Mazací oleje

Co se skrývá pod názvem maziva?

Maziva mohou být látky jakéhokoliv skupenství. Hlavním úkolem maziva je snižování tření v místech dotyku dvou těles v relativním pohybu. Praxe však má na mazivo i celou řadu dalších požadavků. Vedle snižování opotřebení je to zabezpečení odvodu tepla, zbavování třecí plochy nečistot, ochrana kovové plochy před korozí a dotěsňování mazaných ploch.

Současná praxe však na mazivu také vyžaduje, aby bylo možné jeho použití např. jako elektroizolačního prostředku, k tlumení rázů, zprostředkování přenosu síly atd.

Maziva se rozlišují dle druhů, vlastností a dle schopnosti vykonávat potřebnou funkci. Obvykle se vyskytují v následujících skupenstvích:

  • tekutá maziva (mazací oleje, obráběcí kapaliny)
  • plastická maziva (mazací tuky)
  • pevná maziva (např. grafit, MoS2)
  • plynná maziva (např. i vzduch).

Při svém působení jsou maziva vystavována především následujícím vlivům:

  • mechanickému namáhání (tlak a napětí na mazaném místě)
  • teplotnímu namáhání – přívod nebo odvod tepla
  • chemickým namáháním, zejména stykem s dalšími látkami - plyny, palivy, povrchy mazaných ploch, těsněním atd.; v nemalé míře jsou vystaveny prostředí, ve kterém pracují (např. vzduch, různé plyny, voda, vlhký vzduch).

Převážná část maziv je vyráběna petrolejářským a petrochemickým průmyslem.

Tekutá maziva

Tekutá maziva jsou nejvíce používanými mazivy v praxi. Reprezentují především minerální (ropné) oleje, syntetické oleje a v menší míře i oleje rostlinného, resp. živočišného původu.

Principielně se mazací oleje skládají ze základových olejů, převážně s přídavkem různých přísad (aditiv).

Aditiva

Zvýšení mazací schopnosti maziva, kdy přirozené mazivostní schopnosti základových olejů jsou doplňovány speciálními přísadami jak pro nízké, tak i vysoké tlaky, tzv. EP přísady.

Ochrana mazaných povrchů proti korozi, kdy hlavními aktéry koroze jsou voda a vzduch a někdy i některé mazivostní přísady a z nich vznikající produkty při mazání v obtížných podmínkách. Správná volba protikorozních přísad je proto velmi důležitá, zejména jak pro stroje, tak i skladování mazaných povrchů.

Ochrana proti stárnutí maziva. Pohybem a třením je zařízení v provozu zahříváno, ve spalovacích motorech nejvíce. Je proto nutné, aby byl olej pro tyto co nejpečlivěji vybírán a byl aditivován antioxidační přísadou inhibující oxidační napadení základového oleje. Správná aditivace podstatně prodlužuje funkčnost a celkovou životnost oleje.

Zlepšení detergentních vlastností. Pokud dojde k vytvoření pevných částic, obvykle ve formě pevných zplodin oxidace, karbonu, opotřebení je nutno aditivovat přísadami, propůjčujícími oleji detergentní a dispersní vlastnosti, tj. minimalizace velikosti částic, zabránění jejich sedimentaci a tvorby úsad na povrchu mazaných předmětů.

Ochrana těsnících materiálů, spojovacích hadic a samotného zařízení před nežádoucími účinky oleje.

Dále je možné aditivací upravit viskozitu základových olejů a jejich viskozitně teplotní závislosti. Správná viskozita patří mezi nejdůležitější parametry oleje a má zásadní vliv na kvalitu mazání.

Jak správně vybrat motorový olej?

Výrobce automobilu definuje druh předepsaného oleje pomocí mezinárodní výkonnostní specifikace oleje, např. A3/B3. Dále výrobci motorů předepisují oleje také dle vlastních norem, nejčastěji u osobních automobilů VW, MB. Proto hlavní zásadou při výběru motorového oleje je řídit se pokyny výrobce automobilu, obsaženými v příručce u každého vozidla.

