Moottoriöljy

Wikipedia
Loikkaa: valikkoon, hakuun
Synteettistä moottoriöljyä

Moottoriöljy on öljyä, jonka tehtävä on sitoa likaa, tiivistää, jäähdyttää ja voidella moottoria. Moottorin voiteluöljy koostuu perusöljystä ja siihen käytetyistä lisäaineista. Käytettävän perusöljyn laatu ja viskositeetti vaikuttavat siihen, miten tehokas, kestävä ja suojaava voitelu on. Oikeanlaatuinen moottoriöljy takaa kestävät voiteluominaisuudet niin öljyn ikääntyessä kuin kovassa rasituksessakin.

Yleistä moottoriöljyistä[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

Moottoriöljyjä on kaksi- ja nelitahtimoottoreihin. Kaksitahtisissa moottoreissa voiteluöljy sekoitetaan joko polttoaineen sekaan tai levitetään tuorevoitelujärjestelmän kautta voitelukohteisiin (erillinen tankki öljylle). Nelitahtisissa moottoreissa voiteluöljy on öljypohjassa, josta sitä kierrätetään voitelukanavia pitkin voitelemaan koko moottoria. Kaksitahtimoottori polttaa kaiken saamansa öljyn, joten siihen ei tarvitse tehdä öljynvaihtoa, mutta öljytasoa on seurattava paljon tarkemmin. Kaksi- ja nelitahtiöljyt eivät ole yhteensopivia, eikä niitä saa sekoittaa.

Moottoriöljyissä ja moottoreissa käydään jatkuvaa kehityskilpailua. Jatkuvasti kiristyvät ympäristöystävällisyys- ja päästövaatimukset vaativat jatkuvaa moottoriöljyjen kehittämistä yhtenä osana taloudellisesti toimivaa moottoria. Kärjistetysti voisi sanoa, että autonvalmistajat haluaisivat pidentää öljynvaihtovälejä autojen myyntivalttina ja öljy-yhtiöt haluaisivat lyhemmät vaihtovälit, jotta öljyjä olisi helpompi kehittää.[1]

Moottoriöljyjä on perusöljyltään kolmea eri laatuluokkaa: mineraaliöljyä, osasynteettistä öljyä ja synteettistä öljyä.

  • Mineraaliöljy valmistetaan suoraan tislaamalla raakaöljystä jonka jälkeen se lisäaineistetaan. Mineraaliöljy soveltuu lähinnä kesäkäyttöön huonon kylmäjuoksevuutensa takia.
  • Osasynteettinen valmistetaan korvaamalla mineraaliöljyn komponentteja synteettisillä ainesosilla. Näin öljyn kylmäjuoksevuutta saadaan paremmaksi, jotta öljy soveltuu paremmin ympärivuotiseen käyttöön.
  • Synteettinen moottoriöljy on pisimmälle jalostettua ja se perustuu keinotekoisesti (synteesillä) tuotettuihin ei-raakaöljypohjaisiin yhdisteisiin. Synteettistä voitelunestettä voidaan valmistaa eri menetelmin ja se voidaan jakaa valmistusmenetelmien mukaisesti kolmeen ryhmään: synteettisiin hiilivetyihin, orgaanisiin estereihin ja polyglygoleihin.

Synteettiset öljyt kestävät mineraaliöljyjä paremmin vaativia olosuhteita ja ovat erinomaisia mm. kylmäjuoksevuudeltaan. Öljylaatujen nimityksiä ei käytännössä seurata kovin tarkasti. Öljy-yhtiöt käyttävätkin monenlaisia nimityksiä: esimerkiksi osasynteettiselle löytyviä nimityksiä ovat semi-synteettinen, puolisynteettinen tai synteettisen teknologian öljy. Synteettisiä kutsutaan usein täyssynteettiseksi. Sillä haetaan eroavaisuutta sekotteista joissa on mineraaliöljyä ja synteettistä öljyä ja joita markkinointisyistä kuitenkin tietyissä tapauksissa kutsutaan synteettisiksi. Eli käytännössä laatuluokkien ilmaukset voivat olla sekavia ja virallisia nimityksiä ei välttämättä löydy ollenkaan. USA:ssa synteettiseksi nimitetään myös joitain öljyjä jotka sisältävät mineraaliöljypohjaista raaka-ainetta; mm. Saksassa ja Japanissa tämä ei ole sallittua.

Oikean moottoriöljyn valinta[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

Tavallisen käyttäjän kannalta moottoriöljyn valinnassa on neljä tärkeää painopistettä: laatuluokitukset, pakkasenkesto, viskositeetti ja öljyn sopivuus ajo-olosuhteisiin. Apua moottoriöljyn valintaan saa ajoneuvon ohjekirjasta löytyvistä viskositeettisuosituksista sekä laatuvaatimuksista. Käytettävän öljyn tulee joko täyttää tai ylittää nämä vaatimukset. Lisätietoa löytyy myös autokorjaamoilta, huoltoasemilta sekä moottoriöljyjen valmistajien asiakaspalvelusta, internetsivuilta tai tuotekuvauksista.

