Co potřebujete najít?

Doporučujeme

2499 2499 eni autol top 2000 10 400 g mazaci tuk ENI AUTOL TOP 2000 10X400G 149 Kč
1234 1234 eni i sint xef 0w 20 12 1 l synteticky motorovy olej ENI I-SINT XEF 0W-20 12X1L 3 110 Kč
954 954 eni i sint tech vk 0w 30 12 1 l synteticky motorovy olej ENI I-SINT TECH VK 0W-30 12X1L 3 350 Kč
20l baleni ENI CALIBRATION FLUID 20L 2 249 Kč
20l baleni ENI ROTRA HY 80W-90 20L 2 699 Kč
Domů / Olejová poradna / Studie o olejích a mazivech

Studie o olejích a mazivech

Výzkum · analýzy · odborné zdroje

Srozumitelná shrnutí odborných studií, vědeckých publikací a technických analýz o olejích, mazivech, tření, opotřebení, viskozitě, aditivech a mazací technice.

Tribologie Opotřebení Viskozita Analýza olejů
← Zpět do Olejové poradny Výzkum olejů a maziv s dohledatelnými zdroji
Konkrétní výzkum
Každé zpracování vychází z konkrétní odborné studie, publikace nebo technické analýzy.
Původní zdroj
Uvádíme dostupné informace o publikaci a odkaz, DOI nebo jiný dohledatelný původní zdroj.
Výsledky v kontextu
Rozlišujeme skutečně naměřené výsledky od jejich širší interpretace a praktických závěrů.
Limity výzkumu
Pokud jsou pro pochopení výsledků důležité podmínky nebo omezení studie, upozorňujeme na ně.

Co výzkum olejů a maziv skutečně zjistil

Každé zpracování se zaměřuje na konkrétní studii nebo odbornou analýzu. Vysvětlujeme, co autoři zkoumali, jak byl výzkum proveden a k jakým výsledkům dospěli.

Výzkum se může věnovat například vlivu viskozity na tření a spotřebu energie, chemickému složení motorových olejů, působení aditiv, tvorbě mazacího filmu, ochraně proti opotřebení nebo chování oleje při různých teplotách a provozních podmínkách.

Naměřený výsledek není automaticky univerzální doporučení

Laboratorní test provedený za konkrétních podmínek nemusí znamenat, že stejného výsledku dosáhne každý motor nebo zařízení. Proto rozlišujeme mezi výsledkem studie a tím, co z něj lze rozumně vyvozovat pro běžnou praxi.

Jak studie na Oleje.Pro zpracováváme

Každou publikaci se snažíme převést do srozumitelné podoby, aniž bychom ztráceli důležitý kontext původního výzkumu. Zpracování proto stavíme na čtyřech základních otázkách.

1
Co se zkoumalo
Stručně popíšeme výzkumnou otázku, předmět studie a její hlavní cíl.
2
Jak výzkum probíhal
Uvedeme důležité informace o metodice, testovaných podmínkách a provedení experimentu.
3
Co bylo zjištěno
Shrňujeme hlavní výsledky bez zbytečného rozšiřování závěrů nad rámec původní práce.
4
Co to znamená
Vysvětlíme možný praktický význam výsledků a upozorníme na důležitá omezení studie.

Původní zdroj lze u každé studie dohledat

Transparentní práce se zdroji
U jednotlivých článků uvádíme dostupné informace o původní publikaci, například autory, instituci, originální název studie, rok publikace, odborný časopis a DOI nebo odkaz na původní zdroj. Čtenář si tak může použitou práci dohledat a seznámit se s jejími výsledky přímo v původním kontextu.
Praktické návody
Hledáte spíše radu s výběrem správného oleje?

V Olejovém magazínu najdete návody, vysvětlení specifikací, informace o viskozitách a praktické rady pro automobily, motocykly, traktory, hydrauliku i průmyslová zařízení.

Přejít do Olejového magazínu →

Studie

Výpis článků

SAE 8 vs. 5W-30: o kolik může velmi řídký motorový olej snížit CO₂?
SAE 8 vs. 5W-30: o kolik může velmi řídký motorový olej snížit CO₂?
Studie o olejích a mazivech
SAE 8 vs. 5W-30: o kolik může velmi řídký motorový olej snížit CO₂?
Autor původní práce: Oliver Taylor  ·  Department of Engineering Science, University of Oxford  ·  2016
Zpracování studie pro Oleje.Pro: Ondřej Pšenička  ·  Typ obsahu: redakční rozbor části odborné výzkumné práce
Motorové oleje SAE 8 Viskozita Tření motoru

Nižší viskozita motorového oleje může snížit třecí ztráty. Jenže motor není jeden jednoduchý třecí kontakt – obsahuje písty, ložiska, ventilový rozvod i olejové čerpadlo, které mohou na změnu viskozity reagovat rozdílně.

Oliver Taylor proto spojil výsledky předchozích částí svého výzkumu do modelu celého vozidla a porovnal, jak by se 5W-30 a velmi nízkoviskózní SAE 8 projevily na dvou jízdních cyklech.

Co model ukázal?
−2,8 %
vypočtené CO₂ se SAE 8 proti 5W-30 na NEDC
−1,9 %
vypočtené CO₂ se SAE 8 proti 5W-30 na WLTC
8,7 → 6,3 %
modelovaný podíl CO₂ souvisejícího s mazivem a třením na NEDC a WLTC
písty
největší jednotlivý přínos snížení tření pocházel z pístní skupiny

Jak autor převedl jednotlivé testy do modelu celého auta?

Taylor použil program Ricardo V-SIM v prostředí MATLAB a Simulink.

Model simuloval virtuální automobil s přeplňovaným benzínovým motorem o objemu přibližně 1,6 litru, manuální převodovkou a parametry vozidla odvozenými mimo jiné z Fordu Focus.

Do celkového výpočtu byly vloženy modely tření:

  • pístů a pístních kroužků,
  • ojničních a hlavních ložisek,
  • ložisek vačkového hřídele,
  • kontaktů vačky a zdvihátka,
  • olejového čerpadla.

Model pak vypočítal, kolik dodatečné energie motor potřebuje na překonání těchto ztrát a jak se změna projeví na spotřebě paliva a následně na CO₂.

Důležité: nejde o jeden kompletní motor, který by byl fyzicky testován současně se SAE 8 a 5W-30. Celkový model skládal dohromady data a dílčí modely z několika různých motorů a experimentů.

Jak dopadlo SAE 8 proti 5W-30?

NEDC
−2,8 %

Model předpověděl pokles z přibližně 153,3 na 149,1 g CO₂/km.

WLTC
−1,9 %

Model předpověděl pokles z přibližně 148,0 na 145,1 g CO₂/km.

2,8 % To byl největší modelovaný celkový přínos SAE 8 proti 5W-30: přibližně 2,8% snížení CO₂ na studeném jízdním cyklu NEDC.

Pro NEDC měl autor k dispozici i dřívější experimentální výsledek na podobném typu motoru, kde stejné oleje vykázaly přibližně 3,7% rozdíl v CO₂.

Autor proto uvádí, že model mohl skutečný rozdíl mezi oleji mírně podhodnocovat. Výsledek WLTC ale nebyl experimentálně validován.

Které části motoru z řidšího oleje těžily nejvíce?

Ne všechny části motoru přispívaly stejně.

Největším jednotlivým zdrojem snížení tření byla pístní skupina.

Při NEDC model přisoudil pístům a pístním kroužkům přibližně 0,90 % snížení CO₂. Na WLTC to bylo přibližně 0,68 %.

Významný přínos měly také motorové ložiskové systémy.

  • hlavní ložiska: přibližně 0,52 % na NEDC,
  • ojniční ložiska: přibližně 0,49 %,
  • ložiska vačkového hřídele: přibližně 0,08 %.
Proč právě písty a ložiska?

V těchto modelovaných kontaktech dominovalo za velkou část cyklu hydrodynamické mazání. Nižší viskozita proto znamenala menší odpor při smyku olejového filmu a nižší energetické ztráty.

Byl SAE 8 lepší ve všech částech motoru?

Ne.

Nejvýraznější výjimkou byl přímý kontakt mezi vačkou a zdvihátkem.

Na začátku studeného cyklu mohl SAE 8 tření snižovat, protože byl méně viskózní.

Jakmile se však olej zahřál, jeho film se v tomto silně zatíženém kontaktu stal velmi tenkým. Při nízkých otáčkách proto začalo růst hraniční tření.

ŘIDŠÍ ≠ VŽDY LEPŠÍ Model předpověděl situace, kdy měl SAE 8 při vysoké teplotě oleje a nízkých otáčkách ve ventilovém rozvodu vyšší tření než 5W-30.

Celkový dopad této nevýhody na spotřebu byl ale malý: přibližně 0,004 % CO₂ na NEDC a 0,044 % na WLTC.

Autor také modeloval hypotetickou situaci, kdy by vhodná aditiva hraniční tření v tomto kontaktu odstranila. Potenciální další přínos odhadl asi na 0,43 % na NEDC a 0,47 % na WLTC.

Co olejové čerpadlo?

Do modelu byly vloženy také výsledky předchozího experimentu s variabilním olejovým čerpadlem.

Autor předpokládal několik možných průtoků, protože skutečný průtok nebyl pro celý simulovaný motor znám.

Při stejném průtoku model přisoudil SAE 8 až 1,13% snížení CO₂ na NEDC právě díky nižším ztrátám čerpadla.

Po započtení vyššího průtoku, který řidší olej v reálném systému vyvolává, se přínos snížil například na 0,78 % na NEDC a 0,44 % na WLTC.

To dobře navazuje na předchozí část studie: řidší olej zvýšil průtok, ale vyšší účinnost čerpadla tento efekt v řadě podmínek více než kompenzovala.

Proč byl přínos na WLTC menší než na NEDC?

WLTC je delší a náročnější jízdní cyklus.

V použitém modelu trval:

  • NEDC přibližně 1200 sekund a 11 km,
  • WLTC přibližně 1800 sekund a 23,3 km.

Motor na WLTC pracoval při vyšším průměrném zatížení a menší část celkové spotřeby paliva připadala na překonávání vnitřního tření motoru.

Navíc delší cyklus znamenal, že se větší část jízdy odehrávala s již zahřátým olejem.

Čím náročnější jízda, tím menší relativní význam samotného tření motoru

Na NEDC model připisoval tření souvisejícímu s mazivem přibližně 8,7 % CO₂. Na WLTC už jen 6,3 %. Větší podíl energie byl spotřebován například na překonávání jízdních odporů a vyššího zatížení vozidla.

Konkrétní přínos SAE 8 proti 5W-30 se tak mezi NEDC a WLTC snížil přibližně o 31 %.

Co z toho plyne pro motorové oleje v praxi?

Výzkum velmi dobře ukazuje, že účinek nízkoviskózního oleje nelze posuzovat podle jediné součásti motoru.

Řidší olej může:

  • snížit hydrodynamické tření v ložiscích,
  • snížit ztráty pístní skupiny,
  • snížit část ztrát olejového čerpadla,
  • ale současně zvýšit hraniční tření v některých vysoce zatížených kontaktech.

Výsledná formulace proto musí hledat kompromis mezi nízkými viskózními ztrátami a dostatečnou tvorbou mazacího filmu.

Právě zde získávají význam také základové oleje, modifikátory tření, protioděrová aditiva a další části kompletní formulace motorového oleje.

SAE 8 je extrémně nízká viskozitní třída. Výsledek této práce rozhodně neznamená, že je vhodné nahradit výrobcem předepsaný 5W-30 nebo 0W-20 olejem SAE 8.

Co tato studie naopak nedokazuje?

  • Celkový výsledek pochází z počítačového modelu, nikoliv z jednoho kompletního vozidlového testu SAE 8 proti 5W-30.
  • Jednotlivé subsystémy pocházely z různých motorů – například ventilový rozvod Ford ZETEC, ložiska a pístní skupina z 1.6l motoru PSA/BMW a olejové čerpadlo z Fordu 1.0 EcoBoost.
  • Autor neměl k dispozici jeden skutečný motor nebo automobil, na kterém by mohl celý model přímo validovat.
  • U studených jízdních cyklů se u nástroje V-SIM v jiných aplikacích uváděla typická chyba zhruba 3–5 %.
  • Model hlavních a vačkových ložisek předpokládal hydrodynamický provoz a nepočítal hraniční tření.
  • Pístní model byl semiempirický a měl známou nepřesnost při nízkých otáčkách.
  • Skutečné průtoky olejového čerpadla během NEDC a WLTC nebyly známé a část výsledků byla založena na citlivostní analýze.
  • Výsledek neříká, že SAE 8 poskytne 2,8% úsporu v libovolném reálném automobilu.
  • Studie neurčuje vhodnou SAE třídu pro konkrétní motor a nenahrazuje předpis výrobce vozidla.

Jaký je hlavní závěr?

Model celého vozidla předpověděl, že velmi nízkoviskózní SAE 8 může proti 5W-30 snížit energetické ztráty motoru a výsledné CO₂.

Rozdíl činil přibližně 2,8 % na NEDC a 1,9 % na WLTC. Největší přínos pocházel z pístní skupiny, ložisek a olejového čerpadla.

Studie ale zároveň ukázala, že nižší viskozita není automaticky výhodná v každém místě motoru. Ve vysoce zatíženém kontaktu vačky a zdvihátka mohl příliš tenký olejový film zvýšit hraniční tření.

Hlavní poučení proto není „čím řidší, tím lepší“, ale že olej, aditiva, povrchy a konstrukce motoru musí být vyvíjeny jako jeden systém.

Nejdůležitější informace o studii na jednom místě
Tento rozbor vychází z kapitoly 7 rozsáhlejší výzkumné práce Olivera Taylora a spojuje výsledky předchozích modelů a experimentů do simulace celého vozidla.
Téma
Vliv velmi nízké viskozity motorového oleje na tření motoru a emise CO₂
Oblast
Motorové oleje, SAE 8, 5W-30, tření, spotřeba paliva, CO₂
Autor původní práce
Oliver Taylor
Instituce
Department of Engineering Science, University of Oxford; New College, Oxford
Odborné vedení
Professor Richard Stone, University of Oxford; Dr Richard Pearson, BP
Typ výzkumu
Model celého vozidla kombinující numerické, semiempirické a experimentálně získané modely motorových subsystémů
Část původní práce
Chapter 7 – Vehicle level simulation
Software
Ricardo V-SIM, MATLAB a Simulink
Porovnávané oleje
5W-30 a SAE 8
Jízdní cykly
NEDC a WLTC
Modelované části motoru
Pístní skupina, ojniční a hlavní ložiska, ložiska vačkového hřídele, ventilový rozvod a variabilní olejové čerpadlo
Hlavní výsledek
SAE 8 proti 5W-30 snížil v modelu CO₂ přibližně o 2,8 % na NEDC a o 1,9 % na WLTC.
Modelované CO₂
NEDC: 153,3 g/km pro 5W-30 a 149,1 g/km pro SAE 8. WLTC: 148,0 g/km pro 5W-30 a 145,1 g/km pro SAE 8.
Podíl tření souvisejícího s mazivem
Teoreticky přibližně 8,7 % CO₂ na NEDC a 6,3 % na WLTC pro modelované vozidlo
Největší přínos
Pístní skupina – přibližně 0,90 % CO₂ na NEDC a 0,68 % na WLTC
Důležitá výjimka
Při vysoké teplotě a nízkých otáčkách model SAE 8 předpověděl vyšší hraniční tření v přímém kontaktu vačky a zdvihátka
Hlavní omezení
Virtuální motor kombinoval data z více různých konstrukcí a nebyl jako celek validován přímým testem jednoho skutečného vozidla. Výsledky proto představují modelovaný potenciál, nikoliv univerzální úsporu pro každý automobil.
Název našeho rozboru
SAE 8 vs. 5W-30: o kolik může velmi řídký motorový olej snížit CO₂?
Originální název práce
Improving the performance of internal combustion engines through lubricant engineering
Rok
2016
DOI / originální odkaz
V dodaném dokumentu není DOI ani veřejný odkaz uveden.
Primární zdroj: Taylor, O.: Improving the performance of internal combustion engines through lubricant engineering. Department of Engineering Science, University of Oxford, Trinity Term 2016. Tento článek Oleje.Pro zpracovává především kapitolu 7: Vehicle level simulation.
Oleje.Pro · rozbor odborné studie
O autorovi a odborném zázemí

Tento text je redakčním rozborem vybrané části původní odborné výzkumné práce, nikoliv původním výzkumem Oleje.Pro. Modelované výsledky celého vozidla oddělujeme od skutečně naměřených experimentálních dat použitých pro jednotlivé motorové subsystémy.

Autor rozboru · odborná rešerše
Ondřej Pšenička

V Oleje.Pro se věnuje odborným rešerším, práci s vědeckými publikacemi a technickou dokumentací a převádění složitých témat do prakticky použitelné podoby.

Více o autorovi →

Odborný konzultant Oleje.Pro
Ing. Stanislav Pšenička

V oblasti olejů a maziv profesně působí více než 30 let. U technicky náročnějšího obsahu Oleje.Pro pomáhá s konzultací terminologie, vlastností maziv, klasifikací a praktické interpretace technických informací.

Více o odborném konzultantovi →

Jak jsme se studií pracovali: tato stránka zpracovává závěrečnou vozidlovou simulaci, která spojuje výsledky předchozích kapitol. Hodnoty 2,8 % a 1,9 % označujeme výslovně jako výsledky modelu, nikoliv jako univerzálně naměřenou úsporu v reálných vozidlech. Zároveň uvádíme části motoru, ve kterých velmi nízká viskozita podle modelu tření naopak zvyšovala.

Ing. Stanislav Pšenička je odborným konzultantem redakce Oleje.Pro. Jeho uvedení v tomto bloku samo o sobě neznamená, že osobně provedl odbornou kontrolu původní práce nebo každého tvrzení tohoto rozboru. Pokud konkrétní obsah projde jeho přímou odbornou kontrolou, uvádíme tuto skutečnost samostatně.

Může rychlejší zahřátí motorového oleje snížit spotřebu? Co ukázal test na dvou Fordech Focus
Může rychlejší zahřátí motorového oleje snížit spotřebu? Co ukázal test na dvou Fordech Focus
Studie o olejích a mazivech
Může rychlejší zahřátí motorového oleje snížit spotřebu? Co ukázal test na dvou Fordech Focus
Autor původní práce: Oliver Taylor  ·  Department of Engineering Science, University of Oxford  ·  2016
Zpracování studie pro Oleje.Pro: Ondřej Pšenička  ·  Typ obsahu: redakční rozbor části odborné výzkumné práce
Motorové oleje Studený start Viskozita Spotřeba paliva

Motorový olej je po studeném startu výrazně viskóznější než po zahřátí. Motor proto musí překonávat větší viskózní odpor právě v době, kdy se celý systém teprve dostává na provozní teplotu.

