Použitého motorového oleja Shell Helix HX7; SAE 10W/40 z vozidla Subaru Impreza WRX

Transcript

1 Ing. Miroslav MARKO, PhD. Lipová 521/3, Podbreziny, Liptovský Mikuláš Certifikovaný Tribotechnik II. Akadémia ozbrojených síl, gen. M.R.Štefánika, Liptovský Mikuláš, P.O.BOX 45., Katedra strojárstva, mobil.: , mikro_makro@pobox.sk, miroslav.marko@aos.sk Číslo: L007/2011 ODBORNÝ POSUDOK Použitého motorového oleja Shell Helix HX7; SAE 10W/40 z vozidla Subaru Impreza WRX Liptovský Mikuláš

2 Odborný posudok je spracovaný pre: Ing. Tomáša Hološa, Smrečany; pre IMPA Liptovský Mikuláš, s.r.o., ul. 1. mája 3528, Liptovský Mikuláš V Liptovskom Mikuláši, Číslo: L007/2011 Ing. Miroslav MARKO, PhD., certifikovaný Tribotechnik II Číslo certifikátu: L007/ 2011 (Príloha č.4) Číslo certifikačného preukazu: L007/ 2011 (Príloha č.5) Overenie spôsobilosti: Certifikačný orgán pre certifikáciu personálu v technickej diagnostike, COPT TD, Vihorlatská 8, Nitra Člen výboru Slovenskej Spoločnosti pre Tribológiu a Tribotechniku (SSTT), Koceľova č.15, Bratislava 2

3 Hodnotenie motorového oleja Shell Helix HX7; M7AD; Semisyntetický; SAE 10W/40 ( Pozn. - v ďalšom: MO-motorový olej; MS-mazacia sústava) 1. Relevantné údaje a materiál 1.1 Merané motorové oleje (referenčný/použitý) Referenčný motorový olej Shell HX7; SAE 10W-40 SHELL HELIX HX7 10W-40 je čiastočne syntetický motorový olej, poskytuje výnimočné čistiace vlastnosti vďaka špeciálnym čistiacim prísadám, ktoré sa vyznačujú vynikajúcou schopnosťou udržať motor v čistote a odstraňujú i dlhodobo usadené škodlivé nečistoty a usadeniny. Základová zložka obsahuje jedinečný syntetický olejový základ Shell XHVI, ktorý je doplnený systémom vybraných aditív. Pri používaní tohto motorového oleja je motor chránený aj pri studených štartoch, je vhodný pre prevádzku katalyzátora. Je olejom pre osobné a ľahké úžitkové vozidlá všetkých výrobcov strednej kategórie. Zabezpečuje dokonalé mazanie za ťažkých prevádzkových podmienok. Spĺňa špecifikácie: API SM/CF; ACEA A3/B4; VW /505.00; JASO SG+; MB-Approval 229.1; Meets requirements of Fiat SG; Renault RN 0700 (Náhrada za Shell helix plus) Špecifikácia API SM je plne porovnateľná so špecifikáciou ILSAC GF4. Referenčná vzorka dodaného motorového oleja bola neotvorená v originálnom balení s dátumom plnenia Čírej, žltohnedej farby. Pri manipulácii dochádzalo k miernemu napeňovaniu vzorky, doba trvania bubliniek cca. do 7 minút (v kľudovom stave vzorky). Porovnávanie použitého MO bolo vykonané k dodanej vzorke relevantného MO o rovnakej viskozite, v meraniach bude uvádzaný ako refernčný. 3

4 Použitý motorový olej Shell HX7; SAE 10W-40 Vzorka použitého motorového oleja bola vo vozidle Subaru Impreza WRX cca km. 1.2 Údaje dodané prevádzkovateľom vozidla Subaru Impreza WRX Sport Wagon - Prevádzkové zaťaženie motorového oleja: 60% prevádzka typu Go-Stop 40% dlhé jazdy - Vozidlo malo pri odbere vzorky motorového oleja najazdené: km - Výkon motora o objeme cm 3 bol po úpravách zvýšený o 41 kw (zo 169 kw na 210 kw) - Rok výroby vozidla: Typ paliva: BA (benzín) - Viskozitná špecifikácia doporučená výrobcom vozidla: 4

