ULEIUL motoarelor - mit si adevar
Scris: Joi Ian 04, 2018 11:12 am
Salut,
Este un subiectul dificil, dar din multe puncte de vedere ofera date si informatii convingatoare si reale.
Cei care ocupa de testarea uleiului pentru motoare, si aici vorbesc de cei care lucreaza profesionist, folosesc informatii rezultate din trei surse:
-testul dynamometric al motorului(Dyno Test)
-testele de laborator ale uleiului;
-fisa tehnica a uleiului cu caracteristicile fizico-chimice ale acestuia;
Noi ca utilizatori/consumatori, nu avem la indemana decat ceea ce este scris pe recipientul de PVC , cutia metalica sau fisa tehnica a uleiului. Cand am dorit sa cumpar un ulei pentru motor, in primul rand am consultat si am tinut cont fisa tehnica/data sheet a uleiului, apoi de ‘feedback-ul’ utilizatorilor, etc. Fisa nu se gaseste atasata recipientului si nu o primesti la cumpararea produsului, ea este pe site-ul producatorului de ulei si contine in amanunt caracteristicile tehnice ale uleiului. Dar, pentru a intelege semnificatia datelor, trebuie clarificati anumiti parametrii ai uleiului si informatii care insotesc produsul.
1. Viscozitatea
In timpul functionarii, motorul genereaza o serie de solicitari care afecteaza in mod negativ calitatea pe termen lung a uleiului. Conditiile de functionare pot fi diferite in functie de mediul inconjurator si de modul in care este utilizat vehiculul. De aceea, alegerea unui ulei pentru a satisface nevoile si conditiile de functionare ale motorului, impune cunoasterea a mai multor proprietati importante ale uleiului, in primul rand vascozitatea, iar aceasta este foarte importanta/reprezinta punctul de plecare. Viscozitatea este definita care rezistenta la curgere a uleiului si este depenta de coeziunea dintre molecule, si cu cat moleculele sunt mai mari, cu atat legatura intre acestea este mai stabile, fiind necesara o energie mai mare pentru a rupe stabilitatea uleiului si a produce un fluidizarea uleiului. Astfel, se poate asimila viscozitatea cu forta de frecarea dintre molecule. Practic, doua piese care sunt in miscare din interiorul motorului, si intre care exista o pelicula de ulei, tind sa rupa legaturile intre molecule uleiului. Pelicula de ulei( prin lubrifiere hidrodinamica) mentine suprafetele pieselor departate si previne uzura. Cu cat vascozItatea este mai mare, cu atat atractia intre molecule este mai mare si protectia motorului mai buna. SAE prin sistemul J300 a stabilit nivelurile de vascozitate(grade) pentru temperatura de functionare a motorului si pentru temperatura de iarna, temperatura care afecteaza frecarea intre piesele motorului pornirea in primele secunde. Inainte de 1940, uleiul nu avea clasificarea SAE(Society of Automotive Engineers), adica cu “ W” uleiul era
unic pentru ca raportul dintre tensiunea de forfecare si viteza de forfecare - viscozitatea - a ramas constant la toate vitezele de forfecare. Dupa 1940 s-a descoperit ca prin adaugarea unor cantitati mici de polimeri cu greutate moleculara ridicata, s-a dat uleiului caracteristicile de curgere dorite, atat pentru pornirea la temperaturi joase, dar si pentru funtționarea la temperaturi ridicate a motorului. Practic, aceste uleiuri care contin polimeri au fost enumerate de sistemul de clasificare a vascozitatii SAE(10W-40, 5W-30, 0W-20, etc) ca uleiuri pentru motoare multigrade, deoarece acestea indeplinesc cerintele ambelor zone de temperatura a