• Ponieważ będę musiał zrekonfigurować serwery przez najbliższe parę dni możliwe są przerwy w funkcjonowaniu forum.
  • Cytatów używajcie tylko jeżeli jest to potrzebne! Jeżeli chcecie komuś odpisać używajcie @ z nazwą użytkownika.

Oleje niskich lepkości - stosowanie zamiast wyższych lepkości

Przenosząc temat na trochę mniej burzliwe wody, proponuję małą dyskusję odnośnie stosowania olejów o niższej niż zalecana w instrukcji lepkości.

O ile tutaj jest to raczej mało znany i przebadany na żywych organizmach temat, o tyle na zachodzie podchodzi się do tego typu podmian chętnie. Czy to z powodu chęci polepszenia ochrony silnika czy też ograniczenia zużycia paliwa. Co ciekawe nie zawsze i nie wszędzie są polecane, np. na BITOGu niechętnie patrzy się na niskie lepkości w silnikach wyposażonych w turbiny. Z drugiej strony Japonia stosuje niskie lepkości gdzie się da.

Chciałbym, żeby ten temat był otwartą dyskusją, na zasadzie podrzucania ciekawych materiałów i informacji i może wymiany doświadczeń jeżeli ktoś chce/może/stosuje oleje o obniżonej lepkości.
 
Generalnie reolodzy polecaja stosowac skosunkowo niskie lepkosci opierajac sie o ich obliczenia np. 0W-12/16/20 lub 5W-20. Uwzgledniaja np. kawitacje na niskich obrotach, niektore firmy stosuja odpowiednie dodatki w celu tlumienia tego zjawiska. Roznica grubosci filmu w porownaniu z SAE XW-40 (ca. 10% na biegu jalowym). Bierze sie rowniez pod uwage obliczenia dla lozysk slizgowych np. wykorzystujac liczby Sommerfelda. Reologiczna "lepkosc" HTHS, reologia dla przypomnienia zajmuje sie fizyka plynow, malo kto o tym wie, ale to jeden z najwazniejszych czynnikow w PCMO ca. 50%! Znacznie lepszy bedzie taki SAE 5W-20 (nie musi byc gr. VI!), ale z odpowiednim VM tzn. HSD, niskim SSI, ILSAC GF6 itp. genialne oleje :> np. porownujac ze "smieciami" typu 5W-40 A3 z tanim OCP, o niskim wspolczynniku zageszczenia i wysokim SSI. Ogolnie dla silnika wystarczy ca. 2.6 cP, przy duzej wiekszosci lozysk nie ma praktycznie mozliwosci zaobserwowac punktow tarcia granicznego, ewentualnie przy mocno przegrzanym oleju, przy szybkosci scinania 10 6-1 oraz >450 Nm przy niskich predkosciach obrotowych. Jak dobrze pamietam wedlug badan Toyoty olej zawodzi na lozyskach przy ca. 1.5 cP. Obnizenie lepkosci niesie ze soba wiele zalet, ale ma rowniez wady np. grubosc filmu jest oczywiscie mniejsza, szybsze oproznianie srodka smarnego z wezlow tarcia. Ale wlasnie takim ludziom w branzy np. reologom mozemy dziekowac swietne oleje typu 0W-20 od XOM, BP itd. dobrac odpowiednia mieszanine AW/FMs. Niektore silniki moga wytworzyc zbyt duze obciazenia. Chemiczne/fizycznie same zalezy reologiczne m.in. optymalniejsza "praca" pakietu dodatkow, rozpuszczanie ubocznych produktow rozpadu niektorych dodatkow, wyzsza zwilzalnosc, chlodzenie, cyrkulacja oraz lepszy Hildebrand.

Nawet taka mieszanina niskolepkosciowa na gr. II bedzie niezla z odpowiednia iloscia aromatow i naftalenow.

Rowniez punkt anilinowy bedzie nizszy ASTM D611.

