Syntetické motorové oleje: charakteristika, vlastnosti, technologie výroby
Jedná se o olejovité syntetické kapaliny – polymery nebo oligomery získané syntézou z různých monomerů. Žádný jednotlivý syntetický olej nemá všechny vlastnosti minerálního oleje, ale některé syntetické oleje mají některé vynikající výkonnostní vlastnosti, které převyšují vlastnosti minerálních olejů. Některé syntetické oleje mají například zvláště vysoký viskozitní index, nižší bod tuhnutí, zvýšenou odolnost vůči vysokým teplotám a smykovým deformacím a vyznačují se sníženou těkavostí a hořlavostí. Tyto vlastnosti zajišťují všestrannost použití a dlouhou životnost. Každý syntetický olej musí být používán za podmínek, které mu umožňují co nejlépe využít jeho jedinečné vlastnosti. Hlavní významnou nevýhodou syntetických olejů je, že jsou výrazně dražší než minerální oleje (2-3x i vícekrát).
Druhy syntetických olejů. Vlastnosti syntetických olejů závisí na jejich chemické struktuře, takže toto je hlavní kritérium pro jejich klasifikaci:
— uhlovodíkové oleje (uhlovodíkový olej, olej НС) na bázi polyalfaolefinů, isoparafinových uhlovodíků a alkylbenzenu;
— polyesterové oleje na bázi: esterů dvojsytných kyselin a primárních alkoholů (např. isooktylester kyseliny sebakové); polyolethery, polyfenylethery; polyglykolethery (např. polyalkylenglykolether); estery kyseliny fosforečné.
Syntetické oleje v každé třídě se mohou lišit složením monomerů a vlastnostmi. Například polyalfaolefiny se získávají z butenu, 1-decenu atd.; molekuly silikonových kapalin mohou zahrnovat dimethylsiloxanové a/nebo methylfenylsiloxanové jednotky. Vlastnosti různých polyglykolů a polyesterů se zvláště liší. Proto má smysl mluvit pouze o nejobecnějších vlastnostech jednotlivých druhů syntetických olejů.
Výrobci syntetických olejů obvykle svým produktům přidělují spíše technické než chemické názvy. Proto není vždy možné na základě názvů produktů posoudit vlastnosti olejů a jejich vhodnost pro konkrétní oblast použití.
Mísitelnost syntetických olejů s minerálními oleji se liší a závisí na povaze syntetického oleje. Níže je uveden přehled vlastností nejběžnějších syntetických olejů.
Polyalfaolefinové oleje (PAO) (polyalfaolefin – PAO). Jsou široce rozšířené a tvoří více než jednu třetinu všech syntetických olejů. Vyznačují se univerzálními mazacími vlastnostmi, mohou pracovat v širokém rozsahu teplot, mají vysoký viskozitní index a stálost vlastností po celou dobu životnosti, nezpůsobují korozi kovů, netvoří karbonové usazeniny a usazeniny, nepůsobí negativně na materiály těsnění a těsnění, dobře se mísí s minerálními oleji. Oleje PAO se používají především k výrobě automobilových univerzálních, celoročních motorových a převodových olejů, hydraulických kapalin, ale i průmyslových olejů pro chladničky, kompresory, další agregáty pracující pod velkým zatížením při zvýšených teplotách a jako motorový olej pro výkonné středně otáčkové dieselové motory a dieselové lokomotivy. PAO oleje jsou nejlevnější syntetické oleje.
Alkylované aromatické oleje (alkylované aromáty). Nejčastěji se používá alkylbenzen. Na trh vstupují dva produkty: alkylbenzen s nízkým viskozitním indexem, který se používá ve směsi s naftenickým olejem k výrobě olejů pro kompresory chladniček, a dialkylbenzen s vyšším viskozitním indexem, připomínající parafinický a polyalfaolefinový olej, který má dobré nízkoteplotní vlastnosti a používá se k výrobě arktických motorových olejů a motorových olejů pro dvoudobé motory.
