Potocznie rozumiana rola olejów silnikowych ogranicza się do smarowania i chłodzenia silnika, tymczasem sprostać one muszą niezwykłym, często rozbieżnym wymaganiom.
W tym celu producenci powszechnie stosują różnorodne dodatki uszlachetniające.
Obecnie, prawie 20% objętości wszystkich spotykanych na rynku olejach zajmują dodatki uszlachetniające. Resztę ( 80% objętości) stanowi mieszanina baz olejowych.




Jaki olej – taki dodatek
Olej mineralny (tzw. baza olejowa) jest wytworem natury i jego właściwości wynikają ze związków użytych do jego produkcji. Ze względu na to, zachodzi konieczność korekcji niektórych cech. Czasem niektóre z nich są wzmacniane (np. poprzez dodatki przeciwzużyciowe wzmacniające film olejowy) lub niwelowane (np. poprzez dodatki przeciwpienne).
Inaczej wygląda to w przypadku olejów syntetycznych, które są produktem syntezy etylenu i w związku z tym można już podczas tego procesu nadawać pewne cechy samej bazie olejowej. Dlatego pakiet dodatków znacząco różni się w oleju syntetycznym i mineralnym.
Kolejne różnice to jakość zastosowanych dodatków. Wraz ze wzrostem ich jakości, rośnie nie tylko cena ale trwałość i zdolność do utrzymania zadanych parametrów. Zarówno najlepsze jak i najgorsze oleje na początku pracują podobnie. Jednak po pewnym okresie czasu (niekiedy zadziwiająco krótkim) różnice są coraz większe.
Trwałość dodatków w popularnych olejach obliczana jest na około 20 000 km przebiegu, tak aby zapewnić poprawną ochronę przez okres 15 000 km czyli standardowy przebieg przewidywany przez producentów samochodów. W olejach typu LongLife okres ten może sięgać 60 000 km w autach osobowych, a w przypadku samochodów ciężarowych nawet 150 000 km.

Typowe dodatki stosowane w olejach silnikowych

1.Przeciwzużyciowe – dodatki wzmacniające i pogrubiające trwałość filmu olejowego oraz wchodzące w reakcję z metalami powodujące utworzenie powierzchni o mniejszym współczynniku tarcia, dzięki czemu zmniejsza się zużycie silnika.

Nadmiar – powoduje wzrost oporów wewnętrznych oleju co się wiąże z wzrostem ilości energii pochłanianej przez olej.
Niedobór – jest przyczyną wzrostu zużycia współpracujących elementów.

2.Modyfikatory lepkości – do których należą m.in. depresatory i wiskozatory. Są to polimery, które wraz ze zmieniającą się temperaturą stabilizują olej pod względem lepkości i parametrów pracy.

Total/Mechanizm działania depresatorów, w niskich temperaturach A– baza olejowa bez depresatora, B – baza olejowa z depresatorem; 1 – baza ole­jowa, 2 – kryształki parafiny, 3 – cząsteczka depresatora, 4 – zarodek krystalizacji parafiny

- Depresatory (inaczej: depresatory temp płynięcia) – dodatki mające na celu zmniejszenie temperatury krystalizacji oleju przez co obniżają temperaturę pompowalności oleju i zmniejszają czas jaki upływa od uruchomienia silnika do rozpoczęcia prawidłowego smarowania wszystkich części silnika. Dodatki te uaktywniają się w niskich temperaturach

Nadmiar – powoduje utratę lepkości oleju i zmniejszenie się grubości oraz trwałości filmu olejowego. W efekcie powodując zwiększone zużycie silnika
Niedobór – przyczynia się do szybkiego wzrostu lepkości oleju przy niskich temperaturach, wzrostu oporów pompowania, wzrostu czasu od uruchomienia silnika do rozpoczęcia smarowania oraz zwiększonego zużycie silnika podczas „zimnych rozruchów”

- Wiskozatory – przeciwieństwo depresatorów. Dodatki te uaktywniają się w wysokich temperaturach i mają na celu powstrzymanie zmniejszania się lepkości oleju wraz ze wzrostem temperatury. Dzięki temu olej w wysokich temperaturach może utworzyć trwały i gruby film olejowy który będzie prawidłowo chronił współpracujące elementy silnika.

