Minerální a syntetické oleje. jaký je v tom rozdíl?

Jedním ze základních kritérií pro rozlišení motorových olejů je jejich „syntetická povaha“. Podle tohoto kritéria je obecně přijímáno rozdělit oleje do tří kategorií: minerální, polosyntetické a syntetické. Nepřímo lze kategorii oleje určit jeho viskozitou, avšak v závislosti na oblasti použití oleje mohou nastat nuance. Například oleje pro nákladní automobily s „klasickou“ viskozitou pro lehkou polosyntetiku 10W-40 jsou často syntetické produkty.

Jaký je rozdíl mezi syntetickým motorovým olejem, polosyntetickým a minerálním olejem?
Zjednodušeně řečeno, čím je olej syntetičtější, čím „silnější“ jeho báze a aditivum, tím stabilnější jsou jeho vlastnosti a tím lepší jsou jeho ochranné a nízkoteplotní vlastnosti. Takové vlastnosti syntetických olejů však nejsou převzaty samy o sobě, ale vyplývají z vlastností a charakteristik základových olejů – hlavní základní složky pro výrobu hotových komerčních olejů. Jednou z nejdůležitějších charakteristik základových olejů je viskozitní index (VI), který charakterizuje stabilitu viskozity oleje v závislosti na teplotě. Čím vyšší je VI, tím je olej tepelně stabilnější, tím menší je změna jeho viskozity.

Druhy základových olejů
Základové oleje se podle obecně uznávané klasifikace API dělí do 5 hlavních skupin. Oleje první, druhé a třetí skupiny se vyrábějí z ropy, čtvrtá a pátá jsou chemicky syntetizovány. Syntetické oleje zahrnují oleje skupin 3, 4 a 5.

Skupina 1: minerální oleje obsahující méně než 90 % nasycených uhlovodíků a mající index viskozity v oblasti 90.
Skupina 2: minerální oleje se zvýšeným množstvím nasycených uhlovodíků a viskozitním indexem asi 100.
Skupina 3: minerální oleje, které prošly procesem katalytického hydrokrakování. Obsahují více než 90 % nasycených uhlovodíků a mají index viskozity asi 140-150.
Skupina 4: plně syntetické základové oleje na bázi polyalfaolefinů (PAO) s indexem viskozity asi 130.
Skupina 5: plně syntetické základové oleje, které z toho či onoho důvodu nespadají do předchozích skupin. Do této skupiny patří základové oleje na bázi esterů, komplexních alkoholů atd.

Minerální Oleje se získávají jako výsledek hluboké rafinace ropy, mají stabilní vlastnosti, dobré mazací vlastnosti a mají vysokou rozpustnost přísad. Minerální oleje však mají nízkou tepelnou stabilitu a jejich vlastnosti jsou vysoce závislé na teplotě.

PolosyntetickýPolosyntetické oleje jsou v podstatě minerální oleje, jejichž výkonnostní vlastnosti byly zlepšeny přidáním až třiceti procent syntetických olejů třetí nebo mnohem méně často čtvrté skupiny.

Hydrokrakování Oleje třetí skupiny jsou klasifikovány jako syntetické oleje, ačkoli jsou vyráběny z ropy. Během procesu katalytického hydrokrakování procházejí základní minerální oleje řadou chemických reakcí, které významně mění molekulární strukturu oleje a jeho vlastnosti. V důsledku chemického působení se z minerálního oleje odstraní sloučeniny dusíku a síry a jeho molekulární mřížka se narovná a vyčistí. V důsledku změny molekulární struktury se hydrokrakovací olej souborem charakteristik co nejvíce přibližuje chemicky syntetizovaným olejům a v řadě parametrů je předčí, přičemž si zachovává všechny přednosti minerálních olejů – vysokou rozpustnost aditiv a dobré mazací vlastnosti.

Většina dnešních syntetických olejů jsou hydrokrakové oleje. Včetně olejů s nejnáročnější homologací VW 504/507, která zajišťuje servisní intervaly až 40 tisíc kilometrů.

Oleje skupiny 4 a 5 jsou chemicky syntetizované „neropné“ základové oleje. Plně syntetické základové oleje se vyznačují velmi vysokou tepelnou stabilitou, vysokou tekutostí a penetrační schopností při teplotách pod nulou, dobrými antioxidačními vlastnostmi, nízkou těkavostí a spotřebou spalováním.

