AutoExpert
Reklama
Reklama

SAE, API, ACEA czy specyfikacje producenta samochodu?

Preview
Raven Media – Maciej Blum
19.10.2021
Reklama
Reklama

Jeszcze niedawno podstawowym parametrem podczas wyboru oleju była jego lepkość. Z czasem jednak spełnienie przez silniki wymagań związanych z ekologią wymusiło tworzenie bardziej wyrafinowanych środków smarnych, dla których samo określenie lepkości to za mało.

 

  • Oleje silnikowe dzieli się ze względu na rodzaj zastosowanych baz olejowych.
  • Kolejny podział polega na okresleniu przeznaczenia oleju, czyli rodzaju silnika.
  • Aby sprecyzować właściwości fizyczne oleju wprowadzono klasyfilację lepkościową.
  • Klasyfikacja jakościowa określa pakiet dodatków oraz zakres zastosowania oleju.
  • Specyfikacje producentów samochodów okreslają dokładnie oleje, które mają aprobatę do używania w konkretnym modelu samochodu, bądź silnika.

 

Każdy olej smarowy to mieszanina baz olejowych i dodatków chemicznych. Nazwę oleju determinuje jedynie pochodzenie czy rodzaj baz olejowych użytych do jego komponowania. Składniki pakietu jakościowego nie mają wpływu na nazewnictwo oleju. Zatem mineralny olej to taki, do którego produkcji użyto mineralnej, czyli naturalnej bazy olejowej.

I tutaj napotykamy na pierwszy podział olejów – pod względem użytej do ich komponowania bazy olejowej. Został on ogłoszony przez American Petroleum Institute (API).

Jaki jest podział baz olejowych

W 1993 roku American Petroleum Institute podzielił oleje bazowe na pięć głównych grup. Podział ten opiera się na metodzie rafinacji i właściwościach oleju bazowego, m.in. w zakresie lepkości, proporcji i zawartości siarki.

Reklama

Grupa I
Powstała w latach 30. XX w. i definiuje oleje, w których wykorzystuje się bazy olejowe uzyskane z ropy naftowej. Udoskonalenie procesu rafinacji (zwanego hydrorafinacją) w latach 60. sprawiło, że ten olej bazowy był bardziej stabilny, mniej reaktywny i trwalszy niż wcześniejsze oleje bazowe.

W podziale API I grupę zdefiniowano jako „materiały podstawowe zawierające mniej niż 90% nasyconych kwasów i/lub więcej niż 0,03% siarki i mające wskaźnik lepkości większy lub równy 80 i mniejszy niż 120”.

Reklama

Grupa II
Powstała w 1971 r. i definiuje oleje, w których wykorzystuje się bazy olejowe uzyskiwane z lepszego gatunku ropy naftowej, które mogą być częściowo wytwarzane w procesie hydrokrakingu. Baza ta zawiera mniej zanieczyszczeń, dzięki czemu odznacza się jaśniejsza barwą.
W podziale API grupę II zdefiniowano jako „materiały podstawowe zawierające 90% i więcej nasyconych kwasów i 0,03% lub mniej siarki i mają wskaźnik lepkości większy lub równy 80 i mniejszy niż 120”.

Grupa III
Powstała w 1993 r., definiując najlepszy gatunek bazy olejowej na bazie ropy naftowej, ponieważ jest w całości wytwarzany w procesie hydrokrakingu, hydroizomeryzacji i hydrorafinacji. Dzięki temu oleje te są czyste i zawierają bardzo uporządkowane łańcuchy węglowodorowe.
W podziale API grupę III zdefiniowano jako „materiały bazowe zawierające 90% i więcej kwasów nasyconych i 0,03% lub mniej siarki i mają wskaźnik lepkości większy lub równy 120”.

Tę grupę można określić jako oleje w technologii syntetycznej lub oleje syntetyczne z hydrokrakingu. Jednak niektóre firmy naftowe mogą nazywać swoje produkty w tej grupie olejem syntetycznym.