5 1.3 Prostriedok merania MO: TRIBO I a parametre pre meranie. Kinematická viskozita: Meraná veličina: Čas [T] - 0 až 1800 sek. (± 2 sek.). Teplota [t] - 0 až 50 C (± 1 C). Celkové znečistenie: Meraná veličina: Prírastok kapacity [d] - 0 až 100 dielikov, možno stanoviť len pri negatívnom výsledku testu na prítomnosť vody. Obr. 1 Súprava TRIBO I Obr. 2 Meranie kinematickej viskozity Obr. 3 Meranie celkového znečistenia Obsah vody (paliva): Meraná veličina: Tlak [p] - 0 až 160 kpa (± 3 kpa), alebo kontrola tzv. prskacím testom a porovnaním so štandardom-kontrolným etalonom. Detergentno - disperzné vlastnosti a stupeň znečistenia: Informatívna skúška: Vizuálne hodnotenie tvaru, veľkosti a intenzity stmavnutia separačního filtra po nanesení kvapky oleja - porovnanie so štandardom-kontrolným etalonom. Stupeň znečistenia, informatívna skúška: Vizuálne hodnotenie tvaru, veľkosti a intenzity stmavnutia chromatografického papiera (membrány), po nanesení kvapky oleja - porovnanie so štandardom. Obr. 4 Obsah vody, paliva Obr. 5 Separačná membrána,detergentno disperzné vlastnosti Obr. 6 Separačný filter, stupeň znečistenia 5

6 2. Merania jednotlivých vlastností referenčnej a použitej vzorky motorového oleja typu M7AD; 10W Kinematická viskozita Referenčná-porovnávacia vzorka MO 10W/40 Kontrolovaná vzorka použitého MO 10W/40 REFERENČNÝ MO Shell HX7; 10W/40; ACEA A3/B4; API SM/CF VW / Meraný dňa: / teplota okolia t = 22-23ºC P.č. t [ C] T [ s ] 1. 22,5 96, ,7 95, ,0 97, ,0 95, ,9 95,4 Pozn.: Porovnávací nepoužitý MO. Mierny prejav stárnutia referenčného MO! Ø 22,82 96,12 Rozpätie pre výpočet ± 20% ± 20% <22,5;23,0>[t⁰C]/<95,6;97,7>[T/s] 100% = 96,12 / 20%=19,224 [T/s] +20%=115,344 [T/s] -20%= 76,896 [T/s] Ø 22,82 [t⁰c] POUŽITÝ MO Shell; 10W/40; Meraný dňa: / teplota okolia t = 22-23ºC P.č. t [ C] T [ s ] 1. 22,6 88, ,0 88, ,2 86, ,5 86, ,6 86,0 Pozn.: Pokles kinematickej viskozity použitého MO Ø 23,18 87,06 Rozpätie Porovnanie Ø stredu použitého MO voči ± 20% referenčného MO v % <22,6;23,6>[t⁰C]/<86,0;88,3>[T/s] Ø referenčný MO 96,12 [T/s]/22,82 [t⁰c] Ø použitý MO 87,06 [T/s]/23,18 [t⁰c] Pokles Ø použitého MO o 9,43%/Ø 23,00 [t⁰c] <22,82;23,18> [t⁰c] Pozn.: t - teplota meraného MO T - čas prietoku cez ø3 mm kalibrovanú trysku Referenčný MO Shell HX 10W-40 Použitý MO 10W-40 6