Polyglykolové oleje (polyglykoly-PG, polyalkylenglykoly-PAG). Podle normy DIN 51 502 se tyto oleje označují zkratkou PG. Tvoří také asi jednu třetinu všech syntetických olejů. Vlastnosti se velmi liší v závislosti na výchozích monomerech a molekulové hmotnosti. V současné době se polyglykolové oleje používají především jako chladicí kapaliny v chladicích systémech motorů, při zpracování kovů a jako brzdové a hydraulické kapaliny. PG oleje nejsou vhodné jako motorové oleje, protože mají vysokou korozivní aktivitu, zejména v přítomnosti zplodin hoření paliva. Většina v praxi používaných polyglykolů není mísitelná s minerálním olejem nebo je mísitelná pouze v omezené míře. PG oleje mají řadu pozitivních vlastností: vysoký viskozitní index, odolnost vůči vysokému zatížení, dobrou antioxidační a tepelnou stabilitu při zavádění vhodných aditiv. Oleje PG jsou ceněny zejména pro svou nízkou hořlavost (bod vzplanutí nad 220°C) a nízký bod tuhnutí (pod -30°C). Někdy se používají pro mazání silně zatížených ozubených kol průmyslových strojů a pro provoz při nízkých teplotách. Sortiment PG olejů je poměrně široký.
Polyesterové oleje (organické esterové oleje) (polyestery – E). Tyto oleje jsou označeny písmenem E podle DIN 51 502 a tvoří velkou skupinu syntetických olejů, zejména pro proudová letadla. V této oblasti jsou nenahraditelné, neboť mají nejvyšší viskozitní index (až 180), nízký bod tuhnutí (pod -50°C), špatnou hořlavost a nízkou těkavost (tlak nasycených par cca 1 mbar při 205°C). V automobilovém průmyslu se polyesterové oleje používají jako přísady do minerálních olejů a PAO, zvyšující viskozitní index, zlepšující nízkoteplotní vlastnosti a v některých případech i samostatně jako motorový olej pro dieselové motory nebo pro mazání převodů při nízkých teplotách.
Estery kyseliny fosforečné (fosfátové estery – PH). Tyto oleje mají označení PH podle DIN 51 502. Hlavní předností těchto olejů je, že jsou nehořlavé a v oblastech intenzivního tření při vysokých teplotách vytvářejí oddělovací, proti zadření fosfátový film, který snižuje tření a chrání povrch dílů před opotřebením. Esterové oleje kyseliny fosforečné se mísí s minerálními a jinými syntetickými oleji, takže je lze použít jako samostatné syntetické oleje i jako složky minerálních olejů. Oleje na bázi esterů kyseliny fosforečné se používají pro kompresory, nehořlavé hydraulické kapaliny a jako přísady proti opotřebení. Silikonové oleje (silikony-SI). Tyto oleje jsou označeny SI podle DIN 51 502. Jsou chemicky inertní a tepelně stálé (rozpadají se při teplotách nad 300°C, bod vzplanutí je cca 300°C), mají nízký bod tuhnutí (pod -50°C), nízkou těkavost, nejvyšší viskozitní index (cca 300) a nepění. Silikonové oleje nemají dobré mazací vlastnosti a nemísí se s minerálními oleji. Používají se jako speciální kompresorové oleje a hydraulické kapaliny a jako elektroizolační oleje.
Silikonové oleje (silikony-SI) jsou drahé, přibližně 10-100krát dražší než minerální olej. Fluorované silice (fluorované uhlovodíky – FK). Tyto oleje jsou označeny FK podle DIN 51 502. Jejich hlavní předností je chemická inertnost, nehořlavost, vysoká odolnost proti oxidaci a vysokým teplotám a velmi dobré dielektrické vlastnosti. Nevýhody: relativně nízký viskozitní index, vysoký bod tuhnutí.
Fluorované esenciální oleje se používají v chladicích zařízeních a v instalacích, kde je olej ve styku s kyslíkem nebo jinými agresivními látkami. Tyto oleje jsou velmi drahé, stokrát dražší než minerální olej.