Žádný výrobce nemůže doporučovat určitou obchodní značku oleje. U doporučených olejů jsou určeny výměnné lhůty. Pro oleje stejné výkonnostní specifikace je doporučena stejná výměnná lhůta. Pro benzinové motory většinou 15 000 km pro osobní dieselové motory většinou mezi 10 – 15 000 km. Výrobce automobilu doporučuje i viskozitní specifikaci, např. 10W/40. Pokud olej splňuje výkonnostní a viskozitní specifikaci (nebo specifikace vyšší) je možno ho použít. Vyšší výkonnostní úroveň nevadí, avšak mnoho nepřinese, ale je dražší. Pokud se mění olej nízké výkonnostní specifikace za olej nový s vysokou výkonností, je nutné u první výměny podstatně zkrátit výměnnou lhůtu. Jsou vymývány úsady, může dojít k zalepení filtru a zadření motoru.

Vyhněte se míchání minerálních (ropných olejů, např. 15W-40,20W-30,40) s oleji syntetickými.

Výkonové specifikace mezinárodní a firemní jsou hlavním měřítkem výkonových vlastností a při výběru motorových olejů je nutné je vždy dodržet a trvat na nich i při výměně v servisech. Viskozitní klasifikace dle SAE není hlavním měřítkem kvality. Hovoří pouze o tekutosti za určitých předpisem stanovených teplot. Na viskozitní třídu nemá přímou návaznost druh základového oleje.

Viskozita

Viskozita je jednou z nejdůležitějších vlastností tekutých maziv. Je mírou vnitřního tření v tekutině. Určuje tvorbu tření a tím i mazání, únosnost mazacího filmu, těsnící schopnost oleje, jejich tekutost a čerpatelnost aj. Kinematická viskozita, která se běžně při mazání uvádí, byla dříve udávána v jednotkách cSt (centiStokes), nyní pouze v rozměru mm2/s. Dynamická viskozita se uvádí při stanovení viskozity za nízkých teplot v mPas.

Viskozita maziva má zásadní vliv na průběh mazání. Má-li mazivo nízkou viskozitu, dochází k vytlačování maziva z mazacího prostoru, a tím ke zmenšení mazacího filmu, což způsobuje špatné mazání. To může vést k poškození mazaných ploch. Mazivo s vysokou viskozitou se dostává hůře do mazacího prostoru, a tím dochází k nedostatečnému mazání. Vysoká viskozita způsobuje velké pasivní odpory, což může vést k ekonomickým ztrátám. Viskozita olejů se mění se změnou teploty a stářím maziva. S rostoucí teplotou klesá. Rozmezí hodnot viskozit je v praxi udáváno tzv. viskozitní třídou. Viskozitní třídy mazacích olejů jsou standardizovány a slouží k základní charakteristice olejů stejně tak jako změna viskozity s teplotou, jak bude uvedeno u jednotlivých typů olejů. Oleje jsou dle viskozity zařazovány do tzv. viskozitních tříd, které udávají rozmezí viskozity při stanovené teplotě. Tyto třídy jsou standardizovány a slouží k základní charakteristice olejů.

Viskozitní index

Hodnota viskozitního indexu udává závislost změny viskozity na teplotě. Viskozitní index je udáván v jednotkách VI a stanovuje změnu závislosti na teplotě. Dobré mazání je podmíněno co nejmenší změnou viskozity na teplotě. Čím je viskozitní index vyšší, tím je závislost viskozity na teplotě nižší, což je velmi žádoucí.