Grupa IV
Powstała w 1974 r. i definiuje oleje syntetyczne wykonane z polialfaolefin (PAO). Wskaźnik lepkości olejów bazowych grupy IV wynosi 125–200. Oleje polialfaolefinowe (PAO) mają wyższą stabilność oksydacyjną w ekstremalnych temperaturach. Odznaczają się także wyjątkowo niską temperaturą krzepnięcia, co czyni je znacznie bardziej odpowiednimi do stosowania w bardzo niskich temperaturach (spotykanych w północnej Europie).

Grupa V
Powstała w latach 40. XX w. i obejmuje każdy rodzaj oleju bazowego inny niż wymieniony we wcześniej zdefiniowanych grupach. Należą do nich m.in. oleje naftenowe i poliestrowe.

Polskie prawo zezwala na nadinterpretację i nazywanie olejów z grupy III, a więc produktów wytworzonych przez proces hydrokrakingu, olejami syntetycznymi.
Oprócz podziału na bazy mineralne i syntetyczne należy wyróżnić oleje oparte na technologii hydrokrakingu. Tworzenie takich baz polega na oddziaływaniu wysoką temperaturą i wodorem pod dużym ciśnieniem na oleje powstałe w wyniku rafinacji ropy naftowej. Właściwości tych baz są bardzo dobre i często prawie dorównują olejom syntetycznym.

Taka baza wymieszana z bazą PAO tworzy olej niemal idealny. Oleje HC z dużą zawartością bazy PAO mają dobre właściwości smarne, lepszą mieszalność z dodatkami i lepszą przyczepność do metalowych elementów.

Do grupy API III należą węglowodory otrzymywane różnymi metodami. Znajdziemy tu także w 100% syntetyczne oleje otrzymywane z gazu ziemnego metodą GTL (gas to liquid).

Klasyfikacja olejów według API

Klasyfikacja ta wyróżnia normy olejów dla silników benzynowych oznaczane literą „S” i silników Diesla oznaczane literą „C”. Po literze oznaczającej typ silnika umieszczana jest druga litera, oznaczająca normę właściwą (im dalsza litera alfabetu, tym norma wyższa i nowsza). W przypadku silników Diesla dodatkowo umieszczana jest cyfra oznaczająca podnormę. Najnowsze obowiązujące obecnie normy to SP i CJ-4.

Między normami API istnieje ograniczona kompatybilność. Zastosowanie oleju o normie niższej niż ta, do jakiej zaprojektowany został silnik(np. oleju SM lub SL w silniku zaprojektowanym do SN), może prowadzić do przedwczesnego zużycia silnika, a nawet uszkodzenia. Natomiast można stosować olej o normie wyższej do silników zaprojektowanych do najbliższych niższych norm (np. SN w silniku do SM i SL). W przypadku jednak stosowania np. oleju SN w silniku zaprojektowanym do SA może dojść do uszkodzenia silnika – dlatego też nadal produkowane są oleje spełniające starsze normy do użytku w starszych silnikach.

Producent oleju (na podstawie parametrów produktu i norm) podaje na opakowaniu, jaką normę API spełnia dany olej. Ponadto możliwe jest przedstawienie oleju do przebadania przez API – oleje takie mają na opakowaniu znak (z powodu kształtu zwany obwarzankiem), który zawiera informację o normie API i lepkości SAE.

Klasyfikacja według ILSAC

Klasyfikacja jakościowa olejów silnikowych według Międzynarodowego Komitetu Standardów i Aprobat Środków Smarnych (International Lubricant Standardization and Approval Committee – ILSAC) wywodzi się z klasyfikacji API. Normy ILSAC dla olejów silnikowych oznaczane są literami „GF” i cyframi oznaczającymi kolejną normę. Dla przykładu oleje o oznaczeniu GF-5 muszą spełniać wszystkie wymogi normy API SN oraz dodatkowe wymogi normy GF-5 (podobna zależność istniała pomiędzy normami SM i GF-4 oraz SL i GF-3). Kompatybilność między normami ILSAC jest taka jak między normami API.

