Karta techniczna oleju: co mówią lepkość w 100 °C, TBN, popiół siarczanowy i Noack?

Na forum ktoś wkleił dwie tabelki z kart technicznych dwóch olejów 5W-30 i wydał wyrok: pierwszy ma wskaźnik lepkości 175, a drugi 160, liczba zasadowa 11 do 8, więc pierwszy lepszy, kropka. Znacie to? Tak naprawdę część tych liczb ustaliły już klasa lepkości i klasa jakości, a reszta pokazuje nie to, jak dobry jest olej, tylko do jakiego silnika go zrobiono.

Krótko: karta techniczna oleju (po angielsku data sheet) to tabela typowych parametrów, które producent oleju mierzy na próbkach własnej produkcji. Za każdym wierszem stoi metoda laboratoryjna: z reguły amerykańska ASTM, europejska CEC albo ich odpowiedniki ISO i DIN.

„Typowe” nie znaczy gwarantowane

Zacznijmy od drobnego druku pod tabelą. Duzi producenci piszą tam mniej więcej to samo: podane wartości są typowe dla normalnej produkcji, specyfikacją nie są, a w różnych zakładach i w różnych partiach liczby mogą się nieco różnić. Innymi słowy, producent oleju gwarantuje nie liczby z tabeli, tylko zgodność oleju z klasami i aprobatami wydrukowanymi na kanistrze. Liczby to tylko informacja pomocnicza, jak kaloryczność na paczce ciastek.

I jeszcze dwie rzeczy. Po pierwsze, karty się starzeją: w obiegu krążą opisy z 2019 czy 2020 roku, a w jednym z nich wprost wpisano klasę A3/B4 w wersji ACEA z 2010 roku. Po drugie, część „liczb” w ogóle nie jest pomiarem. Mniej więcej połowa wartości lepkości wysokotemperaturowej HTHS, które zebraliśmy z kart do katalogu olejów, jest zapisana jako „≥3,5”, „≥2,9” albo „≥2,6”. To granica klasy przepisana z dokumentu ACEA lub SAE, a nie wynik pomiaru konkretnego oleju. Tak samo z popiołem: „1,0–1,6” czy „≤0,8” w karcie znaczy tylko „spełniamy klasę”.

Co pokazuje każdy wiersz

Główne wiersze karty technicznej oleju silnikowego wyglądają tak.

Lepkość w 40 i 100 °C oraz wskaźnik lepkości

Co znaczą cyfry klasy SAE, wyjaśnia artykuł jak odczytać oznaczenie SAE, a granice każdej klasy są w tabeli wartości lepkości. Stąd pierwszy wniosek: lepkość w 100 °C w karcie prawie nic nie dodaje do klasy z kanistra. Olej SAE 30 musi mieć od 9,3 do 12,5 mm²/s, a 12,1 u jednego i 11,8 u drugiego znaczy tylko tyle, że oba to trzydziestki.

Wskaźnik lepkości liczy się z tych dwóch liczb: im wyższy, tym mniej olej rzednie przy nagrzewaniu. Wysoki wskaźnik mają z reguły oleje na bazach hydrokrakowanych i syntetycznych oraz z polimerowymi zagęszczaczami. W zebranych przez nas kartach jest to najczęściej 160–175 dla olejów do aut osobowych i 130–155 dla olejów do ciężarówek. Ale porównywać po nim oleje nie warto: dlaczego dwa oleje 5W-40 zachowują się w rozgrzanym silniku inaczej, opisano w artykule o lepkości oleju w temperaturach roboczych. Czy to dobrze, czy źle dla waszego silnika, wie tylko producent samochodu.

HTHS: lepkość tam, gdzie najgoręcej

HTHS to lepkość w 150 °C przy bardzo dużej prędkości ścinania, czyli w warunkach panewki wału korbowego. Co oznacza i gdzie przebiegają granice klas ACEA, szczegółowo opisano w artykule o klasach ACEA. Tu powiem jedno: wyższe HTHS nie oznacza lepszego oleju. Dla C3 i A3/B4 musi wynosić nie mniej niż 3,5 mPa·s, dla C5 i C6 – od 2,6 do 2,9. Dwa oleje 5W-30 z HTHS 3,0 i 3,5 to oleje do różnych silników, a nie „gorszy” i „lepszy”.

Zimno: CCS, MRV i temperatura płynięcia

Cyfrę przed W wyznaczają dwa testy mrozowe. CCS pokazuje, czy rozrusznik zdoła obrócić silnik: dla 5W lepkość w −30 °C nie może przekraczać 6 600 mPa·s. MRV – czy pompa oleju zdoła go przepompować: dla 5W to nie więcej niż 60 000 mPa·s w −35 °C. Weźmy dwie karty olejów do ciężarówek 5W-30: w jednej CCS w −30 °C wynosi 4 780 mPa·s, w drugiej 6 200. Pierwszy olej na mrozie jest trochę lżejszy, ale oba to uczciwe 5W. Spójrzcie na temperaturę przy liczbie: CCS w −25 °C i w −30 °C porównywać ze sobą nie wolno.

