Z laboratorium na autostradę – prace nad olejami

Udostępnij artykuł

W Paulsboro w Stanach Zjednoczonych. Nad nowymi środkami smarnymi pracują tam zespoły naukowców i inżynierów, którzy muszą spełnić oczekiwania branży, zapewniając doskonałą pracę i skuteczną ochronę silnika. Jednak zanim olej Mobil 1 trafi na sklepowe półki, przechodzi cykl rygorystycznych testów.

ExxonMobil, który produkuje środki smarne do niemal wszystkich zastosowań – od samochodów po turbiny wiatrowe – stworzył pierwszy syntetyczny olej polialfaolefinowy w 1949 roku. Wówczas firma nazywała się Socony-Vacuum. Był to przełom w smarowaniu maszyn pracujących w niskich oraz bardzo wysokich temperaturach. Po raz pierwszy produkt ten został użyty do smarowania pojazdów osobowych w 1973 roku. Nazywał się Mobil SHC, a jego opakowanie nawiązywało do słynnej kapsuły Apollo. Rok później na sklepowych półkach pojawiła się znana do dzisiaj marka Mobil 1.

W Paulsboro, naukowcy i inżynierowie Mobil 1 pracują nad syntetycznymi środkami smarnymi, które muszą spełnić oczekiwania producentów nowych modeli samochodów i nowych technologii. Praca zaczyna się od wyboru wysokiej jakości bazy olejowej oraz dodatków chemicznych, charakteryzujących się optymalną wydajnością. Wykorzystując najnowszą wiedzę, światowej klasy specjaliści mieszają wszystkie składniki tworząc unikalne formulacje smarne.

Z probówek do blendowni

W Paulsboro, skomplikowany proces tworzenia oleju silnikowego rozpoczyna się w laboratorium. To właśnie tam mieszanki olejów poddawane są wielu testom stanowiskowym, fizycznym i chemicznym, które pozwalają określić ich właściwości. Zespół z Paulsboro prowadzi testy reologiczne – lepkościowe, płynięcia oraz stabilności w wysokich i niskich temperaturach. W ten sposób sprawdza się, czy olej będzie dobrze przepływał przez silnik w każdych warunkach eksploatacji. Klasę lepkości SAE determinują właściwości reologiczne oleju. W opisie klasy SAE, im niższa liczba poprzedza W (na przykład 0W-xx), tym olej silnikowy łatwiej przepływa przez silnik w niskich temperaturach. Dzięki znormalizowanym testom kompatybilności, naukowcy mogą określić wpływ środków smarnych na zmianę właściwości uszczelniaczy elastomerowych i mieć pewność, że olej silnikowy nie uszkodzi gumowych elementów silnika – mówi dr G. James Johnston z ExxonMobil Research and Engineering.

Wiedza zdobyta podczas testów jest wykorzystywana przez laboratoria odpowiedzialne za tworzenie nowych formulacji. Każdego miesiąca zespół specjalistów z centrum ExxonMobil w Paulsboro tworzy nowe formulacje składające się nawet z 20 różnych składników. Olej Mobil 1 w swoim składzie zawiera wiele starannie wyselekcjonowanych dodatków, a każdy z nich odgrywa ważną rolę w ochronie silnika i utrzymaniu dobrych osiągów. Syntetyczne środki smarne zawierają oleje bazowe, które przechodzą o wiele bardziej złożony proces produkcji niż bazy używane w olejach konwencjonalnych, oferując tym samym doskonałe właściwości ochronne. I tak właśnie ma być, bo produkty syntetyczne zostały opracowane specjalnie z myślą o pracy w ekstremalnych warunkach występujących w nowoczesnych silnikach. Oleje syntetyczne zachowują o wiele lepszą płynność niż tradycyjne oleje mineralne, w związku z tym zużywamy mniej energii na rozprowadzenie ich po całym silniku, czego efektem jest mniejsze zużycie paliwa. Syntetyki szybko docierają do wszystkich punktów smarowania. Tym samym auto w znaczenie krótszym czasie osiąga pełną wydajność. W porównaniu do olejów mineralnych, syntetyki oferują też lepszą czystość silnika i mają mniejszy wpływ na środowisko naturalne.

Oleje silnikowe muszą sprostać wymaganiom nowoczesnych pojazdów i technologii. Dlatego pojawienie się nowych specyfikacji producentów oznacza rozwój prac badawczych. Spośród nowych technologii napędu pojazdów, które pojawiły się na rynku aut osobowych w ciągu ostatniej dekady, najczęściej komentowaną jest technologia hybrydowa. Warto podkreślić, że w kwestii właściwego serwisowania aut hybrydowych, w pełni syntetyczne środki smarne Mobil 1 oferują hybrydom korzyści nie mniejsze niż w przypadku silników benzynowych – tłumaczy dr G. James Johnston z ExxonMobil.

Wymagające testy

Po przygotowaniu nowej formulacji oleju, przechodzi ona serię rygorystycznych testów w silniku. W ten sposób sprawdza się działanie oleju, a przy okazji decyduje o tym, co należy zmienić w formulacji, aby zapewnić optymalne osiągi. Stanowiska testowe, na których pojedynczy cykl to wydatek rzędu 40 000 dolarów, weryfikują pracę nowych silników w bardzo wymagających warunkach pracy – między innymi w skrajnie niskich i wysokich temperaturach. Używając przyrządów pomiarowych takich jak profilometry i boroskopy, inżynierowie oceniają każdy element silnika w poszukiwaniu uszkodzeń. Ten etap można wręcz porównać do pracy lekarzy, przeprowadzających bardzo skomplikowany zabieg laparoskopii.

Opisane powyżej testy są jednymi z wielu jakie prowadzi producent olejów Mobil 1 w Paulsboro. Testy prowadzone są najczęściej raz w tygodniu przez 100 godzin i doprowadzają silnik do granic możliwości w celu przyspieszenia reakcji ze strony oleju. Próbki oleju są pobierane i analizowane po każdych dwudziestu godzinach pracy. Po zakończeniu testu i demontażu silnika, każdy jego element jest starannie fotografowany i oceniany według standardów, umożliwiających powtarzalność doświadczeń i rzetelne porównanie produktów. Na przykład, zwęglone osady na tłokach mogą sygnalizować zużycie i degradację, a to oznacza cofnięcie prac nawet do etapu przygotowania formulacji, co nie jest proste, bo zmiana jednego składnika może mieć znaczący wpływ na inne parametry – mówi dr G. James Johnston z ExxonMobil.