Olajteszt. 2. rész. A motorolajok üzemi vizsgálatáról szóló

Átírás

1 Olajteszt 2. rész A motorolajok üzemi vizsgálatáról szóló beszámolónk második részében az elemzéseket, valamint azok eredményeit ismertetjük. Elöljáróban annyit el kell mondanunk, hogy a meglehetõsen nagy igénybevételek ellenére a tesztbe bevont motorolajok mindegyike bõven megfelelt az elõírásoknak. Ez olyannyira igaz, hogy bár a megadott csereperiódus (6 000 km) egyharmadát lefutották egyik típus esetén sem tudtunk 10%-nál nagyobb elhasználódást mérni. A használt kenõanyagok minõsítésére kidolgozott Wear- Check-teszt (elhasználódásvizsgálat) 27 különbözõ tulajdonság elemzését írja elõ. A kenõképesség Az elsõ három paraméter az olajok kenõképességét írja le. A viszkozitás a folyadék belsõ súrlódása. A tesztek során 40 és 100 o C-on vizsgálták a mintákat, egy teljesen automatizált viszkoziméter segítségével. Az alul elhelyezett fiolákból a gép a függõleges csövekbe szív meghatározott mennyiségû olajat. A vékony (kapilláris) csöveket állandó hõmérsékletû (40, illetve 100 o C-os) vízköpeny veszi körül. Ha mérjük, hogy az adott mennyiségû olaj mennyi idõ alatt folyik vissza a fiolába, akkor ebbõl egyértelmûen megkaphatjuk az olaj úgynevezett kinematikai viszkozitását. A kisebb viszkozitású természetesen hamarabb folyik vissza. Számunkra a 100 o C-on mért viszkozitás a legfontosabb. (Emlékezzünk csak: a pályáról frissen kijött motor olajhõfoka o C volt.) A kapott adatokat diagramban ábrázolva egyértelmûen látható, hogy C-on a legnagyobb viszkozitást a Mol Synt 4T hozza, míg a legkisebb értékeket a Motul 300 V Sport és a Shell Advance Ultra 4 esetén lehetett mérni. A Castrol R4 SBK és a Repsol Racing 4T szinte azonos, közepes eredménnyel zárt. Mit is jelent ez? Az értékeléssel csínján kell bánnunk, mert tudjuk, hogy a viszkozitás az olajkonstruktõr kezében kétélû fegyver. Egy kicsit sarkítva a dolgokat: a Mol nagy viszkozitása jelentheti a többiekhez viszonyított nagyobb kopásvédelmet, de ehhez hozzátartozik a nagyobb olajsûrûségbõl adódó, nagyobb teljesítményveszteség is. A Shell és a Motul esetén pont fordított a helyzet. Ezek nagyobb energiát hagynak a fõtengelyen, de a többiekkel összehasonlítva kicsit kevésbé terhelhetõ a kenõfilmjük. A Repsol és a Castrol pedig az egészséges kompromisszumot képviseli. A mezei motoros, ha arról kérdezik, sûrû vagy hígabb olajat használ-e, akkor azt szokta válaszolni, hogy az én gépemben 10W40-es, vagy 15W40-es olaj van. Ha megnézzük az elsõ részben közölt táblázatot, akkor láthatjuk, hogy bár van valami összefüggés a fenti adatok és a viszkozitás között, de ez nem az olaj sûrûségét jelenti. A 10W40 stb. adat az olaj ún. viszkozitási osztálya, azt mutatja meg, hogy az adott motorolaj milyen környezeti hõmérséklethatárok között használható. A diagramból egyértelmûen leolvashatjuk, hogy a 10W40-es 25-tõl C-ig használható, de, hogy üzemi hõmérsékleten milyen sûrû, azt sem ebbõl, sem a flakonon megadott más egyéb adatból nem tudhatjuk meg. A gyártók ezt nem közlik. A harmadik paraméter az úgynevezett viszkozitási index volt. Az elnevezésébõl is következik az összefüggés a viszkozitással, de számunkra most elég annyi, hogy a természetes alapú motorolajok ezen tulajdonsága az elhasználódás során erõsen változik. Az olajok viszkozitási indexének mért értékei alapján kijelenthetõ, hogy a tulajdonságváltozás minimális, tehát mindegyik vizsgált olaj nagy stabilitású termék. Ez a teljesen szintetikus olajtól elvárt alaptulajdonság, melynek a tesztolajok megfelelnek. Oxidációvizsgálat A motorolajok, fõleg a