vascozitatii(temperatura ridicata motor si temperatura de iarna). S-a dezvoltat un viscozimetru cu viteza mare de forfecare, care sa simuleze conditiile motoarelor la temperaturi de funcționare. Vascozimetrul sau simulatorului cu rulment conic, este acceptat de ASTM (Standard Test Method for Evaluation of Automotive Engine Oils) ca metoda de testare D4683 pentru 150 grd.C , o metoda mai recenta fata de D6616 care era utilizata la 100grd.C. Acest test de ”bench” al calității uleiului de motor a devenit cunoscut sub numele de ”test de vascozitate cu o temperatură ridicata si viteza ridicata de forfecare-HTHS”. Au fost apoi impuse limite minime pentru diferite grade din sistemul de clasificare a vascozitatii SAE. De asemenea, cresterea vascozitatii uleiului (frecarea moleculara) implica un consum mare de energie din partea motorului, in final un consum mare de combustibil. Scopul este de a identifica o formula avantajoasa intre nivelul de vascozitate si protectia motorului la uzura, iar tendinta producatorilor de automobile este utilizarea unor uleiuri cu vascozitate redusa, pentru a avea un consum redus de combustibil, astfel incat sa respecte cerintele de mediu. Cu un deceniu in urma, cele mai scazute grade de vascozitate SAE au fost uleiul SAE 0W-20 și 5W-20, SAE 20 purtand vascozitatea minima de forfecare de 2,6 centipoise (cP) pentru simularea functionarii motorului la 150grdC, cele mai multe uleiuri de motor au fost vandute in America de Nord si de Sud, precum si uleiuri de motor SAE 5W-30. Din 2015, marcile japoneze au solicitat valori de viscozitate chiar mai mici, iar SAE a introdus trei clase noi de functionare identificate ca:
-SAE 16 (minimum 2,3 cP la 150 grade C);
-SAE 12 (minimum 2,0 cP la 150 grade C);
-SAE 8 (minim 1,7 cP la 150 grade C).
De mentionat, ca nici unul dintre aceste uleiuri de grad inferior nu a ajuns inca la teste, deoarece vascozitatea este direct legata de cantitatea de energie consumata de motor pentru protectia la uzura prin lubrifiere hidrodinamica, iar motoarele auto necesare pentru teste sunt inca in faza de proiect !!.
2. Volatilitatea
Reducerea vascozitatii cel mai frecvent obtinuta prin utilizarea uleiurilor cu o volatilitate mai mare. Uleiul uzat reduce cantitatea de lubrifiant (baza) care serveste motorului si poate contine componente de contaminare a catalizatorului de evacuare, afectand negativ capacitatea de reducere a noxelor catre catalizator. De asemenea, uleiul ramas dupa pierderea componentelor mai volatile va fi, de asemenea, mai vascos si va absorbii o energie mai mare din partea motorului. In ultimii ani, sau folosit SAE 0W-20 și 5W-30, uleiuri concepute pentru a satisface specificatia de volatilitate ILSAC cu o marja confortabila.
Ce indicatii sunt in fisa tehnica si ce reprezinta?
1. ILSAC Oil Specification
ILSAC(International Lubricants Standardization and Approval Committee) format in 1992 din AAMA (American Automobile Manufacturers Association), reprezentantii ai DaimlerChrysler Corporation, Ford Motor Company si General Motors Corporation, precum si JAMA (Japan Automobile Manufacturers Association) pentre a clarifica cerintele, parametrii si licenta uleiurilor. Impreuna cu API(American Petroleum Institute), SAE si ASTM au format EOLCS(Engine Oil Licensing and Certification System). De cele mai multe ori, ILSAC ia denumirea de API Service Symbol (donut) si/sau Certification Mark (starburst).