Przyklad jednego badania:

The mechanical engine performance is also analyzed with a fully synthetic low-viscosity lubricant (0W20) and the results are compared to the results with the reference lubricant (0W30). The trends of the friction torque over speed and load are identical for both lubricants. Hence, the presence of metal–metal contact in the lubricated contacts appears unlikely as it would furthermore lead to a raised friction torque.
A reduction potential of the overall engine friction losses by using 0W20 is identified for the entire investigated engine speed and load range. At a media temperature of 90 ◦C, the friction losses are cut down by roughly 5% at motored condition and under load at an engine speed of 2000 rpm. It is interesting to note that an almost 25% difference in HTHS-viscosity (3.2 mPa·s vs. 2.6 mPa·s) is needed to obtain this 5% friction reduction benefit for the 0W20.
The main bearing temperatures are also evaluated for both lubricants. Friction in the bearings causes heat and the bearing temperature increases as a consequence. Due to lower friction losses in the bearings when using 0W20 instead of 0W30, a lower temperature is observed. The bearing temperature would increase if metal–metal contact is present. Hence, it can be assumed that the main bearings operate in pure hydrodynamic lubrication regime.
lubricants-05-00009-g006.png

Dodatkowo:
1677181754015.png


Generalnie mozna przyjac gorny "prog" dla oleju SAE 0W-16 <400 Nm, w przeciwnym razie mozna zaobserwowac wieksza ilosc punktow tarcia granicznego, chodz skuteczne sa tutaj FMs typu Mo, OFM i ich synergiczne kombinacje.

Dla niektorych silnikow mozna smialo polecic HTHS ca. 3.1 cP, w szczegolnosci bardzo gorace lato.

Sam osobiscie swiadomie wybieram oleje z HTHS 2.4-2.6 cP, nie potrzebuje ksiazki w celu dobrania oleju. Nie ma znaczenia czy to silnik z lat 90-tych, nie oznacza, ze musze tam stosowac XW-40 A3, tylko wybieram mozliwe "nowoczesny" olej >GF 5, 6.
 
Ja napiszę teraz tylko jedną rzecz - dzięki wątkowi o niskich lepkościach, przestałem się obawiać stosowania takich olejów.
Daleki jestem od 0w12, czy 0w16, ale w na 100% wiem, że w miejsce 5w40 bez problemu w KAŻDYM silniku można zastosować 5w30 z hths min 2.9, c przynosi więcej korzyści niż szkody.
Do normalnej jazdy takie oleje są zdecydowanie korzystniejsze.
 
Ta min. granica HTHS jest niższa, idącą w kierunku ca. 2 cP. Chyba, że mowa o silnikach spalinowych z bardzo wysokim momentem obrotowym, generalnie uwzględnia się RPM/max Nm, następnie temp. powietrza czy oleju. Uniwersalna lepkość to SAE XW-20 czyli ca. 2.6 cP, wystarczy praktycznie dla każdego dupowozu, przy niektórych silnikach bym zalecił jak pisałem HTHS ca. 3 cP. Wydajność pompy jest również wystarczająca.


Lecz to powinno już być jasne.
 

niestety wiele informacji jest zastrzezona, liczba Sommerfelda jest parametrem charakteryzujacym prace lozyska w trzybie smarowania hydrodynamicznego, sa modele zmodyfikowane dla HTHS. I chce podkreslic: Temp. oleju na lozyskach praktycznie nie uzyska temp. 150°C! Wiec jest spory zapas lepkosciowy, KV w tej temp. bedzie wynosic ca. 2,5 mm²/s.

Ogolnie oleje z HTHS >3.5 cP to nadmierna lepkosc. To dla silnikow majacych >500 Nm przy min. predkosci obrotowej jednostki napedowej.

Mozemy przyjac im wyzszy Nm, nizszy RPM uwzgledniajac temp. oleju tym wyzszego HTHS bedzie wymagac.

Juz i tak nawet w EU przerzucili sie na SAE16/20.