7 Čas T, [s] Diagram ka hodnotenia kinematickej viskozity Prevádzkové rozpätie ±20% z referenčnej vzorky - 96,12 [s] / 22,82 [ C] (20%=19,22 [s] / od 76,89 [s] do 115,34 [s] pri Ø 22,82[ C]) Referenčná vzorka MO 10W/40 *Ø 96,12 [s] / 22,82 [ C] Rozdiel teplôt 0,36 [ C] * * * * 115,34 +20% Referenčný MO Vzorka použitého MO 10W/40 Ø 87,06 [s] / 23,18 [ C] -20% 76, ,00 21,40 21,80 22,20 22,60 23,00 23,40 21,20 21,60 22,00 22,40 22,80 23,20 23,80 23,60 Použitý MO Teplota t [ºC] Pozn.: t - teplota meraného MO T - čas prietoku cez ø3 mm kalibrovanú trysku Čiastkový záver (kinematická viskozita): Interval pre použiteľnosť MO je ± 20% od stredu referenčnej vzorky. Priemer prietokového kruhového otvoru-kalibračnej konštanty = 3 mm. Rozhranie pre použiteľnosť je <76,8964'', 115,344'' pri t Ø teplote 22,82ºC>, rátané z Ø 96,12''/22,82ºC. Priemerná hodnota kinematickej viskozity nameranej u použitého motorového oleja je 87,06 [s] / 23,18[ºC], je pod strednou úrovňou priemeru referenčnej vzorky, čo je ztekutenie (zníženie kinematickej viskozity) o - 9,43%. Motorový olej : VYHOVUJE - s veľkou nrezervou pre ďalšiu prevádzku. 2.2 Celkové znečistenie (Príloha 1) Kontrola prístroja pred meraním Doplnková skúška ku kinematickej viskozite. Prevádzkový limit: max. 65 μa. Prechod prúdu u referenčného MO bol v rozpätí, rastra mikroampérmetra, bolo vykonaných 5 meraní prietoku prúdu cez meranú vzorku MO. Prechod prúdu u použitého MO sa nedal zistiť, pretože všetkých 5 meraní bolo cez hranicu maximálneho rastrovania stupnice prístroja. 7

8 Meranie prietoku μa cez MO Shell HX7, 10W-40/ A-Referenčný; B-Použitý Referenčný A. t I B. MO Shell [ C] [μa] 10W/ , Ø 61 Použitý MO 10W/40 t [ C] I [μa] 1. Cez max. rastráciu μa, ~110 μa 2. Cez max. rastráciu μa, ~110 μa 3. Cez max. rastráciu μa, ~110 μa 4. 22,5 Cez max. rastráciu μa, ~110 μa 5. Cez max. rastráciu μa, ~110 μa Ø Cez max. rastráciu μa, ~110 μa Aplikácia vzorky A Meranie B Čiastkový záver (celkové znečistenie): Horná prípustná hranica celkového znečistenia je 65 μa. Priemerná hodnota rozdielu celkového znečistenia sa nedá zistiť, skutočná hodnota celkového znečistenia sa touto metódou nedá kvantifikovať. Rastrovanie stupnice prístroja končí na hodnote 100 μa. Predpokladaná priemerná hodnota použitého MO je približne 110 μa. Celkový rozdiel medzi referenčným MO a použitým MO je približne 59 μa, čo je rozdiel medzi priemerom referenčného MO. Motorový olej : NEMERATEĽNÝ - približne na hornej hranici použiteľnosti. 2.3 Obsah vody, paliva (Príloha 2) Doplnková skúška ku kinematickej viskozite. Prevádzkový limit : max. 0,5% vody alebo max. 5% paliva vo vzorke meraného MO. a.referenčná vzorka b. Použity MO 1. meranie c. Použity MO 2. meranie d. Meranie e. Pre kontrolu hodnotenia prejavov meraných vzoriek MO bol na záver meraní aplikovaný do vzorky použitého MO rovnaký objem technického benzínu. Došlo k výraznému peneniu. 8

9 P.č. Vizuálne a sluchové prejavy ~ % vody Referenčná vzorka bola bez prejavov penenia a prskania, 0% vody/paliva. 1. Bez bubliniek. Bez zvukových prejavov. Jemné zadymenie. 0,1 % 2. Bez bubliniek. Bez zvukových prejavov. Jemné zadymenie. 0,1 % 3. Kontrola meraní prejavov meraných vzoriek: Do meranej vorky použitého Mo bol naformulovaný rovnaký objem technického benzínu. Počas zahrievania sa na povrchu objavilo veľké množstvo bubliniek, bublinky boli počas celého merania, až do odparenia celej naformulovanej vzorky. Zadymenie sa neobjavilo. Zadymenie sa objavuje po aplikácii aditivovaného benzínu (BA) vo vzorke. Čiastkový záver (obsah vody, paliva): Doplnková skúška ku kinematickej viskozite. Prípustná hranica % objemu vody je 0,5% a paliva do 5%. Meranie prskacím testom preukázalo % objemu vody a paliva 0,1%. Motorový olej : VYHOVUJE 2.4 Stupeň znečistenia (Príloha 3) Doplnková skúška ku kinematickej viskozite. Prevádzkový limit viď. vzorová stupnica: nevyhovuje stupeň 6, 8, 9. cez 5% (skutočne 50%) Foto separačného fltra Porovnávací etalon, viď príloha č.3 Foto separačného fltra Foto separačného fltra 9