sport- és versenykörülményeknek kitett olajok egyik jellemzõ elhasználódása az oxidáció. Az extrém hõigénybevétel miatt a kenõanyag egész egyszerûen elkokszolódik, megég. Az elhasználódás során az olajban koromszemcsék jelennek meg, savas kémhatásúvá válik, a levegõbõl felvett nitrogén miatt megnõ a nitrogéntartalma stb. Az analízis az olajokban nem tudott kimutatni oxidációt! Ez vonatkozik az összes vizsgált termékre. Ahol esetleg jelentkezett is némi eltérés a kezdeti értékektõl, ennek mértéke mindig a mérés hibahatárán belül maradt. Õszintén megvallva, nem számítottunk ilyen egységes és ennyire jó eredményre, hiszen az olajok csaknem km-t futottak, az átlagosnál jóval keményebb feltételek között. 79

2 Az oxidáció hiánya részben a tesztmotorok jó olajhûtését, részben a vizsgált olajok igen jó minõségét mutatja. Részecsketartalom-vizsgálat A motorolajok egyik leglényegesebb feladata, hogy védjék meg a motor egyes alkatrészeit a súrlódás következményeitõl, csökkentsék azok kopását. Minden kenõolajnak rendelkeznie kell detergáló és diszpergáló képességgel, amely azt jelenti, hogy az esetleges szennyezõdéseket el kell távolítsa a felületekrõl, és azokat lebegésben tartva (megakadályozva kiülepedésüket) el kell szállítania az olajszûrõbe. Mivel a szûrõ csak egy bizonyos méretnél nagyobb szemcséket képes eltávolítani, az olajban maradt igen apró szilárd részecskék összetétele megmutatja, melyik alkatrész(csoport) mekkora kopást szenvedett el. A részecskemennyiséget ppm-ben mérjük. 1 ppm azt jelenti, hogy 1 kg olajban mindössze 1 milliomod kg tömegû részecske található, tehát nagyon kis mennyiségekrõl van szó. Természetesen léteznek olyan vizsgálati eljárások (spektroszkópia, színképelemzés stb.), amelyek segítségével igen nagy pontossággal meghatározható egy adott olajminta részecsketartalma és -összetétele. A Metric Kft. ezeket is elvégezte. A részecskék összmennyiségének alakulásából látható, hogy egyik olajnál sem változott lényegesen. Mindegyik esetben a kezdeti értékek körül ingadozik. Ennek vajmi kevés köze van az egyes olajokhoz, ez leginkább az alkalmazott tesztmotorok olajrendszerének szûrési hatásfokát dicséri. Ha az összkopadék-tartalmon belül megvizsgáljuk az egyes kémiai elemek mennyiségének alakulását, igen érdekes eredményeket kaphatunk. Siklócsapágyak kopásvizsgálata Az ón, az ólom és a réz kizárólag a siklócsapágyakból (fõtengely fekvõcsapágyak és hajtórúdcsapágyak) kerülhetnek az olajba. A mérések tanúsága szerint (amíg vizsgálható volt) a Shell és a Repsol produkálta a legnagyobb, míg a Spektroszkópos vizsgálat Castrol és a Motul a legkisebb siklócsapágykopást. A Mol itt a középmezõnyben végzett. Ismételten felhívjuk a figyelmet, hogy a legnagyobb mért kopások sem haladták meg a határértékek 10%-át!!! Dugattyúkopás vizsgálata Ha a minták alumíniumtartalmát vizsgáljuk, akkor a dugattyúk kopásáról juthatunk információkhoz, hiszen ez a motorban az egyetlen alumíniumból készült, kopásnak kitett alkatrész. Az eredmények jó közelítéssel a viszkozitásnál tapasztaltakat tükrözik vissza: a Motul és a Shell esetén a legnagyobb, a Molnál a legkisebb, a Castrolnál és a Repsolnál pedig közepes átlagos dugattyúkopást tapasztalhatunk. 80

