Hajtóműolajok kiválasztása és felhasználása
A hajtóműolajokat kétségtelenül a hajtóművek egyenértékű alkatrészének tekinthetjük. Elsődlegesen megvédik a többi alkatrészt a kopással szemben, elvezetik a működés közben keletkező hőmennyiséget és alapvető szerepük van az optimális súrlódási érték elérésében. További feladataik sem alábecsülendőek: javítják a váltási kényelmet, csökkentik a zajszintet és a habosodási hajlamot.
Egyre inkább előtérbe kerül a hajtóműolajok összeférhetősége a hajtóművek egyéb elemeivel, gondolhatunk például az elektronikus elemekkel teletűzdelt vezérlőegységekre. Legalább az egész évre, egyre inkább a hajtómű élettartamára kiterjedő használathoz pedig alapvető követelmény a hajtóműolaj viszkozitásának egyre kisebb hőmérsékletfüggősége.
Hajtóműolajok összetétele:
– Alapolajok és adalékok
A fejlesztők elsősorban ez utóbbi, a fokozott viszkozitási stabilitást célzó követelmény miatt egyre inkább a szintetikus alapolajok felé fordulnak. Az alkalmazási területtől függően több vagy kevesebb adalékkal ellátott készítményeket a szakemberek már nem hajtóműolajként, hanem egyre inkább kenőanyagként azonosítják. A járművekben alkalmazott hajtóművek különböző erőátviteli feladatokat látnak el többféle módon, ennek megfelelően eltérő követelményeket kell támasztanunk a hozzájuk használható hajtóműolajokkal szemben.
Hajtóműolajok funkciói:
– A kopás mérséklése
A hajtóművek fogaskerekein nem tud a siklócsapágyakhoz hasonló teljes értékű kenőfilm felépülni. A fogazáson a legördülő mozgás mellett – a fogazás fajtájától függő mértékű – kúszómozgás is jelentkezik, aminek hatására a kenőfilm kipréselődhet a terhelt felületek közül. A lökésszerű és/vagy túl nagy terhelés is képes teljesen megszakítani a kenőfilmet, a fogazáson, ezáltal fémes érintkezés jön létre, ami rendkívül gyors kopást eredményez. A hajtóműolajokban ún. EP (Extrem Pressure = Magas nyomás) adalékokat alkalmaznak a kopás mérséklésére. A túl alacsony viszkozitás is a hajtómű károsodásához vezethet, mivel az alacsonyabb viszkozitású olajok teherviselő képessége alacsonyabb, ezáltal nagy terhelések hatására a kenőanyag kipréselődik az érintkező felületek közül. A hajtóműolajoknál a hőmérséklet – viszkozitás viszonyt és az adalékolást is egyeztetni kell az alkalmazási követelményekkel.
– Az ideális súrlódás biztosítása
A motor teljesítményének lehető legnagyobb mértékű átviteléhez, az üzemanyag fogyasztás és a súrlódási hő csökkentéséhez a súrlódást az erőátviteli lánc hajtóműveiben a lehetséges minimumra kell csökkenteni. Ezzel ellentétes követelményt jelentenek a szinkronizált sebességváltók, ahol a szinkrongyűrűk megcsúszás-mentes kapcsolódásához és a zajszint csökkentéséhez szükség van egy ideális mértékű súrlódásra. Az automata váltókban a lamellás tengelykapcsolók és a fékszalagok megfelelő működéséhez a minősítéstől függően széles tartományban eltérő súrlódási tényező szükséges. Ugyanez érvényes az olajfürdős lamellás kuplunggal működő sperr differenciálokra is. A hajtóműolajok súrlódási viszonyait alapvetően az adalékolás, a viszkozitás és az alapolaj típusa határozza meg.
– Öregedésállóság
A korszerű járművek sebességváltóinak többségét a gyárak élettartam feltöltéssel látják el, azaz egyáltalán nem szükséges cserélni a hajtóműolajat. Ez azt jelenti, hogy az olajnak akár tíz éven túl is meg kell őriznie alapvető tulajdonságait. Ebből a szempontból különösen fontos a megfelelő oxidációs és hőmérsékleti stabilitás, mivel a differenciálművekben és az automata váltókban az olaj hőmérséklete elérheti a 150 °C-ot is. Az extrém magas hőmérséklet és a levegő oxigénje együtt sem idézheti elő az olaj öregedését vagy besűrűsödését. Ennek érdekében az olajat megfelelő öregedés gátló adalékokkal látják el. A hajtóműolajok használhatósági korlátait (időben vagy/és futásteljesítményben) tapasztalati értékek vagy a gyártók előírásai határozzák meg.