1677179351365.png


1677179374822.png

1677179416887.png
 
1677657331840.png

Celem jest uzyskac smarowanie hydrodynamiczne. Do tarcia granicznego rowniez dochodzi, male ogniska zaczynaja byc zauwazalne <2.5 cP HTHS. Lecz tutaj skutecznie je "zdejmuja" FMs np. MoDTC, ktory dziala skutecznie od ca. 80°C, OFM itd. a dokladniej CoF. Jest wiele kombinacji synergicznych. Tutaj nawet roznego rodzaju powloki beda malo pomocne, tylko przedluzy prace do ewentualnej awarii jednostki napedowej. Zaden silnik nie przetwa dlugo pracy w tym trybie. Do tarcia granicznego jak juz pisalem moze przede wszystkim dojsc przy silnikach z bardzo wysokim Nm i niskim RPM, przegrzanym olejem itd.
 
1679690604675.png

Wielu zwrocilo juz uwage, ze odpowiedni mix synergicznych kombinacji AW/FM odgrywa najwieksza role w ochronie. Powyzsza technologie wykorzystuje sie dla SAE 0W-8, opracowano i zastosowano nowy typ B (detergent) oraz MoDTC, w celu zmaksymalizowania tworzenia sie filmu olejowego o niskim CoF.
1679692760183.png


Ale co tam moga w koncu wiedziec takie osobistosci jak np. https://www.researchgate.net/scientific-contributions/Kazuo-Yamamori-2116688959

W koncu to laik, ktory testuje takie "cienkie" oleje :>
 
Ten sam naukowiec opisuje w innym dokumencie jak nieopłacalne z technicznego pkt widzenia jest dalsze schodzenie z lepkością. Zreszta jak już pisałem (w sumie piszę) to odchodzi się od ultraniskich lepkości i wraca w okolice SAE 20/30 a w wypadku nano-hybrydowych olejow nawet 40, za to kombinujac z dodatkami.

Nawiasem mówiąc i dorzucajac łyżkę dziegdziu do tego miodu to oleje niskich lepkości opracowuje się prawie wyłącznie w celu zwiększenia oszczędności paliw, a nie dla znalezienia lepszej ochrony.

Prawie, bo motosport rządzi się swoimi prawami.

Więc jeżeli ktoś nie szuka oszczędności na każdej kropelek paliwa schodzenie z lepkością w dół ma sens tylko dla ciekawych jak to jest albo ewentualnie szukajacych każdego dodatkowego kunia w swoim Paseratti.
 
Z reologicznego punktu widzenia <SAE16 nie ma już sensu, do min. SAE12. Już nie zyskuje się praktycznie żadnych zalet, ta granica się zaciera. Niektóre silnika wymagają pewnych modyfikacji m.in. pomp oleju dla 0W-8. Optymalnie jak już wielokrotnie pisałem nie wchodząc w szczegóły, opierając się o HTHS od ca. 2.6 do 3.2 cP.
 
SAE 12 i 8 mają zalety w hybrydach używanych w miastach. W normalnych silnikach już SAE 20 to było wyciśnięcie ile się da na obniżeniu HTHS, bo przecież różnica między 20 i 30 to parę procent minimalnego HTHS I podobnie z KV. Kosztem wzrostu ceny produkcji, przynajmniej w ich początkach. Ale producentom się opłacało bo zyski na emisji były spore.

Generalnie to mocno śliski temat jak się popatrzy na zysk vs koszt.
 
1679821873252.png

1679821909849.png

Dla niedowiarkow: Bearing Oil Film Thickness, roznica grubosci filmu jest minimalna!


Powiazanie oczywiscie z numerami Sommerfelda:
1679822071563.png
 
1680935473525.png


Problem stosunkowo lepkich "super" olejow typu 5W-40 A3/B4 jest ich zlozony sklad, tym wyzsze prawdopobienstwo tworzenia depozytow/osadow. Na widocznym obrazku przy pomocy SEI osady w rejonie pierscieni. Potwierdzono obecnosc VM, Ca oraz min. stezenie Zn.
 
Back
Top