3 Hengerfal- és légszûrõvizsgálat Amikor a kutatók a minták szilíciumtartalmát vizsgálták, megkérdezték: használtunk-e légszûrõt a tesztmotorokban, mert a szokottnál magasabb értékeket kaptak? Egy átlagos motorba szilícium, csak mint por juthat be (a homok is jórészt szilícium-oxid). De akkor honnan származik a szokatlan kivételek, például a Mini.) A motorkerékpároknál viszont a motorolaj keni a nyomatékváltót és a tengelykapcsolót is. Ezért azt vártuk, hogy a tengelyek (fõtengely, vezérmûtengelyek) kopadékához jelentõs mennyiségû fogaskerék- és gördülõcsapágy-kopadék fog hozzáadódni, lévén mindegyik acél alkatrész. Ezzel szemben a kapott eredmények nem tértek el lényegesen egy átlagos személygépkocsinál tapasztalhatótól. A magyarázat valószínûleg abban keresendõ, hogy az erõátvitelben lévõ fogaskerékpároknak kisebb nyomatékot kell átvinniük, így a kisebb fogerõk és csapágyterhelések jóval kisebb fajlagos kopást eredményeztek. Az olajok produkcióit összehasonlítva, jó közelítéssel a viszkozitási görbék jellege adódott. Dugattyúgyûrûk kopásvizsgálata A kutatók a szabvány elõírásainak értelmében vizsgálták a minták krómtartalmát is, ami a dugattyúgyûrûk kopására utal, de csak oly kis mennyiséget találtak, hogy ez ismételten a mérés hibahatárán belülre esett. Tehát gyakorlatilag nem lehetett egyik olaj esetében sem kimutatni gyûrûkopást. Ez természetesen a vizsgált olajok oxidációval szembeni tûrõképességének, tehát a jó minõségüknek a következménye. többlet? A hengerfal NIKASIL-bevonatából! A NIKASIL ugyanis nikkelbe ágyazott szilícium-karbid bevonat. Mivel a motorokba a gyári légszûrõket építettük be, a görbék alakulása egyértelmûen a hengerfalkopást mutatja. Érdemes megfigyelni, hogy a Shell kivételével a dugattyúkopás és a hengerkopás szinte tükörképe egymásnak. További érdekesség, hogy e vizsgálat felhasználásával, egy garancia alá esõ motor esetén egyértelmûen kimutatható, hogy a túlzott kopás anyaghiba vagy esetleg légszûrõ nélküli használat eredménye. Acél alkatrészek kopásvizsgálata E paraméter elemzésekor viszont minket ért meglepetés. Köztudott, hogy a százlábúak (értsd: az autók) motorjának kenõrendszere csak a forgattyús hajtómûvet olajozza, az erõátvitelt már nem. (Természetesen ez alól is vannak Értékelés Összefoglalásként a kapott eredmények alapján próbáljuk megválaszolni az elõzõ cikkben feltett kérdéseket! A kenõolajnak melyek azok a paraméterei (az árán kívül), amik alapján dönthetünk a használatáról? A kenõképesség vizsgálatakor egyértelmûen kiderült, hogy a viszkozitási osztály (pl. 10W40) ismerete nem elegendõ a megfelelõ motorolaj kiválasztásához. Abból csak az a külsõ hõmérséklet-tartomány olvasható ki, amin belül az adott olaj használható. Az úgynevezett teljesítményszint viszont egyértelmûen meghatározza a javasolt felhasználási területet. A vizsgált olajok mindegyike SG, illetve SJ teljesítményszintû, ezért volt az egyes paraméterekben olyan kicsiny az eltérés közöttük. A gyártók rá is írják a flakonokra, hogy milyen bringához javasolják az adott olajat. Az is bebizonyosodott, hogy hihetünk ezeknek a 81

4 feliratoknak. Tényleg olyan olajat kapunk, ami megfelel a feltüntetett kategória követelményeinek. 1. Azonos, vagy közel azonos megadott tulajdonságokkal rendelkezõ motorolajok között van-e a reklámok által sugallt lényeges kenéstechnikai különbség? Méréseink alapján nagy biztonsággal kijelenthetõ, hogy a különbözõ márkák azonos kategóriájú (teljesítményszintû) motorkerékpár-motorolajai között lényeges kenéstechnikai különbséget nem találtunk. Kicsiny, de egyértelmû különbségek viszont tapasztalhatók. A Motul 300 V Sport és a nem végig vizsgált Shell Advance Ultra 4 a többi mintához viszonyítva kisebb veszteségteljesítmény mellett átlagosan nagyobb kopásértékeket produkált. A Mol Synt 4T határozottan nagyobb veszteségek mellett átlagosan nagyobb kopásvédelmet biztosított. A Castrol R4 SBK és a Repsol Racing 4T közepes veszteségek mellett átlagosan közepes kopásértékekkel büszkélkedhet, de ez nem a szürke középszer. Valószínûleg itt köszön vissza a versenyzésre és fejlesztésre fordított rengeteg erõfeszítés, hiszen e két márka tudta a legkiegyensúlyozottabb eredményt elérni. Higgyék el, a kenéstechnikában ez a legnehezebb. 