Moottoriöljyn ympäristövaikutukset[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

Moottoriöljyn ominaisuudet vaikuttavat polttoaineenkulutukseen pääosin perusöljyn laadun ja viskositeetin kautta. Synteettinen perusöljy ja alhainen viskositeetti aiheuttavat vähemmän kitkavastuksia moottorin voitelujärjestelmässä ja täten laskevat polttoaineenkulutusta. Vaikutus pakokaasupäästöjen koostumukseen tulee öljyn, sekä käytettävän polttoaineen kemiallisesta koostumuksesta.

Neste Oilin tekemän raskaan kaluston voiteluainetutkimuksen mukaan siirtymällä 15w-40 -luokan öljystä 10/5/0w-30 -luokkaan, voidaan polttoaineenkulutusta saada laskettua 1-2 % (moottorista riippuen). Moottoriöljyn vaikutus polttoaineenkulutukseen on suurimmillaan pienillä moottorin kuormituksilla, jolloin moottorin sisäisten kitkahäviöiden suhteellinen osuus on suurimmillaan.[2] VTT:n tutkimuksessa raskaan kaluston polttoaineenkulutuksessa ei havaittu suuria eroja normaalissa käytössä kuluneen ja uuden moottoriöljyn välillä.[3]

Moottoriöljyjen vaihtoväli pyritään maksimoimaan, jotta syntyvän jäteöljyn määrä vähenee ja näin jäteöljyjen aiheuttama ympäristökuormitus alenee. Vaihtovälin määrittelyssä pyritään huomioimaan sekä päästövaatimukset että ajoneuvon käyttöolosuhteet entistä tarkemmin.[1] Euro 4 ja 5 -päästöluokkiin tarkoitetusta Low-SAPS -moottoriöljystä on hyötyä myös aiempien päästöluokkien moottoreissa, sillä ne alentavat päästöpartikkelien muodostusta.[4]

Moottoriöljyn toiminta[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

Moottoriöljyltä vaaditaan hyvää suojausta heti käynnistyksestä lähtien, eli öljyn on kyettävä nousemaan nopeasti öljypohjasta moottorin yläosaan ja voideltava osia kulumisen minimoimiseksi. Öljyn nousemista moottorin yläosiin pyritään nopeuttamaan käyttämällä ohuempia öljyjä. Moottoriöljyn toiminta monissa ajoneuvojen nelitahtimoottoreissa perustuu paineistettuun järjestelmään, missä öljynpaineet vaihtelevat 0,5 - 7 bar riippuen moottorista ja kierrosluvuista. Öljyn on toimittava tehokkaasti jo ulkoilman lämpötilasta aina satojen asteiden lämpötilaan asti kestäen kovia paineita ja leikkausvoimia. Moottoriöljyn ihanteellinen käyttölämpötila on 70 - 110 °C, jolloin moottoriöljyn lisäaineet toimivat aktiivisesti ja pitävät moottorin puhtaana. Nyrkkisääntönä on, ettei moottoria saisi kuormittaa raskaasti ennen kuin öljyn lämpötila on saavuttanut 50 °C. Joissain moottoreissa on öljynjäähdytin, joka estää moottoriöljyn ylikuumentumisen kovassa rasituksessa, parantaen näin öljyn ja moottorin kestoikää. Öljyn ylikuumentuminen saattaa aiheuttaa öljykalvon liiallisen ohenemisen, jolloin laakereille ei enää muodostu kestävää öljykalvoa ja metalli-metalli -kosketus on mahdollinen. Se johtaa nopeaan osien kulumiseen tai jopa laakeri-/moottorivaurioon. Öljynjäähdyttimiä käytetään paljon raskaan kaluston moottoreissa, henkilöautoissa yleensä vain tehokkaimmissa moottoreissa on öljynjäähdytin. Öljynjäähdytin voi olla myös yhdistettynä moottorin nestejäähdytysjärjestelmään, jolloin moottorin jäähdytysneste lämmittää öljyä kylmällä säällä ja viilentää öljyä kuumalla säällä - tätä kutsutaan lämmönvaihtimeksi.

Uusi moottoriöljy on yleensä vaalean- tai tummanruskeaa. Käytössä moottoriöljy kuitenkin tummuu, sillä se sitoo moottorin likaa itseensä. Öljyn sekaan pääsee muun muassa metallihiutaleita, karstaa, nokea ja pieniä määriä polttoainetta sekä tiivistynyttä vettä. Loppuunkäytetty moottoriöljy eli jäteöljy on yleensä tumman mustaa. Erityisesti dieselmoottorin öljy tummuu noen vuoksi nopeasti, mutta se ei tarkoita että öljy olisi heti käyttökelvotonta. Moottoriöljyn ikääntymiseen vaikuttavat muun muassa moottorin pyörimisnopeus, käyttötuntimäärä, käytetty polttoainemäärä (kuormitus), sekä öljyn ja imuilman lämpötila. Hapettumisen kautta vanhenemiseen vaikuttavat öljyyn pääsevä noki ja korkeat öljyn lämpötilat.[5] Tässäkin tulee luottaa autonvalmistajan antamaan vaihtoväliin ja öljynlaatusuosituksiin.

Nestevoitelu[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

Hydrodynaamisen voitelun syntyminen laakerissa. ω on pyörimisliikkeen kulmanopeus.