– Korrózióvédelem
A fentiekből kitűnik, hogy a hajtóműolajok meglehetősen széles hőmérséklettartományban működnek. Felmelegedéskor a hajtóműolajok térfogata más folyadékokhoz hasonlóan megnő és a szellőztetőfuraton keresztül levegőt présel ki a hajtóműházból. Lehűléskor az olaj térfogata csökken, és magas páratartalmú levegőt szív be a hajtóműházba. Ez az ún. lélegzési folyamat a jármű állásakor is végbemegy, a levegőben levő páratartalom lecsapódik a hajtóműházban és a fém alkatrészeken korróziót indíthat el. A hajtóműolajban lévő korroziógátló adalékok hivatottak meggátolni a hajtómű korrózióját.
– Tömítésbarát viselkedés
A hajtóművek be- és kimenő tengelyein szimmeringek hivatottak megoldani a tömítést. A korszerű szimmeringek alapanyagai különböző elasztomerek (elasztikus műanyagok), amelyek nagyon magas hőmérsékletnek és az olajadalékok hatásainak vannak kitéve. A hőmérsékletváltozások hatására az elasztomerek összezsugorodhatnak és megkeményedhetnek, így tömítő képességük romlik. Enyhe szivárgás ennek ellenére megengedett, sőt szükséges, mivel ezzel csökken a tömítő élek kopása.
– A habosodás meggátlása
A hajtóművekben működés közben az olajok erős örvénylő mozgást végeznek, ami számot-tevő habosodást eredményezhet. Ez a folyamat egy bizonyos határon túl növelheti a kopást, valamint ronthatja az olaj terhelésfelvevő és hő leadó képességét, továbbá felgyorsíthatja az öregedését. A habosodó olaj kiszökhet a légzőnyíláson, ami olajveszteséget eredményez. A habosodást adalékokkal gátolhatjuk meg.
– Ideális viszkozitás-hőmérséklet viszony
A motorolajokhoz hasonlóan a hajtóműolajoknak is hideg és meleg állapotban egymásnak ellentmondó követelményeknek kell megfelelniük.
– Hideg üzemben: A hajtóműolajnak alacsony hőmérsékleten is még megfelelő folyási képességgel kell rendelkeznie, hogy a kenési helyekre a lehető leggyorsabban eljusson, a hidegindítást követően rögtön könnyű kapcsolhatóságot biztosítson, minimális “átforgatási” ellenállást jelentsen valamint az automata váltókban biztosítsa a hidraulikus vezérlőelemek, fékszalagok és a lamellás kuplungok kifogástalan működését.
– Meleg üzemben: A hajtóműolaj viszkozitása nem csökkenhet egy kritikus határ alá, hogy megőrizze terhelésfelvevő, kopásgátló tulajdonságát és a hajtómű zajszintjét alacsonyan tartsa.
A fenti követelményeknek a korszerű, nagy teljesítményű gépjárművek hajtóműveiben csak többfokozatú hajtóműolajok felelnek meg, a 100-as mértéket messze meghaladó viszkozitási index-el. Ez a követelmény viszkozitási indexjavító adalékot tartalmazó ásványi hajtóműolajokkal vagy eredendően magas viszkozitási indexű szintetikus hajtóműolajokkal valósítható meg. Magas nyíró igénybevételnél a viszkozitási indexjavító adalékok hatása gyorsan romlik, ezért hajtóműolajokban csak korlátozottan alkalmazhatóak. A szintetikus hajtóműolajok előnyös tulajdonságainak köszönhetően érzékelhetően csökkentik a váltási nehézségeket, a hajtómű zajszintjét és a súrlódási veszteséget.
A megfelelő viszkozitás tartományú hajtóműolaját a gyártóművi előírások alapján kell kiválasztanunk.