10 MO Stupeň znečistenia Stupnica vzoru číslo 1. skúška Mierne znečistenie, intenzita stmavnutia nízka-okolo stredu, s bledými okrajmi, okraje sú čisté 2 bez výraznejších špicatých píkov 2. skúška Mierne znečistenie, intenzita stmavnutia nízka-okolo stredu, s bledými okrajmi, okraje sú čisté bez výraznejších špicatých píkov 2 Čiastkový záver (kvapková skúška, Príloha č.3) : Stupeň znečistenia a detergentno-disperzné vlastnosti boli porovnané s porovnávacím vzorom-etalonom a klasifikované stupňom č Záver Motorový olej : VYHOVUJE I keď kinematická viskozita klesla pod úroveň stredu referenčnej vzorky o 9,43% /Ø 23,00 [t⁰c], je v tolerančnom pásme ±20%, motorový olej je VHODNÝ pre ďašie použitie v motore vozidla. Zdôvodnenie: 3.1 Tribodiagnostický prostriedok, ktorým bola skúška vykonaná. Merania boli vykonané na jednotlivých častiach a prístrojoch súpravy TRIBO-I. Súprava TRIBO -1 (ďalej v texte skrátene- súprava ) je určená na hodnotenie zmien vybraných kvalitatívnych parametrov motorových a iných olejov typu M 6 AD, M 6 ADX, M 6 ADXS II, M7AD, M6W/20D, vo svojich dôsledkoch sa na nej môžu diagnostikovať motorové oleje základných viskozitných rád typu : M6, M7, M8 a monográdnych olejov rady M6. Súpravu je možné použiť i pri hodnotení akýchkoľvek iných mazacích olejov za predpokladu, že meranými parametrami možno kvalitu oleja ohodnotiť a že merané parametre sú pre daný druh oleja a typ motora alebo prevodového ústrojenstva špecifikované v ich medzných hodnotách. Výsledky získané meraním súboru parametrov informujú o zásadných zmenách vlastností maziva, ktoré súvisia so zmenami technického stavu príslušných mazacích ústrojenstiev a podmienkami prevádzky (tribotechnická diagnostika, tribológia - mazanie, trenie, opotrebenie). Výsledky získané meraním parametrov informujú o kvalite oleja - či je použiteľný pre ďalšiu prevádzku alebo je nutné olejovú náplň vymeniť a zabrániť tak ďalšej prevádzke za zhoršených alebo kritických podmienok mazania a ďalej o zmenách technického stavu niektorého z ústrojenstiev motora. Pri systematickom hodnotení kvality oleja sú výsledky podkladom k efektívnemu využívaniu mazív a vykonávania výmen olejovej náplne podľa skutočnej potreby. Pomôcky, prípravky a merací prístroj, ktoré sú predmetom súpravy umožňujú stanoviť kinematickú viskozitu, obsah látok nerozpustných v n-hexáne, prítomnosť a obsah vody, celkové znečistenie a detergentno - disperzné vlastnosti. Uvedené parametre informujú o zásadných zmenách technického stavu palivovej a chladiacej sústavy, čističov oleja a ďalej o výrazných zmenách podmienok prevádzky motora (zvýšené tepelné a oxidačné namáhanie oleja - prehrievanie motora). Súprava je diagnostickým prostriedkom. Je určená do prevádzkových podmienok a opráv techniky. Vlastná činnosť súvisiaca s meraním parametrov a vyhodnocovanie dosiahnutých 10

