• 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.

Omówienie publikacji SAE - Ocena prototypowej formulacji SAE 0W/5W-20, próba terenowa

  • Thread starter Deleted member 925788
  • Start date
Poniżej streszczenie publikacji:


która została wykupiona i opłacona przez @jerseyAdmin.

W omawianej publikacji wykorzystano prototypy formulacji olejów przy współpracy z Pedro-Canada, Infineum USA oraz Ford. Wykorzystano dwa oleje o lepkości SAE 0W-20 oraz 5W-20 według SAE J300, zastosowano ten sam pakiet dodatków na poziomie ILSAC GF-4. Do próby terenowej zostały wykorzystane samochody Ford Windstar 3.8l w ilości 8, należące do floty taksówek z Las Vegas. Mamy więc do czynienia z bardzo wymagającym środowiskami eksploatacji dla środka smarnego oraz samego samochodu, gdzie temperatury otoczenia sięgają 40°C. Trudność testu polegała również na trzy krotnym wydłużeniu interwału eksploatacji środka smarnego do 10 tyś. mil (ca. 16 tyś. km), a niska lepkość środka smarnego została przetestowania pod kątem trwałości oleju m. in. ze względu na długą pracę jednostki napędowej na biegu jałowym. Sami autorzy publikacji podkreślają obawy konsumentów z stosowaniem olejów nisko lepkościowych. W trakcie tej próby zbierano informacje odnośnie zużycia oleju, paliwa, regularnie pobierano próbki oleju w celu przeprowadzenia badań kontrolnych ICP (UOA) itp. Interwały wynosiły 10 tys mil (ok 16 000 km). W tym czasie pobrano 3 próbki. Ostatecznie silniki rozebrano i poddano ocenie pod katem depozytów i zużycia.

Zastosowano mieszaninę olejów bazowych należących do gr. II/II+:

1677353488226.png

W następujący sposób prezentują się parametry gotowego oleju z dodatkiem DI, VM, PPD:

1677353575746.png


Należy podkreślić, ze stężenie P wynosi jedynie ca. 500 ppm. W olejach klasy API SN/ILSAC GF4, fosfor i cynk występują w ilości max 800ppm. W gruncie rzeczy
jest to minimalne i zarazem wystarczające stężenie w PCMO. Celem było uzyskać środek smarny w celu zapewnienia odpowiedniej równowagi pomiędzy zużyciem paliwa, a ochrona silnika oraz wysoką kontrolą depozytów, gdyż oleje pracowały w bardzo trudnych warunkach. Limit dla Zinc dialkyl dithiophosphate (ZDDP) wynosi dla przypomnienia >GF-4 ≤800 ppm. W celu obniżenia stężenia P zastosowano w zamian inny dodatek, niestety nie było określone co konkretnie, lecz podejrzewam, ze forma jakiegoś synergicznego FM (Friction modifier). OCP tzn. Ethylene-Propylene Co-polymer, SSI 25 co jest standardowa wartością.

UOA, metale życiowe. Poniżej przedstawione zostały linie trendu konkretnych metali w odstępach miedzy wymianami:
1677356052967.png

1677355881330.png


1677356232384.png




















1677356475432.png


W niektórych przypadkach stężenie niektórych metali była wyższa na SAE 0W-20, lecz w dalszym ciągu po uśrednieniu wyników mieszczą się w normie dla danych
pierwiastków np. stężenie Al jednostki 299 było wyższe, lecz weryfikacja silnika po rozbiórce potwierdziła wady fabryczne.

KV100°C wzrósł w trakcie eksploatacji do SAE30, co świadczy o znacznym utlenieniu środka smarnego spowodowanego zbyt długim interwałem, lecz wzrost lepkości jest w normie 40% i mieści się w granicach limitu wynoszącego 50%.