Syntetické základové oleje však mají dvě zásadní nevýhody: nízkou mazací schopnost a nízkou rozpustnost aditiv. Pro zajištění dobrých mazacích vlastností a hlavně rozpustnosti aditiv se do komerčních „plně syntetických“ olejů přidávají oleje první, druhé nebo třetí skupiny.

Pokud jsou tedy „plně syntetický“ a polosyntetický olej směsí syntetických a minerálních základových olejů, jaký je tedy rozdíl? Hlavní rozdíl je v poměrech složek finálního základového oleje, protože 80/20 není totéž co 20/80. Kromě toho mohou být „plně syntetické“ oleje vyrobeny ze směsi olejů čtvrté a třetí skupiny a polosyntetické oleje ze směsi olejů druhé a třetí skupiny.

Dnes mají nejlepší výkonnostní vlastnosti oleje vytvořené na směsi základových olejů třetí, čtvrté nebo páté skupiny. Takové oleje mají dobré mazací a antioxidační vlastnosti, aditivní rozpustnost, vysokou tepelnou stabilitu a nízkou spotřebu vyhoření. Syntetické oleje také využívají pokročilejší a modernější balíčky aditiv.

Můžete dát syntetický olej do starého auta?

Existuje názor, že je nežádoucí používat syntetické oleje ve starých autech, zejména pokud byl dříve použit polosyntetický nebo minerální olej. Hlavním argumentem je, že „vyteče ze všech trhlin“. Tento mýtus je částečně pravdivý, ale pouze v jednom případě.

Pokud byl do motoru po dlouhou dobu naléván dříve nekvalitní olej, byly porušeny intervaly jeho výměny a motor byl zevnitř pokryt koksem, pak často již „unavená“ těsnění a těsnění neprosakují pouze kvůli jejich koksování. V tomto případě začnou těsnění a těsnění po nějaké době prosakovat při přechodu na vysoce kvalitní olej s dobrými čisticími vlastnostmi, bez ohledu na stupeň jeho „syntetičnosti“.

Dalším oblíbeným argumentem je, že syntetické oleje jsou řidší.
Plně syntetické oleje vytvořené na bázi základových olejů skupiny IV mají skutečně lepší tekutost a jsou poněkud agresivnější vůči pryžovým těsněním motoru než dokonce hydrokrakovací syntetické oleje. Časté jsou případy, kdy po přechodu z vysoce kvalitního hydrokrakovacího oleje na olej PAO začnou těsnění a těsnění trochu „prosakovat“. Viskozita polosyntetického oleje 10W-40 při provozní teplotě je stejná jako u syntetického oleje 0W-40 nebo 5W-40.

Obecně platí, že pokud byl do motoru nalit vysoce kvalitní polosyntetický olej, nebyly porušeny intervaly výměny, motor je uvnitř čistý, pak nebude mít přechod na syntetický olej žádné negativní důsledky za předpokladu, že budou dodržena doporučení pro viskozitu a tolerance.

V předchozím článku jsme diskutovali o různých skupinách základových olejů. Jak vám ale tyto informace mohou pomoci při výběru motorového oleje pro váš vůz? Za tímto účelem zvážíme rozdíly mezi minerálními motorovými oleji (1, 2, 3 skupiny) a syntetickými (4, 5 skupin). Minerální báze je obrovské množství různých molekul. Obsahuje velké množství různých látek: parafíny, isoparafiny, nafteny, aromatické kruhy, benzenové kruhy atd. Aby byla tato báze vhodná jako lubrikant, je třeba ji nejprve zpracovat (vyčistit). Syntetický základ je zase maximálně homogenní, protože typ molekuly se určuje během syntézy. Takový základ nevyžaduje zpracování a jeho vlastnosti jsou maximálně srozumitelné a předvídatelné. Vizuálně to vypadá asi takto:
Obecně existuje teoretická možnost čištění minerální báze do úplné homogenity molekul. Ale to není komerčně životaschopné, protože jeho potenciální náklady jsou pro konečný výsledek neúnosné. Podívejme se blíže na to, jakému zpracování minerální báze prochází a proč není potřeba pro syntetickou.