Hydrostaattinen voitelu[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

Hydrostaattisessa voitelussa kaksi pintaa nostetaan erilleen hydraulipumpun tuottaman paineen avulla, jolloin pintojen välinen liikkeellelähtökitka on mahdollisimman pieni ja ne pystyvät reagoimaan pieniinkin voimiin. Erittäin suurien kuormien laakeroinnissa sovelletaan hydrostaattista voitelua.

Hydrodynaaminen voitelu[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

Toisiaan vasten liikkuvat pinnat kehittävät hydrodynaamisen paineen. Syntyvä paine pystyy erottamaan liikkuvat pinnat täysin toisistaan, jolloin ainoa kitka syntyy voiteluaineen sisäisestä kitkasta eli leikkautumisesta. Moottorin öljynpaineella on tarkoitus varmistaa hydrodynaaminen voitelu, eli saada laakeri "kellumaan" öljykalvon päällä. Hydrodynaaminen voitelu vaatii tarpeeksi korkean öljyn viskositeetin ja tarpeeksi suuren nopeuseron voitelua tarvitsevien osien välille, tällöin syntyy ilmiö jota voi verrata esimerkiksi vesiliirtoon, eli laakeri nousee öljykalvon päälle. Voiteluaineen kitkakertoimen arvot ovat tällöin 0,1...0,001 ja öljykalvon paksuus tavallisesti suurempi kuin 0,25 μm. Tavallisin sovellus konetekniikassa on radiaaliliukulaakeri, jonka välyksellä aikaansaadaan hydrodynaamisen paineen vaatima kiilanmuotoinen virtauskanava.

Kosketusvoitelu[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

Sekavoitelu[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

Käytännön sovelluksissa (esim. hammaspyörävälitys) nesteessä syntyvä hydrodynaaminen paine kantaa osan kuormasta ja rajavoitelumekanismit osan kuormasta. Tällöin kitkakerroin vaihtelee elastohydrodynaamisen ja rajavoitelun arvojen välillä. Sekavoiteluun vaikuttaa monta tekijää, mikä tekee sen analysoinnista vaikean.

Rajavoitelu[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

Rajavoitelussa voideltavien pintojen välissä on jonkinlainen voitelukalvo, mutta pieniä kosketuksia voi tapahtua. Voitelukalvo voi muodostua fysikaalisesti tai kemiallisesti polaaristen molekyylien tarrautuessa metallipintaan, jolloin kalvon paksuus voi olla vain 0,005 μm. Tavallisimpia rajavoiteluaineita ovat rasvahapot, esterit ja saippuat, mutta rajavoitelua voi esiintyä myös moottoriöljyllä, jos hydrodynaamista voitelua ei synny. Rajavoitelussa voi syntyä ylimääräistä kitkaa, lämpöä, tehohäviötä ja kulumista, mikäli kohdetta kuormitetaan paljon. Rajavoiteluun liittyy myös Exteme Pressure (EP) -lisäaineistus, joka muodostaa vahvan voiteluainekalvon kemiallisesti (esim. rikin, kloorin tai fosforin reaktio) kosketuspisteen lämpötilan noustessa riittävän korkealle. Rajavoiteluolosuhteissa kitkakerroin on 0,3...0,03.

Puutteellisesti voideltuna moottorin kuluminen lisääntyy huomattavasti. Syitä puutteelliseen voiteluun voi olla useita: liian vähäinen öljymäärä, jolloin öljypumppu/roiskevoitelujärjestelmä ei uletu voiteluöljyyn; liian korkea öljymäärä, jolloin öljy vaahtoutuu eikä ole pumpattavissa, eikä myöskään roiskevoitelu toimi kunnolla liiallisella öljymäärällä; viskositeetti väärä, jolloin öljy ei voitele tehokkaasti; moottori on voinut olla myös liian kaltevassa asennossa, milloin sen kaikki osat eivät ole saaneet riittävästi voiteluöljyä. Kaksitahtisessa moottorissa voiteluöljyn sekoittaminen polttoaineeseen tai erillinen voiteluainesäiliö vähentää kallistumisen aiheuttamia riskejä, sillä moottori saa polttoaineen mukana voiteluöljyn.

Tärkeimmät moottoriöljyn ominaisuudet ovat:

  • Viskositeetti, eli sopiva juoksevuus
  • Korkea viskositeetti-indeksi, eli juoksevuuden muutos lämpötilan muuttuessa (mitä korkeampi indeksi, sitä pienempi muutos)
  • Jähmepiste, eli pakkasenkestokyky mahdollisimman hyvä
  • Happojen neutralointikyky
  • Moottorin puhtaanapitokyky
  • Ehjän voitelukalvon muodostamiskyky kaikissa tilanteissa
  • Epäpuhtauksien sitomiskyky
  • Syöpymisenestokyky
  • Hapettumisenkestokyky korkeissa lämpötiloissa
Tavanomainen koteloitu moottoriöljyn suodatin.