Amint azt az előző kiadásban, a motorolajoknál már megemlítettük, úgy a hajtóműolajokra is létezik az API osztályozás. Az American Petroleum Institute (API) egy nemzetközileg elfogadott minőségi rendszer, ami a gyári ajánlások mellett a legfontosabb szabványgyűjtemény a hajtóműolajok terén is. A következő táblázat rövid áttekintést ad a legfontosabb általános, API hajtóműolaj specifikációkról:
API hajtóműolaj osztályozás Alkalmazhatóság, hatályosság Hajtómű típus
API GL-1 Adalékolatlan, vagy csak rozsda és oxidáció gátló tulajdonságú, nem EP hatású kenőanyag. Csak igen kevés helyen, elsősorban könnyű terhelésű, ívelt fogazású hajtóműveknél, tengelyeknél alkalmazható. Visszavonva. indifferens
API GL-2 Az előzőnél magasabb adalékolási szintű hajtóműolaj, EP hatás nélkül, közepes terhelésű csigahajtásokhoz. Európai berendezésekhez igen korlátozottan használható. Visszavonva. indifferens
API GL-3 Sebességváltókhoz, nem hipoid fogazatú hajtásokhoz, enyhe EP hatású kenőolaj. Több autógyár használja első feltöltésre a sebességváltóiba. Pl.: Fiat Csuklók, ferde fogazású hajtóművek, manuális váltók
API GL-4 Nagysebességű / kis forgató nyomatékú, alacsony sebességű / nagy fogató nyomatékú hajtóművekbe. Szinkronizált sebességváltók és mérsékelt terhelésű hipoid hajtások közepes EP hatású kenőanyaga. A legáltalánosabban elterjed specifikáció. Manuális váltók, kis szögeltolású hipoid fogaskerekes hajtóművek.
API GL-5 Nagysebességű / ütésszerű terhelés, nagy sebességű / kis forgató nyomatékú, kis sebességű / nagy forgató nyomatékú hajtóművekbe. Erősen igénybevett hipoid hajtások, hátsó tengelyek, differenciálművek, ill. lökésszerűen terhelt hajtóművek nagy EP hatású kenőanyaga. Alacsonyabb teljesítményszintet igénylő kenési helyekre nem minden esetben felel meg. Gyakorlatilag minden típusú fogaskerék hajtóműbe.
A különböző differenciálzárakban alkalmazott lemezes tengelykapcsolók és a viszko-tengelykapcsolók elterjedésével megjelent – főként az API GL-5 teljesítményszinthez kapcsolódva – a növelt súrlódási tényezőjű úgynevezett LS (Limited Slip) hajtóműolajok iránti igény. Ezt a tulajdonságot speciális adalékolással oldják meg az olaj gyártók és a csomagoláson „LS” rövidítéssel jelzik. Az ilyen kenőolajat igénylő helyeknél más hajtóműolaj betöltése komoly működési zavarokat idézhet elő.
Hajtóműolajok viszkozitás szerinti osztályozása SAE J 306 és MIL-L-2105 D szerint:
SAE viszkozitási fokozat 150.000 mPas viszkozitáshoz tartozó hőmérséklet, °C max. Viszkozitás 100 °C-on, mm2/s
Min. Max.
70W -55 4,1
75W -40 4,1
80W -26 7
85W -12 11
90 13,5 24
140 24 41
250 41
80W-90 -26 13,5 24
85W-140 -12 24 41
A mezőgazdasági alkalmazásokban leggyakrabban a következő SAE osztályú olajokkal találkozunk:
SAE 80W-90
85W-140
90
140
90LS.
Találkozhatunk még az SAE 75W, 80W, 85W-s olajokkal, de ezek részletezésével majd a multi-funkciós (váltó-hidraulika-hajtómű) olajoknál foglalkozunk. Hasonlóan a motorolajok ajánlásához, a gépkönyvekben megtalálhatók az ajánlott hajtóműolaj teljesítményszintek, amelyek leginkább a GL-5 specifikációt igénylik (kivétel azok a kenési helyek, ahol STOU vagy UTTO olajok alkalmazható API GL-4), valamint az éghajlat és terhelések figyelembe vételével a megfelelő viszkozitási osztályt. Amint azt már említettük az előzőekben, alacsonyabb teljesítmény szintű hajtóműolajat nem szabad használni, mert az az alkatrészek fokozott kopásához és tönkremeneteléhez vezethet. A magasabb teljesítményszintű olaj sem minden esetben alkalmazható alacsonyabb teljesítményszintet igénylő kenési helyre, mert a benne lévő aktív adalékok korróziót okoznak azoknál a hajtóműveknél, amelyek színesfém alkatrészeket tartalmaznak. Mindenképpen tartsuk be a gyártó által írt követelményeket. Amennyiben nem biztosak a helyes kenőanyag kiválasztásában, kérdezzék meg az OLAJSZAKIT!