11 výsledkov sa vykonáva bez nárokov na zdroj energie pri pracovnej teplote prostredia od +15 až do +40 C Vyhodnotenie vzorky MO Shell Helix HX7; Semisyntetický; SAE 10W/40; API SM/CF; ACEA A3/B4; VW /505.00; JASO SG+; MB-Approval 229.1; Meets requirements of Fiat SG; Renault RN 0700; Spĺňa tiež špecifikáciu ILSAC GF4. Zadávateľ predložil cca. 1,0 l použitého MO a l,0 l referenčného MO z vozidla Subaru Impreza WRX sport Vagon, rok výroby 2006, kódové označenie: GD/GG-EJ25T. Objem motora horeuvedeného vozidla je cm 3, kde po úpravách bol výkon zvýšený zo 169 kw na 210 kw. Na vozidle bolo najazdených ~ km. Na motorovom oleji bolo najazdené ~4.500 km (udávaný priebeh km od: ~ do: ~ km). Prevádzkový priebeh km bol zo 60% typu GO-STOP a zo 40% dlhé jazdy po dialnici. Zadávateľ zadal požiadavku na zistenie stavu motorového oleja. Vizuálne hodnotenie meranej vzorky použitého MO: Predložená vzorka motorového oleja je tmavá-nepriehľadná, čiernej farby s miernym obsahom sadzí. Pri pohľade voči svetlu je viditeľný odlesk, čo svedčí o dobrej aditivačnej schopnosti motorového oleja. Nie je viditeľná separácia aditív vplyvom nitratačných a sulfatačných procesov spôsobených vodou, alebo zmeny vplyvom etylénglykolu. Pri manipulácii počas jednotlivých meraní vykazovala známky mierneho napeňovania s dobou popraskania bubliniek cca. do 5 minút.. Kinematická viskozita: meraný-použitý motorový olej Shell Helix HX7 10W/40: je z pohľadu kinematickej viskozity VYHOVUJÚCI. Kinematická viskozita je primárna a základná vlastnosť pre použiteľnosť motorového oleja v motore vozidla. Motorový olej je vyhovujúci v rozmedzí viskozity ±20% od hodnoty referenčnej vzorky a údajov výrobcu motorového oleja. Zistené hodnoty kinematickej viskozity použitého a referenčného motorového oleja, pre určenie použiteľného rozpätia od stredu ± 20%, boli v rozpätí: <86,00''-88,30'' pri ø t=23,18ºc>, kde priemerná hodnota bola 87,06''/23,18ºC, ktorá sa porovnala s hodnotami referenčného motorového oleja <95,6''-97,7'' pri ø t=22,82ºc>, kde priemerná hodnota bola 96,12''/22,82ºC a vypočítal sa interval použiteľnosti ±20% - stred: 96,12''; +20%: 115,344''; -20%: 76,896'' pri ø t=22,82ºc. Ako vidieť z nameraných hodnôt, kinematická viskozita použitého motorového oleja je 87,06''/23,18ºC, klesla o 9,43%/Ø 23,00⁰C od stredu referenčného motorového oleja 96,12''/22,82ºC. Ale je v prevádzkovom rozpätí, vypočítaného z referenčného oleja (+20%: 115,344''; -20%: 76,896'' pri ø t=22,82ºc). Ztekutenie motorového oleja bolo z prevádzkového hľadiska ovplyvnené: Veľmi miernym kondenzátom vody-počas vychladzovania motora po skončení prevádzky, ktorá sa nestihne odpariť vplyvom nízkych teplôt motorového oleja. Prevahou kratších jázd typu GO-STOP -kedy motor prevažne pracoval pod úrovňou pracovnej teploty, do 80⁰C chladiacej a mazacej sústavy motora, to znamená, častá prevádzka s tzv. studeným motorom,. V tomto režime vzniká veľké množstvo nespálených HC (uhľovodíkov- nespáleného paliva ), ktoré sa cez vôle okolo neuzamknutých krúžkov dostávajú do motorového oleja. V neposlednej miere má značný vplyv na stekuťovaie motorových olejov úprava riadiaceho procesora smerom k zvýšeniu výkonu (tzv. prečipovanie riadiacej mapy procesora zo 169 kw na 210 kw). Táto úprava má za následok nastrekovanie väčšieho množstva paliva do valcov. Pri takejto úprave sa z pohľadu tribodiagnostiky 11