1677397312575.png


Na poniższych wykresach widzimy m.in. pomiar CCS oraz MRV w trakcie eksploatacji, SAE 0W-20 w krótkim czasie stal się w rzeczywistości SAE 5W-20.
Powodem jest m.in. zastosowane mieszaniny olejów bazowych gr. II, wyjściowo wysoka lepkość CCS oraz przekroczony interwał wymian opierając się o ciężkie
warunki pracy. To samo dotyczy MRV, gdzie ostatecznie w niektórych przypadkach "gęstnieją" do SAE 10W:
1677397591497.png

Utlenianie, nitrowanie oraz TBN/TAN. ZnDTP jest powszechnie stosowany jako AO (przeciwutleniacz), lecz w tym przypadku jego stężenie zostało obniżone do ca.500 ppm, zastosowano dodatkowo bez popiołowy AO. Zgodnie z przewidywaniami nie stwierdzona znaczących różnic miedzy olejami, silą rzeczy zastosowano taki sam pakiet dodatków. We wszystkich przypadkach z wyjątkiem nitrowania, pozostałe parametry pozostały w granicach limitów docelowych, ten trend jest całkowicie normalny:
1677398594773.png

1677398621784.png

1677438089680.png

Po zakończeniu testu, silniki rozebrano i poddano ocenie pod katem zużycia, szlamu, depozytów typu lakier itp. przez grupę Infineum [1]. Brano szczególnie pod uwagę łożyska, krzywki, zawory oraz popychacze. Według raportu: stan gładzi cylindrów w bardzo dobrym stanie, łożyska główne i korbowodowe bez oznak zużycia, doskonalą kontrola osadów typu lakier, szlam itp. ogólnie silniki w doskonałym stanie. W szczególności poddano ocenie depozyty w rejonie pierścieni tłokowych, opierając się o kilka obszarów, gdzie potwierdzono bardzo dobrą kontrole depozytów.

Podsumowując powyższe badanie potwierdza, ze prototypowe formulację spełniły swoje zadanie zważając na to, ze przekroczono zalecane interwały m.in. przy obniżonym stężeniu ZnDTP, co zostało potwierdzone przy pomocy kontrolnych ICP oraz przede wszystkim oceniając silniki po teście. Oba oleje w szczególności
SAE 0W-20 wykazały poprawę oszczędności paliwa oraz kontrole utleniania i depozytów.


1. https://www.astmtmc.org/ftp/docs/rater_calibration/Rating Aids Inventory.htm
 
Warto pokreślić, że badanie zostało przeprowadzone w 2005r, czyli w czasach, gdy obowiązywały normy API SL / API SM.
SN została wprowadzona w 2010r.
Dalej, na wykresach widoczne dość duże ilości pierwiastków zużyciowych.
Na naszych analizch widoczne są ilości rzędu 10-30ppm Fe, ale trzeba wziąć pod uwagę, że mamy do czynienia z silnikami o pojemności 3.0L i prawdopodobnie 8 cylindrowych potworach.
Kolejny ważny aspekt, 0w20 i 5w20 w tamtym czasie nie były lepkościami powszechnymi, na dodatek ze zmniejszoną prawdopodobnie o 50% ilością ZDDP względem API SL/SM/ILSAC GF3/GF4.
Resztę streścił @poziom1989


Aaaa i jeszcze jedna "drobnostka" - takie opracowanie to koszt 35$, więc wiedza kosztuje ...
 
Z mojej strony chcialbym jeszcze dopisac, ze publikacja bardzo interesujaca. W szczegolnosci szereg badan, ktore zostaly przeprowadzone np. ocena depozytow i zuzycia elementow silnika. W badaniu rowniez przeprowadzono test zuzycia oleju, o ktorym nie pisalem, ale tutaj wspomne dodatkowo i w trakcie eksploatacji stwierdzono bardzo niskie zuzycie oleju! Mimo m.in. stosunkowo wysokiego NOACK, gdzie niektorzy sa przekonani, ze to bardzo istotny parametr pod tym wzgledem. Srodowisko pracy tych olejow bylo bardzo wymagajace.
 
Srodowisko pracy tych olejow bylo bardzo wymagajace.
I po raz kolejny wniosek, że nie należy się obawiać niskich lepkości olejów!
Minimum z tego, to bez problemu można stosować najniższe zalecane przez producentów lepkości są bezpieczne, a przynoszą wiele korzyści.
 
Za jakis czas SAE 0W-16 czy 0W-20 bedzie standardem, dla hybryd 0W-8 lub 0W-12. Te zalecenia lepkosciowe sa mimo wszystko i tak "zawyzone"w duzej mierze, ale w sprawnym silniku opierajac sie o HTHS ca. 2.6 cP nie powinno byc problemow, nawet i starszych. A mozna czerpac korzysci z obnizenia lepkosci.
 
