Olej mineralny to substancja wydobywająca się z ziemi. Miejsca w Teksasie. Arabia Saudyjska. To organiczne. Natura czyni go „brudnym”. Syntetyczny olej silnikowy jest inny. Jest stworzony przez człowieka. Każda marka trzyma swój sekretny przepis w ścisłej tajemnicy. Nie jesteśmy świadomi zastrzeżonych procesów. Takie są zasady.
Wyobraź sobie dwie kałuże na podłodze garażu. Czysty olej. Jeden jest zwykły, drugi syntetyczny. Nie będziesz w stanie ich rozróżnić. Konsultant techniczny ExxonMobil, Kevin Chinn, ujmuje to bez ogródek: „Założysz jedno i drugie”.
Teraz spuść olej z dwóch silników, które przejechały 16 000 mil od ostatniej wymiany. Różnica jest oczywista. Olej mineralny jest gęsty. To jest powolne. Syntetyk pozostaje płynny. Płynie.
Syntetyki nie są nowością. Amoco sprzedało go w 1929 roku. Druga wojna światowa zmieniła wszystko. Alianci odcięli Niemcy od dostaw ropy. Niemcy potrzebowali paliwa. Miała węgiel. Inżynierowie zwrócili się ku procesowi Fischera-Tropscha. Zamienia węgiel w paliwo syntetyczne. Franz Fischer i Hans Tropsch utorowali drogę. Wprowadzili tworzenie materiałów syntetycznych w przyszłość.
W latach pięćdziesiątych i sześćdziesiątych samoloty myśliwskie wymagały wysokich osiągów. Zapewnił to olej syntetyczny. W latach 70. wybuchł kryzys paliwowy. Mobil1 wszedł na rynek samochodów osobowych. Obiecywał lepszą efektywność paliwową.
Dogonienie tych technologii zajęło przemysłowi trochę czasu. Producenci samochodów w końcu dostrzegają korzyści. Mniej emisji. Dłuższe odstępy między wymianami oleju. Zaczęli polecać syntetyki do nowych modeli.
Nauka stojąca za syntetycznym olejem silnikowym
Różnica tkwi w cząsteczkach. Olej mineralny pochodzi ze źródeł naturalnych. Natura jest niespójna. Istnieją dziwne cząsteczki. Nie pasują do szerszego obrazu. Olej syntetyczny produkowany jest w laboratorium. Naukowcy kontrolują ten proces. Cząsteczki są jednorodne. Ustawiają się jak żołnierze w twoim silniku.
Syntetyczny olej silnikowy składa się z trzech części. Olej bazowy. Dodatki produkcyjne w formie proszku. Olejek nośny rozprowadzający proszek.
Zrozumienie technologii syntetycznych olejów silnikowych wymaga znajomości trzech kluczowych wskaźników. Liczby te pokazują, jak płyn zachowuje się pod obciążeniem.
- Wskaźnik lepkości: Mierzy wpływ temperatury na grubość. Ogrzewanie sprawia, że olej staje się cieńszy. Zimno jest grubsze. Olej zbyt rzadki lub zbyt gęsty traci swoje właściwości ochronne. Wysoki wskaźnik lepkości oznacza, że olej jest odporny na zmiany. Pozostaje stabilny.
- Całkowita liczba zasadowa (TBN): Mierzy odporność na kwasy. „Lkali” neutralizuje kwas. Kwas gromadzi się w silnikach. TBN mierzy, ile kwasu olej może wytrzymać przed rozkładem.
- Numer lotności NOACK: Ciepło powoduje odparowanie małych cząsteczek. Pozostają duże cząsteczki. Olej staje się powolny. NOACK mierzy tę stratę. Mniejsze liczby są lepsze. Tracisz mniej cząsteczek. Mniej uzupełniania oleju podczas serwisu.
We wszystkich tych testach syntetyki przewyższają oleje mineralne. Wygrywają jednorodne cząsteczki. Wyniki badań laboratoryjnych są jednoznaczne. Ale co dzieje się na drodze? Prawdziwego świata nie interesują wykresy laboratoryjne. Dba o przebieg i przebieg.
„W idealnym świecie lepkość oleju nie powinna się w ogóle zmieniać i zapewniać optymalną ochronę w każdych warunkach.”