Siglele pe recipiente
A) API Service Symbol cu urmatoarele zone de inscriptii de la 1 la 5 (foto):
1- cu API’s cu simbolul ”S” pentru autovehicule cu combustibil benzina uzuale, clasa ”service” sau API’s cu simbolul ”C” pentru cele camioane(comerciale) si auto cu motoare diesel
2-gradul de vascozitate la cald si rece
3-se utilizeaza pentru motoarele pe benzina(protectia si conservarea mediului)
4-niveluri de performanta= uleiurile produse pentru motoare diesel ar putea sa indeplineasca si cerintele motoarelor pe benzina(tip service). Simboluriel incep cu ”C” (comercial) si/pot sunt/fi urmate de ”S” (service-benzina). Aceste uleiuri nu indeplinesc intotdeauna cerinetel motoarelor pe benzina!
5. Denumirea "CI-4 PLUS" se aplica pentru uleiurile cu un nivel mai ridicat impotriva cresterii vascozitatii din cauza arderii, dar si pierderea vascozitatii datorita forfecarii la motoarele diesel. Uleiurile din categoria CJ-4 include toate cerințele de performanță CI-4 PLUS.
B) API Certification Mark, sau ”starbust”-ne spune ca uleiul indeplineste conditiile cerute de catre ILSAC privind protectia mediului si economia de combustibil
Ce verificam in fisa tehnica/Data Sheet a uleiului:
1. Clasa de vascozitate recomandata de producatorul automobilului ( ex: 5w30)
Cifra 5 reprezinta gradul/indicele de vascozitate al uleiului la rece, ”W-winter, se poate utiliza si iarna”, iar 40 reprezinta indicele de vascozitate a uleiului la cald. Practic, cu cat acesti doi indici sunt mai mici, cu atat vascozitate este mai mica, si invers.
2. Daca este mentionat standardul ILSAC, si care? In prezent valabil GF-5( GF-4,3,3, si 1 nu mai sunt in uz!)
3. Standardul API si indicele. Avem cele care incep simbolul ”S...” (servive) pentru motoare benzina si pe cele care incep cu ”C...”, motoare diesel (comercial)
4. Aditivi/ elemente din fisa tehnica( ex: Zn)
5. Compatibilitate cu catalizatorul automobilului. Normele de mediu impun ’Low SAPS’ pentru uleiuri prin reducerea P, S si Ash.
In continuare....
Este un subiectul dificil, dar din multe puncte de vedere ofera date si informatii convingatoare si reale.
Cei care ocupa de testarea uleiului pentru motoare, si aici vorbesc de cei care lucreaza profesionist, folosesc informatii rezultate din trei surse:
-testul dynamometric al motorului(Dyno Test)
-testele de laborator ale uleiului;
-fisa tehnica a uleiului cu caracteristicile fizico-chimice ale acestuia;
Noi ca utilizatori/consumatori, nu avem la indemana decat ceea ce este scris pe recipientul de PVC , cutia metalica sau fisa tehnica a uleiului. Cand am dorit sa cumpar un ulei pentru motor, in primul rand am consultat si am tinut cont fisa tehnica/data sheet a uleiului, apoi de ‘feedback-ul’ utilizatorilor, etc. Fisa nu se gaseste atasata recipientului si nu o primesti la cumpararea produsului, ea este pe site-ul producatorului de ulei si contine in amanunt caracteristicile tehnice ale uleiului. Dar, pentru a intelege semnificatia datelor, trebuie clarificati anumiti parametrii ai uleiului si informatii care insotesc produsul.