Obecnie obowiązująca norma GF-6B ma spełniać wymóg dotyczący niższej wartości parametru HTHS, co uniemożliwia spełnienie wymogu dotyczącego kompatybilności wstecznej ze specyfikacją GF-5 (spełniony dla podspecyfikacji GF-6A).

Specyfikacja olejów według ACEA

Europejskie Stowarzyszenie Producentów Samochodów (Association des Constructeurs Européens d’Automobiles – ACEA) jest główną grupą lobbystyczną i stanowiącą standardy w przemyśle motoryzacyjnym w Unii Europejskiej. Od 1991 r. jest następcą komisji producentów CCMC, która została założona w 1972 r.
Jedną z głównych dziedzin, jakimi zajmuje się stowarzyszenie ACEA, jak również jego poprzednik, jest klasyfikacja jakościowa olejów silnikowych do silników 4-suwowych.

Normy ACEA klasyfikują oleje według następujących kategorii:

  • klasa A – oleje silnikowe do silników benzynowych,
  • klasa B – oleje silnikowe do silników wysokoprężnych w pojazdach osobowych i lekkich dostawczych do 3,5 t,
  • klasa C – oleje silnikowe do silników benzynowych i wysokoprężnych wyposażonych w filtry cząstek stałych, np. DPF,
  • klasa E – oleje silnikowe do silników wysokoprężnych w pojazdach ciężarowych.

Pierwsza klasyfikacja powstała w 1996 r. i stale jest aktualizowana o kolejne wymagania. I tak oleje mogą zostać podzielone na następujące klasy:

  • A1/B1 – energooszczędne oleje o przedłużonej trwałości do silników o „ciasnym spasowaniu” (nowe samochody japońskie i amerykańskie);
  • A3/B3 – oleje do silników o „luźnym spasowaniu” (samochody europejskie oraz starsze samochody japońskie i amerykańskie) poza silnikami wysokoprężnymi z bezpośrednim wtryskiem paliwa;
  • A3/B4 – oleje do silników o „luźnym spasowaniu” wraz z silnikami wysokoprężnymi z bezpośrednim wtryskiem paliwa;
  • A5/B5 – energooszczędne oleje o przedłużonej trwałości do wysokowydajnych silników o „ciasnym spasowaniu”;
  • C1 – oleje do silników wymagających lowSAPS i niższego indeksu lepkości wysokotemperaturowej (HTHS);
  • C2 – oleje do silników wymagających midSAPS i niższego indeksu lepkości wysokotemperaturowej (HTHS);
  • C3 – oleje do silników wymagających midSAPS i wyższego indeksu lepkości wysokotemperaturowej (HTHS);
  • C4 – oleje do silników wymagających lowSAPS i wyższego indeksu lepkości wysokotemperaturowej (HTHS);
  • E4, E6, E7 i E9 – klasyfikacja uzależniona jest przede wszystkim od spełnianych przez pojazd norm emisji spalin oraz interwałów wymiany oleju.

Najnowsze kategorie olejów silnikowych ogłoszone w oficjalnych komunikatach ACEA to High SAPS A7/B7-21 – z ochroną przed zapłonem przy niskich prędkościach i podwyższoną ochroną przeciwzużyciową dla turbodoładowanych silników benzynowych DI, a także ochroną przed osadami z turbosprężarki (TCCD) dla nowoczesnych silników Diesla DI.