Przepaść między dobrem a najlepszym
Dział olejów silnikowych to studium hierarchiczne. Na dole znajdują się oleje mineralne. Są tanie. Oni pracują. Następnie w środku znajdują się półsyntetyki. A na górze – czysty syntetyk. Ale tu jest haczyk: w Stanach Zjednoczonych nie ma standardowej definicji oleju syntetycznego. Niektóre marki tworzą produkty na bazie całkowicie syntetycznych baz. Inni po prostu biorą wysoko rafinowany olej mineralny i na tym poprzestają. Etykieta nie zawsze mówi całą prawdę.
Obserwujemy zmianę wskaźników poprawy wydajności. Oleje syntetyczne premium poprawiają się, ale powoli. Poruszają się do przodu milimetr po milimetrze. Tymczasem oleje z niższego segmentu cenowego szybko nadrabiają zaległości. Prawdziwa różnica? Dodatki.
Weźmy Royal Purple. Nie tylko zmieniają płyn bazowy. Dostosowują skład chemiczny, aby zwiększyć wytrzymałość filmu olejowego. Dlaczego to jest ważne? Ponieważ zapobiega kontaktowi metalu z metalem w trudnych warunkach. Chroni to krytyczne punkty kontaktowe silnika.
Po co zmieniać olej na w pełni syntetyczny?
Nie tylko wymieniasz olej. Wybór oleju w pełni syntetycznego przynosi wymierne korzyści.
- Poprawia oszczędność paliwa. Mniejsze tarcie oznacza, że silnik nie musi pracować tak ciężko.
- Wydłużone są okresy między wymianami. Spędzasz mniej czasu w serwisie.
- Zimny rozruch staje się łatwiejszy. Olej przepływa łatwiej wraz ze spadkiem temperatury.
- Zwiększa moc czyszczenia. Wypłukuje osad z silnika, utrzymując go w czystości.
Ale nie wszystko jest takie gładkie. Cena jest wysoka. Płacisz 6-10 razy więcej niż za zwykły olej. To boli.
Istnieje również ryzyko. Jeśli Twój silnik jest stary lub zaniedbany, olej syntetyczny może powodować problemy. Oczyszcza lepiej niż zwykły olejek. Rozpuści lakier i osad, które mogłyby zatkać nieszczelną uszczelkę. Po usunięciu tej uszczelki nastąpi wyciek oleju. Naprawa tego wycieku będzie kosztować znacznie więcej niż sam olej.
Obalamy mity
Internet pełen jest fałszywych ostrzeżeń na temat oleju syntetycznego. Wyjaśnijmy sprawę.
Mit: Nie można wrócić do zwykłego oleju.
Kłam. Możesz przełączać się tam i z powrotem tak często, jak chcesz. Silnika to nie obchodzi. Dostosowuje się.
Mit: jest za drogi.
Być może na pierwszy rzut oka. Ale zmieniasz to rzadziej. I lepiej chroni silnik. Kiedy spojrzysz na całkowity koszt posiadania, te dodatkowe pieniądze często się opłacają.
Mit: Potrzebują go tylko supersamochody.
Źle. Każdy samochód wygrywa. Dodatki pomagają starszym silnikom. Długie przerwy są przydatne dla zapracowanych osób. Nie dotyczy to tylko samochodów o wysokich osiągach czy ultraluksusowych sedanów.
Mit: Syntetyki niszczą uszczelki.
David Kanitz, kierownik ds. konserwacji w Royal Purple, ujmuje to bez ogródek: „Olej syntetyczny nie powoduje wycieków”. Znajdzie ją. Jeśli uszczelka jest na skraju uszkodzenia z powodu braku konserwacji, olej syntetyczny oczyści się wokół niej i ujawni problem. Nie niszczy uszczelki. To po prostu pokazuje, że uszczelka już uległa uszkodzeniu.
Jak wyzysk w życiu codziennym napędza innowacje
Teoria jest dobra. Praktyka jest lepsza.
Mobil 1 poddaje swój olej syntetyczny piekielnym testom. Dosłownie. Testują to w taksówkach w Las Vegas.