Oliver Taylor z University of Oxford proto na válcové zkušebně testoval, zda lze část těchto ztrát snížit rychlejším zahřátím motorového oleje. Použil dva Fordy Focus s benzínovými motory EcoBoost a sledoval emise CO₂ během studeného jízdního cyklu NEDC.

Co výzkum ukázal?
2 vozy
Ford Focus 1.6 EcoBoost a Ford Focus 2.0 EcoBoost
−0,41 %
průměrná změna CO₂ po předehřátí 5W-30 na 60 °C
−1,04 %
průměrná změna CO₂ po předehřátí 5W-30 na 90 °C
0,4–1,2 %
rozsah snížení CO₂ uváděný pro testy s menší tepelnou hmotou oleje

Co přesně autor testoval?

Výzkum probíhal na dvou benzínových vozech:

  • Ford Focus 1.6 EcoBoost, modelový rok 2011,
  • Ford Focus 2.0 EcoBoost, modelový rok 2013.

Oba vozy byly umístěny na klimatizované válcové zkušebny a absolvovaly jízdní cyklus NEDC.

Vozidla byla před studeným testem teplotně ustálena přibližně na 20 °C. Během testů se měřilo CO₂ ve výfuku a teploty a tlaky v mazacím systému a motoru.

Výzkum zkoušel dvě hlavní cesty, jak urychlit pokles viskozity oleje:

  • přivést před startem do motoru předehřátý olej,
  • snížit množství oleje, které se během zahřívání musí ohřát.

Důležité: měřeným výsledkem byly emise CO₂ během NEDC. Studie tedy neposkytuje univerzální číslo úspory paliva pro běžnou jízdu každého automobilu.

Co udělalo předehřátí motorového oleje?

Při jedné sérii testů byl olej před startem zahříván mimo automobil a těsně před začátkem jízdního cyklu přiveden přímo do olejové vany.

Testováno bylo předehřátí na 60 °C a 90 °C.

−1,04 % Průměrně o tolik klesly emise CO₂ v testu s olejem předehřátým na 90 °C. Při předehřátí na 60 °C byl průměrný rozdíl 0,41 %.

Největší rozdíl se podle měření objevil na úplném začátku studeného cyklu.

V prvních dvou městských úsecích NEDC vykázal test s olejem předehřátým na 90 °C přibližně o 2,9 % méně CO₂ než reference.

Jak se motor postupně zahříval, rozdíl mezi oběma stavy se přirozeně zmenšoval.

Celkové výsledky 0,41 % a 1,04 % nebylo možné od referenčních měření oddělit s 95% statistickou jistotou. Je proto správné chápat je jako výsledek tohoto konkrétního experimentu, nikoliv jako přesnou univerzální úsporu.

Zůstal předehřátý olej skutečně horký?

Právě tady přišlo jedno z nejzajímavějších zjištění.

Horký olej se po vstupu do studeného motoru velmi rychle ochlazoval.

Autor naměřil mezi olejovou vanou a hlavní olejovou galerií teplotní ztrátu přibližně 40 K při 60°C předehřátí a 60 K při 90°C předehřátí.

Teplo z oleje nezmizelo – ohřívalo motor

Měření teploty bloku a hlavy ukázalo, že velká část energie předehřátého oleje přešla do studených kovových částí motoru. Autor proto došel k závěru, že předehřátí oleje ve skutečnosti pomáhá rychleji zahřát celý motor, nejen samotné mazivo.

Co se stalo, když se zahřívalo méně oleje?

Druhou cestou bylo zmenšení tepelné hmoty olejové náplně.

Princip je jednoduchý: menší množství kapaliny potřebuje k ohřátí méně energie.

Při první sérii testů klesla u Fordu Focus 1.6 EcoBoost náplň z přibližně 4,1 litru na 2,0 litru. Olej v galerii se díky tomu zahřál rychleji a vypočtená kinematická viskozita byla krátkodobě asi o 10,5 % nižší.

V další sérii byla maximální vypočtená redukce viskozity přibližně 15 %.

U druhého vozu se sníženou náplní bylo naměřeno snížení CO₂ až 1,18 %.

To ale není návod jezdit s menším množstvím oleje

U Fordu Focus 2.0 EcoBoost se při 2litrové náplni objevily výkyvy tlaku v olejové galerii. Studie navíc nezkoumala dlouhodobý vliv takto nízké hladiny na životnost motoru, provzdušnění oleje nebo mazání jednotlivých součástí.

Proč může rychlejší zahřátí oleje snížit ztráty?

Studený olej má vyšší viskozitu.

Motor proto musí překonávat větší odpor při:

  • čerpání oleje mazací soustavou,
  • pohybu ložisek a čepů v olejovém filmu,
  • pohybu pístní skupiny,
  • a dalších hydrodynamicky mazaných kontaktech.

Jak olej získává teplotu, jeho viskozita klesá a část těchto viskózních ztrát se zmenšuje.

Tepelný management proto může část výhody nízkoviskózního oleje získat jiným způsobem: nikoliv změnou formulace, ale rychlejším dosažením vyšší provozní teploty.

Šlo by uchovat teplý olej z předchozí jízdy?

Taylor zkoumal i praktičtější způsob, jak předehřátí dosáhnout bez elektrického topení.

Vytvořil model externího olejového zásobníku, který by po vypnutí motoru uchoval část tepla z předchozí jízdy.

Samotná neizolovaná nádrž byla neúčinná: po šestihodinovém chladnutí klesla teplota oleje z 90 °C přibližně na 20,8 °C.

65 °C Přibližně tuto průměrnou teplotu oleje předpověděl model po šestihodinovém odstavení, pokud byl zásobník opatřen 15mm vrstvou křemičitého aerogelu.

Šlo pouze o model, ale ukázal technickou možnost uchovat část tepelné energie oleje mezi dvěma jízdami.

Co z toho plyne pro běžný motor?

Studie dobře ukazuje, proč je studený start z hlediska maziva specifický provozní stav.

Olej ještě nemá vlastnosti, které má po plném zahřátí, a motor současně zahřívá velké množství kovu, chladicí kapaliny a dalších provozních kapalin.

Rychlejší zahřátí maziva může pomoci snížit část viskózních ztrát, ale výsledný efekt závisí na:

  • konstrukci motoru,
  • objemu olejové náplně,
  • tepelném managementu motoru,
  • použité viskozitní třídě,
  • délce jízdy,
  • a okolní teplotě.

Výzkum tak podporuje důležitou myšlenku: vlastnosti motorového oleje nelze posuzovat pouze při ustálené teplotě 100 °C. Významná část běžného provozu probíhá během zahřívání motoru.

Co tato část výzkumu naopak nedokazuje?

  • Výsledky pocházejí ze dvou konkrétních vozů Ford Focus s motory EcoBoost.
  • Použit byl dnes již historický jízdní cyklus NEDC, nikoliv současný WLTC.
  • Většina naměřených rozdílů z předehřívání a změny množství oleje nebyla statisticky významná na úrovni 95 %.
  • Výsledky nelze převést na přesnou procentní úsporu paliva u každého automobilu.
  • Experiment s menší olejovou náplní není doporučením provozovat motor pod výrobcem předepsanou hladinou oleje.
  • Studie neposuzovala dlouhodobou životnost motoru při snížené olejové náplni.
  • U jednoho vozu se při 2litrové náplni objevily výkyvy tlaku oleje.
  • Část účinku předehřátého oleje souvisela s ohřevem samotné konstrukce motoru, takže nelze celý výsledek přičíst pouze nižší viskozitě oleje.

Jaký je hlavní závěr?

Výzkum ukázal, že rychlejší zahřátí motorového oleje může během studeného jízdního cyklu snížit třecí ztráty a naměřené CO₂.

U jednoho testovaného vozu vedlo předehřátí 5W-30 na 60 °C k průměrnému snížení CO₂ o 0,41 % a předehřátí na 90 °C k 1,04 %. Výsledky ale nebyly statisticky oddělitelné od variability reference na úrovni 95 %.

Testy s menší tepelnou hmotou oleje potvrdily stejný princip: olej se zahřál rychleji a jeho viskozita klesala dříve. To však není důkaz, že je bezpečné provozovat motor s menším množstvím oleje, než předepisuje výrobce.

Nejdůležitější informace o studii na jednom místě
Tento rozbor vychází z kapitoly 6 rozsáhlejší výzkumné práce Olivera Taylora věnované tepelnému managementu motorového oleje.
Téma
Vliv rychlosti zahřívání motorového oleje na emise CO₂ při studeném startu
Oblast
Motorové oleje, viskozita, studený start, tepelný management, automotive
Autor původní práce
Oliver Taylor
Instituce
Department of Engineering Science, University of Oxford; New College, Oxford
Odborné vedení
Professor Richard Stone, University of Oxford; Dr Richard Pearson, BP
Typ výzkumu
Experimentální testy celých vozidel na klimatizované válcové zkušebně doplněné tepelným modelováním zásobníku oleje
Část původní práce
Chapter 6 – Lubricant thermal management
Testovaná vozidla
Ford Focus 1.6 EcoBoost, modelový rok 2011; Ford Focus 2.0 EcoBoost, modelový rok 2013
Jízdní cyklus
NEDC se studeným startem
Mazivo
Referenční motorový olej 5W-30; v dalších částech kapitoly byl pro porovnání použit také SAE 8
Předehřátí
Olej byl před začátkem testu zahříván externě a následně přiveden do olejové vany; hlavní uváděné stavy byly 60 °C a 90 °C
Co se měřilo
Tailpipe CO₂, teploty oleje a motoru, tlak v olejové galerii a z nich vypočtené změny kinematické viskozity
Výsledek předehřátí
Průměrné snížení CO₂ o 0,41 % při předehřátí na 60 °C a o 1,04 % při předehřátí na 90 °C v hlavní testovací sérii
Snížení tepelné hmoty
Při testech s nižším množstvím oleje se olej zahříval rychleji; autor v celkovém závěru kapitoly uvádí snížení CO₂ přibližně 0,4–1,2 %
Hlavní mechanismus
Rychlejší zahřátí snížilo viskozitu oleje během studené fáze testu a zároveň přeneslo teplo do konstrukce motoru, čímž se celý motor rychleji přibližoval provozní teplotě
Model tepelného zásobníku
Model s 15mm vrstvou silica aerogelu předpověděl po 6 hodinách průměrnou teplotu oleje 65 °C při počátečních 90 °C
Hlavní omezení
Omezená opakovatelnost většiny chassis-dynamometer testů; výsledky se lišily mezi motory a většinu změn nebylo možné prokázat s 95% statistickou jistotou. Testy snížené náplně navíc nehodnotily dlouhodobou životnost motoru.
Název našeho rozboru
Může rychlejší zahřátí motorového oleje snížit spotřebu? Co ukázal test na dvou Fordech Focus
Originální název práce
Improving the performance of internal combustion engines through lubricant engineering
Rok
2016
DOI / originální odkaz
V dodaném dokumentu není DOI ani veřejný odkaz uveden.
Primární zdroj: Taylor, O.: Improving the performance of internal combustion engines through lubricant engineering. Department of Engineering Science, University of Oxford, Trinity Term 2016. Tento článek Oleje.Pro zpracovává především kapitolu 6: Lubricant thermal management.
Oleje.Pro · rozbor odborné studie
O autorovi a odborném zázemí

Tento text je redakčním rozborem vybrané části původní odborné výzkumné práce, nikoliv původním výzkumem Oleje.Pro. Oddělujeme přímo naměřené výsledky z válcové zkušebny, vypočtené změny viskozity a výsledky následného tepelného modelování.

Autor rozboru · odborná rešerše
Ondřej Pšenička

V Oleje.Pro se věnuje odborným rešerším, práci s vědeckými publikacemi a technickou dokumentací a převádění složitých témat do prakticky použitelné podoby.

Více o autorovi →

Odborný konzultant Oleje.Pro
Ing. Stanislav Pšenička

V oblasti olejů a maziv profesně působí více než 30 let. U technicky náročnějšího obsahu Oleje.Pro pomáhá s konzultací terminologie, vlastností maziv, klasifikací a praktické interpretace technických informací.

Více o odborném konzultantovi →

Jak jsme se studií pracovali: stránka zpracovává experimenty zaměřené na tepelný management motorového oleje. Výsledky snížené olejové náplně interpretujeme pouze jako výzkum vlivu tepelné hmoty a nikoliv jako provozní doporučení. U hodnot CO₂ zároveň uvádíme omezenou statistickou průkaznost, kterou autor původní práce opakovaně zdůrazňuje.

Ing. Stanislav Pšenička je odborným konzultantem redakce Oleje.Pro. Jeho uvedení v tomto bloku samo o sobě neznamená, že osobně provedl odbornou kontrolu původní práce nebo každého tvrzení tohoto rozboru. Pokud konkrétní obsah projde jeho přímou odbornou kontrolou, uvádíme tuto skutečnost samostatně.

Zatěžuje řidší motorový olej více olejové čerpadlo? Test 5W-30, 0W-20 a SAE 8
Zatěžuje řidší motorový olej více olejové čerpadlo? Test 5W-30, 0W-20 a SAE 8
Studie o olejích a mazivech
Zatěžuje řidší motorový olej více olejové čerpadlo? Test 5W-30, 0W-20 a SAE 8
Autor původní práce: Oliver Taylor  ·  Department of Engineering Science, University of Oxford  ·  2016
Zpracování studie pro Oleje.Pro: Ondřej Pšenička  ·  Typ obsahu: redakční rozbor části odborné výzkumné práce
Motorové oleje Viskozita Olejové čerpadlo Automotive

Řidší motorový olej se snadněji čerpá. U moderního variabilního olejového čerpadla je ale situace složitější: aby udrželo požadovaný tlak, může při nižší viskozitě čerpat větší množství oleje.

Oliver Taylor proto testoval variabilní olejové čerpadlo z motoru Ford 1.0 EcoBoost s oleji 5W-30, 0W-20 a SAE 8 a zjišťoval, zda velmi nízká viskozita ve výsledku čerpadlo skutečně zatíží více.

Co výzkum ukázal?
3 oleje
5W-30, 0W-20 a velmi nízkoviskózní SAE 8
20–120 °C
tři teploty použité při laboratorním testu čerpadla
+86 %
vyšší průtok SAE 8 proti 5W-30 na začátku motorového testu
ne vždy ↑
větší průtok neznamenal automaticky vyšší výsledný hnací moment čerpadla

Proč by mohl řidší olej čerpadlo paradoxně zatěžovat více?

Moderní variabilní olejové čerpadlo nečerpá stále stejné množství oleje. Dokáže měnit svůj objemový výkon podle toho, jaký tlak mazací soustava právě potřebuje.

U testovaného čerpadla řídil systém tlak například kolem 200 nebo 400 kPa.

Krok 1
Olej je řidší

Nižší viskozita znamená menší odpor proudění v mazací soustavě.

Krok 2
Čerpadlo zvýší průtok

Regulace se snaží udržet požadovaný tlak, proto může být potřeba dodat více oleje.

Krok 3
Vyšší průtok potřebuje práci

Teoreticky by tak část úspory získaná nižší viskozitou mohla být ztracena na pohonu čerpadla.

Právě tuto hypotézu chtěl autor experimentálně ověřit.

Jak test probíhal?

Použito bylo skutečné dvoustupňové lopatkové variabilní olejové čerpadlo ze tříválcového motoru Ford 1.0 EcoBoost.

Čerpadlo bylo namontováno na speciální laboratorní stolici, která umožňovala měřit jeho otáčky, tlak, průtok, teplotu oleje a hnací moment.

Testovaly se tři viskozitní třídy:

  • 5W-30,
  • 0W-20,
  • SAE 8.

Teploty byly 20, 90 a 120 °C. Průtok se měnil od 5 do 30 l/min po 5 l/min a čerpadlo bylo zkoušeno při přibližných tlakových režimech 200 a 400 kPa.

Důležité: cílem nebylo zjistit, který olej je obecně „nejlepší“. Výzkum sledoval konkrétně to, jak viskozita mění provozní chování moderního variabilního olejového čerpadla.

Co se stalo s průtokem při použití řidšího oleje?

Při následném testu na běžícím motoru se potvrdilo, že nižší viskozita vedla k vyššímu průtoku oleje.

Při přechodu z 5W-30 na 0W-20 vzrostl naměřený průtok přibližně o 0,7 l/min na začátku cyklu a o 1,5 l/min na jeho konci.

U SAE 8 byl rozdíl ještě větší.

+1,3 l/min Na začátku testovacího cyklu byl průtok se SAE 8 přibližně o 1,3 l/min vyšší než s 5W-30, což v daném provozním bodě odpovídalo přibližně 86% nárůstu. Na konci cyklu byl rozdíl 2,7 l/min, tedy přibližně 26 %.

Vyšší procento na začátku testu je dáno také tím, že absolutní průtok byl za studena relativně malý.

Znamenal vyšší průtok automaticky větší zatížení čerpadla?

Ne.

To je hlavní výsledek této části výzkumu.

Nižší viskozita sice v motoru zvýšila množství oleje, které muselo čerpadlem protéct, ale současně snížila viskózní odpor uvnitř čerpadla a v řadě podmínek zlepšila jeho účinnost.

Dva efekty působily proti sobě

Více průtoku mohlo zvýšit potřebný výkon čerpadla. Nižší viskozita naopak mohla snížit jeho vnitřní mechanické a viskózní ztráty. Výsledný hnací moment závisel na tom, který z těchto efektů v daném provozním bodě převládl.

Autor proto původní hypotézu, že velmi řídký olej musí moderní variabilní čerpadlo automaticky zatěžovat více, nepotvrdil jako obecné pravidlo.

Proč tolik záleželo na teplotě a otáčkách?

Při nízké teplotě byl olej stále relativně viskózní. V této oblasti byly výrazné ztráty spojené s čerpáním hustší kapaliny.

Proto při 20 °C nižší viskozita často snižovala potřebný hnací moment čerpadla.

Při vyšších teplotách se však rozdíly změnily. Olejový film uvnitř čerpadla byl tenčí a větší význam mohlo získat smíšené nebo hraniční tření.

Například při 90 °C, nízkých otáčkách a průtoku 5 l/min dosáhl 5W-30 v některých podmínkách nižšího hnacího momentu než řidší oleje.