Druga kategoria to C6-21 (0W20) zapewniająca ochronę przed zapłonem i zużyciem przy niskich prędkościach w turbodoładowanych silnikach benzynowych DI, a także ochronę przed osadami z turbosprężarki (TCCD) dla klasy low SAPS, która jest kompatybilna z katalizatorem i układem oczyszczania spalin GPF/DPF.
Oczekuje się również wprowadzenia nowej sekwencji olejowej ACEA F dla mocno obciążonych silników. ACEA F8 i ACEA F11 będą wymagać, żeby środki smarne spełniały wymogi lepkości HTHS od 2,9 do 3,2 mPa*s. Zapewni to dodatkowe korzyści w zakresie oszczędności paliwa przy jednoczesnym zapewnieniu ochrony silnika i niezawodnej trwałości.

Specyfikacja SAE

Na opakowaniu każdego oleju silnikowego można znaleźć oznaczenie lepkości według SAE (Society of Automotive Engineers – Stowarzyszenie Inżynierów Samochodowych). Klasyfikacja SAE dzieli oleje na podstawie parametrów użytkowych. SAE wyróżnia 14 klas lepkości:

  • 6 klas zimowych oznaczonych liczbą i literą W: 0W, 5W, 10W, 15W, 20W, 25W;
  • 8 klas letnich: 8, 12, 16, 20, 30, 40, 50, 60.

Klasy zimowe ustalone są według następujących czynników:

  • maksymalna lepkość, jaką olej może osiągnąć w danej ujemnej temperaturze,
  • graniczna temperatura pompowalności,
  • minimalna lepkość w temperaturze 100°C.

Klasy letnie klasyfikowane są według czynników:

  • minimalna lepkość w temperaturze 100°C,
  • maksymalna lepkość w temperaturze 100°C,
  • minimalna lepkość w temperaturze 150°C i przy obciążeniu ścinającym równym 106 1/s (HTHS).

W przypadku olejów całorocznych muszą być spełnione kryteria dotyczące części letniej i zimowej. Symbole liczbowe nie mają żadnego związku z rodzajem oleju. W przypadku olejów syntetycznych z bazami grupy IV i V występują oleje zarówno 0W20, jak i 25W50. Tak samo w przypadku olejów mineralnych zakres lepkości pokrywa się z olejami syntetycznymi. Potoczne odczytywanie olejów np. 5W40 jako syntetycznego, 20W50 jako mineralnego jest błędem, ponieważ klasa lepkości nie mówi nic o tym, z jakiej grupy bazowej pochodzi olej.

Obecnie spotyka się już oleje w klasie lepkości 0W16, a organizacja SAE wdrożyła lepkości o klasie 8 i 12.

Normy producentów samochodów

Kolejnym rodzajem norm powszechnie stosowanych do określania przydatności danego oleju do danego silnika są normy OEM, czyli normy olejowe wymagane przez konkretnych producentów samochodów. Należy jednak pamiętać, że wymagania stawiane olejom do pierwszego zalania mogą odbiegać od tych stawianych olejom do dalszej eksploatacji. Najczęściej olej do tzw. first fill, czyli zalania fabrycznego, musi spełniać określone normy fabryczne z konkretnymi procedurami przeprowadzenia atestów i kryteriami oceny. Nie ma przy tym jednej, uniwersalnej procedury w procesie uzyskiwania aprobaty producenta danego modelu samochodu dla określonego oleju.

Zazwyczaj producent samochodu wraz z producentem oleju (lub kilkoma jednocześnie) przeprowadza badania próbek olejów i rozpoczyna proces optymalnej formulacji. Inicjatywa uzyskania aprobaty może wyjść również od producenta oleju. Dzieje się tak wtedy, gdy wprowadzi on swój produkt na rynek już po zakończeniu rozwoju nowej formulacji.

Pozytywny wynik badań próbek oleju przez producenta samochodu jest podstawą do udzielenia stosownej aprobaty lub zalecenia. Aprobata jest przyznawana w formie pisemnej, w której jest przywołana konkretna norma. Dla oleju tzw. first fill może to być inna norma niż dla oleju zalecanego do dalszej eksploatacji, który klient może kupić na rynku.