Za to temperatura płynięcia (pour point) to najbardziej zwodniczy wiersz. To temperatura, w której olej jeszcze płynie w schłodzonej probówce, a norma SAE J300 w ogóle jej nie używa. W tłumaczeniach kart bywa nazywana „punktem zamarzania” i czytelnik wyciąga wniosek: z olejem z −45 °C silnik odpali w −40 °C. Nie. Silnik z reguły przestanie się kręcić znacznie wcześniej, niż olej przestanie płynąć w probówce. Dla olejów przekładniowych zamiast CCS podaje się lepkość metodą Brookfielda (ASTM D2983): według normy SAE J306 nie może ona przekraczać 150 000 mPa·s w −40 °C dla 75W, w −26 °C dla 80W i w −12 °C dla 85W.

Liczba zasadowa, popiół i Noack

Liczba zasadowa (TBN) to zapas zasadowych dodatków, które neutralizują kwasy z produktów spalania. Ale tu tkwi haczyk: mierzy się ją dwiema metodami. ASTM D2896 miareczkuje mocniejszym kwasem i pokazuje więcej; ASTM D4739 – słabszym, więc ten sam olej wypadnie tu niżej. Patrzcie więc, jaką metodę podano w karcie.

Poza tym liczba zasadowa idzie w parze z popiołem: zasadowe dodatki zawierają głównie wapń lub magnez, a po spaleniu oleju zamieniają się w popiół siarczanowy. Dlaczego popiół szkodzi filtrowi cząstek stałych i ile go dopuszczają klasy A/B i C, opisano w artykule o dieslu z filtrem cząstek stałych. Nie bez powodu ACEA wymaga od pełnopopiołowej klasy A3/B4 TBN nie mniej niż 10, a od C3 i C4 (średnio- i niskopopiołowych) – nie mniej niż 6, obie liczby wg metody ASTM D2896. Oleje do ciężarówek mają własne minima według tej samej metody: E4 – nie mniej niż 12, E7 – 9, E8 i E11 – 7. W zebranych przez nas kartach liczba zasadowa olejów do aut osobowych to najczęściej 8–10, do ciężarówek – 10–12. Olej C3 z liczbą zasadową 7 nie jest „słabszy” od A3/B4 z 11 – jest po prostu do silnika, do którego oleju pełnopopiołowego lać nie wolno.

Noack to utrata masy oleju, który przez godzinę trzymano w 250 °C. Im mniejsza ta liczba, tym mniej lekkich frakcji olej traci w gorącym silniku. ACEA ogranicza ją do 13% w większości klas do aut osobowych i do 11% w C4. Różnica między 9 a 11% u dwóch olejów, które mieszczą się w granicy klasy, dla zwykłego silnika najpewniej jest niezauważalna.

Temperatura zapłonu i gęstość to liczby do kontroli produkcji, a kierowcy mówią bardzo niewiele: olej o gęstości 845 kg/m³ nie jest „lżejszy dla silnika” niż ten z 860.

Dlaczego nie można porównywać olejów po jednej liczbie

Wróćmy do forumowego wyroku. Jest błędny z co najmniej czterech powodów.

1. Liczbę już ustaliła klasa. Lepkość w 100 °C ogranicza klasa SAE, HTHS – klasy SAE i ACEA, popiół, liczbę zasadową i Noack – klasa ACEA. W tych granicach „więcej” nie znaczy „lepiej”.

2. Metody i warunki są różne. TBN wg D2896 i wg D4739, CCS w −25 i w −30 °C – to różne liczby nawet dla jednego oleju.

3. „Typowe” wartości nie są gwarantowane. Inna partia, inny zakład, stara karta – i różnica kilku jednostek nie jest nic warta.

4. Liczby są ze sobą powiązane. Wyższa liczba zasadowa z reguły oznacza więcej popiołu, a wyższe HTHS – olej nie do silnika zaprojektowanego pod C5.

Co z karty naprawdę się przydaje

Powtórzę jeszcze raz: olej wybiera się według wymagań producenta samochodu – aprobata, klasa, lepkość – i karta tej kolejności nie zmienia. Najpierw książka serwisowa, potem kanister z potrzebną aprobatą i klasą, a jak upewnić się, że aprobata jest prawdziwa, opisano w artykule jak sprawdzić aprobatę oleju.

Dopiero wtedy karta może się przydać. Potwierdzi, że olej jest pełno- albo niskopopiołowy, że jego HTHS pasuje do waszej klasy, a nie do sąsiedniej, i że producent podał metody, a nie same okrągłe liczby. No i jeśli zamiast liczb są tam same „≥” i „spełnia” – to też informacja.

Tak więc karta techniczna oleju to nie świadectwo szkolne, tylko opis tego, do jakiego silnika olej zrobiono. Jeśli opis zgadza się z tym, czego wymaga wasza książka serwisowa, resztę liczb można czytać z ciekawością, ale wybierać po nich nie warto.