Motorna ulja

 

Degradacija ulja u toku eksploatacije se ne može sprečiti, ali se može usporiti redovnim održavanjem i propisnom upotrebom motora. Period upotrebe ulja u motoru zavisi od kvaliteta ulja, kvaliteta goriva, uslova rada, uslova okoline, starosti i ispravnosti motora i mnogih drugih faktora. Brza kontaminacija, a samim tim i brza degradacija ulja, ukazuju na neispravnosti u motoru. Redovnim održavanjem može se obezbediti duži radni vek i ulju i motoru. To se odnosi na: ispavnost i čistoću motora, radne temperature, dovod, paljenje i sagorevanje goriva.

 

Čistoću motora obezbeđuju filtri za ulje, vazduh i gorivo i to je prva linija odbrane. Filtre treba redovno kontrolisati i po potrebi odmah zameniti. Ako vozilo duže vreme radi u veoma prašnjavoj atmosferi, filtar za vazduh treba vrlo često čistiti ili menjati. Period zamene se u tom slučaju određuje na osnovu broja radnih časova a ne prema pređenim kilometrima.

Filtri za gorivo štite motor od vode koja se eventualno kondezovala u rezervoaru i od nečistoća koje su dospele u gorivo prilikom transporta, manipulisanja ili skladištenja.

 

Radna temperatura motora se mora često kontrolisati. Cilj je da se rad motora održava na optimalnoj radnoj temperaturi. Ako je temperatura motora previše niska, smanjena je efikasnost sagorevanja. Nesagorelo gorivo razređuje motorno ulje što pogoršava podmazivanje, a kondezovana para i čađ, zbog «podhlađenog motora», stvaraju velike količine hladnih taloga i kiselina. Ako motor radi na previsokoj temperaturi, pregreva se ulje. To dovodi do intenzivne termooksidativne razgradnje i zgušnjavanja ulja, što znači do stvaranja toplih taloga i lakova, drugog ali podjednako opasnog tipa kontaminanata. Zbog toga treba proveravati funkcionalnost termostata, ispravnost hladnjaka, crevnih vodova i priključaka kao i kvalitet rashladne tečnosti. Ako vozilo ima poseban hladnjak za ulje, treba ga redovno čistiti, da bi se obezbedila dobra razmena toplote.

Da bi se obezbedila što bolja efikasnost sagorevanja goriva, sistem za napajanje i paljenje mora biti u besprekornom stanju. Ispravnost ovog sistema, pored toga što doprinosi boljem iskorišćenju goriva, utiče na duži radni vek ulja.

 

Istrošenost klipnih prstenova – Klipni prstenovi razdvajaju komoru za sagorevanje od unutrašnjosti kućišta motora. Pored funkcije podmazivanja i obezbeđenja kompresije, moraju da prenose toplotu sa klipa na zid cilindra. Između klipnih prstenova i cilindra nalazi se tanki uljni film, debljine od 0,001 mm do 0,005 mm, koji je izložen visokim temperaturama i pritiscima. Debljina tog uljnog filma kontroliše se uljnim i kompresionim prstenovima. Uljni prstenovi moraju skidati i vraćati nazad najveći deo ulja (85%), istovremeno ostaviti optimalnu količinu za podmazivanje drugog (10%) i prvog (5%) kompresionog prstena. U ovim uslovima sistem radi pravilno i potrošnja ulja se nalazi u normalnim granicama. U slučaju da klipni prstenovi, zbog oštećenja, ne uspeju da uklone višak ulja koje je naneto na zid cilindra, ono će se naći u komori za sagorevanje, što će imati za posledicu povećanu potrošnju ulja. Ako je istrošen uljni prsten, izvesna količina ulja prodire u kanal kompresionog prstena gde se na povišenim temperaturama, usled vrelih gasova iz komore, ulje termički razgrađuje u vidu taloga, smola i lakova pri čemu dolazi do blokiranja (zapicanja) klipnih prstenova. Na taj način dolazi do otkaza kompresionih prstenova, oni gube svoju funkciju, a gasovi prodiru do uljnog prstena i uskoro i oni otkazuju. U slučaju istrošenosti kompresionih prstenova vreli gasovi prodiru do uljnog prstena i problem se kao u prethodnom slučaju ponavlja.