2. A sport- és versenymotorokhoz kínált igen borsos árú motorolajok tényleg megvédik az extrém igénybevételnek kitett gépeinket? Láthattuk, hogy a motor alkatrészeit, alkatrészcsoportjait vizsgálva egyik olajnál sem találtunk a többitõl lényegesen eltérõ vagy kóros elhasználódásra utaló eredményeket. Tehát állíthatjuk, hogy a kísérletbe bevont olajok mindegyike kifogástalanul megvédte a motort. 3. Kenéstechnikai szempontból indokolt-e az egyébként igen rövidnek tûnõ, km-es, gyárilag elõírt csereperiódus? Annak ellenére, hogy a vizsgálatba bevont olajok az átlagosnál jóval nagyobb igénybevétel mellett az elõírt csereperiódus 1/3-át teljesítették, egyetlen paraméter esetében sem lépték túl az elhasználódási küszöbérték 1/10-ed részét. Sõt, több lényeges elhasználódást (kokszosodás, gyûrûkopás) még ki sem lehetett mutatni. Bár az olajok elhasználódása és futásteljesítménye között nem lineáris az összefüggés, nagy valószínûséggel állítható, hogy hosszabb csereperiódust is elviselnének. Hogy mekkorát? Az már egy másik kísérlet témája lehetne. Amikor a fentiek ismeretében megkerestük a gyártó cégek illetékeseit kiderült, hogy ezzel õk is tisztában vannak, de mivel egy átlagos motorkerékpár egy szezon alatt kb km-t fut, biztonságtechnikai okokból évente legalább egyszer nem árt szervizbe vinni a kicsikét. Hát ezért a rövid csereperiódus. 4. Kenéstechnikai szempontból indokolt-e versenymotoroknál minden futam után lecserélni a motorolajat? 82

5 Bár egyértelmûen kiderült, hogy a gyorsasági motorversenyek km közötti igénybevétele kenéstechnikai szempontból meg sem kottyan ezeknek a kenõcsöknek, biztonsági és léleknyugtatási okokból a legtöbben biztosan továbbra is cserélni fogják futamonként az olajat. 5. A mai, gyári motorokat hogyan kell bejáratni? A kopadékok mennyiségének elemzésekor nem találtunk olyan kiugró csúcsokat, egyenetlenségeket, amik a bejáratásnál megszokott fokozott kopásra utalnának. Ennek magyarázata a gyári, négyütemû motorok hengereinek új gyártástechnológiájában keresendõ. Akkor a gyártók miért írnak elõ igen szigorú bejáratást? Amikor ezzel a kérdéssel szintén ellátogattunk hozzájuk meglepõ, bár teljesen logikus választ kaptunk: A motorkerékpár a motorblokktól az utolsó nyeregcsavarig biztonsági berendezések sorozata. Hiába a gondos gyártás, a többszöri revízió és kipróbálás, mindig maradhat hiba, és az módfelett kellemetlen, ha ez 200-as tempónál, oldalazva, egy keréken jön elõ. A másik ok, hogy tisztelet a kivételnek, de a legtöbbünknek egy vadiúj gépet igen is meg kell szokni. Azért nem engedik az elején forgatni a gépet, hogy az új gazdi ne az elsõ sarkon essen hanyatt. Tehát, tartsuk be a gyári bejáratási utasítást! 6. Létezik-e olyan vizsgálati eljárás, ami elfogulatlanul, sok szempont figyelembevételével képes minõsíteni az adott kenõanyagot? Reméljük, sikerült megmutatnunk, hogy az olajcégek által kidolgozott és szabványosított WearCheck-teszt megfelel a használt olajak minõsítéséhez, és ez a vizsgálati technológia Magyarországon is hozzáférhetõ. Végezetül, aki arra számított, hogy mi majd megmondjuk, milyen olajat töltsön a motorjába, az lehet, hogy most egy picit csalódott. Nekünk nem ez volt a célunk, hanem az információk eljuttatása. Bár mindenki tudja, hogy ez hatalmat jelent, azt már kevesebben, hogy