Základové oleje

Většina základních vlastností tekutého maziva (oleje) je dána především vlastnostmi základových olejů. Základové oleje mohou být na minerální (ropné), syntetické, nebo rostlinné bázi. Převážná část základových olejů byla v nedávné době na ropné bázi a potřebné důležité vlastnosti, jako je složení oleje a z toho vyplývající viskozita, nízkotepelné vlastnosti, odpařivost atd., jsou získávány v rafinériích rafinačními postupy, které umožňují dosažení potřebných vlastností hotového oleje. Je to především tzv. extrakční rafinace, kdy selektivním působením vhodného rozpouštědla se ze základní ropné suroviny odstraní nežádoucí látky zhoršující kvalitu oleje. Takto vyrobených selektivních rafinátů se používá cca 50 % i do dnes vyráběných olejů, i když jejich používání stále klesá. V současné době je extrakční rafinace nahrazována progresivnějším způsobem rafinace, tzv. hydrokrakováním, které probíhá při cca 400 °C a při vysokém tlaku vodíku. Dochází k novému rozdělení molekul a základové oleje takto vyrobené mají velmi nízký obsah aromátů a téměř jsou odstraněny síra a dusík. Je dosahováno vysokých viskozitních indexů, a tím i nízké závislosti viskozity na teplotě. Jsou definovány jako hydrokrakáty. U všech rafinátů je provedena dodatečná úprava dorafinováním, event. dodatečným destilačním rozdělením.

Stále více se v tekutých mazivech prosazují tzv. syntetické oleje, i když hydrokrakáty jsou dnes již tak kvalitní, že se používají jako náhrady syntetických olejů. Jsou-li vybaveny účinnými zušlechťujícími přísadami, jsou schopny zabezpečit mazání i jiné úkoly v širokém aplikačním rozmezí. Syntetické oleje dle složení mají některé vlastnosti výhodnější. Je to především vysoká oxidační stabilita, nízká odpařivost a vysoký viskozitní index, což umožňuje mazání ve velmi širokém teplotním rozmezí při velmi nízkých i vysokých teplotách a při menším nebezpečí samovznícení maziva. Nejpoužívanějšími typy syntetických olejů jsou polymery alkenů (polyalfaolefiny - PAO) a alkylestery karbonových kyselin (esterové oleje).

Pro lepší orientaci v základových olejích byly tyto rozděleny dle kvality do 5ti skupin, dle obsahu síry, nasycených uhlovodíků a hodnoty viskozitního indexu – viz tabulka:

Viskozitní třída SAE Vlastnosti za nízkých teplot Vlastnosti za vysokých teplot
Dynamická viskozita Čerpatelnost Kinem. viskozita při 100 °C HTHSV 
(mPa.s) max. při °C (mPa.s) max. při °C * min. (mm2.s-1)
max. (mm2.s-1)		 min.(mPa.s)
při 150°C
0W  6 200 -35 60 000 -40 3,8 - -
5W  6 600 -30 60 000 -35 3,8 - -
10W  7 000 -25 60 000 -30 4,1 - -
15W  7 000 -20 60 000 -25 5,6 - -
20W  9 500 -15 60 000 -20 5,6 - -
25W  13 000 -10 60 000 -15 9,3 - -
8 - -     4 < 6,1 1,7
12 - -     5 < 7,1 2
16 - -     6,1 < 8,2 2,3
20 - -     6,9 < 9,3  2,6
30 - -     9,3 < 12,5  2,9
40 a) - -     12,5 < 16,3  3,5
40 b) - -     12,5 < 16,3  3,7
50 - -     16,3 < 21,9  3,7
60 - -     21,9 < 26,1  3,7

a) 0W-40, 5W-40 a 10W-40

b) 15W-40, 20W-40, 25W-40 a 40

* hraniční teplota čerpatelnosti

Ostatní syntetické oleje (estery, polyetéry, polyglykoly atd.)

Hydrokrakáty jsou dnes již tak kvalitní, že se používají jako rovnocenné náhrady syntetických olejů, zejména polyalfaolefinů (PAO). Kapalná maziva jsou dnes hlavními reprezentanty celého sortimentu mazacích olejů, které se rozdělují především na průmyslové a automobilové oleje. Pod souhrnným názvem „průmyslové oleje“ rozumíme velkou skupinu mazacích olejů, které se v širokém rozsahu uplatňují při mazání strojů a zařízení provozovaných v průmyslu, energetice, těžebním průmyslu, ve stavebnictví, zemědělství apod. Dělí se do několika hlavních podskupin.