Posledice su velika potrošnja motornog ulja, velike količine dima u izduvnim gasovima i smanjenje kompresije motora, odnosno motor gubi snagu. Ove pojave ukazuju na neophodnost hitnog remonta motora u cilju sprečavanja potpunog otkaza.

 

Nepravilan rad brizgaljki – dovod većih količina goriva – ima za posledicu povećanu potrošnju goriva, nepotpuno sagorevanje, kontaminaciju motornog ulja gorivom, većim količinama čađi i koji u kombinaciji sa vlagom i degradacionim smolastim proizvodima ulja stvaranju štetne taloge. Ti talozi prouzrokuju zaribavanje prstenova, teško habanje na delovima motora, začepljenje uljnih kanala i prečistača ulja, što vodi zaribavanju motora.

 

Loše podešen karburator kod benzinskih motora, dovodi do sličnih problema. Istrošene svećice, sa nepodešenim zazorom ili u neodgovarajućim toplotnom opsegu, istrošen ili nepravilno podešen razvodnik, kao i nepodešeno paljenje, takođe dovode do nepotpunog sagorevanja, a nesagorelo ili delimično sagorelo gorivo zagađuje motorno ulje. Pored održavanja ispravnosti svih ovih detalja na motoru, veoma je važno da se primeni motorno ulje propisanog kvaliteta.

Ostale neispravnosti na motoru i nepravilnosti u eksploataciji, utiču na degradaciju ulja na sledeći način:

• rashladni sistem: neispravnost pumpe ili termostata dovodi do pregrevanja motora, čime se ubrzava termooksidativna degradacija ulja. Utvrđeno je da se sa povećanjem temperature za svaki deset stepeni oksidacija ulja ubrzava dva puta. Osim toga, eventualne pukotine u rashladnom sistemu i oštećene zaptivke dovode do prodora rashladne tečnosti u ulje što uzrokuje hidrolizu i brzu totalnu degradaciju ulja.
• neispravan prečistač vazduha u slučaju zasićenja prašinom ne propušta dovoljno vazduha za normalno sagorevanje, a posledice toga su lošije sagorevanje i kontaminacija ulja. U slučaju oštećenja, on propušta prašinu koja, kao fina brusna pasta, izaziva abrazivno habanje.
• prečistač ulja: ako je zasićen usporava ili sprečava protok ulja kroz sistem, a u slučaju oštećenja propušta sve kontaminante ulja.
• neispravan prečistač goriva propušta različite nečistoće što negativno utiče na ulje,
• nepravilno opterećenje motora ima za posledicu brzu termooksidativnu degradaciju ulja i drastično skraćenje veka motora. Korišćenje nedovoljno zagrejanog motora dovodi do kondezovanja vode i degradacije ulja.
• nepravilno sagorevanje kao rezultat može imati višak goriva koje spira motorno ulje sa zida cilindra. Tada klipno-cilindarski sklop prelazi iz uslova hidrodinamičkog podmazivanja u mešovito ili granično, pri čemu dolazi do kontakta metal po metalu i ubrzanog habanja klipova, klipnih prstenova i radnih površina cilindra. Kada gorivo prođe pored klipnih prstenova u korito motora, dolazi do razređenja ulja i pada njegove viskoznosti što dovodi do pogoršanja podmazivanja i povećanja habanja i potrošnje ulja. Zbog nepravilnog sagorevanja dolazi do pojave detonantnog sagorevanja i udarnih opterećenja, što dovodi do loma klipnih prstenova. Najčešći uzroci nepravilnog sagorevanja kod benzinskih motora su prebogata smeša, neispravan turbokompresor i pogrešno predpaljenje. Najčešći uzroci nepravilnog sagorevanja kod dizelskih motora su neispravne brizgaljke, neispravna pumpa visokog pritiska, neodgovarajući početak ubrizgavanja, neispravan turbokompresor i nepravilno nadvišenje klipova iznad bloka.