Autonvalmistajat ovat antaneet laatuvaatimusten lisäksi ajoneuvokohtaiset suositusvaihtovälit moottoriöljylle ja suodattimelle. Moottoriöljyn on pidettävä moottori puhtaana sitomalla epäpuhtauksia moottorista. Sylinterien seinämillä on aina voiteluainekalvo, jota kuormitetaan termisen ja mekaanisen kuormituksen lisäksi myös kemiallisesti sylinterin palotapahtumien seurauksena. Mutta öljyn liansitomiskyky on rajallinen, joten se pitää vaihtaa määrävälein.

Öljynsuodatin suodattaa karkeat epäpuhtaudet, mutta hienojakoiset epäpuhtaudet (mm. bensiinimoottorissä typen nitriitit ja dieselissä noki) pääsevät suodattimen läpi. Öljyn lisäaineistus sitoo nämä pienimmät epäpuhtaudet öljyn joukkoon hallitusti taaten öljyn toimivuuden koko vaihtovälin. Suodatin ei pysty loputtomiin suodattamaan öljyyn kertyviä lika-aineita. Vähitellen suodatettavan öljyn likahiukkaset tukkivat suodattimen, jolloin ohitusventtiili avautuu eikä öljyä enää suodateta lainkaan. Suodatin kannattaa vaihtaa aina öljynvaihdon yhteydessä. Suodattamatta jäänyt öljy saattaa kerätä suuria likakasoja, jotka voivat tukkia voitelukanavan, aiheuttaen pahimmassa tapauksessa laakerien tai moottorin kiinnileikkautumsen.

Käytetyssä moottoriöljyssä olevat epäpuhtaudet tekevät siitä epäterveellistä ihmiselle ja vaarallista ympäristölle, toistuvaa ihokosketusta täytyy välttää ja jäteöljyt on toimitettava niille tarkoitettuun keräyspisteeseen.

Laatuluokitukset[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

Moottoriöljyissä käytetään yleisesti standardoituja laatuluokituksia ilmaisemaan öljyn laatua ja käytännössä laatuluokitukset ovat helppo tapa vertailla öljytuotteiden välisiä laatueroja. Laatuluokitukset (esim. API, ACEA) ilmoittavat minkä tarkoituksen ja vaativuusasteen testit kyseinen öljy on läpäissyt. Laatuluokitusten täyttyminen on tärkeä asia, koska se varmistaa että moottoriöljy täyttää moottorin voiteluun asetetut vaatimukset.

API-laatuluokitukset[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

API-luokitus (American Petroleum Institute) ilmaisee myös millaiselle moottorille öljy on tarkoitettu. Öljytölkin kyljessä saattaa lukea esimerkiksi API SJ/CC. S-kirjain ilmoittaa sopivuuden bensiinimoottorille, ja vinoviivan jälkeen tuleva C ilmoittaa sopivuuden diesel-moottoreille. S:ää seuraava J-kirjain ilmoittaa öljyn laadun: mitä kauempana aakkosissa kirjain on, sitä vaativammat moottoritestit öljy on läpäissyt ja sitä laadukkaampaa öljy on (samoin myös C:tä seuraava kirjain). API-luokitus ilmoittaa vain moottoriöljyn laadun lähtötason, eli öljy voi ylittääkin moottoritestin vaatimukset. API-luokitus on taaksepäin yhteensopiva, eli korkeamman luokituksen öljyä voi käyttää alempaa luokitusta vaativassa moottorissa.[6] [7]

Bensiinimoottoriöljyt[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

  • SA (Vanhentunut): Ei lainkaan lisäaineita, ei sovellu vuoden 1930 jälkeen valmistettuihin bensiinimoottoreihin
  • SB (Vanhentunut): Ei sovellu vuoden 1951 jälkeen valmistettuihin bensiinimoottoreihin
  • SC (Vanhentunut): Ei sovellu vuoden 1967 jälkeen valmistettuihin bensiinimoottoreihin
  • SD (Vanhentunut): Ei sovellu vuoden 1971 jälkeen valmistettuihin bensiinimoottoreihin
  • SE (Vanhentunut): Vuosimallia 1972-1979 olevien bensiinimoottoreiden tyypillinen käyttöluokka
  • SF (Vanhentunut): Puhtaanapito- ja kulumisenesto-ominaisuudet paremmat kuin SE-luokassa. Vuosimallia 1980-1988 olevien bensiinimoottoreiden laatuvaatimus
  • SG (Vanhentunut): Aiempaa parempia puhtaanapito-, lietteenesto-, käyttöikä- ja kulumisenesto-ominaisuuksia vaativa luokka. Useimpien moottorinvalmistajien laatuvaatimuksena vuodesta 1989 alkaen
  • SH (Vanhentunut): Otettiin käyttöön 1993. Testeiltään ja rajoiltaan sama kuin SG, mutta testien suoritustapa on vaativampi
  • SJ (Käytössä): 1996 käyttöönotettu luokitus, joka on kehitetty moottoreiden entistä tiukempien päästö- ja suorituskykyvaatimuksien mukaiseksi
  • SL (Käytössä): 2001 käyttöönotettu luokitus, jossa otetaan huomioon kolme suorituskykyvaatimusta; parempi polttoainetalous, parempi suoja päästöjä vähentäville osille, halu saada aikaan moottoriöljyjä, jotka tarjoavat mahdollisuuden pidempään käyttöikään. Uudet testit ja testirajat ovat merkittävästi vaativammat kuin SJ-luokituksessa
  • SM (Käytössä): Vuonna 2004 esitelty luokitus, joka parantaa hapettumisenkestoa, liansitomiskykyä, kulumissuojaa ja alhaisten lämpötilojen suorituskykyä koko moottoriöljyn elinkaaren aikana.
  • SN (Käytössä): Vuonna 2010 esitelty laatuluokitus, joka parantaa tiivisteyhteensopivuutta, mäntien suojaa karstoittumista vastaan korkeissa lämpötiloissa ja parantaa mustan lietteen kesto-ominaisuuksia. Tuloksena alhaisempi polttoaineenkulutus, parempi turboahtimen suojaus, yhteensopivuus päästöjärjestelmien kanssa ja etanolipolttoaineen (max 85%) kanssa.