Názvy těchto podskupin vycházejí převážně z použití těchto olejů:

  • oleje strojní (ložiskové)
  • turbínové
  • kompresorové včetně chladících kompresorů
  • hydraulické,
  • převodové pro průmyslové převody
  • válcové pro kluzná vedení, obrábění a různé specifické účely.

Jsou vyráběny jak z ropných rafinátů, převážně hydrokrakátů, tak i z čistých syntetických olejů. Jsou vybaveny potřebnými přísadami.

Průmyslové oleje

Průmyslové oleje se klasifikují podle viskozitních tříd a výkonových norem. Viskozitní třídy dle ISO VG udávají střední hodnotu viskozity v mm2/s při 40 °C. Před tímto číslem je obvykle písmenný kód, který charakterizuje viskozitu oleje dle standardu ISO VG. Např. ISO VG 2-nejnižší viskozitní třída, má viskozitní rozpětí 1,98 – 2,42 mm2/s při 40 °C, ISO VG 1500, nejvyšší viskozitní třída, má viskozitní rozpětí 1350 – 1650 mm2/s při 40 °C. Nejčastěji se viskozity pohybují ve třídách ISO VG 10, 15, 22, 32, 46, 68, 100.

Automobilové oleje

Tuto skupinu tvoří oleje pro vznětové, zážehové a plynové motory, motocyklové oleje pro dvoutakty a čtyřtakty, převodové oleje, tlumičové oleje. Nejčastěji se jedná o oleje na bázi syntetické a vysoce rafinovaných hydrokrakátů.

Pro použití je z fyzikálních vlastností nejdůležitější viskozita a její změna s teplotou. Pro charakteristiku viskozitních vlastností motorových olejů se používá specifikace podle SAE (Society of Automotive Engineers USA ). Pro klasifikaci olejů je používáno 6 zimních tříd, značených číslem W (Winter) – 0W, 5W, 10W, 15W, 20W, 25W, a letní třídy značené čísly 20, 30, 40, 50, 60. Hodnota zimního značení určuje chování olejů při nízkých teplotách, viskozitu jejich čerpatelnosti 60 000 mPas. Např. 5W max. při -35 °C, 10W při -30 °C, 15W při -25 °C. Kinematické viskozity při 100 °C pak jsou u SAE 20 5,6 až 9,3, u SAE 30 9,3 až 12,5, u SAE 40 12,5 až 16,3 mm2/s. Pokud je použito kombinace letní a zimní třídy, např. 10W-40, jedná se o tzv. multigrádový celoroční olej s odpovídajícími viskozitami jak při nízkých, tak i vysokých teplotách.

Převodové oleje

Převodové oleje jsou udávány ve třídách SAE 75, 80, 90, 140 dle separátního standardu. Oleje značené číslem W mají zaručeny potřebné nízkoteplotní vlastnosti.

Výkonostní třída

Vedle viskozitní specifikace se pro charakteristiku motorových olejů a převodových olejů používá i výkonnostní třída. Výkonnostní třída určuje, jaké zatížení je olej schopen snášet, aniž by se zhoršovala jeho funkce. Jsou rozděleny dle výkonnostní třídy dle americké normy API (American Petroleum Institute) nebo dle evropské normy ACEA (Association des Constructeurs Européens d´Automobiles). Také výrobci automobilů vyžadují, aby olej použitý pro mazání motoru, resp. převodů, vyhovoval některé výkonnostní třídě ACEA/API, nebo výkonnostní třídě, kterou si sám definuje. Nejznámější jsou následující normy: VW 500.00 (ACEA A3-96), VW 505 (ACEA B 96), MB 228.1 (ACEA E2-96), MB 228.3 (ACEA E3-96).

