Õlid ja määrded (2)

Õlid ja määrded
Hõõrdumine
Tehnikas esineb igal pool hõõrdumist. Hõõrdumine takistab ühe keha liikumist teise keha suhtes ja põhjustab energia kadusid .
Hõõrdumist iseloomustatakse hõõrdejõu abil.
Hõõrdejõuks nimetatakse jõudu, mis takistab kokkupuutes olevate kehade liikumist teineteise suhtes. See mõjub maapealsetes tingimustes kõikidele liikuvatele kehadele .
Mida põhjustab hõõrdumine?
1) Hõõrdumise tagajärjel tekib soojus . ( kui hõõruda käsi kokku tunneme , et käed lähevad soojemaks)
2) Hõõrdumise tagajärjel asjad kuluvad. (pliiatsiga paberile kirjutades see kulub, sest pliiats ja paber tekitavad hõõrdejõu.
Auto mootoris kaod hõõrdumisele ca 25% võimsusest. Kui seda saaks vähendada, paraneb ökonoomsus.
Triboloogia: tegeleb üksteise suhtes liikuvate kehade vastastikuse mõju (hõõrdumine, kulumine, määrimine) uurimisega.
Triboloogial seos füüsikaga, keemiaga, mehhaanikaga, määrdetehnikaga, materjalitehnikaga, tehnohooldusega.
Hõõrdekaod sõltuvad hõõrdumise liigist ja neid iseloomustab hõõrdetegur.
Vt. joonis
Eristatakse liugehõõrdumist ja veerehõõrdumist.
Liugehõõrdumine tekib mikrokonarate haardumisest ja mikrokonarate vahelisest adhesioonist.
Veerehõõrdumine – kui keha ei libise, vaid veereb mööda teise keha pinda. Veehõõrdumine tekib näiteks jalgratta ratta või palli veeremisel mööda maapinda. Hõõrdetegur on palju väiksem.
Kuidas vähendada hõõrdetakistust ja kulumist?
Selleks kasutatakse määrimist.

Täielik määrimine vedelikulise/gaasilise vahekihiga – hõõrdumine vedeliku (õli) molekulide vahel. See on ideaalolukord.

Osaline määrimine
Ebatasasused puutuvad üksikutes kohtades kokku – kuivhõõrdumine põhjustab kulumist. Hüdrodünaamilist määrdekilet ei teki.
Tekib näiteks mootori kolvi surnud seisust tagasi liikumisel aga ka väntvõlli laagrites. Õli lisandite abil saab kulumist vähendada.

Piirmäärimine
Tekib siis kui vedelikuline hõõrdumine enam ei toimi – kiirused liiga väikesed või õli liiga paks. Kokkupuude paljudes kohtades. Tekib näiteks järsul koormuse suurendamisel aga ka hammasratasülekannetes.
Metallide puhul kuivhõõrdetegur 0,1…0,5 ja õlikihiga eraldatud pindade puhul 0,01…0,05 e. hõõrdumine on kümneid kordi väiksem.
Vedelikulise hõõrdumise teke sõltub:

• detailide pinna siledusest,
  
• kasutatavast õlist,
  
• detailide pöörlemiskiirusest ,
  
• koormusest,
  
• temperatuurist jne.
  

(vt. Stribecki kõver joonisel)
Mis on määrdeaine?
Määrdeaine on tehnikas kasutatav aine mis:

• vähendab hõõrdumist, kulumist ja kuumenemist
  
• väldib sööbimist
  
• pikendab kasutusiga
  

Jagunevad päritolu järgi:

• mineraalsed
  
• orgaanilised
  
• sünteetilised
  

Jagunevad oleku järgi:

• vedelad – mootoriõlid, transmissiooniõlid, hüdrosüsteemiõlid, industriaalõlid, eriõlid ( turbiini -, kompressori-, trafo - jt.), metallide lõiketöötlus- ja karastusõlid
  
• plastsed – kulumisvastased, kaitsemäärded, trossimäärded, tihendusmäärded
  
• tahked
  
• gaasilised
  

Vedelad määrdeained e. õlid
Õlidele esitatavad nõuded:

peavad eraldama hõõrdepinnad õlikihiga et tekiks vedelikhõõrdumine (ka piirhõõrdumine), mis vähendab pindade kulumist ja sööbimist

peavad püsima mittetöötavate detailide pinnal kaitsmaks neid korrosiooni eest

peavad juhtima eemale hõõrdumisel tekkiva soojuse e. jahutama

peavad tihendama hõõrdepindu ( näit. silinder – kolvirõngad)

peavad pesema hõõrdepindadelt kulumisjäägid ja need välja kandma

peavad jõudu üle kandma ( näit. klappide hüdrotõukurid, roolivõimendi, kalluri tõstesilinder)

peavad säilitama oma omadused pikema aja vältel nii töös kui hoidmisel

olema ökonoomsed ja hinnalt kättesaadavad
Päritolult põhiliselt mineraalõlid ( naftaõlid) ja sünteesõlid. Võivad olla ka taimsed ja loomsed õlid ( rapsiõli, kastoorõli, oliivõli, kalamaksaõli).
Autotehnikas kasutatakse põhiliselt mootoriõlisid, transmissiooniõlisid ja hüdraulikaõlisid.
Tänapäeva autotehnika puhul pikenevad pidevalt õlivahetusvälbad, vähenevad õli kogused agregaatides ja tõuseb õli töötemperatuur tingituna agregaatide katmisest müra summutavate katetega.
Õlide füüsikalis – keemilised omadused:

Tihedus – aine tihedus kujutab massi ja mahu suhet ( kg/m3 ) mootoriõlidel 820 … 950 kg/m3
Erikaal – aine kindla mahuga massi suhe sama suure mahuga vee massi temp. 20 oC