Normy producenckie nie zawsze pokrywają się z kryteriami jakościowymi ACEA. Dla przykładu norma VW 504/507 nie jest tym samym co ACEA C3. Chociaż obie normy dotyczą przydatności oleju do pracy w silnikach z filtrem cząstek stałych, norma VW ma swoje dodatkowe testy, które nie są częścią norm klasyfikacji ACEA.

Aby zapewnić pełną zgodność oleju z wymaganiami VW, olej musi jeszcze przejść pozytywnie testy:

  • VW PV 1449 (T4) – sprawdzający, czy wzrost lepkości i osadów nie przekracza dla danego oleju wartości określonej ww. normie,
  • VW PV 1452 (TDI) – zużycia pierścienia i czystości tłoka,
  • VW PV 5106 – sprawdzający, czy nie ma nadmiernego zużycia krzywek i popychaczy układu rozrządu,
  • VW PV 1481 – poziomu osadów na zaworze wlotowym w silnikach benzynowych z wtryskiem bezpośrednim,
  • VW DPF – pomiar wychwytywanego popiołu przez filtr cząstek stałych.
Przykładowe normy stworzone w koncernie VW
VW500.00 – oleje lekkiego biegu do silników benzynowych i wolnossących silników Diesla. Wyłącznie oleje klasy SAE 0W-XX, 5W-XX i 10W-XX. Od października 1991 r. oleje XX > 40 nie są już uwzględniane.
VW501.01 – konwencjonalne oleje silnikowe o wszechstronnym zastosowaniu bez właściwości oleju lekkiego biegu do silników benzynowych i wolnossących silników Diesla.
VW502.00 – oleje lekkiego biegu do silników benzynowych pracujących w trudnych warunkach.
VW503.00 – norma dla silników benzynowych w samochodach osobowych z przedłużonym okresem między wymianami (WIV: 30 000 km, 2 lata). Przewyższa wymagania VW502.00 (HTHS = 2,9 m/Pas).
VW503.01 – norma dla olejów do turbodoładowanych silników benzynowych w samochodach osobowych z przedłużonym okresem między wymianami (WIV, np. Audi S3, TT; HTHS > 3,5 m/Pas).
VW504.00 – nowa norma dla pojazdów z systemem Longlife. Do silników benzynowych i Diesla łącznie z silnikami Diesla wyposażonymi w filtry cząstek stałych bez dodatku paliwa.
VW505.00 – wielosezonowy olej silnikowy do silników Diesla z turbodoładowaniem i bez turbodoładowania.
VW505.01 – wielosezonowy olej silnikowy specjalnie dla silników Diesla z pompowtryskiwaczami.
VW506.00 – norma dla silników Diesla z przedłużonym okresem między wymianami (WIV: 50 000 km, 2 lata, HTHS = 2,9 m/Pas).
VW506.01: norma dla silników Diesla z pompowtryskiwaczami z przedłużonym okresem między wymianami (WIV: 50 000 km, 2 lata).
VW507.00 – nowa norma VW dla pojazdów z systemem Longlife. Dla silników benzynowych i Diesla, łącznie z silnikami Diesla z systemem cząstek stałych bez dodatku paliwa.

Dobór oleju polega na określeniu, w jakich warunkach będzie stosowany. Producenci samochodów (silników) stawiają olejom różne wymagania. Najczęściej chodzi o odpowiedni balans między ochroną przeciwzużyciową, oszczędnością paliwa a ochroną systemów oczyszczania spalin. 

Na podstawie informacji: ACEA, API, ILSAC, SAE, Shell, Fuchs

Artykuł ukazał się w czasopiśmie
Reklama

O Autorze

Tagi artykułu

Zobacz również

Chcesz otrzymać nasze czasopismo?

Zamów prenumeratę
Reklama