OLEJE Przeciwdziałanie korozji Korozję zwykło się kojarzyć z rdzawymi wykwitami pojawiającymi się na elementach wykonanych ze stopów żelaza. Przeciwdziałanie ich powstawaniu na częściach takich jak wał korbowy czy wałek rozrządu nie przedstawia specjalnego kłopotu, jeśli tylko silnik jest w miarę regularnie eksploatowany, albowiem wówczas nieustannie utrzymuje się na nich warstewka oleju. Większym problem było opanowanie zjawisk zachodzących w bimetalicznych panewkach łożysk głównych i korbowodowych. Rzecz w tym, że gdy stosowano stopy łożyskowe z miedzi z dodatkiem cyny i ołowiu dochodziło do wypłukiwania korozyjnego niektórych struktur z tych stopów, co z kolei prowadziło do niekorzystnych zmian w geometrii i wierzchniej warstwie łożyska. W efekcie stawało się ono coraz głośniejsze, zaś w skrajnej sytuacji mogło dojść do jego zatarcia. Metodą na ograniczenie tego zjawiska okazało się utrzymywanie zasadowego odczynu oleju, gdyż dzięki temu neutralizowane są powstające podczas spalania paliwa kwasy niszczące panewki.
Po opanowaniu trudnej odlewniczo technologii miedzianych stopów łożyskowych z dodatkiem aluminium i berylu korozja chemiczna przestała być aż tak groźna, tym niemniej zdolność neutralizacji kwaśnych produktów spalania nadal jest ważną cecha oleju. Mówi o niej liczba zasadowa (określana skrótem TBN), która powinna być tym większa, im większa jest zawartość siarki w stosowanym paliwie. Godzi się tu zauważyć, iż zjawisko polegające na tym, że ze wzrostem kwasowości oleju wiąże się spadek innych ważnych jego parametrów, zostało wykorzystane w konstrukcji czujników będących elementem układów aktywnej Świat Motoryzacji - Dodatek olejowy 2015
kontroli poziomu i jakości oleju. Systemy takie stosowane są niestety w silnikach nielicznych samochodów, co zarówno z punktu widzenia użytkowników aut, jak i ochrony środowiska jest bardzo niekorzystne. Jak dowodzi bowiem praktyka okresy wymiany oleju wyznaczane przez elektroniczne układy kontrolne są zdecydowanie dłuższe od podawanych w instrukcjach serwisowych. Bierze się to stąd, że producenci samochodów na wszelki przypadek ustalają czas/przebieg po jakim należy wymienić olej, tak jakby auto nieustannie było eksploatowane w zdecydowanie niekorzystnych warunkach. Elektroniczne układy kontroli prowadzą tymczasem na bieżąco inteligentną ocenę. Oprócz naliczania narastającego przebiegu od dokonanej ostatnio wymiany, realizowany jest też system „nagród i kar”. I tak np. za każdy zimny rozruch zostają doliczone punkty karne, a za długi, przejechany z umiarkowaną prędkością odcinek, system nagradza. Również dolanie oleju (system zakłada, że świeżego) powoduje odpowiednie wydłużenie przebiegu, przy którym na desce rozdzielczej zostaje wyświetlony komunikat zapraszający do serwisu celem wymiany oleju. Praktyka dowodzi, że wskazania takiego systemu w pełni są zgodne z prawidłowościami podawanymi w fachowej literaturze. W małym aucie benzynowym używanym zdecydowanie ekstensywnie (sobotnie zakupy, od czasu do czasu wypad za miasto, okazjonalny, kilkukilometrowy dojazd do pracy) komunikat nakazujący wymianę oleju potrafi pojawić się nawet przed 10 000 km, podczas gdy w długodystansowym busie z silnikiem diesla raczej nie rozbłyska on wcześniej niż przed 40 000 km. Utrzymanie czystości Przeciwdziałanie osadzaniu i gromadzeniu się zanieczyszczeń we wnętrzu silnika to kolejne, bardzo istotne zadanie oleju silnikowego. Newralgicznym węzłem konstrukcyjnym, miejscem, w którym najlepiej widać znaczenie tej funkcji, okazuje się rowek pierwszego (górnego) pierścienia