Nadmiar – powoduje wzrost lepkości w wysokich temperaturach. Energochłonność oleju i gorszy przepływ w kanałach olejowych
Niedobór – w wysokich temperaturach sprzyja utracie lepkości i grubości filmu olejowego, przyśpieszając zużycie silnika

3.Dyspersanty – dodatki szczególnie ważne w silnikach diesla. Mają na celu niwelowanie negatywnego wpływu cząstek stałych czyli sadzy, która odkłada się na dnie miski olejowej i w kanałach olejowych. W dłuższym okresie eksploatacji prowadzi to do zmniejszenia średnic kanałów olejowych i pogorszenia warunków smarowania. Druga negatywna cecha obecności sadzy, to „zbijanie” się cząstek w większe skupiska. Powoduje to polerowanie gładzi cylindrów i usuwanie warstwy honowanej. Jednocześnie następuje zużycie czopów wałów i panewek. Aby zapobiegać takim zjawiskom stosuje się dyspersanty, które zapobiegają odkładaniu się sadzy poprzez utrzymywanie jej w formie zawiesiny w oleju oraz dyspersanty rozbijają szadzę na poszczególne cząsteczki które to nie polerują i nie zużywają współpracujących powierzchni. Dzięki nim podczas wymiany oleju cała sadza jest usuwana z silnika, zapobiegając jej kumulacji.

Nadmiar – brak skutków negatywnych
Niedobór – powoduje zapychanie filtrów wstępnych (tzw smoków), filtrów oleju. Jet także powodem odkładania się sadzy na dnie miski olejowej i w kanałach olejowych, w konsekwencji skutkuje to ograniczeniem prześwitu kanałów olejowych i ograniczeniem ilości oleju dostarczanego do węzłów tarcia.

4.Modyfikatory tarcia – spełniają zadania podobne jak w pkt 1, dodatki te nie muszą jednak wchodzić w reakcje z metalem. Mogą być to związki które ze względu na właściwości fizyczne powodują zmniejszenie współczynnika tarcia.
Nadmiar – W silnikach motocyklowych z mokrym sprzęgłem powodują ślizganie się sprzęgła, spalenie tarcz.
Niedobór – powoduje większe zużycie współpracujących elementów

5.Środki przeciwpieniące – dodawane do baz olejowych w celu zmniejszenia pienienia się. Dodatki te zmniejszają napięcie powierzchniowe powodując „pękanie” baniek powietrza i dzięki temu mamy pewność iż w magistrali olejowej będzie transportowany olej, a nie piana z oleju.

Nadmiar – nie powoduje skutków ubocznych
Niedobór – jest powodem pienienia się oleju, znaczne obniżając wydajności pompy olejowej i co za tym idzie pogorszenie smarowania w całym silniku i w konsekwencji albo przyśpieszone zużycie silnika albo jego zatarcie


6.Deemulgatory – dodatki te mają za zadanie umożliwić szybkie odparowanie wody z oleju jeśli olej rozgrzeje się. Najczęściej umożliwiają emisję par wodnych powyżej 70stC.

Nadmiar – ogranicza możliwość pochłonięcia par wodnych przy niskich temperaturach
Niedobór – powoduje zbyt wolne oddawanie wody z oleju co w konsekwencji może powodować kumulację wody, zmiany lepkości i właściwości fizykochemicznych.

7.Środki zwiększające adhezję - dodatki mające na celu wydłużenie czasu jaki upływa do spłynięcia filmu olejowego z współpracujących mechanizmów. Mają one na celu zapewnienie smarowania przez czas od uruchomienia silnia do momentu dostarczenia świeżej porcji oleju zapewniającej smarowanie.

Nadmiar – wzrost energochłonności oleju, większe opory pompowania
Niedobór – szybkie spływanie filmu oleju po zatrzymaniu silnika co prowadzi do większego zużycia po ponownym jego uruchomieniu

8.Barwniki – dodatki stosowane wyłącznie w celu odróżnienia produktów. Ich obecność i ilość nie ma związku z warunkami pracy oleju. Do barwienia olejów stosuje sie tzw. barwniki tłuszczowe, które łatwo rozpuszczają się w olejach, pozostając nierozpuszczalnymi w wodzie.

9.Środki zapachowe - stosowane w celu eliminacji przykrych zapachów niektórych składników olejów.

Dodatki, które w zwiększonej ilości występują w olejach dedykowanych do silników zasilanych LPG

W silnikach zasilanych autogazem, wyższa temperatura spalania gazu sprzyja przyśpieszeniu utleniania bazy olejowej i degradacji własności fizykochemicznych oleju (np. myjąco – dyspergujących). Więcej tutaj>>
Z tego powodu, ilość detergentów, antyutleniaczy i inhibitorów korozji jest wyższa niż w tradycyjnym oleju.

10.Antyutleniacze

Wyższa niż podczas zasilania benzyną temperatura pracy silnika spalającego LPG, jest przyczyną przyśpieszonego zużywania się oleju (mimo zachowania wyglądu oleju świeżego) i utracie podstawowych cech fizykochemicznych oleju. Przeciwdziałają temu antyutleniacze.