Při vyšších otáčkách se situace opět obrátila a nižší viskozita mohla být výhodnější.

Jednoduše: neexistoval jeden vítězný olej pro všechny podmínky. Chování čerpadla se měnilo podle teploty, otáček, požadovaného průtoku a tlaku.

Ovlivnila viskozita také tlak čerpadla?

Ano.

U testovaného konstrukčního řešení se při snižování viskozity měnil také výstupní tlak regulovaného čerpadla.

Při 120 °C, průtoku 5 l/min a režimu kolem 200 kPa dosáhl SAE 8 přibližně o 21 kPa vyššího výstupního tlaku než 5W-30.

+9 % Přibližně o tolik byl v tomto konkrétním laboratorním bodě výstupní tlak čerpadla se SAE 8 vyšší než s 5W-30. Autor tento efekt spojoval s konstrukcí a regulací testovaného čerpadla.

Tento výsledek není univerzální vlastností SAE 8. Jiný typ čerpadla nebo jiná kalibrace regulace se může chovat odlišně.

Co z toho plyne pro motorové oleje v praxi?

Studie ukazuje, že motorový olej nelze hodnotit pouze podle toho, kolik tření vytváří mezi ložisky, písty nebo dalšími mazanými součástmi.

Viskozita ovlivňuje také celou mazací soustavu a práci olejového čerpadla.

U moderního motoru s variabilním čerpadlem může řidší olej:

  • zvýšit průtok oleje,
  • změnit tlakové poměry,
  • snížit viskózní ztráty čerpadla,
  • ale za určitých podmínek také zvýšit hraniční tření uvnitř čerpadla.

Výsledný efekt proto závisí na společném návrhu oleje, čerpadla, regulace a celého motoru.

Řidší olej není automaticky lepší ani horší

Smyslem studie není zpochybnit nízkoviskózní oleje. Ukazuje naopak, proč musí být moderní motor navržen a kalibrován pro konkrétní viskozitní rozsah. Olej a motor tvoří jeden vzájemně propojený systém.

Co tato část výzkumu naopak nedokazuje?

  • Výzkum se týkal jednoho konkrétního typu variabilního lopatkového olejového čerpadla.
  • Výsledky nelze automaticky přenést na zubová, trochoidní nebo jinak řízená čerpadla.
  • Oleje použité při motorovém měření nebyly totožné formulace jako oleje použité na laboratorní stolici.
  • Průtokoměr v motorovém testu nebyl samostatně kalibrován pro každý olej, takže naměřené hodnoty průtoku jsou podle autora orientační.
  • Část výsledků hnacího momentu při zvýšených průtocích byla vypočtena z laboratorních dat, nikoliv přímo změřena v běžícím motoru.
  • Některé testovací body nedosáhly požadovaného tlaku nebo průtoku kvůli omezení čerpadla.
  • Studie neříká, že SAE 8 je vhodný pro Ford 1.0 EcoBoost v běžném provozu.
  • Výsledek nenahrazuje výrobcem předepsanou viskozitní třídu a schválení motorového oleje.

Jaký je hlavní závěr?

Nižší viskozita způsobila, že variabilní olejové čerpadlo muselo v motoru dodávat větší průtok oleje pro dosažení požadovaného tlaku.

Vyšší průtok ale nevedl automaticky k vyššímu zatížení čerpadla. Nižší viskozita současně snižovala viskózní ztráty a v řadě provozních bodů zvýšila účinnost čerpadla.

Výsledný efekt závisel na teplotě, otáčkách čerpadla, průtoku a výstupním tlaku. Proto nelze vliv řidšího oleje na olejové čerpadlo popsat jedním jednoduchým pravidlem.

Nejdůležitější informace o studii na jednom místě
Tento rozbor vychází z kapitoly 5 rozsáhlejší výzkumné práce Olivera Taylora věnované interakci nízkoviskózních olejů a moderních variabilních olejových čerpadel.
Téma
Vliv viskozity motorového oleje na variabilní olejové čerpadlo
Oblast
Motorové oleje, viskozita, olejová čerpadla, tření, automotive
Autor původní práce
Oliver Taylor
Instituce
Department of Engineering Science, University of Oxford; New College, Oxford
Odborné vedení
Professor Richard Stone, University of Oxford; Dr Richard Pearson, BP
Typ výzkumu
Laboratorní test komponentu doplněný měřením na běžícím motoru a výpočtem hnacího momentu při změně průtoku
Část původní práce
Chapter 5 – Variable displacement oil pumps (VDOPs) using low viscosity lubricants
Testované čerpadlo
Dvoustupňové tlakově řízené lopatkové variabilní olejové čerpadlo z Fordu 1.0 EcoBoost
Oleje
5W-30, 0W-20 a SAE 8
Teploty
20 °C, 90 °C a 120 °C
Průtok
5–30 l/min v krocích po 5 l/min na laboratorní stolici
Tlakové režimy
Přibližně 200 a 400 kPa přetlaku
Co se měřilo
Výstupní tlak, průtok oleje, hnací moment čerpadla, otáčky, teplota a vypočtená celková účinnost
Motorový test
Ford 1.0 EcoBoost na motorovém dynamometru během městského cyklu UDDS / FTP-72
Hlavní výsledek
Nižší viskozita zvýšila průtok oleje, ale vyšší účinnost čerpadla v řadě podmínek kompenzovala práci potřebnou pro větší průtok. Nižší viskozita proto nezvyšovala hnací moment čerpadla automaticky.
Průtok SAE 8 vs. 5W-30
Přibližně +1,3 l/min (+86 %) na začátku motorového cyklu a +2,7 l/min (+26 %) na jeho konci
Zajímavý tlakový výsledek
Při 120 °C, 5 l/min a režimu 200 kPa měl SAE 8 přibližně o 21 kPa, tedy 9 %, vyšší výstupní tlak než 5W-30
Hlavní omezení
Výsledky se týkají konkrétního typu čerpadla a jeho regulace. Formulace olejů v motorovém testu nebyly totožné s oleji na laboratorní stolici a část výsledků hnacího momentu byla dopočítána z experimentálních dat.
Název našeho rozboru
Zatěžuje řidší motorový olej více olejové čerpadlo? Test 5W-30, 0W-20 a SAE 8
Originální název práce
Improving the performance of internal combustion engines through lubricant engineering
Rok
2016
DOI / originální odkaz
V dodaném dokumentu není DOI ani veřejný odkaz uveden.
Primární zdroj: Taylor, O.: Improving the performance of internal combustion engines through lubricant engineering. Department of Engineering Science, University of Oxford, Trinity Term 2016. Tento článek Oleje.Pro zpracovává především kapitolu 5: Variable displacement oil pumps (VDOPs) using low viscosity lubricants.
Oleje.Pro · rozbor odborné studie
O autorovi a odborném zázemí

Tento text je redakčním rozborem vybrané části původní odborné výzkumné práce, nikoliv původním výzkumem Oleje.Pro. Výsledky laboratorní stolice, motorového měření a následných výpočtů oddělujeme tak, aby nebyly experimentální závěry rozšiřovány nad rámec původní práce.

Autor rozboru · odborná rešerše
Ondřej Pšenička

V Oleje.Pro se věnuje odborným rešerším, práci s vědeckými publikacemi a technickou dokumentací a převádění složitých témat do prakticky použitelné podoby.

Více o autorovi →

Odborný konzultant Oleje.Pro
Ing. Stanislav Pšenička

V oblasti olejů a maziv profesně působí více než 30 let. U technicky náročnějšího obsahu Oleje.Pro pomáhá s konzultací terminologie, vlastností maziv, klasifikací a praktické interpretace technických informací.

Více o odborném konzultantovi →

Jak jsme se studií pracovali: tato stránka zpracovává pouze kapitolu věnovanou variabilnímu olejovému čerpadlu. Rozlišujeme přímo naměřené výsledky z laboratorního testu čerpadla, orientační měření průtoku na motoru a následné výpočty hnacího momentu. Výsledky SAE 8 nepoužíváme jako doporučení této viskozitní třídy pro konkrétní sériový motor.

Ing. Stanislav Pšenička je odborným konzultantem redakce Oleje.Pro. Jeho uvedení v tomto bloku samo o sobě neznamená, že osobně provedl odbornou kontrolu původní práce nebo každého tvrzení tohoto rozboru. Pokud konkrétní obsah projde jeho přímou odbornou kontrolou, uvádíme tuto skutečnost samostatně.

Může viskozitní index motorového oleje klamat? Co ukázala analýza SAE 8 a 5W-30
Může viskozitní index motorového oleje klamat? Co ukázala analýza SAE 8 a 5W-30
Studie o olejích a mazivech
Může viskozitní index motorového oleje klamat? Co ukázala analýza SAE 8 a 5W-30
Autor původní práce: Oliver Taylor  ·  Department of Engineering Science, University of Oxford  ·  2016
Zpracování studie pro Oleje.Pro: Ondřej Pšenička  ·  Typ obsahu: redakční rozbor části odborné výzkumné práce
Motorové oleje Viskozita Viskozitní index SAE

Viskozitní index neboli VI se používá k popisu toho, jak výrazně se viskozita oleje mění s teplotou. Vyšší VI se obvykle chápe jako menší změna viskozity při změně teploty.

Oliver Taylor z University of Oxford ale analyzoval, co se stane s klasickým výpočtem VI u moderních velmi nízkoviskózních motorových olejů. Výsledek ukázal, že při porovnávání různých viskozitních tříd může jedno číslo začít být zavádějící.

Co analýza ukázala?
< 5 cSt
při velmi nízké KV100 začíná být výpočet VI výrazně nelineární
x = 5
stejný poměr KV40/KV100 byl použit v příkladu 5W-30 i SAE 8
192 vs. 129
rozdílný vypočtený VI navzdory stejnému poměru viskozit
KV přímo
autor doporučuje pro podobná srovnání sledovat skutečné viskozity při relevantních teplotách

Co vlastně viskozitní index říká?

Motorový olej je za studena hustší a po zahřátí řidší. Viskozitní index se snaží tuto změnu převést na jedno snadno porovnatelné číslo.

Metoda historicky vychází ze srovnání s referenčními základovými oleji. Jeden referenční olej dostal hodnotu VI 100, druhý VI 0 a ostatní oleje byly následně hodnoceny podle své viskozity při 40 a 100 °C.

V analyzované práci autor pracoval s výpočtem podle ASTM D2270-10.

Jednoduše: VI není přímo naměřená viskozita. Je to vypočtené číslo vytvořené z viskozitních hodnot a referenčního matematického systému.

Kde začíná být problém u velmi řídkých olejů?

Taylor matematicky analyzoval, jak se výpočet chová při postupném snižování viskozity oleje.

Zjistil, že při velmi nízké kinematické viskozitě při 100 °C se vztah začne chovat stále více nelineárně.

pod ≈ 5 cSt V této oblasti KV100 se podle analýzy nelinearita výpočtu VI výrazně zvětšuje. Autor upozorňuje, že je to důležité zejména pro viskozitní třídy pod SAE 16.

Důsledkem je, že dvě kapaliny mohou mít velmi podobnou relativní změnu viskozity mezi 40 a 100 °C, ale výsledné číslo VI může být rozdílné jen proto, že mají odlišnou absolutní viskozitu.

Jak to vypadá na příkladu 5W-30 a SAE 8?

Autor použil jednoduchý poměr:

x = KV40 / KV100

Ten ukazuje, kolikrát je olej v modelovém příkladu viskóznější při 40 °C než při 100 °C.

Modelový 5W-30
50 / 10 cSt
VI 192

Poměr KV40/KV100 = 5

Modelový SAE 8
25 / 5 cSt
VI 129

Poměr KV40/KV100 = také 5

Relativní změna byla stejná, vypočtený VI nikoliv

Oba modelové oleje měly stejný poměr viskozity mezi 40 a 100 °C. Přesto vyšel jednomu VI 192 a druhému pouze 129. Právě tím autor ukazuje, proč může být přímé porovnávání VI mezi výrazně odlišnými viskozitními třídami problematické.

Jak výrazný může být rozdíl ve výpočtu?

Autor zkoušel i teoretický extrém: kapalinu, která by měla stejnou viskozitu při 40 i 100 °C.

U modelového 5W-30 vycházel maximální VI 1119, zatímco u nízkoviskózního SAE 8 až 1646.

Přesto by v tomto teoretickém příkladu oba oleje vykazovaly stejnou vlastnost: viskozita by se mezi oběma teplotami vůbec nezměnila.

Tato vysoká čísla nejsou popisem běžných komerčních motorových olejů. Autor je používá jako matematický krajní příklad, aby ukázal chování samotného výpočtu VI.

Co autor doporučuje místo slepého porovnávání VI?

Taylor nenavrhuje viskozitní index úplně zahodit. Upozorňuje ale, že při vývoji velmi nízkoviskózních olejů může být vhodnější porovnat přímo skutečné hodnoty kinematické viskozity.

Konkrétně navrhuje sledovat viskozitu:

  • při teplotě motoru na začátku testu,
  • a při nejvyšší teplotě dosažené během provozního cyklu.

Tím se podle autora odstraní část matematické komplikace VI a přímo se porovnává vlastnost, která je pro konkrétní motor a provoz skutečně důležitá.

Co z toho plyne pro motorové oleje v praxi?

Hlavní poučení je jednoduché: vyšší VI automaticky neznamená, že jeden olej je ve všech ohledech lepší než druhý.

Zvlášť při porovnávání olejů velmi odlišných viskozitních tříd může samotné číslo VI skrývat skutečnost, že výpočet reaguje také na absolutní hodnotu KV100.

Pro pochopení chování oleje je proto užitečné sledovat vedle VI také:

  • kinematickou viskozitu při 40 °C,
  • kinematickou viskozitu při 100 °C,
  • HTHS viskozitu, pokud je pro danou aplikaci relevantní,
  • a především požadovanou SAE třídu a výkonové specifikace motoru.

Tato práce neříká, že viskozitní index je „špatný“ údaj. Ukazuje konkrétní matematické omezení jeho použití při porovnávání moderních velmi nízkoviskózních formulací.

Co tato část výzkumu naopak nedokazuje?

  • Nešlo o motorový ani tribologický test konkrétních komerčních olejů.
  • Hlavní část této analýzy je matematická studie výpočtu VI.
  • Modelové hodnoty 5W-30 a SAE 8 v tabulce nejsou důkazem výkonu konkrétního produktu.
  • Výsledek neznamená, že nízké nebo vysoké VI je samo o sobě lepší.
  • Analýza vychází z metodiky ASTM D2270-10 použité v původní práci z roku 2016.
  • Ze studie nelze určit vhodnou viskozitní třídu pro konkrétní automobil.

Jaký je hlavní závěr?

Viskozitní index je užitečný způsob, jak jednoduše popsat změnu viskozity s teplotou. U velmi nízkoviskózních olejů ale nemusí být vhodné porovnávat různé SAE třídy pouze podle hodnoty VI.

Taylorova analýza ukázala, že při nízkých hodnotách KV100 se matematika výpočtu stává výrazně nelineární. Dva oleje se stejným poměrem KV40/KV100 proto mohou získat rozdílné hodnoty VI.

Pro technické posouzení moderních nízkoviskózních olejů proto autor doporučuje vedle VI sledovat přímo skutečnou viskozitu při teplotách relevantních pro daný motor a provoz.

Nejdůležitější informace o studii na jednom místě
Tento rozbor vychází z části 2.5 rozsáhlejší výzkumné práce Olivera Taylora věnované vlastnostem motorových maziv.
Téma
Omezení viskozitního indexu při hodnocení velmi nízkoviskózních motorových olejů
Oblast
Motorové oleje, viskozita, viskozitní index, SAE
Autor původní práce
Oliver Taylor
Instituce
Department of Engineering Science, University of Oxford; New College, Oxford
Odborné vedení
Professor Richard Stone, University of Oxford; Dr Richard Pearson, BP
Typ výzkumu
Matematická a analytická studie způsobu výpočtu viskozitního indexu
Část původní práce
Section 2.5 – Viscosity index (VI) and its limitations for lubricant characterisation
Hodnocená metoda
Výpočet viskozitního indexu podle ASTM D2270-10 použitý v původní práci
Modelové příklady
Různé kombinace KV40 a KV100 reprezentující 5W-30 a SAE 8
Co se porovnávalo
Vztah mezi KV40, KV100, poměrem KV40/KV100 a výslednou vypočtenou hodnotou VI
Hlavní výsledek
Výpočet VI se při velmi nízkých hodnotách KV100 stává výrazně nelineární a může komplikovat přímé porovnávání různých viskozitních tříd.
Ilustrační výsledek
Při stejném poměru KV40/KV100 = 5 vyšel v modelovém příkladu VI 192 pro 5W-30 a VI 129 pro SAE 8.
Návrh autora
Při vývoji velmi nízkoviskózních olejů porovnávat také přímo kinematickou viskozitu při počáteční a maximální provozní teplotě, nikoliv spoléhat pouze na VI.
Hlavní omezení
Jde především o matematickou analýzu výpočtové metody, nikoliv o experiment dokazující výkonnost konkrétních motorových olejů.
Název našeho rozboru
Může viskozitní index motorového oleje klamat? Co ukázala analýza SAE 8 a 5W-30
Originální název práce
Improving the performance of internal combustion engines through lubricant engineering
Rok
2016
DOI / originální odkaz
V dodaném dokumentu není DOI ani veřejný odkaz uveden.
Primární zdroj: Taylor, O.: Improving the performance of internal combustion engines through lubricant engineering. Department of Engineering Science, University of Oxford, Trinity Term 2016. Tento článek Oleje.Pro zpracovává především část 2.5: Viscosity index (VI) and its limitations for lubricant characterisation.
Oleje.Pro · rozbor odborné studie
O autorovi a odborném zázemí

Tento text je redakčním rozborem vybrané části původní odborné výzkumné práce, nikoliv původním výzkumem Oleje.Pro. Výpočty a závěry původní práce převádíme do srozumitelné podoby bez rozšiřování jejich významu na konkrétní komerční motorové oleje.

Autor rozboru · odborná rešerše
Ondřej Pšenička

V Oleje.Pro se věnuje odborným rešerším, práci s vědeckými publikacemi a technickou dokumentací a převádění složitých témat do prakticky použitelné podoby.

Více o autorovi →

Odborný konzultant Oleje.Pro
Ing. Stanislav Pšenička

V oblasti olejů a maziv profesně působí více než 30 let. U technicky náročnějšího obsahu Oleje.Pro pomáhá s konzultací terminologie, vlastností maziv, klasifikací a praktické interpretace technických informací.