 

Vrste kontaminanata i njihovo destruktivno ponašanje

Tokom vremena aditivi se istroše a u ulju se nagomilavaju hladni i topli talozi, metalni opiljci i kisele materije. Ako se ulje ne zameni pre nego što se aditivi potroše, doći će do oštećenja motora i troškova koji su mnogo veći od cene jednog uljnog punjenja.Zbog toga treba na vreme utvrditi stepen degradacije i na osnovu toga odrediti pravi trenutak za zamenu ulja.

 

Preostali period upotrebljivosti motornog ulja (RUL – Remaining Useful Life) u toku eksploatacije može se odrediti na osnovu laboratorijske analize uzoraka ulja iz motora. Na osnovu fizičko-hemijskih podataka koji se dobijaju laboratorijskim analizama može se zaključiti koliko je neko ulje za vreme upotrebe izgubilo od svojih prvobitnih svojstava, odnosno koliko se još dugo može koristiti u motoru. U toku rada motora zbog povećanih temperatura, većeg kontakta kapljica ulja sa kiseonikom i katalitičkim delovanjem metalnih čestica i metalnih površina dolazi do značajnih fizičkih i hemijskih promena u motornom ulju. Na osnovu analiza tih fizičko-hemijskih podataka motornog ulja u eksploataciji može se proceniti preostali period upotrebljivosti ulja (RUL), odnosno proceniti vreme koliko se još to ulje može koristiti u primeni, a da ne dođe do neželjenih posledica na motoru i do smanjenja kvaliteta izduvnih gasova s aspekta ekologije.

 

Svaki pokušaj da se produži interval korišćenja ulja bez laboratorijske kontrole, može imati za posledicu slepljivanje klipnih prstenova, izgorele i lakom prekrivene klipove, istrošene ležajeve, izgorele ventile i kompletno zaribavanje motora. Međutim, treba reći da je iz ekonomskih razloga nedopustiva zamena ulja pre vremena.

• čađ: povećava viskoznost i gustinu, troši velike količine disperzanata, sa toplim talozima gradi koks, ponaša se abrazivno, dovodi do zaribavanja motora,
• “topli talozi”: povećavaju viskoznost i gustinu ulja, sa česticama čađi gradi koks, troše detergente i disperzante, pogoršavaju podmazivanje i dovode do zaribavanja motora,
• nesagorelo gorivo: spira uljni film sa površine radnih elemenata i smanjuje viskoznost ulja, snižava tačku paljenja, pogoršava podmazivanje i zaptivanje motora, omogućuje veće produvavanje gasova u karter, degradira ulje i dovodi do zaribavanja motora,
• oksidacioni proizvodi goriva: većina je kisela i korozivna; smanjuju baznu rezervu ulja (TBN) iubrzavaju degradaciju,
• sumporni i azotni oksidi (SO₂ i NO_X): anhidridi jakih kiselina, drastično smanjuju baznu rezervu ulja i veoma su korozivni,
• voda: hidrolizuje neke aditive i degradira ih, gradi emulziju i penu, povećava viskoznost i gustinu ulja, brzo i potpuno degradira ulje,
• opiljci metala: ponašaju se abrazivno, katalizuju oksidaciju ulja. Zrnasti oblik ovih opiljaka ukazuje na zamor materijala, a ljuspasti na habanje.

Poznato je da proizvođači motora daju svoje preporuke za intervale zamene ulja. Poznato je takođe da i proizvođači ulja daju svoje preporuke. One se često ne slažu – intervali motorista su kraći, a intervali uljaraca duži.

Na slikama 6.1 do 6.6 prikazane su posledice neblagovremene zamene ili upotrebe nekvalitetnog ulja. Zbog toga, pored pravilnog izbora, ulje treba kupovati kod proverenih proizvođača i prodavaca.