Viskoossus - on suurus , mis iseloomustab õli voolavust antud temperatuuril. Viskoossust võib defineerida kui tema vastupanuvõimet voolamisele, mis on tingitud molekulide sisehõõrdumisest.
Kinemaatilise viskoossuse mõõtühik CGS- süsteemis stooks ( St), praktikas cSt.
SI –süsteemis mõõtühik (m2/s) või (mm2/s).
1 cSt = 1 mm2/s
Mõõdetakse +100 oC juures.
Kui kinemaatilise viskoossuse väärtus korrutatakse õli tiheduse näitajaga mõõtetemperatuuril, saadakse dünaamiline viskoossus. Mõõtühikuks tehnilises süsteemis on puaas (P). SI –süsteemis ühikuks paskalsekund (Pa*s) või (ns/m2).
1 cP = 1 mPa*s
Viskoossus muutub temperatuuri muutudes . Seda muutust väljendab viskoossusindeks ( VI ). Temperatuuri tõustes viskoossus väheneb ( õli vedeldub ) ja temperatuuri langedes suureneb ( õli pakseneb ).
Mida vähem muutub õli viskoossus temp. muutudes, seda suurem on viskoossusindeks ja seda kõrgem on õli kvaliteet.
Viskoossusest sõltub:

• õli pumbatavus,
  
• mootori käivitumine ja ökonoomsus,
  
• õli filtreeritavus ja kulu,
  
• mootori detailide (näit. kolvirõngaste) tihendamine .
  

Väikese viskoossusega õli surutakse koostöötavate detailide vahelt välja, liiga suure viskoossusega õli ei tungi aga tööpindade vahelistesse piludesse. Üleliia paksudel mootoriõlidel on halvem soojajuhtivus ja suur hõõrdetakistus, mistõttu sisehõõrdumise ületamiseks kulub suurem osa mootori võimsusest.
Seetõttu püütakse praktikas iga mootori jaoks valida lähtuvalt mootorivalmistaja nõuetest võimalikult väikese viskoossusega mootoriõli, et tagada detailide vahel püsiv õlikiht ja seega minimaalne kulumine.

Hangumistemperatuur – on see temperatuur, mille juures õli maha jahtudes lakkab voolamast oma kaalu mõjul. Mõõdet. samamoodi nagu diislikütustel ( 1 min 45 o all liikumatu).
Hangumistemperatuurist tähtsam on pumbatavuse piirtemperatuur.
See näitab kõige madalamat temperatuuri, mille korral mootori õlipump suudab õli süsteemis edasi pumbata . Seda võib lugeda mootori ohutu käivitamise madalaimaks temperatuuriks.

Leektäpp – temp. mille juures õliaurud kuumutamisel moodustavad õhuga segu, mis süttib lahtisest leegist ja põleb 5 s jooksul (Clevelandi tiigel )
Mida kõrgem on leektäpp seda kauem säilitab õli kuumenemisel oma omadused. Mootoriõlide leektäpp on vahemikus 200…250 oC.
Samas 2-taktiliste mootorite bensiini-õli segus kasutatavatel õlidel peab leektäpp olema madal, et õli täielikult ära põleks.

Neutralisatsiooniarv (leelisarv TBN või happearv TAN) – iseloomustab õli korrodeerivat toimet. Mõõdetakse KOH ( mg ) hulgaga , mis kulub 1g õli kõigi nafteenhapete neutraliseerimiseks.

Koksisus – iseloomustab õli toimet moodustada põlemisel tagi . Mõõdetakse teatud hulga õli ( 10 g ) aurustamisel järgi jääva koksi hulgaga. Tagi tekib seal, kus mootoriõli temperatuur on ca 350…400 oC ( kolvi põhi, põlemiskamber, pihusti , küünal, klapid ). Suurema osa tagist moodustavad õlis olevad asfaltvaikained ja polütsüklilised areenid aga ka kütuse mittetäielikul põlemisel tekkivad saadused.
Tagi teket soodustab töötamine tühikäigul, samuti madal mootori töötemperatuur. Koormuse ja töötemperatuuri tõusuga toimub detailide isepuhastumine s.t. osa tagist põleb ära.

Stabiilsus/ hõõrdeteguri stabiilsus – õlide puhul on tähtis, et nad oma esialgsed omadused säilitaksid võimalikult pika aja jooksul. Eristatakse keemilist ja termilist stabiilsust.
Keemiline stabiilsus iseloomustab õlide omaduste ja koostise püsivust säilitamisel, veol ja kasutamisel . Tavatemperatuuril ( 20 oC) süsivesinikud O2-ga praktiliselt ei reageeri mitme aasta vältel. Siiski tuleb õli säilitada õhutihedalt suletud nõus ja vältida kokkupuudet katalüsaatoritega ning temperatuuri tõusu. Suletud nõus säilib õli vähemalt 2 aastat.
Termiliseks stabiilsuseks nimetatakse mootoriõli omaduste vastupidavust kõrgetel temperatuuridel moodustuvate sadestuste tekkele. Temperatuuri tõustes oksüdeerumine kiireneb . Mõned metallid ( näit. Cu ja tema sulamid ) kiirendavad õli oksüdeerumist.
Lakk – tekib 150 …300 oC juures, pruun; sadestub kolbidel ja kolvirõngastel.
Ślamm – mudataoline must pehme sade, mille moodustavad õli, tahm, oksüdatsioonisaadused, vesi, jahutusvedelik ; sadestub mootori külmematel pindadel nagu karter , klapimehhanismid, õlikanalid.