Syntetický motorový olej má skutečně vynikající vlastnosti díky homogenitě své molekulární struktury a nepřítomnosti nečistot v základním oleji, což je typické pro minerální a polosyntetické motorové oleje.
Všechno je to o umělém původu syntetiky. Jestliže se minerální olej získává přímou destilací ropných produktů, pak je syntetický olej produktem komplexně řízené organické syntézy. Technologie je vícestupňová, energeticky náročná a trvá déle, proto jsou náklady na produkt vyšší.
Kvalitní plně syntetický motorový olej navíc obsahuje mnohem více high-tech drahých přísad, jejichž balení může dosahovat až 25 % z celkového objemu produktu.
To vše určuje vyšší cenu syntetického motorového oleje. I když v případě vysoce kvalitní syntetiky je správnější hovořit nikoli o přeplatku, ale o investicích, které se vyplatí s nejefektivnějším a nejdéle trvajícím provozem motoru vašeho vozu.
Speciální vlastnosti syntetiky
Abyste se o tom přesvědčili, stačí se podívat na seznam základních vlastností a výhod syntetiky oproti minerálním a polosyntetickým typům motorových olejů.
Hlavním rysem syntetických látek je jejich homogenní molekulární struktura. Mimo jiné to umožňuje kompozici méně oxidovat a nedegradovat při dlouhodobém extrémním teplotním zatížení. To je důvod, proč jsou syntetické látky vhodnější pro plnění vysokorychlostních, nucených motorů vybavených přeplňováním turbodmychadlem.
Maximální čistota a molekulární homogenita poskytuje syntetický motorový olej s velmi nízkým koeficientem tření, který snižuje energetické ztráty při provozu spalovacího motoru a umožňuje motoru podávat maximální účinnost. Sníží se hluk, zlepší se skluz a pohyblivé součásti motoru se opotřebovávají pomaleji.
Olejový film syntetiky je mnohem odolnější proti roztržení, opět díky struktuře základního složení. Přísady proti opotřebení v syntetickém motorovém oleji působí zvláštním způsobem díky vysoké chemické a povrchové aktivitě vybraných komponentů. Zdá se, že pronikají do horních vrstev třecích částí motoru a poskytují dodatečnou ochranu. Pevnost olejového filmu syntetiky je oproti minerálním sloučeninám 3-8x vyšší (v závislosti na technologii výroby).
- Stabilita viskozitních charakteristik
Nejdůležitější výhodou syntetických motorových olejů je vysoká stabilita viskozitních charakteristik v širokém teplotním rozsahu. Olej bude stejně dobře chránit součásti motoru před opotřebením v extrémním teple (protože se nestane nadměrně „tekutým“ a olejový film se neporuší) a v hořkém chladu, protože mazivo si zachová svou čerpatelnost i při velmi nízkých teplotách a bude schopno proniknout ke třecím párům, které je ochrání při studeném startu motoru.
Jednoduše řečeno, vysoký viskozitní index (čím je vyšší, tím jsou viskozitní charakteristiky stabilnější při kolísání teplot) umožňuje syntetickému motorovému oleji vytvořit optimální tloušťku ochranného filmu na třecích párech bez ohledu na to, zda je venku horko nebo zima.
Syntetický motorový olej je výhodnější pro země s chladným klimatem, protože bod tuhnutí syntetických látek je mnohem nižší. Pokud je polosyntetický motorový olej doporučen pro použití při teplotách do minus 25 stupňů, pak vysoce kvalitní syntetické PAO zůstávají tekuté (zachovají si schopnost účinně mazat třecí páry) až do minus 65 stupňů!
K tuhnutí motorového oleje až do úplného ucpání olejových kanálů dochází díky parafinům normální struktury, krystalizují při teplotě minus 10 stupňů. Z HC syntetiky jsou buď zcela odstraněny nebo transformovány během výrobního procesu a nesnižují vlastnosti složení. A v PJSC z principu existovat nemohou. V kombinaci s high-tech aditivy, které zabraňují zahuštění oleje při nízkých teplotách, lze dosáhnout vynikajícího výkonu.
