- This topic has 7 replies, 1 voice, and was last updated 5 years, 10 months ago by
.
Top secret part 1.
Mikä on hyvä moottoriöljy? Vai pitäisikö kysyä mikä on hyvä moottorin voiteluaine? Riippuu varmasti siitä mitä asiaa öljyssä arvostat eniten. Nykyiset öljythän on poikkeuksetta synteettisiä voiteluaineita ja niiden seoksia, eli useinmiten pää raaka-aineeltaan polyalfaolefiineja. Näiden PAO-öljyjen valmistajat rajoittuvat yhden käden sormiin. Luit oikein, vaikka valmistajia raaka-aineelle on vain alle tusina niin öljy-brändejähän on satoja ellei tuhansia. PAO-öljystä saadaan valmistettua erittäin tasalaatuista ja prosessissa saadaan juuri halutunlaisia hiilivetyjä, joten raaka-aine on kaikilla hyvin samankaltaista.
Mikä erottaa nämä öljyt sitten toisistaan. Vastaus on: Loput öljyn sekaan laitettavista lisäaineista joiden määrä on noin 10-20%. Näiden lisäaineiden pää ryhmiä on noin 8kpl, joista virittäjävelhoille ja muille moottorin mekaanista suojaa haluaville tärkeimmät ovat: Kulumisenesto, viskositeetti-indeksinparantaja ja hapettumisenesto lisäaineet. Joista ensimmäinen varmasti tärkein. Nämä kulumisenestolisäaineet eli ns. EP-lisäaineet (Extreme Pressure) pystyvät nykyisen tribologian kehityksen ansiosta absorboitumaan metallien pintaan ja huokosiin luoden metallin pinnoille mikroskooppisen ohuen ja kovan filmin. Erotellakseen öljyjen kulumisenestosuojauskykyä toisistaan on keksittävä keino, jolla voi mitata näiden EP-lisäaineiden ja perus öljyn muodostamaa öljykalvon filminlujuutta.
Tätä filminlujuutta eli öljykalvon pintapaineenkestoa ei yksikään öljynvalmistaja kerro, eikä siitä ole olemassa mitään standardia tai taulukkoa, joka selventäisi kuluttajalle asiaa ja helpottaisi näin öljyn valintaa. Mistähän tämä johtuu? Jokainen voi asiasta vetää omat johtopäätöksensä. Pystyisimmeköhän tuomaan tähän kiperään kysymykseen apua? Mahdollisesti, stay tuned.
Top secret part 2.
Voiteluaine-alalla toimii useita maailman suurimpia yrityksiä, joiden liikevaihdot pyörivät 200 miljardissa. Näiden yhtiöiden mainosbudjetit ovat satoja miljoonia, ja brändien arvot vieläkin suurempia. Ihmisille luodaan mainosten avulla mielikuvia ja illuusioita näiden tuotteiden suojauskyvystä ja ominaisuuksista. Voidaan siis todeta, että brändillä voidaan ratsastaa tietyissä piireissä yllättävän pitkälle ja brändin arvo on niin suuri, että sen suojaamiseen ja ylläpitämiseen voidaan satsata vuosittain satoja miljoonia.
Isot öljy-yhtiöt varaavat jälkimarkkinoita veljeilemällä autonvalmistajien kanssa eli myymällä ensiasennusöljyt katteettomina, jotta he saisivat brändiensä logot täyttökorkkien päälle sekä autonvalmistajan laatuluokitukset omiin öljyihinsä. Tämä on tehokas keino taata jälkimarkkinat pakatulle öljymyynnille, joka tapahtuu siis luomalla voimakas mielikuva siitä öljystä, joka olisi ikään, kuin paras vaihtoehto autollesi.
Pakatun öljyn myynnissä mielikuvat ratkaisevat ja 99% kuluttajista ostaa tuotetta, jolla on ollut vakuuttavimmat mainokset. Loput 1% on ihmisiä, jotka haluavat järkiperäisiä selkeitä testituloksia tai näyttöjä siitä, että heidän valitsema öljy on paras valinta juuri omaan moottoriin. Tähän ongelmaan aiomme tuoda jatkossa ratkaisun, sillä olemme luoneet luotettavan keinon mitata öljyfilmin lujuutta. Sitä ominaisuutta, joka suojelee moottoriasi.
