- 4pöytäkirja
Mistä modernit öljyt koostuvat
Maaöljy – kaikkien öljyjen perusta
Maaöljy on monien nykyaikaisten öljyjen perusta. Se on syntynyt miljoonia vuosia sitten merenpohjaan painuneesta kuolleesta planktonista. Planktonin päälle kerrostui ajan mittaan hiekkaa ja kiviainesta, mikä sai sen muuttumaan maaöljyksi hapettoman olotilan, paineen ja lämmön vaikutuksesta. Maaöljyn perusosia ovat eripituisina ketjuina esiintyvät hiilivety-yhdisteet.
Perusöljyjen kolme päätyyppiä
Mineraaliperusöljy
Mineraaliperusöljy on yksinkertaisin ja vanhin perusöljymuoto. Sen valmistuksen käytetään raakaöljyä, jota kuumennetaan ja joka hajotetaan eri ainesosiinsa (tislataan). Tämän jälkeen poistetaan vältettäviä ja haitallisia ainesosia raffinointiprosessin tai parafiinin sulatuksen kautta. Viimeisessä vaiheessa jalosteeseen syötetään tarkoituksellisesti vetyä, joka "korjaa" avoimet molekyyliketjut ja parantaa siten selvästi öljyn vanhenemisvakautta.
Täyssynteettinen perusöljy
Täyssynteettiselle perusöljylle on olennaista erittäin hyvä terminen stabiliteetti ja vanhenemiskestävyys, mutta sen valmistus on myös kallista. Lähtötuotteena käytetään ns. naftaa (lisäaineetonta bensiiniä). Ensimmäisessä vaiheessa nafta krakataan, mikä tarkoittaa, että molekyyliketjut (C5–C12) pilkotaan ja katkaistaan C2-pituuteen. Aiemmin nestemäinen aine on nyt kaasumaista. Seuraavassa synteesiprosessissa lyhyet molekyyliketjut (C2) yhdistetään pitkiksi molekyyliketjuiksi (C20–C35) ja suljetaan lisäämällä niihin vetyä (vedyttämällä).
Vetykrakattu perusöljy
Vetykrakatussa perusöljyssä yhdistyvät mineraalisten ja täyssynteettisten perusöljyjen myönteiset ominaisuudet. Sen terminen stabiliteetti ja vanhenemiskestävyys ovat erinomaisia. Lisäksi sen materiaalinkestävyys on rajoittamaton. Vetykrakattujen perusöljyjen pohjana on mineraaliöljyjen valmistuksessa uutettu parafiini. Se koostuu pitkäketjuisista molekyyliyhdisteistä (> C35), jotka pilkotaan katalyytin avulla korkeassa paineessa ja lämpötilassa, minkä jälkeen ne katkaistaan käyttökelpoiseen C20–C35-mittaan (katalyyttinen vetykrakkaus). Tämän jälkeen neste tislataan tyhjiössä molekyyliketjujen krakkauksen estämiseksi. Lopuksi poistetaan mahdolliset parafiinijäämät.
Pelkkä perusöljy ei yksin riitä täyttämään nykyisiltä voiteluaineilta edellytettäviä, monenlaisia tehtäviä. Nykyaikaiset öljyt, erityisesti moottoriöljyt ja voiteluöljyt, eivät koostu vain yhdestä perusöljystä, vaan usean erilaisen perusöljyn seoksesta. Niiden lisäksi erityisesti erityiset lisäaineet parantavat moottoriöljyjen ominaisuuksia.
Lisäainepaketti – lisäaineet moottoriöljyssä
Lisäainepaketti on sekoitus erilaisia lisäaineita, jotka lisätään kuumennettuun perusöljyyn. Vaatimuksista riippuen moottoriöljyn eri lisäaineet yhdistetään yhdeksi paketiksi (lisäainepaketti). Ne parantavat olemassa olevia ominaisuuksia tai antavat öljyille uusia ominaisuuksia. Niillä on ratkaiseva merkitys ennen kaikkea voiteluaineiden suorituskyvyn ja kestävyyden suhteen.
Öljyn ominaisuudet, joihin lisäaineilla voidaan vaikuttaa
| Ominaisuudet | Voidaan vaikuttaa lisäaineilla | Saavutettavissa vain lisäaineilla | Ei voida vaikuttaa lisäaineilla |
| Käyttäytyminen kylmässä | X | ||
| Vanhenemisvakaus | X | ||
| Viskositeetti/lämpötilakäyttäytyminen | X | ||
| Korroosiosuojaus | X | ||
| Kyky liuottaa likaa | X | X | |
| Dispersiokyky | X | X | |
| Ominaisuudet korkeassa paineessa | X | X | |
| Vaahtoaminen | X | X | |
| Ilmansiirtokyky | X | ||
| Vedensiirtokyky | X |
Lisäainepitoisuus moottoriöljyissä
Erityiset lisäaineet ja niiden toiminnot
Detergentit
Detergentit ovat öljyssä olevia pesuaktiivisia aineita (tensidejä), jotka ehkäisevät saostumien muodostumista tai puhdistavat moottorin niistä. Jos nämä tehoaineet ovat esim. pitkittyneiden öljynvaihtovälien vuoksi kuluneet loppuun, saostumia syntyy enemmän. Se lisää moottorin kulumista selvästi.
Korkeapainelisäaineet (EP-lisäaineet)
Korkeapainelisäaineita lisätään öljyyn esim. rikki- tai fosforiyhdisteinä estämään suuren paineen tai hankausta aiheuttavan osan kuormituksen aiheuttamaa hitsautumista. Ne ovat voiteluaineissa välttämättömiä, sillä suuren paineen tai suuren kuormituksen vaikutuksesta voiteluaineen lämpötila kohoaa. Tällöin EP-lisäaineesta vapautuu rikkiä (rikin kantoainetta) tai fosforihappojohdosta (fosforipitoisia yhdisteitä). Vapautunut aine reagoi tällaisissa olosuhteissa välittömästi metallipinnan kanssa ja muuttuu metallisulfideiksi tai -fosfaateiksi. Nämä yhdisteet muodostavat metallipinnalle suojakerroksia, jotka leikkautuvat suuren paineen vaikutuksesta levymäisesti. Ne estävät metallipintojen hitsautumista.
Jähmepisteen alentaja (PPD)
PPD-lisäaine alentaa voiteluaineen jähmettymispistettä ja siten alhaisen lämpötilan ominaisuuksia. Se pitää öljyn juoksevana myös alhaisissa lämpötiloissa muuttamalla perusöljyn vahakiteiden rakennetta ja hidastamalla niiden kasvua huomattavasti.
Viskositeetti-indeksin parantajat
Viskositeetti-indeksin parantajat ovat suurmolekyylisiä polymeerejä (makromolekyylien liitoksia), jotka on muokattu siten, että ne vaikuttavat öljyn lämpötilasta riippuvaan viskositeettiin. Polymeerit kutistuvat alhaisissa lämpötiloissa, mikä pienentää öljyn virtausvastusta ja siten tasoittaa perusöljyn viskositeetin muutosta.
Moottoriöljyjen luokitukset ja merkinnät
Viime vuosikymmenten aikana eri organisaatiot ovat luokitelleet moottoriöljyjä luodakseen kansainvälisesti yhdenmukaisia viskositeetti- ja laatustandardeja.
Valmistajakohtaiset merkinnät osoittavat voiteluaineiden hyväksynnät, eli minkä moottorin tai vaihteiston kanssa ne ovat ajoneuvon valmistajan mukaan yhteensopivia ja virallisesti hyväksyttyjä.