Více o odborném konzultantovi →

Jak jsme se studií pracovali: tato stránka zpracovává pouze část původní práce věnovanou matematickým omezením viskozitního indexu. Modelové hodnoty 5W-30 a SAE 8 používáme pouze k vysvětlení chování výpočtu VI. Neinterpretujeme je jako test výkonu konkrétního oleje ani jako doporučení viskozitní třídy.

Ing. Stanislav Pšenička je odborným konzultantem redakce Oleje.Pro. Jeho uvedení v tomto bloku samo o sobě neznamená, že osobně provedl odbornou kontrolu původní práce nebo každého tvrzení tohoto rozboru. Pokud konkrétní obsah projde jeho přímou odbornou kontrolou, uvádíme tuto skutečnost samostatně.

Který motorový olej ničí motor? Co opravdu ukazují laboratorní testy
Který motorový olej ničí motor? Co opravdu ukazují laboratorní testy
Laboratorní testy · motorové oleje · ochrana motoru
Který motorový olej
opravdu ničí motor?

Na internetu najdete žebříčky Shell, Mobil, Valvoline, Amsoil nebo levných olejů. Jenže laboratorní analýza neumí jednoduše říct „tahle značka je nejlepší“. Ukážeme, co čísla skutečně znamenají.

Shell · Mobil · Valvoline značka sama o sobě nerozhoduje
ENI silné OEM portfolio a cílené formulace
LAB DATA musí se číst v kontextu
Publikováno: 6. 9. 2026 Aktualizováno: 6. 9. 2026 Autor: Ondřej Pšenička Doba čtení: přibližně 9 minut

Internetová videa často tvrdí, že jedna značka oleje motor zachrání a jiná jej postupně zničí. Skutečná laboratorní data tak jednoduchá nejsou. Nezávislá laboratoř Blackstone Laboratories dokonce uvádí, že při dlouhodobém porovnávání vzorků nevidí jednu značku, která by konzistentně překonávala ostatní.[1]

Motor může nevhodný olej skutečně poškodit. Největším problémem ale většinou není logo na kanystru. Mnohem důležitější je, zda olej má správnou SAE viskozitu, ACEA/API úroveň, požadované OEM schválení a zda se mění v odpovídajícím intervalu.

Proto se místo dalšího žebříčku „nejlepší až nejhorší značka“ podíváme na to, co laboratorní čísla skutečně měří – a jak podle nich poznat kvalitní motorový olej.

Rychlá odpověď Co opravdu ničí motor během 30 sekund
Existuje nejhorší značka?
Nejde ji poctivě určit jedním univerzálním žebříčkem. Výsledky závisí na motoru, provozu, intervalu i konkrétním produktu.
Co je největší riziko?
Olej s nesprávnou normou, nevhodnou viskozitou, příliš dlouhým intervalem nebo silnou kontaminací.
Kovy v analýze
Pomáhají sledovat opotřebení konkrétního motoru. Samy o sobě neurčují kvalitu značky oleje.
Cena oleje
Vyšší cena sama o sobě nezaručuje lepší ochranu.
Co hledat?
Přesnou OEM specifikaci, SAE viskozitu a schválení požadované výrobcem motoru.
A ENI?
ENI patří mezi technicky velmi silné evropské volby díky širokému portfoliu skutečných OEM schválení pro VW, BMW, Mercedes-Benz, Ford, PSA, Renault a další značky.

Proč nejde poctivě říct „Shell je devátý a Mobil druhý“?

Protože musíme oddělit olej od motoru, ve kterém byl použit.

Pokud vezmete vzorek oleje z jednoho motoru po 5 000 km a jiný olej z jiného motoru po 10 000 km, nelze pouze porovnat množství železa a prohlásit jeden olej za lepší.

Výsledek může ovlivnit například:

  • konstrukce motoru a materiály jeho součástí,
  • nájezd motoru a jeho předchozí stav,
  • délka intervalu na oleji,
  • počet studených startů,
  • krátké jízdy nebo dálniční provoz,
  • ředění benzinem nebo naftou,
  • únik chladicí kapaliny,
  • prašnost prostředí a kvalita filtrace.

Blackstone proto používá takzvané universal averages pro konkrétní typ motoru, nikoli jednoduchou tabulku „Mobil vs. Shell vs. Valvoline“.[2]

Klíčová myšlenka Analýza použitého oleje je skvělá pro sledování stavu konkrétního motoru v čase. Je mnohem horší jako jednoduchý žebříček značek.

Co tedy laboratorní rozbor motorového oleje opravdu ukazuje?

Laboratorní test může poskytnout velmi užitečná data. Musíte ale vědět, co která hodnota znamená.

Hodnota Co sleduje Co vám může napovědět
Viskozita Zda olej příliš nezřídnul nebo nezhoustnul Střih, oxidace, ředění palivem nebo nesprávná SAE třída.
Železo, měď, hliník Kovy pocházející z motoru Trend opotřebení konkrétních součástí.
Palivo v oleji Ředění motorového oleje palivem Krátké jízdy, problém vstřikování, regenerace DPF nebo jinou závadu.
Chladicí kapalina Kontaminaci glykoly / vodou Možnou závadu těsnění, chladiče oleje nebo jiné části motoru.
Nerozpustné látky Pevné nečistoty a produkty degradace Stav oleje, filtrace, spalování a délku intervalu.
TBN / TAN Chemickou rezervu a kyselost oleje Jak daleko olej chemicky zestárl.
Oxidace Stárnutí oleje vlivem tepla a kyslíku Zda se olej degraduje a může začít houstnout nebo tvořit úsady.

Laboratorní rozbor je tedy především diagnostika systému motor + olej + provozní podmínky.

Má olej s 40 ppm železa horší ochranu než olej s 20 ppm?

Ne nutně.

Hodnota 40 ppm železa sama o sobě téměř nic neříká, dokud nevíme, z jakého motoru vzorek pochází a jak dlouho byl olej v provozu.

Představte si dva vzorky:

Olej A 20 ppm železa po 3 000 km.
Olej B 40 ppm železa po 12 000 km.

Přestože má B dvojnásobné číslo, jeho opotřebení přepočtené na kilometr může být výrazně nižší.

Navíc různé motory přirozeně produkují jiné množství jednotlivých kovů. Proto je mnohem cennější sledovat opakované analýzy stejného motoru než anonymní čísla z různých automobilů.

A co bod vzplanutí? Nízká hodnota opravdu znamená, že olej „zapálí motor“?

Ne. To je časté špatné vysvětlení laboratorního údaje.

Bod vzplanutí je vlastnost oleje, která může být mimo jiné užitečná při diagnostice ředění palivem. Pokud se do použitého oleje dostává větší množství benzinu nebo nafty, může bod vzplanutí klesnout.

To ale neznamená, že olej s nižším bodem vzplanutí automaticky způsobuje zapalování úsad nebo LSPI.

Ochrana proti LSPI – Low Speed Pre-Ignition se u moderních olejových standardů ověřuje samostatnými motorovými zkouškami. Například současná API SQ obsahuje požadavky na ochranu proti LSPI, opotřebení rozvodového řetězu, vysokoteplotním úsadám a kalům.[5]

Jedna laboratorní hodnota nikdy nepopisuje celý olej

Bod vzplanutí, množství zinku nebo TBN mohou být zajímavé údaje. Žádný z nich ale sám o sobě neřekne, který olej nejlépe ochrání konkrétní moderní motor.

Který olej tedy může motor opravdu poškodit?

Odpověď je překvapivě jednoduchá: nejnebezpečnější je olej, který neodpovídá požadavkům konkrétního motoru.

Špatná OEM norma Například motor vyžaduje VW 507 00, ale dostane běžný 5W-30 bez tohoto schválení.
Špatná viskozita Motor navržený pro 0W-20 dostane svévolně 10W-40 jen proto, že „hustší přece lépe maže“.
Špatná SAPS koncepce Nevhodný olej v motoru s DPF/GPF může být problémem pro emisní systém.
Příliš dlouhý interval I kvalitní olej může postupně oxidovat, kontaminovat se a ztrácet vhodné vlastnosti.
Silné ředění palivem Snižuje viskozitu a může oslabovat olejový film bez ohledu na značku oleje.
Starý nebo nevhodný standard API výslovně upozorňuje, že některé zastaralé kategorie nejsou vhodné pro modernější motory a mohou poskytovat nedostatečnou ochranu.
Nejdůležitější pravidlo celého článku Prémiový olej se špatnou specifikací může být pro váš motor horší volbou než levnější olej, který přesně splňuje normu předepsanou výrobcem.

Shell, Mobil nebo Valvoline: znamená známá značka automaticky lepší ochranu?

Ne automaticky – ale stejně tak není důvod tyto značky označovat za špatné.

Shell, Mobil, Valvoline, Castrol a další velcí výrobci nabízejí řadu kvalitních produktů. Rozdíl je v tom, který konkrétní produkt porovnáváte a pro jaký motor.

PQIA například testovala ve stejné skupině produkty Castrol, Mobil 1, Pennzoil, Super Tech a Valvoline. Testované vzorky splnily SAE požadavky a výsledky byly konzistentní s deklarovanými API kategoriemi.[3]

Ani označení „levný olej“ tedy automaticky neznamená nebezpečný olej.

Nehodnoťte značku. Hodnoťte konkrétní produkt.

Stejný výrobce může nabízet deset různých olejů 5W-30 určených pro různé motory. Jeden může být přesně správný a druhý technicky nevhodný – přestože oba nesou stejné logo.

Proč ENI patří mezi technicky velmi silné volby?

U ENI je podle nás nejzajímavější právě to, co se v internetových žebříčcích často přehlíží: rozsah konkrétních OEM schválení.

Automobilky mohou nad obecnými ACEA nebo API požadavky stanovit vlastní přísnější nebo specifické zkoušky. ACEA sama uvádí, že jednotliví výrobci vozidel mohou požadovat další parametry nebo přísnější limity nad rámec obecné ACEA kategorie.[6]

ENI · proč je to důležité

Silnou stránkou ENI nejsou jen marketingová čísla – jsou to konkrétní schválení automobilek

Například Eni i-Sint 5W-30 má v aktuální dokumentaci výrobce ACEA C3 a současně BMW Longlife-04 Approved, MB-Approval 229.51, Porsche C30 Approved a VW 504 00 / 507 00 Approved.[7]

Řada Eni i-Sint Tech jde ještě dál a nabízí formulace vytvořené přímo pro konkrétní skupiny vozidel – například Ford WSS-M2C913-D Approved, Ford WSS-M2C948-B Approved, PSA B71 2290 Approved, Renault RN0720 Approved nebo VW 508 00 / 509 00 Approved podle konkrétního produktu.[8]

To je podle nás mnohem důležitější argument kvality než tvrzení typu „má o 20 ppm více molybdenu“ nebo „má nejvyšší bod vzplanutí“. Pokud konkrétní ENI olej nese přesné schválení požadované vaším motorem, patří mezi velmi kvalitní a technicky důvěryhodné volby.

Konkrétní příklad: Eni i-Sint 5W-30

Tento olej je dobrým příkladem prémiového evropského produktu, protože jedna formulace pokrývá několik významných OEM požadavků:

Požadavek Eni i-Sint 5W-30
SAE 5W-30
ACEA C3
BMW Longlife-04 Approved
Mercedes-Benz MB-Approval 229.51
Porsche C30 Approved
Volkswagen VW 504 00 / 507 00 Approved

Právě u evropského vozového parku je proto ENI velmi zajímavá volba: místo jednoho „univerzálního nejlepšího oleje“ nabízí řadu konkrétních formulací podle přesných požadavků jednotlivých automobilek.

ENI · 5W-30 ENI i-Sint 5W-30 4×4L BMW LL-04 · MB 229.51 · Porsche C30 · VW 504 00 / 507 00 podle aktuální dokumentace. → ENI · 5W-40 ENI i-Sint 5W-40 4×4L ACEA A3/B4 · BMW LL-01 · Renault RN0700 / RN0710 · VW 502 00 / 505 00. → ENI · Mid SAPS ENI i-Sint MS 5W-30 4×4L ACEA C2 / C3 · MB-Approval 229.51 / 229.52 · moderní emisní systémy podle požadavku motoru. → Výběr podle normy Motorové oleje podle specifikace výrobce VW, BMW, Mercedes-Benz, Ford, PSA, Renault, Volvo a další. → Všechny oleje Motorové oleje ENI Kompletní nabídka motorových olejů pro osobní auta, dodávky, nákladní vozidla a další aplikace. →

Jak vybrat motorový olej lépe než podle internetového žebříčku?

Nemusíte studovat koncentraci molybdenu ani posílat každý nový olej do laboratoře. Pro běžného řidiče je mnohem spolehlivější tento postup.

1
Najděte přesnou specifikaci motoru

Například VW 507 00, BMW LL-04, MB 229.52, Ford WSS-M2C913-D nebo Renault RN0720.

2
Zkontrolujte SAE viskozitu

0W-20, 5W-30 nebo 5W-40 musí odpovídat požadavku konkrétního motoru.

3
Rozlišujte schválení od marketingového doporučení

„Approved“, „MB-Approval“ nebo oficiální OEM approval má jiný význam než pouhé doporučení výrobce oleje.

4
Zohledněte DPF / GPF

Motor s filtrem pevných částic může vyžadovat konkrétní low-SAPS nebo mid-SAPS formulaci.

5
Nepřetahujte interval bez důvodu

Ani prémiová syntetika není nesmrtelná. Interval musí odpovídat vozidlu, provozu a servisnímu předpisu.

6
Laboratorní analýzu používejte jako diagnostiku

Má smysl hlavně při sledování konkrétního motoru, dlouhých intervalech, neobvyklém provozu nebo podezření na technický problém.

Pokud si chcete přesněji vysvětlit rozdíl mezi SAE a OEM normou, pokračujte na článek Proč není každý olej 5W-30 stejný: viskozita nestačí .

Časté otázky: nejlepší a nejhorší motorový olej

Existuje jedna nejlepší značka motorového oleje?

Ne univerzálně. Blackstone při analýze velkého počtu použitých olejů nepozoruje jednu značku, která by konzistentně překonávala všechny ostatní. Mnohem důležitější je správný produkt pro konkrétní motor.

Může levný motorový olej zničit motor?

Cena sama o sobě nerozhoduje. Levnější olej splňující správnou SAE, API/ACEA a OEM specifikaci může být technicky vhodnější než drahý olej se špatnou normou.

Je Super Tech opravdu olej, který ničí motory?

Takové obecné tvrzení dostupná data PQIA nepodporují. Testovaný Super Tech High Mileage Full Synthetic 5W-30 splnil požadavky SAE J300 a jeho výsledky byly konzistentní s deklarovanou API kategorií.

Je Mobil 1 lepší než Shell nebo Valvoline?

Nelze to určit pouze podle názvu značky. Museli bychom porovnat konkrétní produkty ve stejné SAE třídě, se stejnými specifikacemi a za kontrolovaných podmínek.

Je ENI kvalitativně srovnatelné s prémiovými značkami?

Ano, u správně zvolených produktů jde o technicky velmi silnou volbu. Řada ENI má skutečná OEM schválení například od Volkswagen, BMW, Mercedes-Benz, Porsche, Ford, PSA nebo Renault. Rozhodující je vždy konkrétní ENI produkt a požadavek motoru.

Je více zinku nebo molybdenu vždy lepší?

Ne. Moderní olej je vyvážená formulace. Jednotlivé prvky aditivního balíčku nelze hodnotit izolovaně a jejich optimální množství se liší podle konstrukce motoru a emisního systému.

Má smysl dělat rozbor použitého oleje?

Ano, zejména pokud chcete sledovat opotřebení konkrétního motoru v čase, řešíte dlouhý servisní interval nebo podezření na ředění palivem, chladicí kapalinu či jinou závadu.

Co je při nákupu oleje nejdůležitější?

Přesná norma motoru, správná viskozita a odpovídající schválení. Značku řešte až potom.

Který olej tedy ničí motor? Nejčastěji ten špatně zvolený nebo příliš dlouho používaný

Laboratorní analýzy jsou mimořádně užitečné. Problém vzniká ve chvíli, kdy z komplexních dat vytvoříme jednoduchý internetový žebříček „značka A dobrá, značka B špatná“.

Blackstone ani PQIA takový závěr nepodporují. Rozbor použitého oleje je především nástroj pro sledování konkrétního motoru a PQIA hodnotí konkrétní testované vzorky, nikoli univerzální kvalitu každého výrobku dané značky.

Motor skutečně ohrožuje zejména nevhodná specifikace, nesprávná viskozita, kontaminace, nízká hladina oleje nebo přetažený interval.

Proto máme u ENI raději jeden mnohem silnější argument než marketingový žebříček: širokou nabídku olejů s přesnými normami a skutečnými schváleními evropských automobilek. Pokud vyberete správný ENI produkt podle motoru, jde o jednu z velmi kvalitních a technicky důvěryhodných voleb.

Potřebujete poradit, který olej je správný právě pro váš motor?

Pošlete nám značku, model, rok výroby, přesnou motorizaci a ideálně normu z manuálu. Pomůžeme vám vybrat vhodný motorový olej ENI podle skutečných požadavků motoru – ne podle internetového žebříčku.

Zavolat 603 456 762 Napsat e-mail
Oleje.Pro · odborný obsah

O autorovi a odborném zázemí

Článek vznikl na základě rozboru tvrzení běžně používaných v internetových žebříčcích motorových olejů. Při ověřování jsme porovnali, co skutečně uvádějí Blackstone Laboratories, Petroleum Quality Institute of America, API, ACEA a současná technická dokumentace ENI / Enilive.

Autor · rešerše · zpracování Ondřej Pšenička

V Oleje.Pro se věnuje odborným rešerším, práci s technickou dokumentací a převodu informací o motorových olejích, normách a schváleních do srozumitelné a prakticky použitelné podoby.

Odborný konzultant Oleje.Pro Ing. Stanislav Pšenička

U technicky zaměřeného obsahu Oleje.Pro pomáhá s konzultací terminologie, specifikací a praktického použití motorových a průmyslových maziv.

Jak jsme ověřovali technická tvrzení: tvrzení o porovnávání značek jsme kontrolovali přímo podle Blackstone Laboratories. Výsledky konkrétních vzorků jsme porovnali s databází PQIA. Požadavky moderních olejových kategorií vycházejí z API a ACEA. Specifikace a OEM schválení produktů ENI jsme kontrolovali v aktuální dokumentaci ENI / Enilive. Zobrazit odborné zdroje →

Ing. Stanislav Pšenička je odborným konzultantem redakce Oleje.Pro. Jeho uvedení v tomto bloku samo o sobě neznamená, že osobně kontroloval každý jednotlivý odstavec článku. Pokud konkrétní obsah projde přímou technickou kontrolou, uvádíme tuto skutečnost samostatně.