Dlaczego Las Vegas? Warunki tam są surowe. Letnie dni są upalne. Zimowe noce charakteryzują się niskimi temperaturami. Jazda oznacza ciągłe korki na Strip. Taksówkarze pokonują dziennie około 200 mil. Jest to ciągły cykl termiczny. To ciągłe napięcie.
Jeśli olej przetrwa w takim środowisku, inżynierowie oczekują, że poradzi sobie z codziennymi dojazdami do pracy. To trudny test. Ale to jest test w prawdziwym świecie. Nie patrzysz tylko na dane laboratoryjne. Patrzysz na to, co się dzieje, gdy silnik jest gorący, stoi w korku i uruchamia się ponownie, gdy jest zimny.
W jakim kierunku zmierza technologia syntetyczna?
Rynek ewoluuje. Luka pomiędzy olejem konwencjonalnym a syntetycznym zmniejsza się. Pakiety dodatków są coraz mądrzejsze. Oleje bazowe stają się czystsze. Jednak podstawowe napięcie pozostaje: wydajność kontra koszt.
Kierowcy chcą dłuższych okresów między wymianami. Chcą lepszej ochrony. Ale nienawidzą też płacenia wyższych cen. Producenci chodzą po cienkim lodzie. Aby konkurować, muszą ulepszyć oleje z niższej półki. Ale muszą także uzasadnić premię za produkty z najwyższej półki.
Przyszłość to nie tylko lepsza ropa. To najlepsza chemia. Są to dodatki, które starczają na dłużej. Są to oleje bazowe odporne na degradację w ekstremalnych temperaturach. To jest poszukiwanie tego złotego środka
Nowa rola syntetycznych środków smarnych we współczesnej inżynierii
Era prostego zwiększania i głośniejszych silników dobiegła końca. Uwaga przemysłu motoryzacyjnego radykalnie przesunęła się w stronę wydajności i kontroli emisji. To nie jest trend wyłącznie na rynkach niszowych. Domagają się tego rządy i konsumenci w USA, Europie i Japonii. Ale nie traktuj tej zmiany jako dzwonu śmierci dla mocy. To nadal główny wskaźnik. Nowoczesne silniki wytwarzają ogromne liczby. Bugatti Veyron może pochwalić się mocą ponad 1000 KM. Teraz głównym wyzwaniem jest gęstość mocy. Producenci potrzebują mniejszych, bardziej kompaktowych silników, które nadal będą krzyczeć mocą.
Tutaj na pierwszy plan wysuwają się smary syntetyczne. Nie są już tylko opcją premium. Są koniecznością mechaniczną. Wysokiej jakości olej syntetyczny umożliwia inżynierom zmniejszenie miski olejowej. Zmniejsza przestrzeń wymaganą do przechowywania smarów. Umożliwia także pracę silników w wyższych temperaturach bez awarii. Cieplejsze silniki są bardziej wydajne. W połączeniu z powszechnym stosowaniem turbodoładowania, oleje syntetyczne pozwalają tym wysokowydajnym konfiguracjom o małej pojemności skokowej wytrzymać naprężenia termiczne.
Smarowanie poza silnikiem spalinowym
Zainteresowanie paliwami alternatywnymi zmienia sposób, w jaki myślimy o ropie. Pojazdy elektryczne (EV) nie mają silników spalinowych. Nie wymagają w ten sam sposób tradycyjnego oleju silnikowego. Nie ma już cylindrów. Nie ma już tłoków. Ale samochód elektryczny nie jest marzeniem pozbawionym tarcia.
Przekładnie elektryczne w dużym stopniu opierają się na smarowanych łożyskach. Każda przekładnia w elektrowni wymaga płynu do kontrolowania włączania przekładni i rozszerzalności cieplnej. Nawet patrząc na źródło elektronów, elektrownie wytwarzające energię elektryczną na potrzeby infrastruktury ładowania wymagają przemysłowych olejów syntetycznych. Turbiny, generatory i części ruchome w tych zastosowaniach są tak samo zależne od smarowania, jak silnik V8. Rynek środków smarnych się rozwija, a nie kurczy.