Ošetření na bázi minerálního oleje

1. Vakuová destilace.

Určuje viskozitu, bod vzplanutí a teplotní stabilitu oleje. V podstatě existuje proces výběru molekul s požadovanou molekulovou hmotností. V tomto případě se při vytváření syntetického oleje dosahuje požadované molekulové hmotnosti prodloužením reakční doby a je zahrnuta do procesu předem.

2. Selektivní čištění

Extrakce rozpouštědlem, která odstraňuje nežádoucí aromatické složky a zlepšuje odolnost báze proti oxidaci. Syntetický olej je zbaven zbytečných aromatických látek hned od svého vzniku.

3. Rozpouštědlové odparafinování

Zlepšuje bod tuhnutí odstraněním voskových molekul. Syntetická báze je bez takových molekul bezprostředně během syntézy.

4. Hydrorafinace

Rozbití slabých dvojných uhlíkových vazeb a odstranění významné části sloučenin dusíku a síry. V případě olejů skupiny 2 a 3 se tento proces nazývá hydrokrakování. Hydrokrakování také pomáhá odstranit většinu sloučenin dusíku a síry a rozbíjí dvojné vazby a naftenové kruhy. Protože olej na bázi polyalfaolefinů zpočátku takové složky neobsahuje, není pro takový olej také nutné hydrokrakování.

Výhody PAO Base

Protože molekuly báze PAO jsou zpočátku identické a mají dané vlastnosti, můžeme zdůraznit řadu výhod takové báze:

1. Vysoký viskozitní index

Ideální motorový olej by měl stejnou viskozitu při všech teplotách. Bohužel to není možné, ale je možné měřit odolnost oleje vůči změnám viskozity pomocí konceptu indexu viskozity (VI). Viskozitní index je rozdíl ve viskozitě oleje při vysokých a nízkých teplotách. Čím menší je rozdíl, tím vyšší je viskozitní index, tím stabilněji se olej chová. Typicky je IV skupin 1 a 2 přibližně 80-120. Index VI skupiny 3 (hydrokrakování) je vyšší než 120. Index VI olejů PAO je 160-220.

2. Lepší smyková odolnost

Stabilita ve smyku je nezávislá na olejové bázi. Aby však bylo dosaženo požadovaných ukazatelů, musí výrobce do olejů skupin 1, 2 a 3 přidat speciální přísady. Jedná se o dlouhé polymerní řetězce, které se mohou snadno rozpadnout a snížit tak stabilitu ve smyku během provozu. PAO neobsahuje polymerní zahušťovadla, což zlepšuje stabilitu ve smyku.

3. Nízké odpařování

4. Vysoký bod vzplanutí a nízký bod tuhnutí

Minerální báze obsahují mnoho molekul s různou hmotností a různými vlastnostmi. V bázi PAO má většina molekul stejnou hmotnost a vlastnosti. PAO tedy neobsahuje krátké a lehké molekuly uhlovodíků. Jsou to molekuly s malým počtem atomů uhlíku. Čím kratší je molekula, tím je náchylnější k blikání a vypařování. A také neexistují žádné dlouhé a těžké molekuly. Čím delší je molekula ve složení, tím rychleji základový olej zmrzne.

5. Lepší odolnost proti oxidaci

PAO báze obsahuje velmi málo molekul s dvojnými uhlíkovými vazbami. Žádné sloučeniny dusíku, síry, aromatických kruhů atd. Molekuly PAO tedy zpočátku, když jsou vytvořeny, mají dobrou odolnost proti oxidaci, díky čemuž je tato báze mnohem stabilnější. než základ vyrobený z přírodních surovin.

6. Vyšší koeficient adheze molekul

Protože všechny molekuly jsou stejně velké, je vnitřní tření těchto molekul menší.

Jaké jsou nevýhody PAO bází?

Ale přes všechny své výhody má PAO Base i své nevýhody.

1. Špatná rozpustnost

2. Špatná polarita

Protože minerální základový olej je v podstatě směsí různých látek, polární molekuly, které obsahuje, pomáhají takovému oleji rozpouštět přísady. V PAO bázi nejsou molekuly polární, proto se přísady v takové bázi velmi špatně rozpouštějí. Tento problém lze snadno vyřešit přidáním nějaké esterové báze (skupina 5) k PAO. Obvykle stačí 5-10% esterů, aby se aditiva dobře a spolehlivě rozpustila v základu a olej spolehlivě přilnul k povrchům motoru.