felelõsséget is. Az információk tõlünk telhetõ részét most átadtuk. Innentõl a Tisztelt Olvasó joga és felelõssége, hogy a motorjához, motorozási stílusához és nem elhanyagolható módon a pénztárcájához illõ motorolajat válasszon. Ehhez a késõbbiekben is igyekszünk segítséget nyújtani a kidolgozás alatt lévõ, félszintetikus olajakat vizsgáló tesztsorozatunkkal. Máthé István MAMI Szakközépiskola Tel.: 1/ , Internet: Közlemény A MOTÚRA Alapítvány ezúton mond köszönetet mindazoknak, akik személyi jövedelemadójuk 1%-ának felajánlásával segítették munkánkat. Az így befolyt forintot a fenti kísérlet finanszírozására fordítottuk. Kérjük, továbbra is támogassanak minket, hogy hasonló kutatások születhessenek! A gépjármûtechnika kézikönyve Elsõ magyar kiadás Kézbe véve ezt a nem éppen olcsó (19 ezer forintos) könyvet, mely a világhírû BOSCH Kraftfahrtechnisches Taschenbuch évi 23. kiadásának a fordítása, meg kellett állapítani, hogy az a mûszakikönyv-kiadásunknak nem válik a dicsõségére. Már az sem igaz, amit az elõszóban állítanak, hogy ez az elsõ magyar kiadás. Az elsõ magyar kiadás (a német évi 15. kiadás fordítása) 1965-ben jelent meg Terplán Sándor fordításában, Gépjármûtechnikai zsebkönyv címmel (lektorálta Feledy Béla). Mindketten kiváló autós szakemberek voltak. De ez lenne a legkisebb baj. A maga nemében kiváló, hazánkban is népszerû, a szakemberek bibliájának tekintett eredeti kézikönyv (Kraftfahrtechnisches Taschenbuch) fordítása tipikus példája a felületes, szakszerûtlen tükörfordításnak: a szakszavak között sok pontatlant, hibásat, sõt gyakran nevetségest találunk, szinte minden oldalon legalább hármat. Csak néhány (!) példa a motorok fejezetbõl: emelõdugattyús motor, szelephajtás, közlõmû, lengõcsöves feltöltés, motor vontató üzemmódja, oldalkamra, szélesebb égéstérvájat, soványító katalizátor, forgatónyomaték állapota, önfeltöltés, szárnyszerkezetes töltõ, dugattyúnyomás stb. Az erõátvitel ( hajtóegység ) fejezetbõl: vezetõkerék mint védõelem, nyomatékátalakító stb. A futómû fejezetbõl: perturbáló erõ, gördülési félátmérõ, kormány-ágyazás, kardanikus szög, kiegyenlítési kompenzáció, terhelésismétlõdés, tengelytartó, keréktárcsaperem stb. Természetesen (?) a szokásos, másoknál is gyakori hibák, magyartalanságok itt is nagy (nem magas!) számban megtalálhatók: üresjárat (= alapjárat), üzemanyagcella (= tüzelõanyag-cella), üzemanyag (= tüzelõ-, ill. hajtóanyag), elindulásnál (= elinduláskor), automata váltó (= automatikus váltó), magas fordulatszám (= nagy fordulatszám), meghajtás (= hajtás), történõ (= való), biztosít (= megvalósít, eredményez, nyújt stb.), jármûnél (= jármûben), nagyobb hatásfok (= jobb hatásfok), sebességváltónál (= sebességváltóban), leadott fordulatszám (= kijövõ fordulatszám), kétcsöves (= kétcsövû), súly (= tömeg) stb., stb. Gondolom, ha a lektor és a fordítók tudtak volna az elsõ kiadásról, akkor legalább a szakszavakat nem kellett volna keresgélniük, illetve újraalkotniok. Szakkörökben egyébként sem a lektor, sem a fordítók neve nem ismert, de nem is õket hibáztatjuk. A kiadónak (Dialóg Campus) kellett volna megfelelõ körültekintéssel eljárnia, mint ahogy azt például a Fûtés- és klímatechnika címû kézikönyve esetében tette. Maga a könyv tartalmilag természetesen nagyszerû, a szakemberek haszonnal forgathatják a fordítás hibái ellenére. Lévai Zoltán Közlemény A Robert Bosch Kft. ezúton tájékoztatja A gépjármûtechnika kézikönyve címû cikk olvasóit, hogy az említett kiadványhoz felajánlotta fordítói és lektori segítségét, amellyel a Dialóg Campus Kiadó nem kívánt élni. 83