Cena zgodna z przepisami
Siłą napędową tej ewolucji są mandaty regulacyjne. Normy środowiskowe stają się coraz bardziej rygorystyczne na całym świecie. Aby im sprostać, producenci olejów nie mogą po prostu nieznacznie zmienić istniejących receptur. Muszą dużo inwestować w badania i rozwój. Mówimy o dziesiątkach milionów dolarów na testy i wdrożenie. Bariera wejścia na rynek innowacji jest wysoka.
Pomimo niepewności co do przyszłości samego samochodu – czy będzie to elektryczny, wodorowy czy hybrydowy – przyszłość olejów syntetycznych wydaje się bezpieczna. Chemia pozwalająca na uzyskanie cieńszych warstw, wyższą stabilność termiczną i dłuższe okresy między wymianami oleju, jest kompatybilna z prawie każdą przyszłą technologią trakcji.
Powiązane artykuły z HowStuffWorks
- Jak działa rafinacja ropy naftowej?
- Jak działa benzyna?
- Jak działają silniki samochodowe?
- Jak działają silniki Diesla
- Jaki jest strategiczny system rezerw ropy naftowej?
- Jaka jest różnica między benzyną, naftą, olejem napędowym itp.?
- Co to są łupki bitumiczne?
Inne przydatne linki
- Królewski fiolet
- Olej Mobilny
- Castrol Syntec
- Popularna mechanika: olej syntetyczny czy mineralny?
Źródła
- Allen, Mike. „Olej silnikowy: syntetyczny kontra niesyntetyczny”. Popularna mechanika. Kwiecień 2007. (5 lutego 2009) http://www.popularmechanics.com/automotive/how_to/4213451.html
- Allen, Mike. „Olej syntetyczny czy mineralny? Postawmy kropkę nad „i” (wreszcie).” PopularMechanics.com. 21 listopada 2007. (5 lutego 2009) http://www.popularmechanics.com/automotive/how_to/423272.html
- Kanitz, David. Kierownik ds. usług technicznych, Royal Purple. Wywiad telefoniczny. 6 lutego 2009.
- Chin, Kevin. ExxonMobil Lubricants and Specialties, globalny, flagowy doradca techniczny PVL. Wywiad telefoniczny. 11 lutego 2009.
- Jazda dzisiaj. „Olej syntetyczny oszczędza paliwo”. 18 kwietnia 2008. (5 lutego 2009) http://www.drivingtoday.com/kpix/news_this_week/2008-04-18-393939-driving/index.html
- Mechanika silników, wydawnictwo zintegrowane. „Wskaźnik lepkości”. (9 lutego 2009) http://www.tpub.com/content/engine/14105/css/14105_37.htm
- Mobil 1. „Testowanie w terenie Mobil1 EP.” (13 lutego 2009) http://www.mobiloil.com/USA-English/MotorOil/Videos/TV.aspx?videoID=007
- Mobil1. „Mity obalone”. (13 lutego 2009) http://www.mobiloil.com/USA-English/MotorOil/Videos/TV.aspx?videoID=007
-MobilOil.com. „Dlaczego syntetyki”. (5 lutego 2009) http://www.mobiloil.com/USA-English/MotorOil/Synthetics/Why_Synthetics.aspx - Zmodyfikowano Mag, za pośrednictwem RoyalPurple.com. „Prawda o oleju syntetycznym”. (5 lutego 2009) http://www.royalpurple.com/modified-mag.html
-Murphy, Debbie. „Olej syntetyczny czy zwykły?” automedia.com. (5 lutego 2009) http://www.automedia.com/Synthetic_or_Conventional_Oil/ccr20050201so/1
— Newman, wyd. „Dziesięć mitów na temat syntetycznych smarów”. Krajowe wiadomości o olejach i smarach za pośrednictwem SmartSynthetics.com. (5 lutego 2009) http://www.smartsynthetics.com/articles/ten_myths_about_synthetic_lubrication.htm - RedLineOil.com. „Syntetyczne oleje silnikowe”. (5 lutego 2009) http://www.redlineoil.com/pdf/4.pdf
- Schubert, Paul i in. „Fischer-Tropsch I Paliwa i smary: Niemcy 1923–1939”. Fischer-Tropsch.org. (9 lutego 2009) http://www.fischer-tropsch.org/