1. Viscozitatea
In timpul functionarii, motorul genereaza o serie de solicitari care afecteaza in mod negativ calitatea pe termen lung a uleiului. Conditiile de functionare pot fi diferite in functie de mediul inconjurator si de modul in care este utilizat vehiculul. De aceea, alegerea unui ulei pentru a satisface nevoile si conditiile de functionare ale motorului, impune cunoasterea a mai multor proprietati importante ale uleiului, in primul rand vascozitatea, iar aceasta este foarte importanta/reprezinta punctul de plecare. Viscozitatea este definita care rezistenta la curgere a uleiului si este depenta de coeziunea dintre molecule, si cu cat moleculele sunt mai mari, cu atat legatura intre acestea este mai stabile, fiind necesara o energie mai mare pentru a rupe stabilitatea uleiului si a produce un fluidizarea uleiului. Astfel, se poate asimila viscozitatea cu forta de frecarea dintre molecule. Practic, doua piese care sunt in miscare din interiorul motorului, si intre care exista o pelicula de ulei, tind sa rupa legaturile intre molecule uleiului. Pelicula de ulei( prin lubrifiere hidrodinamica) mentine suprafetele pieselor departate si previne uzura. Cu cat vascozItatea este mai mare, cu atat atractia intre molecule este mai mare si protectia motorului mai buna. SAE prin sistemul J300 a stabilit nivelurile de vascozitate(grade) pentru temperatura de functionare a motorului si pentru temperatura de iarna, temperatura care afecteaza frecarea intre piesele motorului pornirea in primele secunde. Inainte de 1940, uleiul nu avea clasificarea SAE(Society of Automotive Engineers), adica cu “ W” uleiul era
unic pentru ca raportul dintre tensiunea de forfecare si viteza de forfecare - viscozitatea - a ramas constant la toate vitezele de forfecare. Dupa 1940 s-a descoperit ca prin adaugarea unor cantitati mici de polimeri cu greutate moleculara ridicata, s-a dat uleiului caracteristicile de curgere dorite, atat pentru pornirea la temperaturi joase, dar si pentru funtționarea la temperaturi ridicate a motorului. Practic, aceste uleiuri care contin polimeri au fost enumerate de sistemul de clasificare a vascozitatii SAE(10W-40, 5W-30, 0W-20, etc) ca uleiuri pentru motoare multigrade, deoarece acestea indeplinesc cerintele ambelor zone de temperatura a vascozitatii(temperatura ridicata motor si temperatura de iarna). S-a dezvoltat un viscozimetru cu viteza mare de forfecare, care sa simuleze conditiile motoarelor la temperaturi de funcționare. Vascozimetrul sau simulatorului cu rulment conic, este acceptat de ASTM (Standard Test Method for Evaluation of Automotive Engine Oils) ca metoda de testare D4683 pentru 150 grd.C , o metoda mai recenta fata de D6616 care era utilizata la 100grd.C. Acest test de ”bench” al calității uleiului de motor a devenit cunoscut sub numele de ”test de vascozitate cu o temperatură ridicata si viteza ridicata de forfecare-HTHS”. Au fost apoi impuse limite minime pentru diferite grade din sistemul de clasificare a vascozitatii SAE. De asemenea, cresterea vascozitatii uleiului (frecarea moleculara) implica un consum mare de energie din partea motorului, in final un consum mare de combustibil. Scopul este de a identifica o formula avantajoasa intre nivelul de vascozitate si protectia motorului la uzura, iar tendinta producatorilor de automobile este utilizarea unor uleiuri cu vascozitate redusa, pentru a avea un consum redus de combustibil, astfel incat sa respecte cerintele de mediu. Cu un deceniu in urma, cele mai scazute grade de vascozitate SAE au fost uleiul SAE 0W-20 și 5W-20, SAE 20 purtand vascozitatea minima de forfecare de 2,6 centipoise (cP) pentru simularea functionarii motorului la 150grdC, cele mai multe uleiuri de motor au fost vandute in America de Nord si de Sud, precum si uleiuri de motor SAE 5W-30. Din 2015, marcile japoneze au solicitat valori de viscozitate chiar mai mici, iar SAE a introdus trei clase noi de functionare identificate ca:
-SAE 16 (minimum 2,3 cP la 150 grade C);
-SAE 12 (minimum 2,0 cP la 150 grade C);
-SAE 8 (minim 1,7 cP la 150 grade C).
De mentionat, ca nici unul dintre aceste uleiuri de grad inferior nu a ajuns inca la teste, deoarece vascozitatea este direct legata de cantitatea de energie consumata de motor pentru protectia la uzura prin lubrifiere hidrodinamica, iar motoarele auto necesare pentru teste sunt inca in faza de proiect !!.