Dalším rozdílem mezi syntetickými a jinými typy motorových olejů je jejich nízká těkavost.
K vyhoření dochází u každého motoru v důsledku tvorby olejového filmu na stěnách válců; olej se tam dostává z pístního kroužku. Při spalování směsi paliva a vzduchu se olej zahřívá a odpařuje. Nejméně pravděpodobné, že „vyhoří“ je syntetický olej obsahující vysoce viskózní základní oleje. Rozdíl mezi syntetickým a minerálním olejem v odolnosti proti hoření může být až 2,5násobný!
To znamená, že syntetický motorový olej bude vyžadovat méně doplňování, bude méně kontaminován a déle si zachová své funkce.
Technologie výroby
Syntetické motorové oleje se však mohou lišit také svými vlastnostmi v závislosti na způsobu výroby. Nejpoužívanějšími motorovými oleji jsou oleje na bázi PAO a HC.
HC syntetika nebo hydrokrakovací olej
Technologie je založena na získávání syntetického oleje z těžkého ropného minerálního oleje. Během procesu syntézy jsou těžké uhlovodíky podrobeny hydrozpracování a hlubokému čištění. S olejem dochází ke strukturálním změnám, ničí se molekulární řetězce a krystalické struktury, makromolekuly se rozkládají na menší články. Zvláštností procesu je, že ne všechny chemické nečistoty jsou z kompozice odstraněny; některé z nich jsou modifikovány a „přeměněny“ na stabilní komponenty se specifikovanými vlastnostmi.
Po zpracování získává základní kompozice vysokou tepelnou stabilitu, zvyšuje se viskozitní index a zvyšuje se odolnost proti oxidaci a degradaci. Do základního materiálu je přidán bohatý balíček aditiv a syntetika HC získává vynikající vlastnosti.
PAO neboli plně syntetické
Tento olej se již skládá z lehkých uhlovodíků – polyalfaolefinů, proto se nazývá polyalfaolefin. Samotný proces řízené syntézy je složitější a vícestupňový. Produkt je syntetizován ve specializovaných reaktorech, po kterých směs prochází oligomerací, dvojitou destilací a hydrogenací na katalyzátorech.
Nebudeme zabíhat do zbytečných technologických detailů, ale poznamenáme, že výsledné složení je extrémně čisté a má identickou molekulární strukturu. PAO má oproti hydrokrakovým základovým olejům ještě větší stabilitu, je neuvěřitelně odolný vůči oxidaci, má prodlouženou životnost a těkavost je ještě nižší.
Výhody NS syntetiky:
— vysoké kluzné vlastnosti;
– nízká spotřeba oleje na spalování;
— odolnost vůči teplotnímu zatížení;
– vysoká účinnost paliva.
Výhody PJSC:
– velmi dlouhá životnost;
— účinná ochrana spalovacího motoru při dlouhodobém extrémním zatížení;
– bezkonkurenční odolnost proti oxidaci;
– velmi nízký bod tuhnutí;
– vysoké alkalické číslo a schopnost bezpečně zadržovat nečistoty;
– ultra nízké odpařování.
Syntetika esterů a glykolů
Kromě PAO a HC nabízí světový trh také esterové syntetické motorové oleje, které se vyznačují vysokou šetrností k životnímu prostředí. Vyrábí se z rostlinných esterů esterifikací alkoholů a karboxylových kyselin.
Zajímavostí takových olejů je velmi stabilní ochranný film na třecích párech. Tato kompozice má vynikající nízkoteplotní vlastnosti, ale jejich vysoká cena neumožňuje rozšíření esterové technologie výroby motorových olejů.
Existuje další vzácný a exotický produkt – glykolová syntetika. Takové oleje jsou velmi účinné, mají výborné nízkoteplotní vlastnosti, ale jejich výroba je příliš drahá.