Tuhasus

Lenduvus

Vahutavus

Ökoloogilised omadused
Nafta töötlemisel saadavad õlid jagunevad:
1. Destillaatõlid

Jääkõlid

Rafineeritud õlid
Need on baasõlid, mille põhikomponentideks on :

• mitmesugused tsükloalkaanid ja nende isomeerid ( 40… 80% )
  
• areenid ja nende isomeerid ( 15… 40% )
  
• alkaanid
  
• mitmed O2, N ja S ühendid
  

Hea mineraalõli on määrdeõlide tootmises levinuimaks tooraineks . Lisandid lahustuvad mineraalõlis hästi. Sobib hästi kokku ka tihendmaterjalidega. Tavaekspluatatsioonitingimustes on mineraalõlide määrimisomadused õige viskoossuse korral piisavad .
Samas on nende baasil võimatu toota õlisid, millel oleksid ühtlaselt head määrimisomadused väga madalatel ja kõrgetel temperatuuridel.
Sünteetiliselt toodetud õlid jagunevad:

• Vedel polüisobuteen
  
• Polüalfaolefiin
  
• Polüglükoolid ja estrid
  
• Polüsiloksaanid
  
• Klooritud ja flooritud HC
  
• Muud estrid
  

Baasvedelikud saadakse gaasidest sünteesi tulemusel. Kõrge kvaliteedi tagab optimaalne lisandite valik. Need õlid on mineraalõlidest oluliselt kallimad ja hinnad võivad suuresti erineda olenevalt kasutatavatest lisanditest.
Kasutatakse ka segusid ( poolsünteetilised e. semisünteetilised õlid).
Neil on piisavalt head määrimisomadused nii madalatel kui ka kõrgetel
temperatuuridel. Hinnalt jäävad mineraal - ja täissünteetiliste õlide vahele.
Lisandid – parandavad mitmesuguseid õlide omadusi. Tuleb arvestada
sellega ,et madalakvaliteedilisest baasõlist ei saa head määrdeõli ka parimate
lisanditega.
1. Antioksüdandid – oksüdeerumine on õli reageerimine õhuhapnikuga. See on ahelreaktsioon , mille kulgu kiirendavad nii oksüdeerumisproduktid kui ka kütuse põlemisel tekkivad saastained.
Oksüdeerumine = õli vananemine .
Oksüdeerumisvastased lisandid peatavad selle ja hoiavad ära katalüütilise mõju metallipindadele.
Kasutatakse N, S ja P ühendeid ( amiinid , fenoolid koos Zn, Sn-ga jms.)
2. Kulumisvastased lisandid – pindaktiivsed ained moodustavad määritavatel pindadel kile, mis takistab metallpindade vahetut kokkupuudet. Kasutatakse rasvhappeid ja nende derivaate, amiine jms.
3. Viskoossusmodifikaatorid – parandavad viskoossusindeksit ja aeglustavad viskoossuse vähenemist temp. tõusul. Kasutatakse erilisi polümeere.
4. Detergendid – pesevad lisandid eemaldavad oksüdatsiooniproduktid detailide pindadelt
5. Dispergaatorid – isoleerivad saastained, ei lase neil pindadele kinnituda
6. Depressaatorid – alandavad hangumistemperatuuri (naftaliin, alküül-fenoolid jt.)
7. Korrosiooniinhibiitorid – tekitavad metalli pinnale kaitsva kile
8. Vahutamisvastased lisandid – vähendavad õhu-õli segu tekkimist, mis võiks halvendada määrimist (silikooniühendid, polüetüleenglükooleeter)
Mootoriõlide liigitus viskoossuse järgi ( SAE )
Mootoriõlide viskoossuse tähistamise süsteemi aluseks on SAE
( Society of Automotive Engineers ) klassifikatsioon .
SAE süsteemis on mootoriõlid jagatud 11 klassiks:
0W, 5W, 10W, 15W, 20W, 25W, 20, 30, 40, 50, 60
Ainult numbriga tähist. õlidel on määratud piirviskoossus +100 oC
juures( vt. Tabel 1).
Peale nr. olev täht W näitab õli sobivust tööks külmades tingimustes.
Nende puhul esitatakse veel lisaks pumbatavuse piirtemperatuur
ja viskoossus madalatel temperatuuridel ( vt. Tabel 1).
Need on: 0W; 5W; 10W; 15W; 20W; 25W
Viskoossuse mõõtmine toimub külmakäivituse simulaatoril (seade CCS).
HTHS viskoossus – õli viskoossust mõõdetakse ekstreemsetes
tingimustes ja temperatuuril 150 oC.
Aastaringsed mootoriõlid tähistatakse W- tähega ja kahe numbriga.
Sellised on enamik tänapäeval müüdavaid mootoriõlisid ehk nad omavad
mitut viskoossusdiapasooni.
Näide: SAE 10W40
10W – madalal temperatuuril käitub õli nagu talveõli SAE 10W
40 – kõrgel temperatuuril käitub õli nagu suveõli SAE 40
Enim kasutatavad õlid on: 5W30; 5W40; 10W40; 15W40.
Erinevate õlide sobivust teatud välistemperatuuri vahemikus
iseloomustab järgmine tabel: ( vt. Tabel 2)
Venemaa mootoriõlide tähistus ( viskoossuse järgi )
Erineb SAE omast, kuigi süsteem on analoogne.
Kehtib GOST 17479.1 – 85.
Talveõlidel 4 klassi: 3z, 4z, 5z, 6z
Suveõlidel 8 klassi: 6, 8, 10, 12, 14, 16, 20, 24
Aastaringsetel õlidel 10 klassi: näit. M-4z/6B1 M-5z/10G1; M-6z/12G1
jne.
Vene õlidel tähistuse teine number näitab kinemaatilist viskoossust
+100oC juures mm2/s.
Õli mark
Kin. viskoossus + 100 o C
Hangumistemperatuur o C
M-6z/ 12G1
min 12
- 30
M-5z/ 10G1
10 – 11
- 38
M-4z/ 6B1
5,5 – 6,5
- 42
M-10G2k
11 – 11,5
- 15
Mootoriõlide kvaliteedi klassifikatsioonid
API klassifikatsioon
Loodud järgmiste organisatsioonide koostöös: API ( American
Petroleum Institute ), ASTM ( American Society for Testing and
Materials ) ja SAE.
Mootoriõlid on jagatud 2 gruppi:

Bensiinimootorite õlid – klassid SF, SG, SH, SJ, SL ja SM

Diiselmootorite õlid – klassid CC, CD, CE, CF, CG, CH, CI ja CJ
Bensiinimootorite õlid
SF – madalaim kasutusel olev kat., mis sobib vanadele madala
forsseerimisastmega bensiinimootoritele ( vl. aasta 1981-1988 )
SG – võrreldes eelmisega paremad pesemisomadused, parem kaitse
mootorile ning pikem tööiga. Vastavad enamusele peale 1989.a. toodetud
mootoritele
SH – juurutati 1993.a. Piirnäitajad vastavad klassile SG kuid
katsemetoodika on nõudlikum
SJ – võeti kasutusele 1996.a. Kõrgendatud nõuetega kategooria.
Mõeldud kaasaegsetele forsseeritud mootoritele ning on välja töötatud
vastavuses rangematele nõudmistele heitgaaside ja mootorite
ekspluatatsiooni osas.
SL – juurutati 2001.a. Veelgi rangemad nõuded mootori
ekspluatatsioonile, kütusesäästlikkusele ja heitgaaside puhtusele
SM – kõige uuem , 2007.a. kategooria.
Diiselmootorite õlid
CC – vanadele ( enne 1988.a. valmistatud ) diiselmootoritele, mis
töötavad mõõdukates tingimustes
CD – suure võimsusega ja turboga diiselmootoritele, mis nõuavad õlidelt
kõrgeid kulumisvastaseid omadusi ja nõe tekkimise vastast toimet
CE – turboülelaadimisega diiselmootoritele, mis töötavad äärmiselt
suurtel koormustel
CF-4 kiirekäigulistele raskediiselmootoritele mõeldud kategooria, mis
ületabCE
CF– kõrgendatud nõuded võrreldes eelmistega, nii sõidu- kui ka
veoautode diiselmootoritele
CG-4 – mõeldud raskeveokite Ameerika- päritolu mootoritele; eeldab
madalama väävlisisaldusega kütuste kasutamist
CH-4 – kaasaegsetele raskeveokitele mõeldud õliklass
CI-4 – kehtestati dets. 2002.a; CI-4 Plus 2003.a. EGR- ga mootorid
Parem viskoossuse kontroll ja tahma taluvusvõime, pikem
õlivahetusvälp, annab lisakaitse ja lisajõudluse mida ei suutnud eelmise
põlvkonna õlid
CJ-4 – kõige uuem klass; alates 15.10. 2006.a. Mõeldud 2007
mudeliaasta raskeveokitele.
API ja GOST –i võrdlus ( vt. tabel )
ACEA klassifikatsioon
Association des Constructeurs Européens d'Automobiles
See on Euroopa Autotootjate Assotsiatsiooni välja töötatud mootoriõlide
klassifikatsioonisüsteem, mis vastab paremini kaasaegsete Euroopa
autode nõudmistele ja nende kasutustingimustele.
Õlid olid algselt jaotatud mootoritüüpide alusel 3 kategooriasse:
Bensiinimootorid – A1, A2, A3 ja A5
Sõiduautode diiselmootorid – B1, B2, B3, B4 ja B5
Raskeveokite diiselmootorid – E1, E2, E3, E4 ja E5
Mida suurem number, seda kõrgemad on klassi nõuded.
2004.a. väljaandega ühendati A ja B kategooriad ning lisati uus
kategooria C. Praegu kehtib 2007.a. väljaanne ( alates 28.02.2007. )
Selle väljaande järgi olemas järgmised kategooriad:

Bensiini- ja kerged diiselmootorid (4 kat.) – A1/B1; A3/B3; A3/B4 ja A5/B5

Bensiini- ja diiselmootorid katalüüsmuunduriga ( 3 kat. ) –
C1; C2; C3

Rasked diiselmootorid ( Heavy Duty ,4 kat.) – E2; E4; E6; E7
Kasutusalad:
A1/B1- madalaim tase; mõeldud kasutamiseks sõiduautode ja kaubikute bensiini- ja diiselmootorites, kus on ette nähtud kasutada kütust säästvaid madala viskoossusega õlisid (nn. „Leichtlauföl“), mille HTHS = 2,6..3,5 . Ei sobi kõikidele mootoritele. Jälgi valmistajatehase kasutusjuhendeid.
A3/B3 – mõeldud kasutamiseks sõiduautode ja kaubikute forsseeritud bensiini- ning diiselmootorites mis töötavad rasketes kasutusoludes ja kus valmistajatehas näeb ette pikendatud õlivahetusvälpa.
( SAE 10W40 jaA3/B3 võiks olla kaasaegsete mootorite min tase Eesti oludes)
A3/B4 – mõeldud kasutamiseks forsseeritud bensiini- ja otsepritsega diiselmootorites. Sobib asendama A3/B3.
( parimad nendest vastavad ka MB 229.5, VW 504.00, VW 507.00 ja BMW LL-40 nõuetele) Need õlid on enamasti viskoossusega 5W30, 0W30, 5W40 või 0W40 ja nad on tänapäeva mootoriõlide tipptase.
A5/B5 – mõeldud kasutamiseks sõiduautode ja kaubikute forsseeritud bensiini- ja diiselmootorites, millistes on ette nähtud kasutada kütust säästvaid madala viskoossusega õlisid 0W30 ja 5W30 ( viskoossus + 100oC juures 9,5.. 10 mm2/s ning HTHS 2,9…3,5 ) ja kus on ette nähtud pikem õlivahetusvälp.
Ei sobi kõikidele mootoritele vaid ainult siis kui autotootja lubab. Kallid!
Kütusekulu väiksem kui A3/B3/B4 sama viskoossusega õlidel 0W30 ja 5W30 aga mootori kulumise risk suurem.
C1 - kasutusel alates 10/2004. Mõeldud kasutamiseks sõiduautode ja kaubikute bensiini- ja diiselmootorites, millistel on kolmiskatalüsaatorid või diisli tahmaosakeste filtrid . Väiksem HTHS ( > 2,9 mPa.s.). Need õlid pikendavad kat. ja tahmaoskeste filtri tööiga. Tuhasus max 0,5%.
NB! Madala viskoossusega ja SAPS –ga õlid ei sobi kõikidele mootoritele. Jälgi valmistajatehase juhendit ( Ford ).
C2 ja C3 – analoogsed nagu C1 aga vastavad veel kõrgematele nõuetele. Tuhasus max 0,8%.
C2 – HTHS > 2,9 mPa.s ( Peugeot )
C3 – HTHS > 3,5 mPa.s ( MB ja BMW )
NB! Need õlid ( C1 … C3 ) ei pruugi sobida kõikidele mootoritele. Jälgi valmistajatehase juhendeid!
E2 – kasutamiseks peamiselt raskeveokite tava- ja turbodiiselmootorites, millised ei ole tugevalt forsseeritud ja millistel on tavapärane õlivahetusvälp
E4 – stabiilsed, kindlustavad kolvi puhtuse , soovitatakse Euro1 … Euro3 mootoritele mis töötavad rasketes kasutusoludes ja pikendatud õlivahetusvälba puhul. Kasutatavad ka tahmaosakeste filtriga ja EGR – ga mootorites ( põhineb MB 228.5 ).
Jälgi mootoritootja soovitusi !
E6 – paremad kui E4, pikendatud õlivahetusvälp. Soovitatakse tungivalt tahmaoskeste filtriga mootoritele koos väikese ( 50 ppm ) väävlisisaldusega kütusega. Jälgi mootoritootja soovitusi.
E7 – kindlustab kolbide puhtuse, kaitseb hästi mootorit ja turbot, on pikaajaliselt stabiilne. Kasutamiseks rasketes oludes ja pikendatud õlivahetusvälba korral. Kasutatav ka enamikul mootoritel, millel pole tahmaosakeste filtrit, samuti EGR ja SCR süsteemidega (NOx vähendamiseks ) mootorites.
NB! Erinevate mootoritootjate soovitused võivad erineda. Jälgi tehase juhendeid!
Kasutusel on ka autotootjate omad spetsifikatsioonid ( näit. VW,
MB, MAN, Volvo jne.).
NB! Kui kasutusjuhendis on toodud ainult tootja spetsifikatsioon ,
siis see peab olema kantud ka õli pakendile, millist tohib kasutada.
Näide!
AUDI Q7 bensiinimootoriga – Long Life Service VW 503 00;
VW 504 00
Kindel hooldusvälp VW 502 00
VW 503 00
VW 504 00
AUDI Q7 diiselmootoriga – Long Life Service VW 506 01; VW 507 00
( diislikübemete filtriga mootoritel ainult
VW 507 00 )
Kindel hooldusvälp VW 505 01; VW 507 00
( diislikübemete filtriga mootoritel ainult
VW 507 00 )
Kahetaktiliste mootorite õlid
2-T mootoritele valmistatakse spetsiaalseid õlisid. Neil on madal
leektäpp ja väike tuhasus ( alla 0,01%). Nii tekib vähem koksi ja
põlemiskamber, küünlad ning kolvirõngad püsivad puhtamad.
See on tingitud 2-T mootorite tööpõhimõttest ja õlituse eripärast
(mootor töötab bensiini-õli seguga ).
2-T õlisid liigitatakse:

• Isesegunevad ( bensiini-õli vahekord 50:1….. 30:1)
  
• Mittesegunevad ( sobivad õlidosaatorsüsteemiga mootoritele).
  

