko­ści ole­ju rów­nież wpływ ma sadza — jej duże nagro­ma­dze­nie w ole­ju sil­ni­ko­wym (im jej wię­cej, tym lep­kość wyż­sza).

Za spa­dek lep­ko­ści ole­ju sil­ni­ko­we­go w trak­cie eks­plo­ata­cji odpo­wie­dzial­ne są;

wywo­ła­ne obcią­że­niem, gene­ro­wa­nym przez ele­men­ty współ­pra­cu­ją­ce sil­ni­ka, cią­głe pro­ce­sy ści­na­nia poli­me­rów -  łań­cu­chy węglo­wo­do­ro­we for­mu­la­cji ole­jo­wej ule­ga­ją cią­głym pro­ce­som ści­na­nia pod wpły­wem obcią­że­nia. Łań­cu­chy te cha­rak­te­ry­zu­ją się wła­sno­ścią łatwej i szyb­kiej odbu­do­wy, dzię­ki cze­mu olej może prze­ciw­sta­wiać się obcią­że­niom gene­ro­wa­nym przez sil­nik. W trak­cie „koń­ca życia ole­ju” łań­cu­chy tra­cą swo­je wła­ści­wo­ści odbu­do­wy, i olej tra­ci swo­ją lep­kość.

roz­rze­dze­nie ole­ju pali­wem – jaz­da na zbyt krót­kich odcin­kach powo­du­je że sil­nik, pra­cu­ją­cy na „ssa­niu” nie jest w sta­nie zużyć całe­go pali­wa i pali­wo to prze­do­sta­je się do skrzy­ni kor­bo­wej. Jeże­li sil­nik nie jest dogrza­ny do tem­pe­ra­tu­ry robo­czej, pali­wo nie jest w sta­nie być odpa­ro­wa­ne z ole­ju. W trak­cie jaz­dy z mocą bli­ską mak­sy­mal­nej (auto­stra­dy, raj­dy, etc.) ste­row­nik poda­je bar­dzo duże ilo­ści pali­wa, któ­re rów­nież nie jest w sta­nie być cał­ko­wi­cie spa­lo­ne w komo­rach spa­la­nia, i prze­ni­ka do SK, roz­cień­cza­jąc olej sil­ni­ko­wy.

Olej o zbyt niskiej lep­ko­ści cechu­je się zbyt sła­bą odpor­no­ścią fil­mu ole­jo­we­go na obcią­że­nia i dużą łatwo­ścią zerwa­nia tegoż fil­mu pod, rela­tyw­nie, nie­wiel­ki­mi obcią­że­nia­mi.

Olej o zbyt dużej lep­ko­ści zawie­ra zbyt dużo zanie­czysz­czeń, któ­re pogar­sza­ją jego smar­ność i odpro­wa­dza­nie cie­pła.

Olej jest gęsty i wygląda jak sorbet malinowy. Jednak jego gęstość nie zmieniła się w tak znacznym stopniu jak lepkość/czepność i dlatego nie chce spływać. Dlatego przy doborze oleju interesuje nas też temperatura krzepnięcia. To już jednak temat na inny wpis.
Olej jest gęsty i wyglą­da jak sor­bet mali­no­wy. Jed­nak jego gęstość nie zmie­ni­ła się w tak znacz­nym stop­niu jak lepkość/czepność i dla­te­go nie chce spły­wać. Dla­te­go przy dobo­rze ole­ju inte­re­su­je nas też tem­pe­ra­tu­ra krzep­nię­cia. To już jed­nak temat na inny wpis.

I teraz pyta­nie, jeśli nie naj­waż­niej­sze to bar­dzo waż­ne. Czy duża lep­kość jest zawsze potrzeb­na? Otóż nie. Musi być dobra­na do kon­struk­cji sil­ni­ka. Żeby to zro­zu­mieć może­my użyć nastę­pu­ją­ce­go porów­na­nia. Weź­my samo­lot i łódź pod­wod­ną. Oby­dwie maszy­ny poru­sza­ją się w pły­nach, bo z punk­tu widze­nia nauki roz­pa­tru­je­my ich ruch w ramach aero­dy­na­mi­ki pły­nów. Wyobraź­my sobie, że chce­my żeby łódź pod­wod­na lata­ła, a samo­lot pły­wał pod wodą. Nie da się, bo ich kon­struk­cja jest dosto­so­wa­na do lep­ko­ści ośrod­ków, w któ­rych się poru­sza­ją. Podob­nie jest z sil­ni­ka­mi.

Te star­szej daty i nie­któ­re nowe prze­zna­czo­ne do pra­cy w eks­tre­mal­nych warun­kach, na przy­kład BMW serii M wyma­ga­ją dużej lep­ko­ści. Olej Castrol EDGE Tita­nium FST10W60 prze­zna­czo­ny do sil­ni­ków MPo­wer i Aston Mar­tin, ma lep­kość kine­ma­tycz­ną w 100 st.C wyno­szą­cą 22,7 mm²/s, a olej Castrol EDGE Tita­nium FST5W40 cha­rak­te­ry­zu­je się lep­ko­ścią kine­ma­tycz­ną w 100 st.C wyno­szą­cą 13 mm²/s. Róż­ni­ca kolo­sal­na, ale czy to zna­czy, że jeśli jeste­śmy posia­da­cza­mi Audi A4 2.0 TFSI to olej o wyż­szej lep­ko­ści będzie lep­szy? Nie. Olej musi być dosto­so­wa­ny do kon­struk­cji sil­ni­ka. Jaki z tego wnio­sek? Po raz kolej­ny wycho­dzi na to, że naj­le­piej nie kom­bi­no­wać i wle­wać olej zale­ca­ny przez pro­du­cen­ta. A teo­rie spi­sko­we? Zostaw­my je tym, któ­rzy je lubią. I jesz­cze cie­ka­wost­ka. Wie­cie, o ile się róż­ni gęstość wspo­mnia­nych ole­jów? O 0.003 g/ml. Jak widzi­cie lep­kość i gęstość to zupeł­nie dwa róż­ne para­me­try. Żeby było jesz­cze łatwiej, to może­my się posłu­żyć defi­ni­cją lep­ko­ści sto­so­wa­ną w odnie­sie­niu do kle­jów. Czep­ność chy­ba mniej się koja­rzy z gęsto­ścią. Ale jak to zro­bić, żeby olej miał małą lep­kość w celu zmniej­sze­nia opo­rów wewnętrz­nych w sil­ni­ku i zuży­cia pali­wa, a jed­no­cze­śnie uzy­skać wyso­ką odpor­ność na zerwa­nie fil­mu ole­jo­we­go? Odpo­wie­dzią są meta­lo­ogra­nicz­ne poli­me­ry.

Jeśli macie jakieś pyta­nia doty­czą­ce gęsto­ści i lep­ko­ści – pisz­cie – posta­ram się roz­wiać wszel­kie wąt­pli­wo­ści. 😉


Wpis powstał we współ­pra­cy z mar­ką Castrol.


Dołącz do nas!
New­slet­ter Face­bo­ok Insta­gram YouTu­be
  • 135
  •  
  •