Top secret part 3.
Moottoriöljyjen viskositeetti ilmaistaan SAE-luokituksen (Society of Automotive Engineers) avulla. Nykyisin käytetään lähes yksinomaan moniasteöljyjä, joissa öljyn viskositeetti ilmoitetaan kaksiosaisena lukuna, kuten esimerkiksi 5W-30. Tämä ei kuitenkaan tarkoita, että kaikilla valmistajilla myynnissä olevat saman viskositeetti-indeksin omaavat öljyt omaisivat täysin saman viskoosin sadassa asteessa eikä sitä, että vaihteistoöljyjen viskositeetti indeksi olisi suoraan verrannollinen moottoriöljyjen viskositeetti indeksiin ( taulukko ). SAE-luokituksissa on kohtuullisen laaja ” ikkuna ”, joka määrittää viskositeetti indeksin ( taulukko).
Öljyn viskositeetti-indeksi kuvaa öljyn viskositeetin muutosta lämpötilan muuttuessa. Mitä korkeampi öljyn viskositeetti-indeksi on, sitä vähemmän sen viskositeetti muuttuu lämpötilan vaihteluissa. Ensimmäisenä oleva lukema on öljyn kylmä viskositeetti (0 °c) ja jäljempänä ilmoitettu on kuuma (100 °c). Voiteluaineen viskositeetin valintaan vaikuttaa laakerivälyksen koko ja moottorin käyttölämpötila. Vanhan koulukunnan kilpamoottorien kampiakselin laakerivälysten yleisenä nyrkkisääntönä on pidetty yksi millin sadasosa laakerivälystä kammenpolven halkaisijan kymmentä milliä kohden. Tällöin useimmissa moottoreissa tämän välyksen arvo on 0.03mm-0.05mm, joskin uudessa moottoritekniikassa pyritään välyksiä pienentämällä mahdollistamaan ohuemman öljyn käyttö ja pienemmät pumppaushäviöt.
Nykyään monissa kilpasarjoissa ( WRC, NASCAR …) tehdas tallit käyttävät myös ohuita jopa 0w-20 moottoriöljyjä maksimoidakseen moottorin tuottamaa vääntömomenttia ja tehoa. Vanhan koulukunnan moottoreihin on kuitenkin turvallisempaa valita ennemmin paksummalla viskositeetillä olevaa öljyä, kuin alkaa kulkea veitsen terällä viskositeetin suhteen. Viskositeetillä on oma vastuunsa moottorikomponenttien kuormankantokyvyn jakamisessa. Tämä viskositeetin kuormankantokyky korostuu silloin, kun öljyssä ei ole käytössä kunnon tribologisesti kehittyneitä uuden teknologian EP-lisäaineita.
Top secret part 4
Kuten jo aikaisemmin on mainittu, tärkeimpänä tribologisena lisäaineena moottorin suojauskyvyn kannalta voidaan pitää kulumisenestolisäaineita. Kulumisenestolisäaineita on käytetty pitkään eri voiteluaineryhmissä, ja nämä lisäaineet voidaan jakaa karkeasti kahteen eri ryhmään EP (Extreme Pressure) ja AW (Anti Wear). On kuitenkin muistettava, että jotkut lisäaineet kykenevät toimimaan kummassakin lisäaineryhmässä.
Suurimpana erona näillä ryhmien välisillä lisäaineilla on pinta-aktiivisuus. EP-ryhmän lisäaineet kykenevät olemaan pinta-aktiivisia ja luomaan metallipinnoille lämmön- ja paineenalaisina tribokemiallisia suojakerroksia, joiden suojauskyky on exponentiaalinen perinteisiin AW-lisäaineisiin verrattuna. Lista lisäaineista on pitkä kuten: molybdeeni, kalium, boori, grafiitti, MoS2 , nfc, dlc , sinkki. Näistä sinkki on ehkä tunnetuin.