12 odporúča znížiť normu životnosti MO o 30% až 70% bez ohľadu na druh použitého MO, štandardný/longlife. Všetko však záleží najmä na spôsobe prevádzky (jazda s mierne zošliapnutým plynovým pedálom, alebo jazda s plným zaťažením na plný plyn ; jazda s dlhými jazdami, alebo jazda typu GO-STOP ). Z pohľadu kinematickej viskozity, pri rovnakom type prevádzky môže zadávateľ jazdiť s týmto použitým motorovým olejom minimálne ďalších km (do kontroly najazdil ~4.500km, jedná sa o štandardný semisyntetický MO so strednou normou životnosti km/2 roky). Doplnková skúška celkového znečistenia: Meraný-použitý motorový olej Shell Helix HX7 10W/40: Touto METÓDOU SA NEDAL ZMERAŤ! Táto skúška skúma všetky degradačné (znehodnocujúce) činitele, ktoré sa dajú zistiť na základe zmeny vodivosti olejového filmu. Limitujúcou hodnotou pre použiteľnosť MO je 65 μa rozdielu od referenčnej vzorky. Meraná vzorka použitého motorového oleja mala vo všetkých piatich prípadoch hodnoty presahujúce raster stupnice a nárast hodnôt bol veľmi spontánny (odhadovaná veľkosť prietočnosti prúdu bola v Ø 110 µa, potom odhadovaný rozdiel by bol 59 µa, to je na hornej hranici použiteľnosti). Referenčná vzorka mala z piatich meraní Ø 61 µa. Výsledky meraní touto metódou poukazujú na to, že: Motorový olej obsahuje veľké množstvo degradačných činiteľov, ktoré spôsobujú zvýšený priechod prúdu cez motorový olej (ako napríklad: vysoko a nízkoteplotné kaly, voda, palivo, alebo kovové častice, ktoré ale vylučujem v takej veľkej miere, lebo sa neobjavili na separačných filtroch). Pri odbere vzorky mohli byť kontaminované obaly do ktorých bol MO nalievaný, látkami, ktoré zvyšujú prietočnosť prúdu cez vzorku MO. Doplnková skúška na prítomnosť vody, paliva: Meraný-použitý motorový olej Shell Helix HX7 10W/40: VYHOVUJE. Touto skúškou vykazuje použitý MO malú prítomnosť vody a nespálených zvyškov paliva, pri porovnaní ukazovateľov so stupnicou štandardu je v rozsahu do 0,1%. Prípustná hranica je 0,5% objemu vody a 5% objemu paliva v motorovom oleji pre použiteľnosť v prevádzke a táto hodnota nebola prekročená. Doplnková skúška na stupeň znečistenia: Na separačnom filtri, meraný-použitý motorový olej Shell Helix HX7 10W/40: VYHOVUJE-mierne znečistenie. Stupeň znečistenia: obidve skúšky boli vykonané kvapkovou metódou na separačnom filtri a porovnané so štandardom. Porovnávacou metódou pod lupou (zväčšenie 17 x) bol stanovený stupeň znečistenia č. 2, podľa porovnávacieho etalonu (Príloha 3). Povrch rozliatych skvapnutí použitého motorového oleja na separačných filtroch bol mierne čierny, intenzita stmavnutia nízka-okolo stredu a okraje škvŕn boli čisté, bez výraznejších špicatých píkovútvarov. Počas rozlievania kvapky motorového oleja po separačnom filtri od stredu k okrajom, je úsad kontinuálny a rovnomerný s bledými okrajmi. 12

13 ZHRNUTIE ZÁVERU. Vzhľadom k tomu, že pre použiteľnosť motorového oleja je rozhodujúca vlastnosť kinematická viskozita a s prihliadnutím k doplnkovým skúškam konštatujem, že použitý motorový Shell Helix HX7; Semisyntetický; SAE 10W/40; API SM/CF; ACEA A3/B4; VW /505.00; JASO SG+; MB-Approval 229.1; Meets requirements of Fiat SG; Renault RN 0700, použitý v motore vozidla Subaru Impreza WRX Sport Wagon, by bol schopný v hydrodynamickej mazacej sústave správne pracovať s adekvátnymi pracovnými tlakmi, ešte ďalších cca km pri rovnakom type prevádzky a ODPORÚČAM jeho ďalšie použitie. Po odpracovaní cca km až km vykonať tribodiagnostický rozbor MO. Norma životnosti tohto typu semisyntetického MO je km/2 roky. 13