Dieselmoottoriöljyt[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

  • CA (Vanhentunut): Ei sovellu vuoden 1959 jälkeen valmistettuihin dieselmoottoreihin
  • CB (Vanhentunut): Ei sovellu vuoden 1961 jälkeen valmistettuihin dieselmoottoreihin
  • CC (Vanhentunut): Käyttö on tyypillistä kevyesti ahdetuille ja ahtamattomille dieselmoottoreille, jotka toimivat keski-raskaissa olosuhteissa. Ei sovellu vuoden 1990 jälkeen valmistettuihin dieselmoottoreihin
  • CD (Vanhentunut): Käyttö on tyypillistä ahdetuille dieselmoottoreille, jotka toimivat suurilla nopeuksilla ja suurilla tehoilla ja vaativat öljyltä erittäin hyvää kulumisen- ja karstoittumisenestokykyä
  • CD-II (Vanhentunut): Kaksitahtisille dieselmoottoreille
  • CE (Vanhentunut): Käyttö on tyypillistä voimakkaasti ahdetuille ja erittäin raskaasti kuormitetuille dieselmoottoreille
  • CF-4 (Vanhentunut): 1990 esitelty CE:n korvaava, parannettu luokitus
  • CF-2 (Käytössä): 1994 esitelty luokitus tahtidieseleille, korvaa CD-II:n
  • CF (Käytössä): 1994 esitelty, esikammiodieselmottoreille tarkoitettu luokitus, korvaa CD-luokituksen
  • CG-4 (Vanhentunut): Amerikkalaisille raskaan kaluston dieseleille tarkoitettu luokka
  • CH-4 (Käytössä): Raskaan kaluston luokitus vuoden 1998 päästöstandardit täyttäville öljyille, jotka on tarkoitettu rikittömällä tai vähärikkisellä polttoaineella toimiviin dieselmoottoreihin
  • CI-4 (Käytössä): 2002 esitelty luokitus, nopeakäyntisiin nelitahtisiin dieselmoottoreihin ERG-venttiilillä vuoden 2004 päästöstandardeja varten
  • CJ-4 (Käytössä): 2006 esitelty luokitus, vuoden 2007 päästöstandardeihin, eli hiukkassuodattimella tai muulla pakokaasujen jälkikäsittelyllä varustettuihin ajoneuvoihin.

Perusöljyn luokitukset[8][9][muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

  • Group I: Rikkipitoisuus suurempi kuin 0,03% ja/tai kylläisyys alle 90%; Viskositeetti-indeksi: 80-119 (Alhainen jalostusaste, käyttö vähän vaativissa kohteissa)
  • Group II: Rikkipitoisuus 0,03% tai alhaisempi ja kylläisyys 90% tai suurempi; Viskositeetti-indeksi: 80-119 (Hyvät haihtuvuus- ja hapettumisominaisuudet, välttävät kylmä- ja paineenkesto-ominaisuudet, yleinen yksiasteisissa mineraaliöljyissä)
  • Group III: Rikkipitoisuus 0,03% tai alhaisempi ja kylläisyys 90% tai suurempi; Viskositeetti-indeksi: 120 tai suurempi (Hyvät perusominaisuudet ja parhaat perusöljyt voivat olla Group IV-tasoisia, ryhmään kuuluvat esimerkiksi krakatut perusöljyt)
  • Group IV: Kaikki polyalfaolefiinit (PAO) (Erittäin tasalaatuinen ja täysin keinotekoisesti tuotettu perusöljy, erinomaiset ominaisuudet laaja-alaisesti voiteluun liittyen)
  • Group V: Kaikki mitkä eivät sovi ryhmiin I-IV (esimerkiksi ei-PAO -pohjaiset synteettiset perusöljyt: diesterit, polyesterit, naftaliinit - tavallinen käyttö moottoriöljyn lisäaineistuksessa).