Nende õlide tehnilised näitajad määratakse API, JASO ja NMMA
klassifikatsioonide alusel.
API klass Kasutusala
API- TA mopeedid, muruniidukid jt. kahetaktilised
väikemootorid
API- TB väikese võimsusega mootorrattad ja rollerid
API- TC kõrgendatud nõudmised, sobib enamiku
TC+ mootorrataste, kelkude, mootorsaagide 2- t.
mootorite küttesegusse ( v.a. paadimootorid
kus nõutav TA, TB või TC.
API- TD 2- taktilistele ripp-paadimootoritele
Märkus: TC ja TD on paralleelsed klassid s.t. neid ei saa teineteisega asendada .
JASO ( Jaapani) klassid – FA, FB, FC; pööratakse erilist tähelepanu väikesele suitsueraldusele.
NMMA (ripppaadimootorite valmistajate klassifikatsioon) – TC-W,
TC-WII, TC-W3.
Ka 2-T õlidel on olemas tootjate spetsifikatsioonid ( Husqvarna, Stihl jt.).
Kahetaktilistele mootoritele toodetakse ka eriomadustega õlisid (õlid võidusõidumootoritele, biolagunevad õlid jne.)
Mootoriõlide omaduste muutumine ekspluatatsioonis.
Mootoriõli omadused mootori töötamisel halvenevad (õli „ vananeb“).
Samuti väheneb õli kogus.
Peamine muutus mootoriõlis on tema oksüdeerumine. Seda tingib õli kõrge
temperatuur, kokkupuude kuumade detailidega ja gaasidega. Oksüdeerumine
sõltub õli kvaliteedist.
Lisaks sellele toimub õli mustumine mida põhjustab metalliosakeste, tolmu,
nõe, vee või kütuse sattumine õlisse (ei sõltu õli kvaliteedist).
Õli hulk väheneb aurumise -, lekete- aga eeskätt õli põlemise tõttu
põlemiskambris.
Mehhaanilised lisandid eraldatakse õlifiltris aga oksüdatsiooniproduktid ringlevad koos õliga süsteemis pidevalt. Filter neid ei eralda .
Aja jooksul õli omadused halvenevad ja seega tuleb õli perioodiliselt vahetada.
Seda tehakse:
1. Kindla läbisõidu järel – sõiduautodel tavaliselt 15000 km või 1x aastas
2. Paindlikult lähtuvalt õli kvaliteedist ja kasutustingimustest (Long Life Service) pardakompuutri näidu alusel.
Tänapäevastel raskeveokitel võib õlivahetusvälp ulatuda 60 000… 160 000 km- ni. See kehtib ideaaltingimustes – sõidetakse pikki vahemaid, mootor kogu aeg töösoe jne.
Õli tuleks vahetada tihedamini järgmistel juhtudel:

• Sõidumaad on lühikesed ( alla 15 km) ja mootori temperatuur jääb madalaks
  
• Külm õhk ei lase mootoril täielikult soojeneda ( talvel ei jõua vesi mootoriplokist täielikult auruda)
  
• Mootor töötab kaua tühikäigul ( ummikutes, samuti parkimisel töötava mootoriga )
  
• Sõidetakse tolmus ja liivas
  
• Veetakse haagissuvilat või mootor töötab muudes rasketes tingimustes
  

Mootoriõli vahetatakse alati koos õlifiltriga!
Õlikulu.
Lubatavaks peetakse mootoriõli kulu kuni 1l/ 1000 km kohta. Tegelikult
korras mootoril on see palju väiksem.
Õlikulu mõjutavad:

• Kasutatud võimsus
  
• Mootori kulumisaste ja lekked
  
• Õli temperatuur
  
• Õli viskoossus töötemperatuuril
  

Õli taset tuleks kontrollida ca 1000 km läbisõidu järel. Seda tehakse
mittetöötava mootori korral kui õli on karteri põhja valgunud ( näit.
hommikul enne mootori käivitamist või 3..5 min peale töösooja mootori
seiskamist.
Auto asend – horisontaalne; õlimõõtevarras lõpuni sisse lükatud.
Reeglina kulub vedelat õli rohkem kui paksu . Võib esineda olukord kus
õlitüübi vahetuse korral on õlikulu esimesel vahetusejärgsel ajal suurem.
Uus (või remonditud) sissesõitmata mootor kulutab samuti tavalisest
rohkem õli.
Transmissiooniõlid
Ette nähtud kasutamiseks käigukastides, peaülekannetes, jaotuskastides jne. Toodetakse kas naftast või sünteetiliselt. Omadused võrreldes mootoriõlidega erinevad.
Eristatakse õlisid, mis on ette nähtud harilikele hammasülekannetele ja hüpoidülekannetele.
Neile õlidele esitatakse järgmised nõudmised:

• Vastupidavus oksüdatsioonile
  
• Vähene vahutavus
  
• Vee- eristusvõime
  
• Kuumataluvus
  
• Koormustaluvus ja väiksem hõõrdumine
  
• Kaitse korrosiooni eest
  

Sisaldavad pindaktiivseid looduslikke aineid ja erinevaid lisandeid.
Peavad tagama võimalikult väikese kulumise ka suurte erikoormuste puhul ( näit. hammasratasülekannetes).
Transmissiooniõlide põhiomadused:

kulumis- ja sööbimisvastased omadused

viskoossuse sõltuvus temperatuurist

termiline ja oksüdatsioonikindlus

stabiilsus säilitamisel

võime kaitsta korrosiooni eest

võime moodustada veega emulsiooni ja vahutavus

mõju plastist ja kummist detailidele
Koosneb: toorõli (destillaat- või jääkõli) + lisandid.
Kasutatakse ka kõrge viskoossusindeksiga sünteesvedelikke.
Kinemaatiline viskoossus + 100 o C: 5… 65 mm2/s ( cSt )
Tihedus: 870…990 kg/m3
Klassifikatsioon
SAE klassifikatsiooni alusel jaotatakse need õlid klassideks 75W, 80W, 85W, 90, 140 ja 250.
Täht W tähendab, et õli viskoossus on määratud madalatel temperatuuridel aga ka + 100 oC juures peab nende õlide kinemaatiline viskoossus vastama teatud min. nõuetele.
SAE 90, 140 ja 250 klassi õlidel on viskoossuse piirsuurus määratud ainult
+ 100oC juures.
NB! Transmissiooniõlide SAE klassifikatsioon ei ole otse võrreldav mootoriõlide vastava klassifikatsiooniga ega ole selle jätkuks.
(Vt. tabel)
SAE klass
Max lubatud temp. viskoossusele 150000 cP
Viskoossus cSt +100 oC (min/max)
75W
- 40
4,1/ -
80W
- 26
7,0/ -
85W
- 12
11,0/ -
90
13,5/ 24,0
140
24,0/ 41,0
250
41,0/ -
Klassifikatsioon API järgi
Sõltuvalt kasutustingimustest ja ülekandemehhanismi konstruktsioonist ette nähtud eri klassid. Tähistatakse GL ( Gear Lubricant) ja numbritega 1… 5.
NB! API ei hõlma automaatkäigukastivedelikke.
GL – 1 Õli ei sisalda kõrgsurvelisandeid EP. Kasutatakse väikestel
kiirustel töötavates ülekannetes kus madalad kiirused ja
pinnasurved.
GL – 4 Õli sisaldab kõrgsurvelisandeid EP. Kasutatakse põhiliselt
autode manuaalkäigukastides.
GL – 5 Õli on kõrge EP lisandite sisaldusega ja seda kasutatakse
enamuse kaasaegsete autode, põllumajandusmasinate jm.
masinate hüpoidpeaülekannetes. Võib kasutada ka käigukasti-
des ja teistes ülekannetes kui valmistaja nõuab õli vastavust
GL-5 klassile.
75W-80; 80W-90; 75W-90; 85W-140 jne.
80W-90 LS _ „limited slip “ e. hõõrdsidurblokeeringuga peaülekannetele.
Automaatkäigukastivedelikud ( ATF )
Võeti kasutusele 1949.a. ( GM „ Automatic Transmission Fluid Type A“ )
Nimetatakse vedelikeks, et mitte segi ajada transmissiooniõlidega. Tegemist keeruliste määrdeainetega, millele on esitatud väga kõrged nõuded:

• taluvad kõrget temp. (üle 200oC) ja hajutavad kuumust
  
• vähendavad kulumist ja kaitsevad laagreid
  
• vähendavad müra ja lööke
  
• voolavad vabalt madalatel temperatuuridel
  
• kannavad võimsust üle hüdrotrafodes
  

4 põhiülesannet:

pöördemomendi ülekandmine

hüdrosiduri sideaine

määrdeaine

soojuse kandja
Sisaldavad mitmesuguseid lisandeid:

VI parendajad

Hõõrdemodifikaatorid – võimaldavad sujuvat käiguvahetust

Antioksüdandid

Kulumisvastased lisandid

Dispergendid

Korrosiooniinhibiitorid

Vahutamisvastased lisandid

Tihendi paisutid
ATF spetsifikatsioonid
3 suurt ameerika tootjat:

• GM koos Dexroni ja Allisoniga,
  
• Ford koos Merconiga
  
• Chrysler.
  

Euroopa autotootjad eeldavad Dexron II või Dexron III kasutamist.
Viskoossus + 100oC juures: ca 6,0 cSt
VI – 150 … 195
Hangumistemperatuur - -40…-48 oC
Leektäpp – 190…195 oC
Värvus - punane
ATF kasutusel ka paljudel autodel roolivõimendis. ( NB! Jälgi valmistaja juhendeid. )
Hüdraulikaõlid
Moodsad hüdrosüsteemid koosnevad metallitöötlustehnika tipptaset esindavatest komponentidest, millede vahel on pilud alla 1mkm, samas võib süsteemis esineda ka kuni 100 mkm lõtkusid.
Hüdrosüsteemis esineb töö ajal suuri pindadevahelisi libisemiskiirusi, sadade baaride suurust rõhumuutust ja temperatuurikõikumisi.
Seetõttu vajatakse vastavate omadustega õlisid. Õli viskoossuse ja kasutusomaduste valik sõltuvad pumbast. Õli peab kaitsma süsteemi kulumise, korrosiooni ja ummistumise eest. Lekkekaod peaksid samuti olema minimaalsed.
Hüdraulikaõlide põhiomadused:

• Oksüdatsioonikindlus ( 100oC või enam)
  
• Stabiilne viskoossus
  
• Vahutamisvastased omadused ja hea õhueralduvus
  
• Kulumisvastased omadused
  
• Korrosioonivastased omadused
  
• Hea vee-eralduvus
  
• Madal agressiivsus tihendite suhtes
  
• Suur mahtelastsusmoodul
  

Tähtis on süsteemi puhtus. Filtreid tuleb korralikult hooldada (vahetada). Õhk ja vesi peavad õlist eralduma.
Viskoossus
Liiga madal viskoossus põhjustab määrdekihi õhenemisel pumba kiire kulumise, liiga kõrge viskoossus aga kulutab pumpa kavitatsiooni kaudu.
Kavitatsioon – nähtus kui vedeliku voolamisel voolu pidevus katkeb ja vedelikku tekivad tühikud e. mullid . See on eotud rõhu langemise ja tõusuga mis toimub kuni 1000 korda sekundis. Metalli pinnakihis tekivad pulseerivad pinged, mis põhjustavad metalli väsimist ja kulumist. Pumpade kavitatsiooniohu vähendamiseks pannakse nad võimalikult paagis oleva vedeliku tasapinna lähedale või paaki sisse.
Õli peab olema piisavalt vedel käivitustemperatuuril ja piisavalt viskoosne töötemperatuuril tagamaks määrimise.
ISO viskoossusklassid – 22, 32, 46, 68, 100, 150 ( määratakse + 40 oC juures)
Tavaliste hüdrosüsteemide puhul on õlide viskoossusandmed ligikaudu järgmised:

