- 5min
Bazy olejowe nowoczesnych olejów silnikowych
Ropa naftowa – podstawa wszystkich olejów
Ropa naftowa jest podstawą wielu nowoczesnych olejów. Powstał on miliony lat temu z martwego planktonu, który opadł na dno morza. Z czasem piasek i skały osadzały się na powierzchni, powodując przekształcenie w ropę naftową pod wpływem tlenu, ciśnienia i ciepła. Podstawowym budulcem ropy naftowej są związki węglowodorowe, które mogą występować w różnych długościach łańcuchów.
Trzy główne rodzaje olejów podstawowych
Baza mineralna
Mineralny olej jest najprostszą i najstarszą bazą olejów. Pozyskuje się go bezpośrednio z ropy naftowej, podgrzewając ją i destylując (rozdzielając) na jej składniki. Niepożądane i szkodliwe składniki są następnie usuwane w procesach rafinacji, takich jak odparafinowanie. Na koniec do rafinatu celowo dodawany jest wodór (hydrofinishing), aby „naprawić” otwarte łańcuchy cząsteczkowe, a tym samym zwiększyć stabilność starzenia.
Baza w pełni syntetyczna
W pełni syntetyczna baza olejowa charakteryzuje się bardzo dobrą stabilnością termiczną i odpornością na starzenie, jednak jego produkcja jest pracochłonna. Jako produkt wyjściowy służy tzw. nafta (benzyna bez dodatków). Płynna nafta jest w pierwszym etapie rozbijana, tzn. łańcuchy cząsteczkowe (C5 - C12) są dzielone i rozkładane na długość C2. Dawna ciecz jest teraz w stanie gazowym. W kolejnym procesie syntezy krótkie łańcuchy cząsteczkowe (C2) są łączone w długie łańcuchy cząsteczkowe (C20-C35) i „uszczelniane” poprzez doprowadzenie wodoru (uwodornienie).
Olej hydrocrackowany
Olej hydrocrackowany łączy pozytywne właściwości olejów mineralnych i w pełni syntetycznych. Zapewnia bardzo dobrą stabilność termiczną i odporność na starzenie przy jednoczesnej absolutnej tolerancji materiałowej. Bazą olejów do hydrokrakingu jest parafina pozyskiwana w procesie wydobycia ropy naftowej. Składa się on ze związków cząsteczkowych o długim łańcuchu (> C35), które w obecności katalizatora rozpadają się pod wysokim ciśnieniem i w wysokiej temperaturze i są skracane do użytecznej długości (C20 - C35) (katalityczna hydrokraking). Następnie ciecz jest destylowana w próżni, aby zapobiec pękaniu łańcuchów molekularnych, a wszelkie pozostałości parafiny są usuwane.
Olej silnikowy sam w sobie nie spełnia licznych zadań, jakie muszą spełniać dzisiejsze środki smarne. Nowoczesne oleje, w szczególności oleje silnikowe i smarowe, składają się nie tylko z jednego oleju podstawowego, lecz z różnych olejów podstawowych. Oprócz tego składu ważne funkcje w olejach silnikowych spełniają w szczególności specjalne dodatki, w które wchodzą w skład nowoczesnych olejów silnikowych.
Pakiet dodatków – dodatki do oleju silnikowego
Pakiet dodatków uszlachetniających jest mieszanką różnych dodatków dodawanych do podgrzanego oleju podstawowego. W zależności od wymagań różne dodatki w oleju silnikowym są łączone w jeden pakiet (pakiet dodatków). Poprawiają one istniejące funkcje lub nadają olejom nowe właściwości i odgrywają decydującą rolę przede wszystkim w wydajności i trwałości środków smarnych.
Właściwości oleju, na które wpływają dodatki
| Właściwości | Wpływ dodatków uszlachetniających | Dostępne tylko za pomocą dodatków | Brak wpływu dodatków |
| Zachowanie w niskiej temperaturze | X | ||
| Odporność na starzenie | X | ||
| Lepkość/zachowanie w temperaturze | X | ||
| Ochrona przeciwkorozyjna | X | ||
| Zdolność rozpuszczania zanieczyszczeń | X | X | |
| Zdolność dyspersji | X | X | |
| Właściwości wysokiego ciśnienia | X | X | |
| Właściwości pieniące | X | X | |
| Wydajność odprowadzania powietrza | X | ||
| Zdolność oddzielania wody | X |
Zawartość dodatków w olejach silnikowych
Specjalne dodatki i ich funkcje
Detergenty
Detergenty to czynniki myjące (środki powierzchniowo czynne) zawarte w oleju, które zapobiegają tworzeniu się osadów lub usuwają je z silnika. Jeśli substancje te zostaną zużyte, np. w wyniku zbyt długich okresów pomiędzy wymianami oleju, dochodzi do zwiększonego tworzenia się osadów. Powoduje to wymierny wzrost zużycia silnika.
Dodatek do ekstremalnych ciśnień (dodatek EP)
Dodatki EP są dodawane do oleju w postaci np. związków siarki lub fosforu, aby zapobiec zgrzewaniu się z powodu wysokich ciśnień lub obciążeń elementów ciernych. Są one przy tym nieodzowne w smarach, ponieważ przy wysokim ciśnieniu lub obciążeniu w smarze powstają wysokie temperatury. Przy tym z dodatku EP uwalniana jest siarka (nośnik siarki) lub pochodna kwasu fosforowego (związki zawierające fosfor). W takich warunkach uwalniana substancja natychmiast reaguje z powierzchnią metalu, tworząc siarczki lub fosforany metalu. Związki te tworzą na powierzchni metalowej warstwy ochronne, które pod wysokim ciśnieniem ścinają się jak płytki, zapobiegając w ten sposób zgrzewaniu się powierzchni metalowych.
Depresator do obniżania temperatury krzepnięcia (PPD)
Dodatek PPD obniża temperaturę krzepnięcia oleju, a tym samym poprawia jego właściwości w niskich temperaturach. Zapewnia płynność oleju nawet w niskich temperaturach, zmieniając strukturę kryształów wosku w oleju bazowym i znacznie spowalniając ich wzrost.
Środek poprawiający wskaźnik lepkości
Polepszacze indeksu lepkości to polimery o dużej masie cząsteczkowej (związki makrocząsteczek), które ze względu na swoją specjalną strukturę wpływają na zależność lepkości oleju od temperatury. W niskich temperaturach polimery kurczą się, co zmniejsza opór przepływu oleju i w ten sposób kompensuje zmianę lepkości oleju podstawowego.
Klasyfikacje i specyfikacje olejów silnikowych
W ciągu ostatnich dziesięcioleci różne organizacje zajmowały się klasyfikacją olejów silnikowych w celu ustanowienia jednolitych międzynarodowych standardów lepkości i jakości.
Specyfikacje zależne od producenta wskazują na dopuszczenie środków smarnych, z którymi są one kompatybilne i oficjalnie dopuszczone przez producenta pojazdu.