ACEA-laatuluokitukset[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

ACEA-luokitus (European Automobile Manufacturers Association) ilmoittaa, millaisiin käyttöolosuhteisiin öljy on suunniteltu. A-luokka on bensiinimoottoreille, B-luokka dieselmoottoreille, C-luokka katalysaattori- ja hiukkassuodattimilla varustetuille henkilöautoille ja E-luokka raskaalle kalustolle. Kirjaimen jälkeen tuleva numero ilmaisee, miten raskaaseen käyttöön öljy on suunniteltu. Mitä suurempi numero, sitä raskaampaan käyttöön öljy on. ACEA-luokitus on API-luokitusta vaativampi, eurooppalaisten autonvalmistajien järjestön oma luokitus.[10]

ACEA A/B -luokat; bensiini- ja dieselmoottoriöljyt[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

  • A1/B1: Alhaisen viskositeetin ja kitkan öljy, tarkoitettu pidennetyille vaihtoväleille bensiinimoottoreille sekä kevyeen dieselkalustoon.
  • A3/B3: Ympärivuotiseen käyttöön ja/tai vaikeisiin olosuhteisiin valmistajan ohjeiden mukaisesti, tarkoitettu pidennetyille vaihtoväleille suorituskykyisille bensiinimoottoreille sekä kevyeen dieselkalustoon.
  • A3/B4: Suorituskykyisiin bensiinimoottoreihin ja suoraruiskutus-dieselmoottoreihin.
  • A5/B5: Alhaisen viskositeetin ja kitkan öljy, tarkoitettu pidennetyille vaihtoväleille suorituskykyisiin bensiinimoottoreihin sekä kevyeen dieselkalustoon, voidaan käyttää myös A3/B3-luokituksen tilalla.

ACEA C-luokka; kolmitoimikatalysaattorilla ja hiukkassuodattimella varustettuihin ajoneuvoihin[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

  • C1: Korkean suorituskyvyn bensiinimoottoreihin ja kevyeen dieselkalustoon, öljyllä alhainen viskositeetti ja kitka, HTHS-viskositeetti vähintään 2,9 cP, sekä alhainen tuhka-, rikki- ja fosforipitoisuus (Low-SAPS).
  • C2: Korkean suorituskyvyn bensiinimoottoreihin ja kevyeen dieselkalustoon, öljyllä alhainen viskositeetti ja kitka, HTHS-viskositeetti vähintään 2,9 cP.
  • C3: Korkean suorituskyvyn bensiinimoottoreihin ja kevyeen dieselkalustoon, öljyllä alhainen viskositeetti ja kitka, HTHS-viskositeetti vähintään 3,5 cP.
  • C4: Korkean suorituskyvyn bensiinimoottoreihin ja kevyeen dieselkalustoon, öljyllä alhainen viskositeetti ja kitka, HTHS-viskositeetti vähintään 3,5 cP, sekä alhainen tuhka-, rikki- ja fosforipitoisuus (Low-SAPS).

ACEA E-luokka; raskaan kaluston dieselmoottoriöljyt[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

  • E4: Sopivaa moottoreihin ilman hiukkassuodatinta, sopii joihinkin EGR- ja SCR-järjestelmillä varustettuihin moottoreihin valmistajan ohjeiden mukaisesti.
  • E6: Yhteensopiva EGR-järjestelmällä varustettujen moottorien kanssa, myös hiukkassuodattimien kanssa, sekä SCR-järjestelmän kanssa. Tarkoitettu käytettäväksi matalan rikkipitoisuuden omaavan dieselpolttoaineen kanssa.
  • E7: Sopivaa moottoreille ilman hiukkassuodatinta ja useimmille EGR- ja SCR-järjestelmillä varustetuille moottoreille.
  • E9: Sopii moottoreille ilman hiukkassuodatinta tai sen kanssa, ja useimmille EGR- ja SCR-järjestelmillä varustetuille moottoreille. Suositellaan kuitenkin käytettäväksi hiukkassuodatinmoottorissa ja matalan rikkipitoisuuden omaavan dieselpolttoaineen kanssa.

Muita öljyluokitusstandardeja[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

Lisäksi autovalmistajat ovat luoneet omia laatustandardeja, näistä esimerkkeinä VW 503.00 tai BMW LL-01. Jos autonvalmistaja on asettanut omia erikoisvaatimuksia öljylaadulle, tulee nämä vaatimukset ottaa huomioon. Autojen pidentyneet huoltovälit vaativat moottoriöljyltä parempia ominaisuuksia (mm. voimakkaampaa lisäaineistusta), joihin yo. vaatimukset viittaavat - puhutaan ns. longlife-öljyistä. Maataloudessa on käytössä erikoisöljyjä, jotka täyttävät sekä moottoriöljyn että vaihteistoöljyn laatuluokitukset.[11]