tłokowego. Warunkiem właściwej pracy tegoż pierścienia jest bowiem swoboda ruchu osiowego i obwodowego w rowku. Jeżeli pierścień zostanie zablokowany nagarem (powstającym m.in. z cząsteczek węgla z niedopalonego paliwa), natychmiast pojawia się intensywny przedmuch gorących spalin do skrzyni korbowej. Takiego modelu pracy nie wytrzymują zaś żadne materiały (może poza ceramicznymi, które jednak nadal pozostają melodią przyszłości), więc całkowite zniszczenie gładzi cylindra, ewentualnie zablokowanie tłoka, jest kwestią niedługiego czasu. Ponieważ praktyka wskazuje, iż do zablokowania pierścieni dochodzi rzadko, prowadzi to do wniosku, że dodatki myjące (detergenty) i rozpraszające zanieczyszczenia (dyspergenty) stosowane w olejach silnikowych należycie spełniają swoją rolę. W tym miejscu zauważyć wypada jeszcze, że wedle wielu badań, znaczny udział w zjawi-
sku blokowania się pierścieni mają produkty powstające przy zwęglaniu się oleju. W przypadku oleju syntetycznego tworzą się one z dużo mniejszą intensywnością niż przy oleju mineralnym ze względu na generalnie wyższe temperatury rozkładu i utleniania się węglowodorów uzyskiwanych na drodze syntezy. Wspomnieć też trzeba koniecznie, że skuteczne rozpraszanie gromadzących się w oleju zanieczyszczeń (przeciwdziałanie ich łączeniu się w większe struktury i zbrylaniu) jest podstawowym warunkiem poprawnej pracy hydraulicznych regulatorów luzu zaworowego. Te precyzyjne mechanizmy są bowiem bardzo wrażliwe na osady mogące zmniejszyć konstrukcyjnie przewidziany przelew przed blokadą regulacyjną, a także potrafiące doprowadzić do mechanicznego zablokowania regulatora. Poza skutecznie działającym filtrem oleju, również sam olej ma tu więc bardzo ważną rolę do spełnienia. Chłodzenie Czwartą z podstawowych funkcji oleju silnikowego jest chłodzenie elementów silnika, z którymi olej ma bezpośredni kontakt. W przypadku łożysk ślizgowych odbywa się to niejako automatycznie, gdyż przepływający przez nie olej utrzymuje ich temperaturę na stałym poziomie wynikającym ze średniej temperatury oleju krążącego w całym systemie smarowania. Inaczej rzecz wygląda, gdy chodzi o wnętrze tłoka. Tu na denko tłoka trafia od spodu strumień oleju wytryskujący z otworu we łbie korbowodu. Olej ten odbiera od tłoka (szczególnie zaś jego najbardziej nagrzewającej się części, czyli właśnie denka) nadmiar ciepła nie dopuszczając do przegrzania się tłoka. Rozwiązanie takie jest powszechnie spotykane, z zasady stosuje się je w wydajnych silnikach wysokoprężnych. Inne zadania W przeszłości olej silnikowy miał do spełnienia także inne funkcje, które obecnie, z uwagi na rozwój technologii silników spalinowych, spadły na drugi, jeśli nie na trzeci plan. Dla przykładu nie oczekuje się już od oleju, że wyciszy on układ rozrządu napędzany kołami zębatymi, bo rozwiązanie takie przestało być stosowane. Raczej mało który konstruktor liczy także, że to olej zagwarantuje uzyskanie odpowiedniej szczelności między cylindrem i tłokiem. Dziś osiągniecie tego gwarantują precyzyjne metody obróbki. Z drugiej strony wobec oleju stawiane są nowe, nieznane wcześniej wymagania. Oto w przypadku silników współpracujących z filtrem cząstek stałych (a więc nowoczesnych jednostek wysokoprężnych) w gazach wydechowych nie może być niepalnych drobin powstałych z oleju. Cząstki takie powodują bowiem stopniowe, w zasadzie nieodwracalne, zatykanie się filtra, gdyż nie poddają się standardowej procedurze regeneracji filtra, polegającej na podniesieniu jego temperatury i wypaleniu zgromadzonych w nim cząstek sadzy. 13