Rowniez szkoda, ze nie udostepnili tych zdjec po weryfikacji silnikow. Zastanawiajacy jest fakt, ze kontrola depozytow byla na bardzo wysokim poziomie, mimo dlugiego interwalu i zastosowania...dosc "taniego" pakietu, dyspergator pewnie klasyka PIBSA, AO jakis bezpopiolowy itp. nic szczegolnego. Ale tutaj podejrzewam odegrala role rowniez mieszanina olejow bazowych gr. II+ z odpowiednia iloscia zwiazkow aromatycznych itd. Bedzie wspomagac wlasciwosci kontrolujace depozyty. Dodatkowo mogli podac punkt anilinowy, ale przy niskolepsciowej gr. II+ 4 cSt oraz wazne, pakiet dodatkow nie byl z pewnoscia "przeciazony" np. nadmiernym stezeniem ZnDTP, wiec nie musial walczyc z ubocznymi produktami rozpadu.
 
Formulacja, formulacja, ale cytując "klasyka": oleje dały radę, a nie zostały pięknie dopakowane dodatkami :) ;)
 
Brakuje więcej danych, ale wielu widząc na ICP tak niskie stężenie P w ogóle by nie zastosowali takiego oleju.
 
Sam test jest ciekawy, ale nie można przenosić go 1:1 na dzisiejsze silniki i rzeczywistość olejową. Po pierwsze testowano duże jednostki Forda, po drugie bazą testu były zupełnie inne normy (ILSAC GF-4), mocno już odstające od rzeczywistości, zwłaszcza europejskiej. No i w USA oleje 0W-20 dużo szybciej stały się standardem, w Europie triumfy nadal święciły lepkości SAE40 i SAE30.

Głównym wnioskiem jaki wypływa z tego testu to po pierwsze fakt że jeżeli producent rekomenduje do silnika olej o niskiej lepkości to można go stosować bo nawet w najcięższych warunkach eksploatacyjnych olej "da radę". Po drugie wbrew powszechnej opinii oleje niekoniecznie tracą na lepkości w miarę upływu czasu czy nawet podczas jazdy typowo miejskiej, więc nie jest to żaden odnośnik dla zwiększenia lepkości.

Cała reszta to po prostu rzetelny test oleju w warunkach drogowych, nic rewolucyjnego chociaż przyjemnie poczytać, że jednak się nie myliliśmy nakłaniając do pozostania przy niskich lepkościach zalecanych przez producenta.

Osobiście chętnie przeczytałbym podobnie opracowanie z ostatnich 10 lat robione na europejskich albo japońskich silnikach.
 
@jerseyAdmin ale trzymajmy się faktów, doskonale wiesz, że w dużej mierze nie są to zalecenia inżynierskie.
 
Ale z pkt widzenia tego badania nie ma to znaczenia. Testowano SAE 20 w silnikach do takich olejów dostosowanych. I badanie mówi tyle że takie oleje sprawują się dobrze w każdych warunkach.

Zmiana olejów lepkosciowo w dół względem zaleceń i badania z tym związane to temat na inną dyskusję.
 
Zgoda, ale....

wykorzystam tutaj przyklad dla lepszego zrozumienia z pewnej publikacji Hondy:
1677568065183.png


HTHS przy ca. 120°C bedzie wyzszy, niz niektore SAE40 na "zimno". Dlatego wystepuje ogolny zapas do 150°, uwzgledniajac oczywiscie Shear rate. Wiele badan potwierdza zauwazalne zuzycie przy <2 cP, KV150°C ca. 2.5 cSt. Wiele mocnych silnikow bedzie juz pracowac na krawedzi grubosci filmu olejowego (MOFT) i utraty cisnienia.
1677568504150.png



Jak wielokrotnie pisalem wystepuja modele obliczeniowe uwzgledniajac moment obrotowy silnika, gdzie moga wystapic "niedobory" HTHS np. z wykorzystaniem liczb Sommerfelda. Generalnie naprawde mocne silniki >450 Nm beda wymagac oleju z HTHS >3.3 cP.

Dla mnie to nie ma znaczenia czy to silnik amerykanski, europejski, koreanski czy japonski.
 
Back
Top