Odborné zdroje

  1. Blackstone Laboratories – Which Oil is Best? Nezávislá laboratoř vysvětluje, že při svých analýzách nepozoruje jednu značku oleje, která by konzistentně překonávala ostatní. Doporučuje především používat správnou SAE třídu podle výrobce motoru a značku odpovídající rozpočtu. Originální zdroj →
  2. Blackstone Laboratories – Frequently Asked Questions. Blackstone vysvětluje význam universal averages a používání průměrných hodnot pro konkrétní typ motoru při vyhodnocování opotřebení. Originální zdroj →
  3. Petroleum Quality Institute of America – API SP / ILSAC GF-6A Motor Oils. PQIA porovnala vzorky Castrol, Mobil 1, Pennzoil, Super Tech a Valvoline. Testované vzorky splnily SAE požadavky a výsledky byly konzistentní s deklarovanými API kategoriemi. Originální zdroj →
  4. PQIA – Super Tech High Mileage Full Synthetic SAE 5W-30. Konkrétní testovaný vzorek Walmart Super Tech SAE 5W-30 splnil SAE J300 pro deklarovanou viskozitu a výsledky byly konzistentní s uvedenými API Service Categories. Originální zdroj →
  5. American Petroleum Institute – Motor Oil Guide. Aktuální průvodce API vysvětluje servisní kategorie motorových olejů. API SQ byla zavedena v roce 2025 a zahrnuje mimo jiné požadavky na LSPI, opotřebení řetězů, vysokoteplotní úsady, kal a ochranu moderních benzinových motorů. Originální zdroj →
  6. ACEA – Oil Sequences 2023 for Light-duty Engines. ACEA definuje minimální výkonové požadavky jednotlivých kategorií a uvádí, že výrobci vozidel mohou požadovat další parametry nebo přísnější limity nad rámec obecné ACEA kategorie. Originální zdroj →
  7. ENI / Enilive – Eni i-Sint. Aktuální produktová dokumentace uvádí u Eni i-Sint 5W-30 ACEA C3, BMW LL-04 Approved, MB-Approval 229.51, Porsche C30 Approved a VW 504 00 / 507 00 Approved. Originální zdroj →
  8. ENI / Enilive – Eni i-Sint Tech. Produktová řada obsahuje cílené formulace s konkrétními normami a schváleními například Ford WSS-M2C913-D, Ford WSS-M2C948-B, PSA B71 2290, Renault RN0720 nebo VW 508 00 / 509 00. Originální zdroj →
Je řidší motorový olej vždy lepší? Co ukázal model ojničního ložiska
Je řidší motorový olej vždy lepší? Co ukázal model ojničního ložiska
Studie o olejích a mazivech
Je řidší motorový olej vždy lepší? Co ukázal model ojničního ložiska
Autor původní práce: Oliver Taylor  ·  Department of Engineering Science, University of Oxford  ·  2016
Zpracování studie pro Oleje.Pro:  Ondřej Pšenička  ·  Typ obsahu: redakční rozbor části odborné výzkumné práce
Motorové oleje Viskozita Tribologie Ložiska

U motorových olejů často platí, že nižší viskozita znamená menší odpor a tím i nižší třecí ztráty. Jenže tento princip má svou hranici.

Oliver Taylor z University of Oxford proto modeloval mazání ojničního kluzného ložiska přeplňovaného benzínového motoru a hledal bod, při kterém je celkové tření nejnižší.

Co ukázal model?
≈ 4,6 cSt
efektivní viskozita, při které model vypočítal nejnižší celkové tření
2000
otáček motoru za minutu v hlavním modelovaném provozním bodě
22 bar
BMEP – zatížení motoru použité při simulaci
120 °C
teplota ložiska použitá pro tento modelovaný stav

Co přesně autor zkoumal?

Model vycházel z ojničního kluzného ložiska 1,6litrového čtyřválcového přeplňovaného benzínového motoru.

Autor do výpočtu zahrnul skutečnou geometrii ložiska, jeho vůli, drsnost povrchu, deformaci při zatížení, teplotu, tlak olejového filmu, kavitaci i změny viskozity způsobené teplotou, smykem a tlakem.

Aby mohl samotný vliv viskozity oddělit od ostatních vlastností oleje, porovnal také teoretické kapaliny s viskozitami 6,4, 4,6 a 3,0 cSt.

Co znamená cSt? Centistoke je jednotka kinematické viskozity. Čím vyšší číslo, tím větší odpor kapalina klade proudění. 1 cSt odpovídá 1 mm²/s.

Co se stalo, když se viskozita snižovala?

Zpočátku přesně to, co bychom očekávali: nižší viskozita snížila hydrodynamické tření.

Olej kladl mezi pohybujícími se povrchy menší odpor a celkové třecí ztráty ložiska klesaly.

Tento pokles ale nepokračoval donekonečna.

≈ 4,6 cSt Přibližně při této efektivní viskozitě dosáhl model za daných podmínek minima celkových třecích ztrát. Další snižování viskozity už celkové tření nezlepšovalo.

Proč příliš nízká viskozita začala tření zvyšovat?

Důvodem byla tloušťka olejového filmu.

Při vyšší viskozitě dokázal olej povrchy ložiska a čepu dobře oddělit, ale vytvářel větší viskózní odpor.

S klesající viskozitou se odpor zmenšoval, ale současně se ztenčoval mazací film. Povrchové nerovnosti se tak začaly stále více dotýkat.

Dva druhy tření šly proti sobě

Hydrodynamické tření s nižší viskozitou klesalo. Hraniční tření naopak začalo růst, protože tenčí olejový film dovolil větší kontakt mikroskopických nerovností povrchů. Minimum celkového tření vzniklo v bodě, kde se oba efekty nejlépe vyvážily.

Znamená to, že ideální motorový olej má mít 4,6 cSt?

Ne.

Hodnota 4,6 cSt byla výsledkem jednoho konkrétního modelovaného ložiska při konkrétních podmínkách.

Autor výslovně upozorňuje, že změna otáček, zatížení, teploty, geometrie ložiska, povrchu nebo vlastností maziva může optimální hodnotu posunout.

Hodnota 4,6 cSt také není označení SAE viskozitní třídy a nelze z ní odvodit, že by měl být do konkrétního motoru použit například SAE 8, 0W-20 nebo jiný konkrétní olej.

Co z toho plyne pro motorové oleje v praxi?

Studie velmi dobře vysvětluje, proč neplatí jednoduché pravidlo „čím řidší olej, tím menší tření“.

Nižší viskozita může snížit ztráty způsobené prouděním oleje, ale současně musí mazivo vytvořit dostatečně silný film, aby oddělilo zatížené kovové povrchy.

Optimální viskozita proto není vlastností samotného oleje. Závisí také na konstrukci motoru, zatížení, teplotě, povrchu součástí a režimu mazání.

Co tato část výzkumu naopak nedokazuje?

  • Hodnota 4,6 cSt není univerzální optimální viskozita motorového oleje.
  • Nejde o porovnání běžných komerčních olejů podle SAE třídy.
  • Pro izolaci vlivu viskozity byly použity také teoretické modelové kapaliny.
  • Hlavní výsledek pochází ze simulace jednoho konkrétního ojničního ložiska.
  • Model byl podpořen porovnáním predikovaného a skutečného profilu opotřebení, ale přímé experimentální měření tření tohoto konkrétního ložiska nebylo součástí validace.
  • Studie neurčuje, jaký SAE olej má být použit v konkrétním automobilu.

Jaký je hlavní závěr?

Snižování viskozity může omezit hydrodynamické tření v motorovém ložisku, ale pouze do určitého bodu.

Jakmile je mazací film příliš tenký, začne růst kontakt povrchových nerovností a s ním také hraniční tření.

U modelovaného ojničního ložiska bylo za konkrétních podmínek minimum celkového tření přibližně při 4,6 cSt efektivní viskozity. Nejde však o univerzální hodnotu pro motorové oleje.

Nejdůležitější informace o studii na jednom místě
Tento rozbor vychází z kapitoly věnované mazání kluzných ložisek v rozsáhlejší výzkumné práci Olivera Taylora.
Téma
Vliv viskozity motorového oleje na tření v ojničním kluzném ložisku
Oblast
Motorové oleje, viskozita, kluzná ložiska, tribologie
Autor původní práce
Oliver Taylor
Instituce
Department of Engineering Science, University of Oxford; New College, Oxford
Odborné vedení
Professor Richard Stone, University of Oxford; Dr Richard Pearson, BP
Typ výzkumu
Numerická tribologická simulace ojničního kluzného ložiska doplněná validací pomocí skutečného profilu opotřebení použitého ložiska
Část původní práce
Chapter 3 – Lubricant behaviour in journal bearings
Modelovaný motor
1,6l čtyřválcový přeplňovaný benzínový motor PSA EP6 CDTX
Modelovaný stav
2000 ot./min, 22 bar BMEP, teplota ložiska 120 °C
Porovnávané viskozity
Mimo jiné teoretické izoviskózní kapaliny s kinematickou viskozitou 6,4, 4,6 a 3,0 cSt
Co se sledovalo
Hydrodynamické tření, hraniční tření, celkové třecí ztráty a tloušťka mazacího filmu
Hlavní výsledek
Za modelovaných podmínek dosáhlo celkové tření minima přibližně při efektivní kinematické viskozitě 4,6 cSt. Další snižování viskozity zvýšilo význam hraničního tření.
Hlavní omezení
Výsledek platí pro konkrétní ložisko a provozní podmínky. Hodnotu 4,6 cSt nelze použít jako univerzální doporučení pro volbu motorového oleje nebo SAE třídy.
Název našeho rozboru
Je řidší motorový olej vždy lepší? Co ukázal model ojničního ložiska
Originální název práce
Improving the performance of internal combustion engines through lubricant engineering
Rok
2016
DOI / originální odkaz
V dodaném dokumentu není DOI ani veřejný odkaz uveden.
Primární zdroj: Taylor, O.: Improving the performance of internal combustion engines through lubricant engineering. Department of Engineering Science, University of Oxford, Trinity Term 2016. Tento článek Oleje.Pro zpracovává především kapitolu 3: Lubricant behaviour in journal bearings.
Oleje.Pro · rozbor odborné studie
O autorovi a odborném zázemí

Tento text je redakčním rozborem vybrané části původní odborné výzkumné práce, nikoliv původním výzkumem Oleje.Pro. Výsledky, metodiku a omezení převádíme do srozumitelné podoby bez rozšiřování závěrů nad rámec toho, co autor skutečně modeloval a ověřoval.

Autor rozboru · odborná rešerše
Ondřej Pšenička

V Oleje.Pro se věnuje odborným rešerším, práci s vědeckými publikacemi a technickou dokumentací a převádění složitých témat do prakticky použitelné podoby. U tohoto textu zpracoval metodiku, výsledky, praktický význam a omezení původního výzkumu.

Více o autorovi →

Odborný konzultant Oleje.Pro
Ing. Stanislav Pšenička

V oblasti olejů a maziv profesně působí více než 30 let. U technicky náročnějšího obsahu Oleje.Pro pomáhá s konzultací terminologie, vlastností maziv, klasifikací a praktické interpretace technických informací.

Více o odborném konzultantovi →

Jak jsme se studií pracovali: tato stránka nezpracovává celou přibližně 250stránkovou výzkumnou práci. Zaměřuje se pouze na část věnovanou vlivu viskozity na tření v ojničním kluzném ložisku. Hodnotu 4,6 cSt uvádíme pouze v kontextu konkrétního modelu a nepřevádíme ji na univerzální doporučení SAE viskozitní třídy.

Ing. Stanislav Pšenička je odborným konzultantem redakce Oleje.Pro. Jeho uvedení v tomto bloku samo o sobě neznamená, že osobně provedl odbornou kontrolu původní práce nebo každého tvrzení tohoto rozboru. Pokud konkrétní obsah projde jeho přímou odbornou kontrolou, uvádíme tuto skutečnost samostatně.

Mohou uhlíkové nanotečky snížit tření a opotřebení PAO oleje?
Mohou uhlíkové nanotečky snížit tření a opotřebení PAO oleje?
Odborná studie
Mohou uhlíkové nanotečky snížit tření a opotřebení PAO oleje?
Autoři původní studie: Zhu Liang, Baogang Wang, Mina Luo & Hongsheng Lu  ·  Southwest Petroleum University  ·  Diamond & Related Materials, 2021
Zpracování studie pro Oleje.Pro: Ondřej Pšenička  ·  Typ obsahu: redakční rozbor odborné studie

Mohou částice velké jen několik nanometrů skutečně zlepšit ochranu kovových povrchů v syntetickém oleji?

Výzkumníci testovali uhlíkové nanotečky upravené hexadecylaminem jako aditivum do syntetického základového oleje PAO4 a sledovali jejich vliv na tření, opotřebení a tvorbu ochranného filmu.

Co studie zjistila?
4,2 nm
průměrná velikost testovaných uhlíkových nanoteček
1 %
optimální koncentrace nanoaditiva v PAO4
−27,1 %
snížení součinitele tření při 20 N
−45,9 %
snížení objemu opotřebení při 20 N

Co přesně vědci testovali?

Základovou kapalinou byl syntetický polyalphaolefin PAO4.

Do něj byly přidány uhlíkové nanotečky označené CDs-HA. Jde o uhlíkové částice upravené hexadecylaminem tak, aby byly dobře rozpustné a stabilní v nepolárním oleji.

Průměrná velikost částic byla přibližně 4,2 nm.

Tribologický test probíhal v uspořádání ocelová kulička proti ocelovému kotouči při vratném pohybu. Testovalo se při zatížení 20–100 N, rychlosti 10 mm/s a době od 20 do 200 minut.

Jednoduše řečeno: vědci přimíchali velmi malé uhlíkové částice do syntetického oleje a sledovali, zda dokážou lépe oddělit dva namáhané ocelové povrchy.

Jaké množství nanoaditiva fungovalo nejlépe?

Výsledek znovu ukázal, že více aditiva automaticky neznamená lepší výsledek.

Se zvyšující se koncentrací nejprve tření i opotřebení klesaly. Po překročení optimální hodnoty ale začaly znovu růst.

1 hm. % Tato koncentrace dosáhla v testu nejlepšího celkového výsledku. Při 40 N byl průměrný součinitel tření o 25,9 % a objem opotřebení o 38,1 % nižší než u čistého PAO4.

Fungovalo nanoaditivum stejně dobře i při vyšším zatížení?

Ne úplně.

Při zatížení 20 N snížila 1% směs průměrný součinitel tření o 27,1 % a objem opotřebení o 45,9 %.

Při zvýšení zatížení na 100 N bylo snížení tření už pouze kolem 6,9 %.

Ochrana proti opotřebení však zůstala výraznější: objem opotřebení byl stále přibližně o 29,6 % nižší než u čistého PAO4.

Vyšší zatížení oslabilo hlavně účinek na tření

Autoři vysvětlují, že při nižším zatížení mohou částice lépe působit valivým a lešticím efektem. Při vysokém tlaku tento mechanismus slábne, zatímco ochranný film a „vyplňování“ povrchu zůstávají účinnější.

Jak dopadly uhlíkové nanotečky ve srovnání se ZDDP?

Autoři při stejných laboratorních podmínkách porovnali 1% CDs-HA také s 1% ZDDP.

ZDDP dosáhlo o něco nižšího součinitele tření než uhlíkové nanotečky.

Uhlíkové nanotečky však vytvořily výrazně menší objem opotřebení a jejich průběh tření byl stabilnější.

Toto není důkaz, že jsou uhlíkové nanotečky obecně lepší než ZDDP v reálném motorovém oleji. Šlo o porovnání dvou aditiv v jednoduchém PAO4 a konkrétním laboratorním steel-on-steel testu.

Jak uhlíkové nanotečky chránily povrch?

Analýza opotřebených ploch ukázala, že uhlíkové částice skutečně pronikaly do třecího kontaktu.

Na povrchu mazivem s nanoaditivem bylo více uhlíku a dusíku a méně známek silné oxidace.

Vytvářel se hraniční mazací film

Autoři usuzují, že se CDs-HA postupně adsorbovaly a ukládaly na ocelové povrchy společně s oxidy železa. Vzniklá mezivrstva omezovala přímý kontakt kov–kov a pomáhala chránit povrch před opotřebením a oxidací.

Díky velikosti kolem několika nanometrů mohly částice navíc pronikat do mikroskopických nerovností povrchu.

Autoři jim připisují čtyři možné mechanismy:

  • tvorbu ochranného filmu,
  • valivý efekt,
  • leštění povrchu,
  • vyplňování drobných poškození a nerovností.

Vydržel účinek i při delším testu?

Ano, alespoň v rámci použitého laboratorního zařízení.

Autoři prodloužili test z 20 na 200 minut.

Po této době měla 1% směs stále průměrný součinitel tření přibližně o 20,4 % nižší a objem opotřebení o 33,6 % nižší než čistý PAO4.

Co z této studie plyne pro oleje a aditiva v praxi?

Studie ukazuje zajímavý směr vývoje bezpopelnatých nanoaditiv pro syntetické základové oleje.

Uhlíkové nanotečky byly v PAO4 dobře dispergovatelné a 1% směs podle fotografie ve studii zůstala bez viditelné sedimentace minimálně tři měsíce.

To je u nanočástic důležité, protože jejich praktickému použití často brání právě shlukování a usazování částic.

Studie také znovu potvrzuje, že u aditiv je důležité hledat optimální koncentraci, nikoliv pouze zvyšovat jejich množství.

Co tato studie naopak nedokazuje?

  • Studie testovala PAO4 s jedním konkrétním nanoaditivem, nikoliv hotový komerční motorový olej.
  • Neproběhl motorový test ani dlouhodobý provozní test ve vozidle nebo stroji.
  • Výsledky pocházejí z laboratorního steel-on-steel vratného kontaktu.
  • Nebyla hodnocena kompatibilita s těsněními, filtry, katalyzátory nebo dalšími aditivy.
  • Lepší výsledek opotřebení oproti ZDDP v tomto testu neznamená obecnou nadřazenost nad ZDDP.
  • Studie neurčuje, zda by taková formulace splnila automobilové nebo průmyslové výkonové specifikace.

Jaký je hlavní závěr studie?

Uhlíkové nanotečky upravené hexadecylaminem výrazně zlepšily v laboratorním testu tření a opotřebení PAO4.