Kterého výrobce si vybrat
Na závěr materiálu odpovíme na hlavní otázku: stojí za to nalít syntetický motorový olej do motoru běžného automobilu. Naše odpověď je ano! Ale pouze v případě, že použití takového složení zajišťuje výrobce vašeho motoru. Při nákupu oleje vždy striktně dodržujte doporučení výrobce vozidla.
Vysoce kvalitní syntetický motorový olej dokáže účinně chránit a čistit vysoce zatížené, výkonné sportovní motory. Motor vozu, který je provozován v šetrných podmínkách, dostane bezkonkurenční ochranu, což se pozitivně projeví na jeho životnosti. Navíc zaznamenáte snížení spotřeby paliva, budete muset méně často doplňovat motorový olej, samotný motor poběží o něco tišeji a potěší dodatečným výkonem.
Doporučujeme však nakupovat pouze high-tech oleje se zlepšeným aditivním výkonem. Přesně takový produkt nabízí na trhu japonská značka TAKAYAMA.
TAKAYAMA – high-tech, moderní motorové oleje vyvinuté společností Japan Chemical Innovations Corporation. Jsou vytvořeny na základě unikátní technologie ADAPTEC: olej je schopen se neustále přizpůsobovat měnícímu se zatížení během provozu motoru. Podstatou technologie je co nejefektivnější využití modifikátorů tření na bázi organického molybdenu. Zlepšuje se zde také vlastnosti protioděrových a antioxidačních přísad, což má za následek zvýšení ochrany motoru v řadě parametrů až o 40 %.
Jak vybrat kvalitní syntetický motorový olej
Na tomto odkazu si můžete vybrat high-tech motorový olej TAKAYAMA pro jakýkoli vůz.
Nezapomeňte zkontrolovat následující plně syntetické motorové oleje:
- TAKAYAMA ADAPTEC SAE 5W-40 API SN/CF ACEA A3/B4 je energeticky účinný motorový olej, vhodný pro těžké benzinové a naftové motory osobních a lehkých nákladních automobilů, včetně těch s přeplňováním a systémy neutralizace výfukových plynů, výrazně snižuje opotřebení dílů.
- TAKAYAMA SAE 0W-20 ILSAC GF-5 API SN je nízkoviskózní motorový olej šetřící zdroje určený pro použití v moderních benzínových motorech osobních automobilů a SUV s přeplňováním i bez přeplňování. Doporučeno pro spalovací motory hybridních vozidel, včetně těch s přímým vstřikováním.
- TAKAYAMA SAE 5W-30 API SN/CF C3 – vyvinutý pro použití v benzínových motorech osobních automobilů, včetně přeplňovaných a v systémech neutralizace výfukových plynů. Vhodné pro dieselové motory lehkých nákladních vozidel. Umožňuje rychlé a snadné startování motoru při nízkých teplotách. Chrání systémy snižování toxicity výfukových plynů, prodlužuje životnost filtrů pevných částic.
Všechny splňují mezinárodní standardy API, ILSAC a/nebo ACEA. Účinně chrání motory, poskytuje zlepšenou odolnost proti korozi částí motoru a snižuje spotřebu oleje díky nízkému odpařování. Kromě toho mají oleje TAKAYAMA zvýšenou stabilitu viskozitních charakteristik.
Nutno podotknout, že oleje TAKAYAMA splňují požadavky výrobců TOYOTA, LEXUS, NISSAN, HONDA, SUBARU, MAZDA, MITSUBISHI, INFINITI, DAIHATSU, SUZUKI, ISUZU, KIA, HYUNDAI, SSANGYONG a dalších.
Je důležité, aby byly plně kompatibilní se specifikacemi vozů čínské výroby: CHANGAN, CHERY, GAC, LIFAN, HAVAL, JAC, GEELY, BYD, FAW, GREAT WALL a další.
Výroba motorových olejů TAKAYAMA je navíc lokalizována v Rusku a je pod neustálou kontrolou kvality a dohledem Japan Chemical Innovations Corporation. Lokalizace zpřístupnila obyvatelům naší země pokročilé inovace. Díky němu se nemůžeme bát padělků, mít podporu výrobce, který poskytuje prodloužené záruční povinnosti.