Tribologia-tieteen kehittyessä on keksitty ja patentoitu monia huomattavasti sinkkiä tehokkaampia kulumisenestolisäaineita, joiden pintapaineenkesto sinkkiin verrattuna voi olla jopa satakertainen. Nykyisten tribokemiallisten lisäaineiden kehittyessä sinkkifosfaatin osuus öljyn lisäaineena on vähentynyt, sillä sinkkifosfaatin käyttöä rajoittaa myös fosforin kertyminen saastelaitteisiin. Näiden uusien nanopartikkeleihin perustuvien tribokemiallisten lisäaineiden taipumuksena on absorboitua metallihuokosten pintaan muodostaen tehokkaan suojan ja estäen metalliosien kosketukset toisiinsa. Näiden lisäaineiden ominaisuudet vaikuttavat erityisesti moottorin osa-alueissa, joissa ei ole käytössä hydrodynaamista voitelua ja joissa vaaditaan suurta pintapaineenkestoa. Näistä osa-alueista hyviä esimerkkejä ovat venttiilikoneisto, jakoketju ja sylinteriseinämä sekä muut rajavoitelukohteet. Virittämisen yhteydessä näille komponenteille kohdistuvat pintapaineet lisääntyvät ja autotehtaan valmiiksi pienentyneet varmuuskertoimet eivät yksinkertaisesti monesti enää riitä. Nämä on niitä yleisimpiä syitä miksi öljyltä vaaditaan parempia tribologisia ominaisuuksia.
Top secret part 5.
Pintapaineen kesto ja öljyfilminlujuus on se ainoa tekijä jolla on sitten loppujen lopuksi merkitystä, kun on kyseessä kilpa tai performance moottori. Filmin lujuuteen vaikuttaa tietenkin öljynpaine jolla on merkitystä öljyn saattamisessa laakereille ja öljyn paineeksi riittää 0,7 bar / 1000 rpm > 7000 = noin 5 bar . Silloin, kun moottorin komponentit on hyvin suunniteltu ja kaikki asiat on otettu huomioon viimeistäkin öljysuuttimen reijän halkaisijaa ja laakeriliuskan sadasosamilliä myöden. Tällöin voidaan olettaa voitelun olevan ihanteellista, mutta eihän se ikinä niin mene. Pumppu hörppää tyhjää sekunnin tai kaksi tai lumi tukkii öljynjäähdyttäjän ja öljyjen lämpötila on maalissa yli 150°c öljypohjassa ja laakereilla yli 180°c, ei siitä moni öljy tai etenkään moottori selviä hengissä. Tässä tilanteessa moottorin pelastaa vain tuuri tai öljyn filminlujuus. Siksi halusimmekin keskittyä testeissämme tähän osa-alueeseen, jota pidämme moottoriöljyn tärkeimpänä osatekijänä. Kehittämämme mittaustapahtuma on tehty kaikille öljyille täysin samanlaisena samassa lämpötilassa (100°c). Testilaitteessa kuormitus lisääntyy linearisesti nesteen virtauksen avulla. Näin kaikille öljyille saatiin täysin samanlaiset edellytykset taistella kiinnileikkautumista vastaan. Jatkuu….
Top secret part 6. tulokset
Kuvassa esitetyssä taulukkossa on mittaustuloksia testimme parhaimmista 23 öljystä. Jokainen voi arvella oman käyttämänsä öljyn sijoitusta ennen, kuin kevään aikana valmistuva insinöörityö julkaistaan Theseuksen tietokannassa. Tulemme informoimaan tästä kevään aikana. Pysykää kanavalla.
Top secret part 6. tulokset
Kuvassa esitetyssä taulukkossa on mittaustuloksia testimme parhaimmista 23 öljystä. Jokainen voi arvella oman käyttämänsä öljyn sijoitusta ennen, kuin kevään aikana valmistuva insinöörityö julkaistaan Theseuksen tietokannassa. Tulemme informoimaan tästä kevään aikana. Pysykää kanavalla.
- You must be logged in to reply to this topic.