Nejlepší celkový výsledek přinesla koncentrace 1 hm. %. Při zatížení 20 N kleslo tření o 27,1 % a objem opotřebení o 45,9 % proti čistému PAO4.

Analýza povrchu zároveň ukázala, že částice nebyly pouze pasivně rozptýlené v oleji: podílely se na vzniku hraniční mazací vrstvy přímo na třecím povrchu.

Nejdůležitější informace o studii na jednom místě
Základní údaje o původním výzkumu, ze kterého tento redakční rozbor vychází.
Téma
Uhlíkové nanotečky jako protioděrové a tření snižující aditivum v PAO4
Oblast
PAO, syntetické oleje, nanoaditiva, tření, opotřebení, hraniční mazání
Autoři původní studie
Zhu Liang, Baogang Wang, Mina Luo, Hongsheng Lu
Instituce
College of Chemistry and Chemical Engineering, Southwest Petroleum University, Chengdu, Čína
Typ výzkumu
Laboratorní tribologická studie doplněná povrchovou analýzou
Základový olej
Polyalphaolefin PAO4
Aditivum
Hexadecylaminem modifikované uhlíkové nanotečky CDs-HA; průměrná velikost přibližně 4,2 nm
Tribologická metoda
Ball-on-disk vratný lineární pohyb, kontakt AISI 52100 ocel / ocel, rychlost 10 mm/s, zatížení 20–100 N
Co se měřilo
Součinitel tření, objem opotřebení, profil stopy, povrchová morfologie a chemické složení tribofilmu
Optimální koncentrace
1 hm. % CDs-HA
Hlavní výsledek
Při 20 N snížila 1% směs průměrný součinitel tření o 27,1 % a objem opotřebení o 45,9 % oproti čistému PAO4.
Vliv vysokého zatížení
Při 100 N bylo snížení tření jen 6,9 %, zatímco objem opotřebení zůstal přibližně o 29,6 % nižší.
Navržený mechanismus
Tvorba hraničního mazacího filmu, valivý, lešticí a opravující efekt nanočástic
Stabilita disperze
1% suspenze zůstala podle studie vizuálně stabilní bez viditelného sedimentu nejméně 3 měsíce
Hlavní omezení
Laboratorní test PAO4 s jedním nanoaditivem; bez motorového nebo dlouhodobého provozního testu a bez ověření kompletního aditivačního balíčku.
Název našeho rozboru
Mohou uhlíkové nanotečky snížit tření a opotřebení PAO oleje?
Originální název
Synthesis of hexadecylamine modified carbon dots and their friction-reducing and anti-wear performance in polyalphaolefin
Publikováno
Diamond & Related Materials, Volume 112, 2021, 108238
DOI / originální studie
doi.org/10.1016/j.diamond.2021.108238
Primární zdroj: Liang Z., Wang B., Luo M., Lu H.: Synthesis of hexadecylamine modified carbon dots and their friction-reducing and anti-wear performance in polyalphaolefin. Diamond & Related Materials 112 (2021), 108238. DOI: 10.1016/j.diamond.2021.108238.
Oleje.Pro · rozbor odborné studie
O autorovi a odborném zázemí

Tento text je redakčním rozborem původní odborné studie, nikoliv původním vědeckým výzkumem Oleje.Pro. Výsledky, metodiku a omezení původní práce převádíme do srozumitelné podoby bez rozšiřování závěrů nad rámec toho, co autoři skutečně testovali.

Autor rozboru · odborná rešerše
Ondřej Pšenička

V Oleje.Pro se věnuje odborným rešerším, práci s vědeckými publikacemi a technickou dokumentací a převádění složitých technických témat do prakticky použitelné podoby.

Více o autorovi →

Odborný konzultant Oleje.Pro
Ing. Stanislav Pšenička

V oblasti olejů a maziv profesně působí více než 30 let. U technicky náročnějšího obsahu Oleje.Pro pomáhá s konzultací terminologie, vlastností maziv, klasifikací a praktické interpretace technických informací.

Více o odborném konzultantovi →

Jak jsme se studií pracovali: vycházíme z originální publikace a jejího DOI. Oddělujeme výsledky konkrétního laboratorního steel-on-steel testu od závěrů pro reálné motorové a průmyslové oleje. Porovnání se ZDDP interpretujeme pouze v rámci podmínek použitého experimentu.
Mohou niklové nanočástice snížit tření v syntetickém PAO oleji?
Mohou niklové nanočástice snížit tření v syntetickém PAO oleji?
Odborná studie
Mohou niklové nanočástice snížit tření v syntetickém PAO oleji?
Autoři původní studie: R. Chou, A. Hernández Battez, J. J. Cabello, J. L. Viesca, A. Osorio & A. Sagastume  ·  University of Cienfuegos / University of Oviedo  ·  Tribology International, 2010
Zpracování studie pro Oleje.Pro: Ondřej Pšenička  ·  Typ obsahu: redakční rozbor odborné studie

Mohou velmi malé kovové částice zlepšit mazací schopnosti syntetického základového oleje?

Výzkumníci tuto otázku testovali na polyalphaolefinu PAO6, do kterého přidali 20nm nanočástice niklu a následně sledovali tření, opotřebení a schopnost maziva přenášet vysoké zatížení.

Co studie zjistila?
20 nm
přibližný průměr použitých niklových nanočástic
−30 %
snížení tření při nejlepší testované koncentraci 0,5 % Ni
0,5 %
koncentrace, která dosáhla nejlepšího celkového tribologického výsledku
EP ↑
niklové částice zvýšily některé ukazatele únosnosti maziva při vysokém zatížení

Co přesně vědci testovali?

Základovou kapalinou byl syntetický olej PAO6 – polyalphaolefin.

Jeho kinematická viskozita byla přibližně 31 cSt při 40 °C a 5,9 cSt při 100 °C.

Do PAO6 byly přidány téměř kulovité niklové částice o velikosti přibližně 20 nm ve třech koncentracích:

  • 0,5 hm. %,
  • 1 hm. %,
  • 2 hm. %.

Nanočástice byly do oleje rozptýleny ultrazvukem po dobu 30 minut.

Jednoduše řečeno: vědci porovnali čistý PAO6 se třemi verzemi stejného oleje, do kterých přimíchali různé množství velmi malých částic niklu.

Jak niklové nanočástice ovlivnily tření?

Všechny tři testované koncentrace snížily průměrný součinitel tření oproti čistému PAO6.

Nejlepší výsledek ale nepřinesla nejvyšší koncentrace.

−30 % Přibližně o tolik se podle studie snížilo tření při koncentraci 0,5 hm. % niklových nanočástic oproti čistému PAO6.

Při koncentracích 1 % a 2 % bylo snížení tření výrazně menší – přibližně 7 %.

Více nanočástic neznamenalo lepší mazání

Nejlepší výsledky přinesla nejnižší testovaná koncentrace. To ukazuje, že u podobných aditiv existuje určité optimum a přidávání dalšího množství částic nemusí výkon dále zlepšovat.

Co se stalo s opotřebením?

Také opotřebení bylo u všech směsí s niklem nižší než u samotného PAO6.

Nejlepší výsledek opět vykázala koncentrace 0,5 hm. %.

Při 2 % nanočástic byl účinek na opotřebení naopak nejmenší.

Redakční poznámka: studie uvádí dvě různá čísla

V hlavním textu autoři uvádějí u 0,5% koncentrace 54% snížení opotřebení. V závěrečné části však uvádějí celkové rozpětí snížení opotřebení pouze 5–45 %.

Proto z tohoto rozdílu neděláme hlavní číselný závěr. Spolehlivě lze říci, že 0,5% směs vykázala ze všech testovaných variant nejnižší opotřebení.

Jak mohly niklové částice chránit povrch?

Po testech vědci zkoumali opotřebené povrchy pomocí elektronového mikroskopu a prvkové analýzy EDS.

Na površích testovaných s nanomazivem skutečně našli nikl.

To ukazuje, že se nanočástice během provozu dostávaly přímo do třecího kontaktu.

Nanočástice vytvořily ochrannou vrstvu na povrchu

Autoři považují za pravděpodobný mechanismus takzvané tribosintrování – částice se mechanicky zachytí nebo spojí s namáhaným povrchem a vytvoří vrstvu, která omezuje přímý kontakt obou kovových ploch.

Autoři zároveň připouštějí další možné mechanismy, například vtlačování částic do povrchu nebo jejich chování podobné velmi malým „ložiskovým“ částicím.

Jak se změnila únosnost oleje při vysokém zatížení?

Druhá část výzkumu použila standardní four-ball EP test ASTM D2783.

Cílem bylo zjistit, při jakém zatížení začne docházet k zadírání a jak vysoké zatížení mazivo dokáže přenášet.

U čistého PAO6 byla počáteční záchytná zátěž přibližně 618 N.

U směsí s 0,5 % a 2 % niklu se zvýšila přibližně na 785 N.

Samotné svařovací zatížení však zůstalo stejné – 1569,6 N.

Nanočástice tedy neposunuly úplnou mez selhání testu, ale u některých koncentrací oddálily první známky zadírání a zlepšily load-wear index.

Co z této studie plyne pro průmyslové a hydraulické oleje?

Studie ukazuje potenciál nanočástic jako protioděrového a EP aditiva v syntetických základových olejích.

Je zajímavá právě pro průmyslové použití, protože PAO základové oleje se používají například v:

  • průmyslových ložiskových olejích,
  • hydraulických olejích,
  • syntetických mazacích tucích,
  • leteckých mazivech,
  • teplonosných a dalších speciálních kapalinách.

Hlavní poučení je ale stejně důležité jako samotný pozitivní výsledek: optimální koncentrace byla nižší než maximální testovaná koncentrace.

Co tato studie naopak nedokazuje?

  • Studie testovala čistý PAO6 s niklem, nikoliv kompletní komerční hydraulický nebo průmyslový olej.
  • Neobsahovala celý běžný balíček detergentů, antioxidantů, inhibitorů koroze a dalších aditiv.
  • Výsledky pocházejí z laboratorních block-on-ring a four-ball testů.
  • Studie neověřovala dlouhodobou stabilitu nanočástic v reálném hydraulickém systému.
  • Nezkoumala vliv na filtry, ventily, čerpadla nebo těsnění.
  • Nelze z výsledku tvrdit, že přidání niklových nanočástic do běžného hotového oleje automaticky zlepší jeho vlastnosti.
  • Publikace uvádí nesoulad v procentním vyjádření maximálního snížení opotřebení.

Jaký je hlavní závěr studie?

Přídavek 20nm niklových nanočástic zlepšil v laboratorních testech tribologické vlastnosti PAO6.

Nejlepší výsledky přinesla nejnižší testovaná koncentrace 0,5 hm. %, která snížila tření přibližně o 30 % a vykázala nejnižší opotřebení ze všech testovaných variant.

Analýza povrchů potvrdila přítomnost niklu přímo v místech opotřebení, což podporuje vysvětlení, že částice vytvářely ochrannou mezivrstvu mezi třecími povrchy.

Nejdůležitější informace o studii na jednom místě
Základní údaje o původním výzkumu, ze kterého tento redakční rozbor vychází.
Téma
Niklové nanočástice jako aditivum syntetického PAO oleje
Oblast
PAO, průmyslové oleje, hydraulické oleje, nanoaditiva, tření, opotřebení a EP vlastnosti
Autoři původní studie
R. Chou, A. Hernández Battez, J. J. Cabello, J. L. Viesca, A. Osorio, A. Sagastume
Instituce
University of Cienfuegos, Kuba; University of Oviedo, Španělsko
Typ výzkumu
Laboratorní tribologická studie
Základový olej
PAO6; 31,0 cSt při 40 °C, 5,90 cSt při 100 °C, viskozitní index 135
Aditivum
Přibližně 20nm niklové nanočástice; koncentrace 0,5 %, 1 % a 2 hm. %
Antiwear test
Block-on-ring; čistý skluz; 165 N, přibližně 99 MPa, rychlost 2 m/s a dráha 3066 m
EP test
Four-ball podle ASTM D2783
Co se měřilo
Součinitel tření, hmotnostní opotřebení, stopa opotřebení, initial seizure load, weld load a load-wear index
Hlavní zjištění
Všechny testované koncentrace snížily tření a opotřebení proti čistému PAO6. Nejlepší celkový výsledek vykázalo 0,5 hm. % niklu.
Nejlepší tření
Přibližně 30% snížení součinitele tření při 0,5 hm. % Ni
EP výsledek
Initial seizure load vzrostl u 0,5% směsi z 618,03 N na 784,8 N; weld load zůstal 1569,6 N
Navržený mechanismus
Depozice a tribosintrování niklových nanočástic na třecím povrchu, které může vytvářet ochrannou mezivrstvu
Hlavní omezení
Laboratorní test čistého PAO6 s nanočásticemi, nikoliv hotového komerčního oleje v reálném stroji. Publikace navíc uvádí rozdílné procentní hodnoty maximálního snížení opotřebení.
Název našeho rozboru
Mohou niklové nanočástice snížit tření v syntetickém PAO oleji?
Originální název
Tribological behavior of polyalphaolefin with the addition of nickel nanoparticles
Publikováno
Tribology International, 43 (2010), 2327–2332
DOI / originální studie
doi.org/10.1016/j.triboint.2010.08.006
Primární zdroj: Chou R., Hernández Battez A., Cabello J. J., Viesca J. L., Osorio A., Sagastume A.: Tribological behavior of polyalphaolefin with the addition of nickel nanoparticles. Tribology International 43 (2010), 2327–2332. DOI: 10.1016/j.triboint.2010.08.006.
Oleje.Pro · rozbor odborné studie
O autorovi a odborném zázemí

Tento text je redakčním rozborem původní odborné studie, nikoliv původním vědeckým výzkumem Oleje.Pro. Výsledky, metodiku a omezení původní práce převádíme do srozumitelné podoby bez rozšiřování závěrů nad rámec toho, co autoři skutečně testovali.

Autor rozboru · odborná rešerše
Ondřej Pšenička

V Oleje.Pro se věnuje odborným rešerším, práci s vědeckými publikacemi a technickou dokumentací a převádění složitých témat do prakticky použitelné podoby.

Více o autorovi →

Odborný konzultant Oleje.Pro
Ing. Stanislav Pšenička

V oblasti olejů a maziv profesně působí více než 30 let. U technicky náročnějšího obsahu Oleje.Pro pomáhá s konzultací terminologie, vlastností maziv, klasifikací a praktické interpretace technických informací.

Více o odborném konzultantovi →

Jak jsme se studií pracovali: vycházíme z originální publikace a jejího DOI. Oddělujeme výsledky laboratorního block-on-ring a four-ball testu od závěrů pro reálné hydraulické nebo průmyslové systémy. U rozdílně uvedené hodnoty snížení opotřebení transparentně upozorňujeme na nesoulad uvnitř původní publikace.
Proč stejné ZDDP nefunguje stejně v každém oleji? Vliv základového oleje
Proč stejné ZDDP nefunguje stejně v každém oleji? Vliv základového oleje
Odborná studie
Proč stejné ZDDP nefunguje stejně v každém oleji?
Autoři původní studie: A. Naveira Suarez, Mattias Grahn, Rihard Pasaribu & Roland Larsson  ·  SKF / Luleå University of Technology  ·  Tribology International, 2010
Zpracování studie pro Oleje.Pro: Ondřej Pšenička  ·  Typ obsahu: redakční rozbor odborné studie

Dvě maziva mohou obsahovat stejné protioděrové aditivum, ale přesto se nemusí chovat stejně.

Výzkumníci ze SKF a Luleå University of Technology proto zkoumali, jak polarita základového oleje ovlivňuje účinek ZDDP – jednoho z nejznámějších protioděrových aditiv používaných v mazivech.

Co studie zjistila?
2 oleje
jeden polární a jeden nepolární modelový základový olej
2 / 5 %
dvě koncentrace ZDDP použité v testovaných směsích
90 °C
teplota hlavních tribologických testů v režimu hraničního mazání
nepolární
olej umožnil rychlejší vznik silnější ZDDP reakční vrstvy

Co přesně vědci testovali?

Autoři vybrali dva jednoduché modelové základové oleje s výrazně odlišnou polaritou.

  • DGDE – polární diethylenglykol-diethylether,
  • n-hexadekan – nepolární uhlovodíková kapalina.

Do obou přidali stejné ZDDP v koncentraci 2 nebo 5 hmotnostních procent.

Směsi následně testovali v kontaktu ocelové kuličky a ocelového povrchu při kombinovaném valení a skluzu.

Hlavní tribologické testy probíhaly při teplotě 90 °C a kontaktním tlaku až přibližně 2,43 GPa.

Jednoduše řečeno: vědci použili stejné aditivum ZDDP ve dvou chemicky odlišných kapalinách a sledovali, jestli se na ocelovém povrchu vytvoří stejná ochranná vrstva.

Co znamená polarita základového oleje?

Pro pochopení výsledku je důležité vědět jednu věc: molekuly oleje i molekuly aditiva soupeří o místo na kovovém povrchu.

Polárnější molekula má obecně větší afinitu k ocelovému povrchu.

Polární základový olej se proto na povrch přichytává výrazněji. Tím ale zároveň může část povrchu „zabrat“ pro sebe a znesnadnit přístup jiné polární látce – například ZDDP.

ZDDP musí nejprve získat přístup ke kovu

Aby mohlo vytvořit ochranný tribofilm, musí se molekuly ZDDP dostat k ocelovému povrchu a následně na něm chemicky reagovat. Základový olej tedy není jen pasivní nosič aditiva.

Jak polarita změnila vznik ochranného tribofilmu?

Největší rozdíl se objevil v rychlosti a tloušťce vrstvy vznikající ze ZDDP.

V nepolárním n-hexadekanu mělo ZDDP snazší přístup k oceli, takže reakční vrstva vznikala rychleji a byla výrazně silnější.

U polárního DGDE se samotné molekuly základového oleje silněji vázaly na povrch a omezovaly přístup ZDDP.

≈ 40–50 nm Přibližně do této oblasti se v experimentu dostávala stabilizovaná průměrná tloušťka ZDDP vrstvy v nepolárním oleji, zatímco v polárním oleji zůstávala podstatně tenčí.

Při vyšším kontaktním zatížení vznikala u obou olejů vrstva rychleji a její průměrná tloušťka byla podle autorů přibližně o 10–25 % vyšší.

Znamenala silnější ZDDP vrstva automaticky menší tření a opotřebení?

Ne.

To je možná nejzajímavější část celé studie.

Přidání ZDDP zvýšilo součinitel tření v obou základových olejích. Nárůst byl výraznější u nepolárního oleje, ve kterém vznikala silnější ZDDP vrstva.