2. Volatilitatea
Reducerea vascozitatii cel mai frecvent obtinuta prin utilizarea uleiurilor cu o volatilitate mai mare. Uleiul uzat reduce cantitatea de lubrifiant (baza) care serveste motorului si poate contine componente de contaminare a catalizatorului de evacuare, afectand negativ capacitatea de reducere a noxelor catre catalizator. De asemenea, uleiul ramas dupa pierderea componentelor mai volatile va fi, de asemenea, mai vascos si va absorbii o energie mai mare din partea motorului. In ultimii ani, sau folosit SAE 0W-20 și 5W-30, uleiuri concepute pentru a satisface specificatia de volatilitate ILSAC cu o marja confortabila.
Ce indicatii sunt in fisa tehnica si ce reprezinta?
1. ILSAC Oil Specification
ILSAC(International Lubricants Standardization and Approval Committee) format in 1992 din AAMA (American Automobile Manufacturers Association), reprezentantii ai DaimlerChrysler Corporation, Ford Motor Company si General Motors Corporation, precum si JAMA (Japan Automobile Manufacturers Association) pentre a clarifica cerintele, parametrii si licenta uleiurilor. Impreuna cu API(American Petroleum Institute), SAE si ASTM au format EOLCS(Engine Oil Licensing and Certification System). De cele mai multe ori, ILSAC ia denumirea de API Service Symbol (donut) si/sau Certification Mark (starburst).
Siglele pe recipiente
A) API Service Symbol cu urmatoarele zone de inscriptii de la 1 la 5 (foto):
1- cu API’s cu simbolul ”S” pentru autovehicule cu combustibil benzina uzuale, clasa ”service” sau API’s cu simbolul ”C” pentru cele camioane(comerciale) si auto cu motoare diesel
2-gradul de vascozitate la cald si rece
3-se utilizeaza pentru motoarele pe benzina(protectia si conservarea mediului)
4-niveluri de performanta= uleiurile produse pentru motoare diesel ar putea sa indeplineasca si cerintele motoarelor pe benzina(tip service). Simboluriel incep cu ”C” (comercial) si/pot sunt/fi urmate de ”S” (service-benzina). Aceste uleiuri nu indeplinesc intotdeauna cerinetel motoarelor pe benzina!
5. Denumirea "CI-4 PLUS" se aplica pentru uleiurile cu un nivel mai ridicat impotriva cresterii vascozitatii din cauza arderii, dar si pierderea vascozitatii datorita forfecarii la motoarele diesel. Uleiurile din categoria CJ-4 include toate cerințele de performanță CI-4 PLUS.
B) API Certification Mark, sau ”starbust”-ne spune ca uleiul indeplineste conditiile cerute de catre ILSAC privind protectia mediului si economia de combustibil
Ce verificam in fisa tehnica/Data Sheet a uleiului:
1. Clasa de vascozitate recomandata de producatorul automobilului ( ex: 5w30)
Cifra 5 reprezinta gradul/indicele de vascozitate al uleiului la rece, ”W-winter, se poate utiliza si iarna”, iar 40 reprezinta indicele de vascozitate a uleiului la cald. Practic, cu cat acesti doi indici sunt mai mici, cu atat vascozitate este mai mica, si invers.
2. Daca este mentionat standardul ILSAC, si care? In prezent valabil GF-5( GF-4,3,3, si 1 nu mai sunt in uz!)
3. Standardul API si indicele. Avem cele care incep simbolul ”S...” (servive) pentru motoare benzina si pe cele care incep cu ”C...”, motoare diesel (comercial)
4. Aditivi/ elemente din fisa tehnica( ex: Zn)
5. Compatibilitate cu catalizatorul automobilului. Normele de mediu impun ’Low SAPS’ pentru uleiuri prin reducerea P, S si Ash.
In continuare....