  • ISO-viskositeettiluokitus ilmoittaa öljyn viskositeetin 40 tai 100 celsiusasteen lämpötiloissa. ISO-luokitusta käytetään yleisesti teollisuuden öljytuotteissa.[12]
  • SAE-viskositeettiluokitus ilmoittaa öljyn viskositeetin. Moottoriöljyt ovat jaoteltu sakeusluokkiin juoksevuuden mukaan, lukuun ottamatta mitään muita ominaisuuksia. Voitelunesteissä viskositeetti ilmoitetaan kinemaattisena viskositeettina, eli yksikkönä on senttistoki.[13]
    • Yksiasteöljyksi sanotaan öljyä, jolle on mitattu SAE-viskositeetti vain lämpimässä tai kuumassa (esimerkiksi SAE 10w tai SAE 30). Yksiasteöljyjä käytetään pienkoneiden, esimerkiksi ruohonleikkureiden, nelitahtimoottoreissa. Tosin tavalliset autokäyttöön suunnitellut moniasteiset moottoriöljyt soveltuvat sellaisinaan myös pienten moottoreiden voiteluun, joten ei välttämättä tarvita eri öljyä esim. ruohonleikkurille.
    • Moniasteöljyissä käytetään 5w-30:n tapaista merkintää. W-kirjainta (Winter) edeltävä numero ilmoittaa, minkä kylmäkäynnistyssimulaation öljy läpäisee: pienempi numero tarkoittaa vaativampaa luokkaa. Jälkimmäinen numero ilmoittaa öljyn viskositeettiluokan sadan celsiusasteen lämpötilassa: mitä pienempi numero, sitä alhaisemman viskositeetin luokitus.[14] Useimpia moniasteöljyjä voidaan käyttää ympäri vuoden, kun taas yksiasteöljyt sopivat vain tiettyyn lämpötila-alueeseen.
    • HTHS-viskositeetti (High Shear Rate and High Temperature) ilmoittaa viskositeetin 150 °C lämpötilassa rullalaakerisimulaattorissa. HTHS-viskositeetin merkitys on esillä vain ankarassa käytössä ja HTHS-raja-arvot sisältyvät SAE-viskositeettiluokituksissa kuumaviskositeetin vaatimuksiin.[15]
  • Viskositeetti-indeksi kuvaa öljyn lämpötilan vaikutusta öljyn viskositeettiin. Suuri viskositeetti-indeksi tarkoittaa vähäistä viskositeetin muutosta lämpötilan muuttuessa. Viskositeetti-indeksi pystytään laskemaan, kun tunnetaan öljyn kinemaattinen viskositeetti kahdessa pisteessä (esim. ASTM D 445 -standardin mukaan). Yksiasteöljylle tyypillinen indeksin arvo on 95 - 110, kun taas moniasteöljyllä indeksi voi olla yli 150.
  • Pumpattavuuden rajalämpötila ilmoittaa kylmänkeston eli lämpötilan jossa moottorin öljypumppu ei pysty enää pumppaamaan öljyä. Tämä on tärkein tieto kun käynnistetään kylmää moottoria: jos öljypumppu ei pysty nostamaan öljyä, on seurauksena hyvin pian moottorivaurio. Pumpattavuuden rajalämpötilaa tai jähmepistettä ei yleensä ilmoiteta öljykanisterin kyljessä suoraan celsiusasteina, vaan se on itse otettava selville joko valmistajan internetsivuilta, asiakaspalvelusta tai kauppiaalta. SAE-viskositeettiluokitus määrittelee winter-viskositeetin vähimmäislämpötilan, jonka yläpuolella öljyn on oltava pumpattavaa - tässäkin laadukas öljy voi hyvinkin kestää enemmän pakkasta mitä vaaditaan.


SAE Winter-viskositeetti Pumpattavuuden rajalämpötila, °C
0w -40
5w -35
10w -30
15w -25
20w -20
25w -15

Moottoriöljyn valmistus[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

Moottoriöljyn valmistus on kemiallinen prosessi. Suurin osa öljynjalostuksen tuotteista on seoksia, jotka valmistetaan tarkkojen kaavojen mukaan jalostuksesta saatavista komponenteista ja lisäaineista. Raakaöljyä tislataan ja öljy jaetaan näin eri kiehumispisteen omaaviin jakeisiin, joiden rakennetta muutetaan kemiallisin prosessein vastaamaan haluttua käyttötarkoitusta. Ensimmäisessä vaiheessa raakaöljystä poistetaan suola sekoittamalla vettä lämmitettyyn raakaöljyyn. Suolanpoistimessa vesi ja epäpuhtaudet laskeutuvat pohjalle ja öljy jää pinnalle.

Kun öljy johdetaan tislauskolonniin, sen lämpötila nostetaan 355 - 370 °C, jolloin yli 60 % öljystä höyrystyy. Tislauskolonni on lieriön muotoinen torni, jossa on monia välipohjia. Höyrystetty öljy johdetaan tislauskolonnin alaosaan, josta höyry nousee ylöspäin ja jäähtyessään tiivistyy välipohjille sitä mukaa, kun höyryn komponenttien kiehumispiste saavutetaan. Kaikista keveimmät jakeet saattavat mennä kolonnin huipulle asti mistä ne otetaan sellaisinaan talteen. Sen jälkeen nesteet otetaan talteen välipohjilta ja niitä jatkojalostetaan esimerkiksi krakkaamalla, reformoimalla ja rikin poistolla, jotta saadaan haluttua lopputuotetta. Kuumennetun raakaöljyn nestemäinen osa, niin kutsuttu pohjaöljy, johdetaan jatkokäsiteltäväksi tyhjiötislaukseen.

Nesteen kiehumispiste alenee, kun ulkoista painetta lasketaan. Tyhjiötislaus suoritetaan alennetussa paineessa, jolloin pohjaöljystä saadaan erotettua komponentteja matalissa lämpötiloissa ilman, että ne hiiltyisivät tai hajoaisivat. Tyhjiötislauksessa pystytään myös kasvattamaan keveiden jakeiden osuutta. Krakkaamisella, eli molekyylien pilkkomisella, voidaan lisätä raskaiden jakeiden arvoa, jolloin saadaan liikennepolttoaineita. Kaikkia öljynvalmistusprosessissa tarvittavia komponentteja ei aina jalosteta itse, vaan ne voidaan myös ostaa niiden valmistamiseen erikoistuneilta tahoilta.