Autoři tento rozdíl dávají do souvislosti s tím, že silnější reakční vrstva vytváří větší skutečnou kontaktní plochu.

Silnější „ochranná“ vrstva nemusí automaticky znamenat nižší opotřebení

U nepolárního oleje byla ZDDP vrstva sice silnější, ale současně byla podle nanoindentace měkčí. To vedlo k větší kontaktní ploše a v testu také k vyššímu opotřebení.

Jak velký byl rozdíl v opotřebení?

Při nižším kontaktním tlaku kolem 1,3 GPa měl samotný nepolární olej stopu opotřebení širokou přibližně 256 µm.

Po přidání 2 % ZDDP se tato hodnota zvýšila přibližně na 403 µm.

U polárního DGDE byla stopa bez ZDDP přibližně 389 µm a po přidání 2 % ZDDP zůstala kolem 385 µm.

Tento výsledek není tvrzením, že ZDDP obecně zvyšuje opotřebení motoru. Jde o výsledek konkrétního laboratorního systému, velmi vysokých koncentrací ZDDP a konkrétních modelových základových kapalin.

Co z této studie plyne pro oleje v praxi?

Hlavní poučení je velmi důležité: účinek aditiva nelze hodnotit odděleně od základového oleje.

Stejná molekula ZDDP může v různých základových kapalinách:

  • jinak rychle dosáhnout kovového povrchu,
  • vytvořit jinak silný tribofilm,
  • změnit tření,
  • a nakonec vést k jinému výsledku opotřebení.

Právě proto je formulace hotového maziva mnohem složitější než jednoduché „čím více protioděrového aditiva, tím lépe“.

Výsledná funkce oleje závisí na vzájemné interakci základového oleje, aditiv a kovového povrchu.

Co tato studie naopak nedokazuje?

  • Nebyly testovány běžné kompletní komerční motorové oleje.
  • Použity byly dvě jednoduché modelové základové kapaliny.
  • Směsi obsahovaly pouze ZDDP, nikoliv kompletní balíček detergentů, disperzantů, antioxidantů a dalších aditiv.
  • Koncentrace 2 a 5 % ZDDP jsou vysoké a nelze je automaticky vztahovat na běžný motorový olej.
  • Experiment probíhal v laboratorním ball-on-disc kontaktu, nikoliv v kompletním motoru nebo převodovce.
  • Výsledek neznamená, že polární základový olej je obecně lepší než nepolární.
  • Studie ukazuje interakci konkrétního ZDDP s konkrétními modelovými základovými oleji.

Jaký je hlavní závěr studie?

Studie ukázala, že chemická povaha základového oleje může výrazně změnit fungování stejného ZDDP aditiva.

V nepolárním oleji mělo ZDDP lepší přístup k ocelovému povrchu a vytvářelo rychleji silnější reakční vrstvu. V polárním oleji základové molekuly o povrch více soupeřily a růst ZDDP vrstvy byl omezený.

Zároveň ale silnější vrstva neznamenala automaticky lepší tribologický výsledek. Výsledné tření a opotřebení závisely také na struktuře a mechanických vlastnostech vzniklého tribofilmu.

Nejdůležitější informace o studii na jednom místě
Základní údaje o původním výzkumu, ze kterého tento redakční rozbor vychází.
Téma
Vliv polarity základového oleje na funkci ZDDP
Oblast
Základové oleje, aditiva, ZDDP, tribofilm, tření a opotřebení
Autoři původní studie
A. Naveira Suarez, Mattias Grahn, Rihard Pasaribu, Roland Larsson
Instituce
SKF Engineering and Research Centre; Luleå University of Technology
Typ výzkumu
Laboratorní tribologická a povrchová analýza
Základové kapaliny
Polární DGDE a nepolární n-hexadekan
Aditivum
Primární ZDDP, koncentrace 2 a 5 hm. %
Tribologická metoda
WAM5 ball-on-disc; kombinované valení a skluz; teplota 90 °C; kontaktní tlak přibližně 1,34 a 2,43 GPa
Analytické metody
XPS, AFM, nanoindentace a interferometrické měření tloušťky reakční vrstvy
Co se sledovalo
Tření, opotřebení, rychlost tvorby ZDDP tribofilmu, jeho tloušťka, topografie, chemické složení a mechanické vlastnosti
Hlavní zjištění
V nepolárním základovém oleji mělo ZDDP lepší přístup k oceli a vytvořilo rychleji silnější reakční vrstvu. Polarita základového oleje tak výrazně ovlivnila výsledné tribologické chování aditiva.
Důležitá nuance
Silnější ZDDP vrstva v nepolárním oleji nevedla automaticky k nižšímu tření nebo menšímu opotřebení; vrstva byla měkčí a test vykázal vyšší opotřebení.
Hlavní omezení
Testovány byly modelové základové kapaliny pouze se ZDDP, nikoliv kompletní komerční formulace motorových nebo převodových olejů.
Název našeho rozboru
Proč stejné ZDDP nefunguje stejně v každém oleji? Vliv základového oleje
Originální název
The influence of base oil polarity on the tribological performance of zinc dialkyl dithiophospate additives
Publikováno
Tribology International, 43 (2010), 2268–2278
DOI / originální studie
doi.org/10.1016/j.triboint.2010.07.016
Primární zdroj: Naveira Suarez A., Grahn M., Pasaribu R., Larsson R.: The influence of base oil polarity on the tribological performance of zinc dialkyl dithiophospate additives. Tribology International 43 (2010), 2268–2278. DOI: 10.1016/j.triboint.2010.07.016.
Oleje.Pro · rozbor odborné studie
O autorovi a odborném zázemí

Tento text je redakčním rozborem původní odborné studie, nikoliv původním vědeckým výzkumem Oleje.Pro. Výsledky, metodiku a omezení původní práce převádíme do srozumitelné podoby bez rozšiřování závěrů nad rámec toho, co autoři skutečně testovali.

Autor rozboru · odborná rešerše
Ondřej Pšenička

V Oleje.Pro se věnuje odborným rešerším, práci s vědeckými publikacemi a technickou dokumentací a převádění složitých témat do prakticky použitelné podoby.

Více o autorovi →

Odborný konzultant Oleje.Pro
Ing. Stanislav Pšenička

V oblasti olejů a maziv profesně působí více než 30 let. U technicky náročnějšího obsahu Oleje.Pro pomáhá s konzultací terminologie, vlastností maziv, klasifikací a praktické interpretace technických informací.

Více o odborném konzultantovi →

Jak jsme se studií pracovali: jasně oddělujeme výsledky modelových základových kapalin od chování kompletních komerčních olejů. Studie ukazuje vliv polarity na přístup ZDDP ke kovovému povrchu, ale nelze z ní určit obecně nejlepší základový olej nebo optimální obsah ZDDP pro konkrétní motorové či převodové mazivo.
Proč se do brzdových destiček přidává měď? Co ukázala studie
Proč se do brzdových destiček přidává měď? Co ukázala studie
Odborná studie
Proč se do brzdových destiček přidává měď?
Autoři původní studie: W. Österle, C. Prietzel, H. Kloß & A. I. Dmitriev  ·  Tribology International  ·  2010
Zpracování studie pro Oleje.Pro: Ondřej Pšenička  ·  Typ obsahu: redakční rozbor odborné studie

Brzdová destička není tvořena jedním materiálem. Obsahuje směs různých částic, z nichž každá má při brzdění jinou funkci.

Výzkumníci proto zkoumali, proč se v automobilových brzdových destičkách používá měď a jak může během intenzivního brzdění ovlivňovat tření mezi destičkou a brzdovým kotoučem.

Co studie zjistila?
3 role
odvod tepla, vytvoření kontaktních míst a podíl na stabilizaci tření
650 °C
až tak vysoké teplotě byly vystaveny některé analyzované brzdové povrchy
0,30 → 0,37
změna modelovaného průměrného součinitele tření při náhradě grafitu měkkou mědí
5,5 %
při tak nízkém podílu měkkých částic model už nevytvořil stabilní smíšenou třecí vrstvu

Co přesně vědci zkoumali?

Studie se zaměřila na klasický automobilový brzdový systém: brzdovou destičku na bázi fenolické pryskyřice a kotouč ze šedé litiny.

Autoři nejprve pomocí elektronové mikroskopie zkoumali měděné částice na povrchu destiček po náročných brzdových testech.

Následně vytvořili numerický model kontaktu destičky a kotouče na nanometrové úrovni a sledovali, jak se měď chová jako nosná část destičky a jak jako jemná částice uvnitř třecí vrstvy.

Jednoduše řečeno: vědci chtěli pochopit, proč je měď v destičce užitečná a co se s ní děje přímo v místě, kde se destička tře o kotouč.

Jaké tři role může měď v brzdové destičce plnit?

První funkce je poměrně jednoduchá: měď velmi dobře vede teplo.

Pomáhá proto odvádět teplo z třecího kontaktu a omezuje lokální přehřívání povrchu.

Druhou funkcí jsou takzvaná primární kontaktní místa. Větší částice mědi se při brzdění silně plasticky deformují a jejich povrch se zpevňuje.

Tato zpevněná místa pak mohou nést část zatížení podobně jako ocelová vlákna.

Nejzajímavější je třetí funkce

Jemné částice mědi se mohou uvolňovat z povrchu destičky a dostávat se do tenké třecí vrstvy mezi destičkou a kotoučem. V této podobě už se měď může chovat jako měkká složka, která pomáhá stabilizovat klouzání.

Jak může měď fungovat jako pevné mazivo?

Při brzdění vzniká mezi destičkou a kotoučem velmi tenká vrstva tvořená směsí oxidů železa a částic pocházejících z destičky.

Tato vrstva se někdy označuje jako třecí vrstva, tribofilm nebo „third body“.

Mikroskopické snímky ukázaly, že do této vrstvy byly skutečně zabudovány jemné částice kovové mědi.

Vědci pozorovali přibližně dvě velikostní skupiny: částice kolem 100 nm a ještě menší částice kolem 10 nm.

PEVNÉ MAZIVO Při vyšších teplotách může jemná rekrystalizovaná měď působit v třecí vrstvě podobně jako grafit: usnadňuje vzájemný pohyb částic a pomáhá stabilizovat klouzání.

Fungovala měď stejně dobře jako grafit?

Ne úplně.

V jednom z modelů obsahovala třecí vrstva 27,5 obj. % měkkých částic.

Při použití grafitu dosahoval modelovaný průměrný součinitel tření přibližně 0,30. Po nahrazení grafitu měkkou mědí vzrostl přibližně na 0,37.

Měděná vrstva tedy nebyla z hlediska tření totožná s grafitem, ale základní mechanismus zůstal podobný: vznikla granulární smíšená vrstva, která umožňovala relativně stabilní klouzání.

Proč záleželo na množství měkkých částic?

Model ukázal, že samotná přítomnost mědi nebo grafitu nestačí. Důležité je také jejich množství.

Při pouhých 5,5 obj. % měkkých částic se stabilní mechanicky smíšená vrstva nevytvořila.

Místo toho vznikaly praskliny a součinitel tření silně kolísal kolem hodnoty přibližně 0,5.

Místo hladkého klouzání vznikal „stick-slip“

Povrchy se střídavě zachytávaly a uvolňovaly. Autoři proto předpokládají, že existuje určitá minimální koncentrace měkkých částic, která je potřebná pro vznik stabilní třecí vrstvy.

Co z této studie plyne pro automobilové brzdy?

Studie ukazuje, že složení brzdové destičky ovlivňuje mnohem více než pouze její tvrdost.

Jednotlivé složky destičky mohou při brzdění měnit svou strukturu a vytvářet úplně novou mezivrstvu mezi kotoučem a destičkou.

Měď je zajímavá tím, že může současně:

  • pomáhat odvádět teplo,
  • vytvářet mechanicky odolná kontaktní místa,
  • a v jemné podobě přispívat ke stabilizaci tření jako pevné mazivo.

Jde tedy o pěkný příklad toho, že mazání nemusí vždy znamenat kapalný olej nebo mazací tuk. V některých tribologických systémech plní podobnou funkci pevné částice přímo v kontaktní vrstvě.

Co tato studie naopak nedokazuje?

  • Studie neporovnávala různé komerční brzdové destičky podle značky.
  • Část závěrů vychází z numerického modelování na nanometrové úrovni.
  • Model obsahoval řadu zjednodušení oproti kompletnímu brzdovému systému.
  • Výsledky neříkají, že vyšší obsah mědi automaticky znamená lepší destičku.
  • Studie nezkoumala brzdovou kapalinu.
  • Nelze z ní určit životnost konkrétních brzdových destiček.

Jaký je hlavní závěr studie?

Měď v brzdových destičkách neplní pouze jednu funkci. Může současně odvádět teplo, vytvářet pevná kontaktní místa a v jemné formě fungovat jako pevné mazivo.

Mikroskopické analýzy potvrdily přítomnost jemných měděných částic přímo v třecí vrstvě vznikající během brzdění.

Modelování zároveň ukázalo, že pro stabilní klouzání je důležitá nejen vlastnost samotného materiálu, ale také dostatečné množství měkkých částic ve třecí vrstvě.

Nejdůležitější informace o studii na jednom místě
Základní údaje o původním výzkumu, ze kterého tento redakční rozbor vychází.
Téma
Role mědi v automobilových brzdových destičkách
Oblast
Automotive, brzdy, tribologie, tření, pevná maziva, třecí vrstvy
Autoři původní studie
W. Österle, C. Prietzel, H. Kloß, A. I. Dmitriev
Instituce
Federal Institute for Materials Research and Testing (BAM), Berlín; Institute of Strength Physics and Materials Science SB RAS, Tomsk
Typ výzkumu
Mikroskopická experimentální analýza doplněná numerickým modelováním
Testovaný systém
Automobilová brzdová destička na bázi fenolické pryskyřice a brzdový kotouč ze šedé litiny
Metody
Dynamometrové brzdové testy, SEM/EDS, FIB, TEM a numerické modelování metodou movable cellular automata
Co se sledovalo
Mikrostruktura mědi, tvorba třecí vrstvy, součinitel tření a vliv koncentrace pevných mazacích částic
Hlavní zjištění
Měď může působit jako nosná složka destičky a současně jako měkká částice pevného maziva uvnitř třecí vrstvy.
Model: grafit vs. měď
Při 27,5 obj. % měkkých částic vzrostl modelovaný průměrný CoF po nahrazení grafitu mědí přibližně z 0,30 na 0,37, ale stabilní granulární kluzný mechanismus zůstal zachován.
Hlavní omezení
Část výsledků pochází z nanoskopického numerického modelu. Studie neurčuje optimální složení konkrétní komerční brzdové destičky.
Originální název
On the role of copper in brake friction materials
Publikováno
Tribology International, 43 (2010), 2317–2326
DOI / originální studie
doi.org/10.1016/j.triboint.2010.08.005
Primární zdroj: Österle W., Prietzel C., Kloß H., Dmitriev A. I.: On the role of copper in brake friction materials. Tribology International 43 (2010), 2317–2326. DOI: 10.1016/j.triboint.2010.08.005.
Oleje.Pro · rozbor odborné studie
O autorovi a odborném zázemí

Tento text je redakčním rozborem původní odborné studie, nikoliv původním vědeckým výzkumem Oleje.Pro. Výsledky, experimentální pozorování a numerické modelování převádíme do srozumitelné podoby bez rozšiřování závěrů nad rámec původní práce.

Autor rozboru · odborná rešerše
Ondřej Pšenička

V Oleje.Pro se věnuje odborným rešerším, práci s vědeckými publikacemi a technickou dokumentací a převádění složitých technických témat do prakticky použitelné podoby.

Více o autorovi →

Odborný konzultant Oleje.Pro
Ing. Stanislav Pšenička

V oblasti olejů a maziv profesně působí více než 30 let. U technicky náročnějšího obsahu Oleje.Pro pomáhá s konzultací terminologie, vlastností maziv, klasifikací a praktické interpretace technických informací.

Více o odborném konzultantovi →

Jak jsme se studií pracovali: oddělujeme mikroskopická pozorování skutečných brzdových povrchů od výsledků numerického modelování. Studie se zabývá pevnými mazacími složkami v brzdové třecí vrstvě, nikoliv motorovým olejem nebo brzdovou kapalinou.
Jak teplota a smyk mění viskozitu oleje 5W-30 s nanočásticemi?
Jak teplota a smyk mění viskozitu oleje 5W-30 s nanočásticemi?
Odborná studie
Jak teplota a smyk mění viskozitu oleje 5W-30 s nanočásticemi?
Autoři původní studie: Mohammad Hemmat Esfe et al.  ·  Materials Today Communications  ·  2023
Zpracování studie pro Oleje.Pro: Ondřej Pšenička  ·  Typ obsahu: redakční rozbor odborné studie

Viskozita motorového oleje není pevné číslo. Mění se s teplotou a také podle toho, jak silně je olej mezi pohybujícími se částmi namáhán.

Tato studie sledovala nanomazivo založené na SAE 5W-30 s MWCNT a ZnO nanočásticemi a zkoumala, jak jeho dynamickou viskozitu ovlivňuje teplota, smykové namáhání a koncentrace nanočástic.

Co studie zjistila?
170
experimentálních hodnot viskozity bylo použito pro vytvoření modelu
5–55 °C
rozsah teplot, ve kterém byla viskozita analyzována
R² 0,9999
velmi vysoká shoda nejlepší neuronové sítě s použitými daty
T + smyk
měly výrazně větší vliv na viskozitu než samotná koncentrace nanočástic

Co přesně vědci zkoumali?

Studie se zaměřila na hybridní nanomazivo MWCNT-ZnO / SAE 5W-30.

MWCNT jsou vícestěnné uhlíkové nanotrubice. ZnO je oxid zinečnatý. Oba materiály byly v oleji rozptýleny v malých koncentracích.

Autoři sledovali tři parametry:

  • teplotu,
  • smykové namáhání,
  • objemový podíl nanočástic.

Výstupem byla dynamická viskozita, tedy odpor kapaliny proti proudění při daných podmínkách.

Důležité: studie neprovedla nový motorový experiment. Použila 170 experimentálních hodnot z dřívější práce a na jejich základě vytvořila matematický model.

Jak výrazně měnila viskozitu teplota?

Teplota měla na viskozitu velmi silný vliv.

370 → 30 cP Přibližně takto klesala dynamická viskozita, když se teplota zvýšila z 5 °C na 55 °C.

Výsledek odpovídá základnímu chování motorového oleje: čím vyšší teplota, tím nižší viskozita a tím snadněji olej teče.