• Optimaalne 30…50 mm2/s töötemperatuuril
  
• Min 10…20 mm2/s töötemperatuuril
  
• Max rootorpumbal 850 mm2/s käivitamisel
  
• Max kolbpumbal 200…850 mm2/s käivitamisel
  
• Hammasrataspump 1000 mm2/s käivitamisel
  

Hüdraulikaseadmete tootjad klassifitseerivad õli mõne standardi või tuntud pumbatesti alusel. Suurtel tööstusriikidel oma standardid .
DIN – saksa standard
ISO – lähtub saksa standardist
SS – Rootsi
AFNOR – prantsuse
Abex-Denison, Vickers , Cincinnati Milacron – USA
Hüdroõlide levinumad klassid
DIN 51524 ISO 6743-4 SS 155434 Kasutamine/omadused
H HH - lisanditeta mineraalõlid
HL HL - korrosiooni- ja oksüdeerumisvast.
Lisandid; vanadele lihtsatele süst.
Siseruumides ( p HLP HM - siseruumis töötavad kaasaegsed süst.
P > 100 bar
HVLP HV SHS kaasaegsed liikurmehhanismid
P > 100 bar
Vene õlidel oma tähistus. Neil on 10 viskoossuse klassi ( 5 … 100).
Vt. tabel.
Näiteid õli kasutustemperatuuridest
32 _ -28 oC … +70 oC
46 _ -25 oC … + 90 oC
Plastsed määrded
Määrdeõlide kõrval kasutatakse autotehnikas ka plastseid määrdeid. Neid kasutatakse sellistes sõlmedes, kus:

vedela õli puhul on raske tihendada

raske on kaitsta detaile siseneva vee, niiskuse ja tolmu eest
Plastsed määrded – need on 2 või enama aine emulsioon .
70 – 95 % - tavaliselt nafta- või sünteesõli
3 – 30 % - tahkesti ( moodustab kolloidosakeste tahke karkassi , mille poorides paikneb õli.
0 – 10 % - lisandid
0 – 0,1 % - täidised
Tahkestid:

• rasvhapete soolad e. seebid ( näit. liitiumstearaat )
  
• tahked süsivesinikud ( n. parafiin, tseresiin, petrolaatum)
  
• anorgaanilised ained ( n. grafiit , bentoniit, asbest )
  
• orgaanilised ained ( n. tahm, polükarbamiid)
  

Lisandid:

• antioksüdandid
  
• roosteinhibiitorid
  
• kulumisvastased
  
• sööbimisvastased
  
• viskoossusparendid jm.
  

Täidised: MoS2, talk , vilk, polümeerid jm.
Tahkestite omadused (vt. tabel TTÜ 9. osa).
Nõuded plastsetele määretele:

ei tohi kergesti vedelduda ( iseloomustab tilketäpp)

peavad olema koostiselt ühtlased (ei tohi olla lahustumata tahkeid tükke v. vedelat õli)

peavad olema töötingimustele vastava konsistentsiga . Kui määre liiga paks, siis ta liigub kanaleis halvasti ja kui liiga vedel võib hõõrdesõlmest välja voolata.
Määrde paksust iseloomustab penetratsiooniarv.

Peavad olema mehhaaniliselt, keemiliselt ja kolloidselt stabiilsed.

Peavad kaitsma detaile korrosiooni eest.

Ei tohi lahustuda vees
Mehaanilised omadused:

• Konsistents – s.o. määrde pehmus. Määratakse spetsiaalse riistaga
  

( konsistomeeter ) tingühikutes.
NLGI klassid – määratakse + 25 oC juures
NLGI – National Lubricating Grease Institute (USA)
NLGI 000 .. 00 ( veniv õli, poolvedel) – kasut. keskmäärimissüsteemides, hammasrataste ja ülekannete määrimiseks.
NLGI 0 …1 ( väga pehme ) – kasut. väga madalatel töötemperatuuridel või poolautomaatsetes määrimissüsteemides
NLGI 2 ( pehme ) – kasut. veere - ja liugelaagrite määrimiseks
NLGI 3 ( paksem )
NLGI 4 ( paks ) – hermeetilisuse tagamiseks
NLGI 5 ( väga paks )
NLGI 6 ( väga paks)
Termilised omadused:
Tilktäpp näitab temperatuuri, mille juures määrde soojendamisel teatud seadmes eraldub esimene õlitilk. Määrde töötemperatuur peab olema tilktäpist madalamal.
Plastseid määrdeid liigitatakse:

• baasõlide
  
• tahkestite
  
• kasutusala
  
• konsistentsi põhjal
  

Baasõlid võivad olla mineraal-, sünteetilised-, taimeõlid või nende segud. Enim kasutatakse mineraal- ja sünteesõlide põhjal määrdeid.
Tahkestitest sõltuvad määrete omadused kõige enam.
Levinumad on seeptahkestiga määrded:
Solidoolid ( Ca seep ) – veekindlad, kõvad, vähe temperatuurikindlad, odavad ( 1882.a.)
Konstaliinid ( Na seep) – vähe veekindlad, temperatuurikindlad, pehmed , odavad
Litoolid ( Li seep) – keskm. veekindlad, pehmed, temperatuurikindlad
( 1942a.). Tänapäeval 80% määretest.
Kasutusalalt liigitatakse määrded:

• kulumisvastased – põhiosa universaalmäärdeid. Need jagunevad veel kergsulavateks (tilketäpp 100 oC)
  

Teataval temperatuuril töötava laagri jaoks on vaja määret, millel on nõutav konsistents ja määrimisvõime sellel temperatuuril. Selleks valmistatakse eri konsistentsiga määrdeid.

• madalatemperatuurilised (LT)
• kesktemperatuurilised (MT) – 30…+ 120 oC; NLGI 2 või 3
  
• kõrgtemperatuurilised (HT); laagri töötemp. enamasti > 80 oC ja sagedane järelmäärimine pole vastuvõetav.
  

• konserveerimismäärded – metallpindade kaitseks
  
• tihendusmäärded – pilude, keermete jt. liidete ning liikuvate pindade tihendamiseks
  

Need määrded jagunevad:
Armatuurimäärded – torustiku liidetes
Keermemäärded – kasutatakse keermesliidetes
Vaakummäärded – kasutatakse liikuvates ja lahtikäivate vaakumsüsteemide ühendustes

• trossimäärded – terastrosside kaitseks korrosiooni eest ja kulumise vähendamiseks