Antyutleniacze (inhibitory utleniania) - dodatki szczególnie ważne w nowoczesnych olejach pracujących w trybie LongLife bądź do silników z turbosprężarkami lub zasilanymi autogazem. Dodatki te zapobiegają utlenianiu się oleju i znacząco spowalniają proces „starzenia się” bazy olejowej. Ich działanie polega na tym, iż szybciej wchodzą w reakcję z tlenem niż sam olej i w ten sposób opóźniają proces starzenia oleju. Utlenianie zachodzi najszybciej podczas pracy w wysokiej temp. więc dodatki te są bardzo ważne w silnikach które są mocniej obciążone termicznie.
Nadmiar – brak skutków ubocznych
Niedobór - jest przyczyną szybszego zużycia oleju a także zmiany lepkości i właściwości fizykochemicznych

11.Inhibitory korozji

W wyniku spalanie LPG powstają związki o odczynie kwaśnym, które mimo stosowania pierścieni uszczelniających w silnikach spalinowych, przedostają się do skrzyni korbowej. Związki te charakteryzują się dużą agresywnością korozyjną, szczególnie wobec panewek. Zjawisko to skutecznie opóźniają inhibitory.

Inhibitory korozji – zapobiegają dwóm rodzajom korozji. Korozji metali żelaznych polegającej na utlenianiu się metali, zjawisko to zachodzi szybciej przy obecności par wodnych. Drugim rodzajem korozji jest korozja chemiczna różnych metali, także kolorowych (mosiądz, aluminium).

Nadmiar – nie powoduje skutków ubocznych
Niedobór – jest powodem korozja silnika. Zarówno wywołana tlenem i parami wodnymi jak i korozją chemiczną

12.Detergenty

Wyższa temperatura spalania silników z LPG powoduje bardziej intensywne odkładanie substancji szlamowych. Sposobem na to jest zwiększenie ilości detergentów.

Total/Mechanizm działania detergentów A– baza olejowa bez detergentu, B– baza olejowa z detergentem; 1 – baza olejowa, 2 – aglomeraty cząstek zanieczyszczeń stałych, 3 – cząsteczki zanieczyszczeń otoczone zaadsorbowanymi cząsteczkami detergentu, 4 – osad przywarty do podłoża metalowego, 5 – cząsteczki detergentu przywarte do podłoża metalowe­go usuwają cząstki osadu

Detergenty – dodatki utrzymujące czystość w silniku. Ich zadanie rozpoczyna się w momencie powstania zanieczyszczeń np. nagaru lub szlamu. Celem tych dodatków jest rozpuszczenie powstałych związków i utrzymywanie ich w oleju w celu usunięcia ich z silnika w momencie wymiany oleju.

Nadmiar – powoduje pienienie się oleju. Zachodzi agresywne wypłukiwanie nieczystości, a w konsekwencji korozja chemiczna.
Niedobór – powoduje wzrost zanieczyszczenia silnika, pogorszenie warunków smarowania i wzrost oporów pracy oraz temperatury. Zwykle kończy się to zatarciem silnika ze względu na brak substancji smarnej



Czasami można spotkać się z określeniem niektórych dodatków olejowych jako „stabilizatorów” . Do grupy tej można zaliczyć dodatki przeciwzużyciowe i modyfikatory lepkości.

Dodatki zawarte w olejach silnikowych, aby spełniały zwoje zadania nie mogą być odfiltrowywane, dlatego wielkość ich cząsteczek dopasowana jest do efektywności filtrów olejowych.
Wyjątkiem są dodatki oferowane w sieci detalicznej jako dodatki przeznaczone do samodzielnego dozowania typu „Moto Doktor”. Oparte są one o cząsteczki ceramiki/molibdenu/miedzi które mogą odkładać się w filtrach i kanałach olejowych. W konsekwencji, nadmiar takich dodatków może spowodować zatkanie filtra olejowego i doprowadzić do sytuacji w której olej krąży w układzie smarowania z ominięciem filtra niosąc z sobą np. cząstki metali czy inne groźne dla silnika zanieczyszczenia. Zaś odkładanie się wymienionych wcześniej cząstek w przewodach olejowych grozi zmniejszeniem lub całkowitym ograniczeniem ilości oleju docierającego do tzw. węzłów smarowania, czyli miejsc niezwykle istotnych dla prawidłowego funkcjonowania silnika. W efekcie olej może np. nie docierać do wałka rozrządu.

Można sobie zadać pytanie czy współczesne silniki byłyby w stanie pracować na oleju opartym wyłącznie na olejach bazowych?
Jest to niemożliwe, ponieważ nowoczesne jednostki napędowe, które pracują w coraz bardziej ekstremalnych warunkach przy coraz dłuższych przebiegach międzyobsługowych mają zdecydowanie wyższe wymagania wobec środków smarnych produkowanych kilkanaście czy kilkadziesiąt lat temu. Wynika to z postępu technologicznego produkowanych silników i stosowanych paliw. Niebagatelne znaczenie mają także coraz ostrzejsze normy czystości spalin, będące silnym bodźcem do rozwoju jednostek napędowych i smarujących je olejów.

Źródło: Castrol
Wojciech Mackiewicz
V 2010