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 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 %.
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.
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.
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.