Klasifikace API rozlišuje motorové oleje podle použití pro zážehové motory, které označuje písmenem ,,S“, a vznětové motory, označené písmenem ,,C“. Většina olejů je použitelná pro oba typy motorů a pak se značí kombinací obou písmen S/C. K základnímu písmenu S a C se přidává písmeno další, např. SD, resp. CD. Druhá písmena charakterizují výkonnost oleje a jsou charakteristická pro její specifikaci. Čím vyšší písmeno dle abecedního pořádku, tím vyšší výkonnost oleje. Současné době nejnovější specifikace jsou SM, SL pro benzinové motory a CI.-4 pro vznětové motory. Písmenné značení je ještě doplňováno čísly.

Klasifikace ACEA dělí motorové oleje do 3 skupin: ,,A“ oleje pro benzinové motory, „B“ oleje pro diesel motory osobních a lehkých užitkových vozidel a dodávek, ,,E“ pro vysoce výkonné a zatěžované motory a ,,C“ pro benzinové a diesel motory osazené filtry pro zachycování částic, resp. katalyzátory.

Svoji vlastní specifikaci mají zážehové dvoutaktní motory API TA, TB, TC a JASO FA, FB. FC.

Ke stažení

Plastická maziva

Obvykle se používají v případech, kdy není vhodné, nebo možné použít mazací oleje.

Jsou složena ze základového oleje, aditiv a zpevňovadla. Zpevňovadlo vytváří mřížkovou strukturu, jejíž prostor je vyplněn olejem, který je v průběhu mazání uvolňován mezi mazané plochy. Dělí se na maziva víceúčelová, maziva pro vysoké teploty, polotuhá maziva pro převody, bentonitová maziva a další.

Klasifikace a specifikace plastických maziv je založena především na jejich konzistenci, která se stanovuje velikostí penetrace normalizovaného kužele do plastického maziva za daných podmínek. Stupně konzistence se uvádí dle NLGI (National Lubricating Grease Institute) od tekutých ,, 000“, až po velmi tuhé 85-115.

Podrobněji je klasifikace rozpracovaná v ISO 6743/9.

Pevná maziva

Některé chemické látky jsou schopny vytvářet na povrchu mazaných ploch svojí adhezí vrstvy s vynikajícími mazacími vlastnostmi. Jsou aplikovány ve formě šupinek nebo prášků. Pro dobré zakotvení na povrchu mazaných ploch se velmi často využívá jejich disperze v nosičích, jako je minerální olej nebo plastické mazivo.

Mezi nejznámější a nejúčinnější patří uhlík ve formě grafitu a sirník molybdeničitý, kde hraje svoji roli i jeho reakce s povrchem mazaného místa.

Plynná maziva

Plynná maziva mezi které patří i vzduch nejsou příliš frekventovaná. Využívá se jich především pro mazání vysokorychlostních ložisek a o jejich přesné aplikaci je málo informací.

Bezpečné zacházení s mazivy

Při práci s mazivy nesmíme zapomínat, že se jedná o chemické látky, u nichž je třeba znát jejich nebezpečnost jak při manipulaci s nimi (hořlavost, výbušnost), tak i případné dopady na lidské zdraví a životní prostředí. Jak tyto nepříznivé dopady poznat, klasifikovat a definovat způsob ochrany při jejich výrobě, prodeji a používání je uvedeno v zákonu č. 360/2010 Sb. Každý výrobek, který má nebezpečné vlastnosti, musí být vybaven tzv. Bezpečnostním listem, který obsahuje všechny potřebné informace. Dodavatel, resp. distributor, musí při prodeji tento Bezpečnostní list kupujícímu předat, resp. doložitelně informovat o možnosti jeho získání na webových stránkách dodavatele.

Základové oleje a přísady, resp. jejich komponenty jsou chemické látky a podléhají registraci dle Nařízeni EU 1907/2006 o registraci, hodnocení, povolování a omezování chemických látek, tzv. REACH. Chemické látky, které nejsou dle pravidel REACH zaregistrovány ani přeregistrovány, není povoleno uvádět na trh. V případě nedodržení odpovídajících předpisů hrozí nebezpečí vysokých pokut.