Co udělalo s viskozitou smykové namáhání?

Ještě výraznější byl podle autorů vliv smykového parametru.

Při jeho zvýšení z 50 na 1000 rpm klesala naměřená dynamická viskozita přibližně z 400 cP na 25 cP.

Olej se při silnějším smykovém namáhání choval „řidčeji“

To znamená, že odpor kapaliny proti pohybu nebyl konstantní. Viskozita závisela nejen na teplotě, ale také na intenzitě pohybu, kterému bylo mazivo vystaveno.

Jak velký vliv měla koncentrace nanočástic?

Vyšší podíl MWCNT a ZnO vedl obecně k mírnému zvýšení viskozity.

Ve srovnání s teplotou a smykovým namáháním byl ale tento vliv podstatně menší.

Autoři proto uvádějí, že nejvýznamnějším parametrem byl smykový faktor, následovala teplota a až poté koncentrace nanočástic.

Studie tedy neukazuje, že by malé zvýšení koncentrace nanočástic samo o sobě dramaticky změnilo viskozitu. Podstatně důležitější byly provozní podmínky.

Jak přesně dokázala neuronová síť viskozitu předpovídat?

Autoři vyzkoušeli různé struktury umělé neuronové sítě s jednou skrytou vrstvou obsahující 1 až 20 neuronů.

Nejlépe vyšel model se 16 neurony ve skryté vrstvě.

Pro všechna data dosáhl hodnoty R² přibližně 0,9999, tedy velmi těsné shody mezi modelem a použitými experimentálními hodnotami.

U samostatné testovací části dat bylo R² přibližně 0,9997.

Co z této studie plyne pro motorové oleje v praxi?

Studie dobře ukazuje, proč nelze viskozitu motorového oleje chápat jako jednu neměnnou hodnotu.

Skutečné chování oleje závisí na teplotě a smykovém namáhání, kterým je vystaven mezi pohybujícími se částmi.

Zajímavé je také to, že u testovaného nanomaziva měla změna koncentrace nanočástic na viskozitu menší vliv než samotné provozní podmínky.

Model ukazuje, že podobné vztahy lze velmi přesně popsat matematicky, pokud máme dostatek kvalitních experimentálních dat.

Co tato studie naopak nedokazuje?

  • Studie neprovedla nový motorový ani tribologický test.
  • Použila dříve publikovaná experimentální data o viskozitě.
  • Nezkoumala opotřebení motoru ani spotřebu paliva.
  • Neřešila, zda nanomazivo splňuje normy nebo schválení výrobců automobilů.
  • Vysoké R² znamená velmi dobré přizpůsobení modelu použitým datům, nikoliv automaticky univerzální přesnost pro všechny oleje 5W-30.
  • Výsledky nelze automaticky vztahovat na běžný komerční SAE 5W-30 bez nanočástic.

Jaký je hlavní závěr studie?

U testovaného MWCNT-ZnO/SAE 5W-30 měla teplota a smykové namáhání mnohem větší vliv na dynamickou viskozitu než samotná koncentrace nanočástic.

Se zvyšující se teplotou a smykem viskozita výrazně klesala, zatímco vyšší koncentrace částic ji zvyšovala jen relativně mírně.

Neuronová síť dokázala vztah mezi těmito parametry a viskozitou velmi přesně reprodukovat, ale jde především o model chování konkrétního nanomaziva, nikoliv důkaz vyšší kvality běžného motorového oleje.

Nejdůležitější informace o studii na jednom místě
Základní údaje o původním výzkumu, ze kterého tento redakční rozbor vychází.
Téma
Modelování dynamické viskozity SAE 5W-30 s MWCNT a ZnO nanočásticemi
Oblast
Motorové oleje, viskozita, nanomaziva, nanočástice, reologie
Autoři původní studie
Mohammad Hemmat Esfe, S. Ali Eftekhari, As’ad Alizadeh, Nafiseh Emami, Davood Toghraie
Typ výzkumu
Modelovací studie založená na dříve naměřených experimentálních datech
Mazivo
MWCNT-ZnO / SAE 5W-30 nanomazivo
Datový soubor
170 experimentálních hodnot dynamické viskozity převzatých z předchozí práce autorů
Vstupní parametry
Teplota, smykový parametr a objemový podíl nanočástic
Co se sledovalo
Dynamická viskozita nanomaziva
Hlavní zjištění
Teplota a smykové namáhání výrazně snižovaly dynamickou viskozitu. Vliv koncentrace nanočástic byl proti nim relativně malý.
Nejlepší ANN model
16 neuronů ve skryté vrstvě; R² přibližně 0,9999 pro všechna data
Hlavní omezení
Model vychází z existujícího souboru dat a nebyl ověřován v automobilovém motoru. Studie nehodnotila opotřebení, spotřebu ani dlouhodobou životnost oleje.
Originální název
Investigation of best artificial neural network topology to model the dynamic viscosity of MWCNT-ZnO/SAE 5W30 nano-lubricant
Publikováno
Materials Today Communications, Volume 35, 2023, 106074
DOI / originální studie
doi.org/10.1016/j.mtcomm.2023.106074
Primární zdroj: Esfe M. H., Eftekhari S. A., Alizadeh A., Emami N., Toghraie D.: Investigation of best artificial neural network topology to model the dynamic viscosity of MWCNT-ZnO/SAE 5W30 nano-lubricant. Materials Today Communications 35 (2023), 106074. DOI: 10.1016/j.mtcomm.2023.106074.
Oleje.Pro · rozbor odborné studie
O autorovi a odborném zázemí

Tento text je redakčním rozborem původní odborné studie, nikoliv původním vědeckým výzkumem Oleje.Pro. Výsledky a omezení původní práce převádíme do srozumitelné podoby bez rozšiřování závěrů nad rámec toho, co autoři skutečně analyzovali.

Autor rozboru · odborná rešerše
Ondřej Pšenička

V Oleje.Pro se věnuje odborným rešerším, práci s vědeckými publikacemi a technickou dokumentací a převádění složitých témat do prakticky použitelné podoby.

Více o autorovi →

Odborný konzultant Oleje.Pro
Ing. Stanislav Pšenička

V oblasti olejů a maziv profesně působí více než 30 let. U technicky náročnějšího obsahu Oleje.Pro pomáhá s konzultací terminologie, vlastností maziv, klasifikací a praktické interpretace technických informací.

Více o odborném konzultantovi →

Jak jsme se studií pracovali: rozlišujeme původní experimentální data od následného modelování neuronovou sítí. Studie neprovedla motorový test ani test opotřebení, proto z výsledků nevyvozujeme vyšší ochranu motoru ani výhodnost použití nanočástic v běžném automobilovém oleji.
Může nižší viskozita motorového oleje snížit spotřebu nafty? Co ukázala studie
Může nižší viskozita motorového oleje snížit spotřebu nafty? Co ukázala studie
Odborná studie
Může nižší viskozita motorového oleje snížit spotřebu nafty?
Autoři původní studie: Margareth Judith Souza de Carvalho, Peter Rudolf Seidl, Carlos Rodrigues Pereira Belchior & José Ricardo Sodré  ·  Tribology International  ·  2010
Zpracování studie pro Oleje.Pro: Ondřej Pšenička  ·  Typ obsahu: redakční rozbor odborné studie

Nižší viskozita motorového oleje znamená menší odpor při pohybu součástí. Může ale tento rozdíl skutečně snížit množství paliva, které dieselový motor spotřebuje?

Výzkumníci proto porovnali několik monográdních a multigrádních motorových olejů přímo v dieselovém motoru na dynamometru a sledovali spotřebu paliva, HTHS viskozitu i třecí ztráty motoru.

Co studie zjistila?
8
hlavních motorových olejů různých SAE tříd bylo porovnáváno
3
kombinace otáček a zatížení dieselového motoru
−9,2 %
nejvyšší průměrné snížení specifické spotřeby proti SAE 50 dosáhl SAE 0W-20
HTHS ↑
s rostoucí HTHS viskozitou v testu rostla také specifická spotřeba paliva

Co přesně vědci testovali?

Hlavní část výzkumu porovnávala osm motorových olejů:

  • SAE 50,
  • SAE 40,
  • SAE 15W-40 se dvěma různými typy VI improveru,
  • SAE 10W-40,
  • SAE 5W-40,
  • SAE 5W-30,
  • SAE 0W-20.

Oleje využívaly základové oleje API skupin I, III a IV. Obsah detergentů, disperzantů a antioxidantů byl u vzorků podle studie nastaven ve stejné koncentraci.

Test probíhal v jednoválcovém čtyřtaktním dieselovém motoru s přímým vstřikem, který byl připojen k dynamometru.

Motor pracoval při třech podmínkách: 1500 ot./min a 10 Nm, 2000 ot./min a 20 Nm a 2500 ot./min a 30 Nm.

Jednoduše řečeno: vědci do stejného motoru postupně nalili různé oleje a měřili, kolik paliva motor potřebuje při stejných otáčkách a zatížení.

Které oleje vedly k nižší spotřebě paliva?

Ve všech sledovaných provozních bodech měly monográdní oleje SAE 40 a SAE 50 vyšší specifickou spotřebu paliva než multigrádní oleje.

Ve srovnání s nejviskóznějším SAE 50 uvádějí autoři následující průměrné snížení specifické spotřeby:

  • SAE 0W-20: 9,2 %,
  • SAE 10W-40: 8,9 %,
  • SAE 5W-30: 8,7 %,
  • SAE 5W-40: 8,5 %,
  • SAE 15W-40 s HS polymerem: 8,5 %,
  • SAE 15W-40 s LS polymerem: 7,5 %,
  • SAE 40: 4 %.
−9,2 % Nejnižší průměrnou specifickou spotřebu proti SAE 50 vykázal v tomto konkrétním motorovém testu SAE 0W-20. Tento výsledek ale měl důležitou bezpečnostní výhradu.

Jakou roli hrála HTHS viskozita?

HTHS vyjadřuje viskozitu oleje při vysoké teplotě a vysokém smykovém zatížení – tedy podmínkách, které lépe připomínají silně namáhaná místa uvnitř běžícího motoru.

Autoři zjistili, že s rostoucí HTHS viskozitou rostla specifická spotřeba paliva přibližně lineárně.

Nižší HTHS tedy v tomto experimentu obecně znamenala menší třecí ztráty a nižší spotřebu.

Nižší viskozita ale nemůže klesat neomezeně

U SAE 0W-20 se během testu objevil výrazný hluk. Autoři proto upozornili, že jeho HTHS viskozita mohla být pod minimální hodnotou potřebnou pro bezpečný provoz testovaného dieselového motoru.

Studie tím velmi dobře ukazuje základní kompromis: nižší viskozita může omezit třecí ztráty, ale olej musí současně zachovat dostatečně silný mazací film.

Ovlivnil spotřebu také typ VI improveru?

Ano. Studie porovnala dvě varianty minerálního SAE 15W-40, které se lišily použitým polymerním zlepšovačem viskozitního indexu.

Jedna formulace obsahovala polymer s nižší smykovou stabilitou a druhá polymer s vyšší smykovou stabilitou.

Varianta s high-shear stabilním polymerem měla v experimentu nižší viskozitu a nižší spotřebu paliva než SAE 15W-40 s low-shear stabilním polymerem.

VI improver je polymerní přísada, která pomáhá omezovat změnu viskozity oleje s teplotou. Při vysokém smykovém namáhání se však chování těchto polymerů může lišit, a tím ovlivnit skutečnou viskozitu oleje v běžícím motoru.

Opravdu byla nižší spotřeba spojena s menším třením?

Autoři porovnali také třecí výkon motoru pomocí takzvaných Willansových přímek.

Při 2000 ot./min měl motor s vysoko-viskózním SAE 50 vyšší třecí výkon než při použití nízkoviskóznějšího SAE 5W-30.

To odpovídalo výsledkům spotřeby: SAE 50 patřil mezi oleje s nejvyšší specifickou spotřebou, zatímco SAE 5W-30 mezi oleje s nejnižší.

Co z této studie plyne pro řidiče?

Výsledky podporují princip, který stojí za používáním moderních nízkoviskózních motorových olejů: menší viskózní odpor může snížit mechanické ztráty motoru a tím i spotřebu paliva.

Neznamená to však, že je správné do každého motoru nalít co nejřidší olej.

Konstrukce motoru je navržena pro určitou SAE třídu, HTHS viskozitu a výkonové specifikace. Příliš nízká viskozita může znamenat, že mazací film nebude v silně zatížených místech dostatečný.

Nejnižší spotřeba ≠ automaticky nejlepší olej pro motor

Studie sama ukázala tento rozdíl: SAE 0W-20 dosáhl nejnižší spotřeby, ale během jeho testu se objevil hluk, který autoři spojili s možná příliš nízkou HTHS viskozitou pro daný motor.

Co tato studie naopak nedokazuje?

  • Test probíhal v jednom jednoválcovém dieselovém motoru, nikoliv ve flotile sériových automobilů.
  • Byly použity tři konkrétní kombinace otáček a zatížení.
  • Jednotlivé testy byly krátké a studie nebyla dlouhodobou zkouškou životnosti motoru.
  • Výsledek 9,2 % u SAE 0W-20 nelze převést na tvrzení, že běžné auto ušetří 9,2 % paliva přechodem na 0W-20.
  • Testované oleje měly různé základové oleje a viskozitní třídy, takže rozdíly nelze připsat jedinému parametru.
  • Studie neurčuje vhodnou SAE třídu pro konkrétní automobil.
  • Při SAE 0W-20 se objevily známky, že jeho HTHS mohl být pro testovaný motor příliš nízký.

Jaký je hlavní závěr studie?

Motorový test ukázal, že viskozita oleje může měřitelně ovlivnit spotřebu paliva dieselového motoru.

Multigrádní oleje v experimentu obecně dosahovaly nižší specifické spotřeby než monográdní oleje a rostoucí HTHS viskozita byla spojena s rostoucí spotřebou.

Současně však studie ukázala hranici tohoto principu: olej nemůže být pouze co nejřidší. Musí zachovat dostatečnou viskozitu a mazací film pro bezpečný provoz konkrétního motoru.

Nejdůležitější informace o studii na jednom místě
Základní údaje o původním výzkumu, ze kterého tento redakční rozbor vychází.
Téma
Vliv viskozity motorového oleje a VI improverů na spotřebu dieselového motoru
Oblast
Motorové oleje, SAE viskozita, HTHS, spotřeba paliva, tření, dieselové motory
Autoři původní studie
Margareth Judith Souza de Carvalho, Peter Rudolf Seidl, Carlos Rodrigues Pereira Belchior, José Ricardo Sodré
Instituce
Federal University of Rio de Janeiro; Pontifical Catholic University of Minas Gerais, Brazílie
Typ výzkumu
Experimentální motorový test na dynamometru
Motor
Jednoválcový čtyřtaktní dieselový motor s přímým vstřikem, zdvihový objem přibližně 0,744 l
Testované oleje
SAE 50, SAE 40, SAE 15W-40 LS, SAE 15W-40 HS, SAE 10W-40, SAE 5W-40, SAE 5W-30 a SAE 0W-20. SAE 30 byl použit jako referenční olej pro kontrolu reprodukovatelnosti.
Provozní podmínky
1500 ot./min / 10 Nm; 2000 ot./min / 20 Nm; 2500 ot./min / 30 Nm
Co se měřilo
Specifická spotřeba paliva, kinematická viskozita, HTHS viskozita a třecí výkon motoru
Hlavní zjištění
Multigrádní oleje dosahovaly v testovaném motoru nižší specifické spotřeby než monográdní oleje. Vyšší HTHS viskozita byla spojena s vyšší specifickou spotřebou paliva.
Největší rozdíl
SAE 0W-20 vykázal proti SAE 50 průměrně o 9,2 % nižší specifickou spotřebu, ale během testu se objevil hluk naznačující možná příliš nízkou HTHS viskozitu pro daný motor.
Hlavní omezení
Jeden laboratorní dieselový motor, krátkodobé testování a omezený počet provozních bodů. Výsledky nelze přímo převést na procentní úsporu paliva v běžném automobilu.
Název našeho rozboru
Může nižší viskozita motorového oleje snížit spotřebu nafty? Co ukázala studie
Originální název
Lubricant viscosity and viscosity improver additive effects on diesel fuel economy
Publikováno
Tribology International, 43 (2010), 2298–2302
DOI / originální studie
doi.org/10.1016/j.triboint.2010.07.014
Primární zdroj: Souza de Carvalho M. J., Seidl P. R., Pereira Belchior C. R., Sodré J. R.: Lubricant viscosity and viscosity improver additive effects on diesel fuel economy. Tribology International 43 (2010), 2298–2302. DOI: 10.1016/j.triboint.2010.07.014.
Oleje.Pro · rozbor odborné studie
O autorovi a odborném zázemí

Tento text je redakčním rozborem původní odborné studie, nikoliv původním vědeckým výzkumem Oleje.Pro. Výsledky, metodiku a omezení původní práce převádíme do srozumitelné podoby bez rozšiřování závěrů nad rámec toho, co autoři skutečně testovali.

Autor rozboru · odborná rešerše
Ondřej Pšenička

V Oleje.Pro se věnuje odborným rešerším, práci s vědeckými publikacemi a technickou dokumentací a převádění složitých témat do prakticky použitelné podoby. U tohoto textu zpracoval metodiku, výsledky, praktický význam a omezení původního výzkumu.

Více o autorovi →

Odborný konzultant Oleje.Pro
Ing. Stanislav Pšenička

V oblasti olejů a maziv profesně působí více než 30 let. U technicky náročnějšího obsahu Oleje.Pro pomáhá s konzultací terminologie, vlastností maziv, klasifikací a praktické interpretace technických informací.

Více o odborném konzultantovi →

Jak jsme se studií pracovali: vycházíme z originální publikace a jejího DOI. Rozlišujeme výsledky konkrétního motorového testu od obecného doporučení pro volbu viskozity. Z nižší spotřeby při použití řidších olejů nevyvozujeme, že lze bez ohledu na předpis výrobce použít nižší SAE nebo HTHS viskozitu.

Ing. Stanislav Pšenička je odborným konzultantem redakce Oleje.Pro. Jeho uvedení v tomto bloku samo o sobě neznamená, že osobně provedl peer review původní vědecké studie nebo kontroloval každý odstavec tohoto redakčního rozboru. Pokud konkrétní obsah projde jeho přímou odbornou kontrolou, uvádíme tuto skutečnost samostatně. Jak vzniká odborný obsah Oleje.Pro →

Ovládací prvky výpisu

19 položek celkem
Nahoru