Moottoriöljyn valmistuksessa perusöljynä voidaan käyttää mineraaliperusöljyä tai kemiallisilla prosesseilla valmistettua synteettistä perusöljyä. Lisäksi voidaan sekoittaa näitä kahta perusöljyä, jolloin saadaan osasynteettistä öljyä. Erikoismenetelmin jalostetaan EHVI-, VHVI- ja PAO-pohjaiset synteettiset perusöljyt. Näistä EHVI- (Extra High Viscosity Index) ja VHVI (Very High Viscosity Index) -öljyt omaavat lähes synteettisen öljyn ominaisuudet. PAO (Polyalfaolefiini) -öljyt ovat kaikista korkealaatuisimpia: ne valmistetaan prosessilla, jossa saadaan juuri halutunlaisia hiilivetymolekyylejä, eli PAO-öljyltä jää pois kaikki ei-toivotut ainesosat. PAO-öljyn raaka-aineena käytetään eteenikaasun jatkojalosteita. Valmistetun perusöljyn ominaisuuksia parannetaan lisäaineistamalla se. Perusöljyyn sekoitetaan lisäaineita, jotta öljystä saadaan sopivaa haluttuun käyttötarkoitukseen. Lisäaineilla voidaan parantaa muun muassa hapettumisenkestoa, viskositeetti-indeksiä, jähmepistettä, moottorinpuhdistusominaisuuksia sekä kulumisen- ja ruosteenestokykyä.

Naantalin voiteluainetehdas on Naantalissa sijaitseva, vuonna 1957 perustettu Pohjoismaiden suurin, muun muassa moottoriöljyä valmistama tehdas. Tehtaan omistaa Exxon Mobil Finland Oy Ab, joka on maailman suurimman öljyn tuottajan ja myyjän Exxon Mobil Corporationin tytäryhtiö. Euroopassa moottoriöljyä valmistetaan Naantalin lisäksi ainoastaan Ranskassa.[16]

Moottorin öljynkulutus[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

Vaikka nelitahtimoottori ei polta öljyä samalla lailla kuin kaksitahtinen, öljyä palaa silti aina pieni määrä. Tämä pieni määrä öljyä pääsee palotilaan venttiilinvarsien ja -ohjaimien sekä männänrenkaiden ja sylinteriseinän välistä, etenkin moottorijarrutuksen luoman alipaineen seurauksena. Myös suljetussa kampikammion huohotinjärjestelmässä öljysumua voi päästä imusarjan kautta sylintereihin. Moottorin on kulutettava kohtuullinen määrä öljyä, jotta sylinterinseinämät ja venttiilinvarret tulisivat voideltua. Jos öljyä ei kulu, moottori kuluu. Jos ajoneuvolla ajetaan vain lyhyttä matkaa, öljy ei ehdi lämmetä tarpeeksi ja siihen alkaa sekoittua polttoainetta ja kondenssivettä. Öljyn lämmetessä pitkässä ajossa nämä haihtuvat ja vaikuttaa siltä, että öljyä olisi kulunut yhtäkkiä normaalia enemmän.

Henkilöauton moottorin tavallisena öljynkulutuksen ylärajana pidetään 1 litra / 1 000 km. Tämän rajan ylittyessä on moottori todennäköisesti korjauksen tarpeessa tai öljyllä on liian alhainen kuumaviskositeetti. Öljynkulutus riippuu ajotavasta, öljyn laadusta (haihtuminen), moottorin kuluneisuudesta ja ajoympäristöstä. Aggressiivinen ajotyyli, huonolaatuinen öljy, väljä moottori, mahdolliset ulkoiset öljyvuodot ja alhainen öljyn viskositeetti lisäävät öljynkulutusta.

Jos öljyä kuluu paljon, kannattaa ensin katsoa öljypohjan tulpan ja öljynsuodattimen tiiviys ja kiinnitys. Myös mahdolliset öljyläikät ajoneuvon alla kannattaa tarkistaa. Auton käydessä katso pakokaasujen väri: sininen pakokaasu on merkki siitä, että öljyä palaa palotilassa. Öljyn kuumaviskositeetin muuttaminen suurempaan (öljy on paksumpaa kuumana) voi auttaa joissakin tilanteissa, mutta ei pelasta jos esimerkiksi männänrenkaat ovat loppuunkuluneet. Tällöin edessä on moottorinkorjaus, jotta kulutus vähenisi. Vanhempiin autoihin voi kuitenkin olla edullisempaa asennuttaa autopurkamolta vaihtomoottori.

Moottorin öljymäärän tarkastus[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

Moottoriöljyn tarkastus

Moottorin toiminnan kannalta on ensiarvoisen tärkeää, että voiteluainetta on riittävästi saatavilla. Tämän vuoksi pinnan taso kannattaa tarkastaa säännöllisesti. Öljytason voi tarkastaa moottoritilassa sijaitsevasta öljytikusta tai joidenkin ajoneuvojen ajotietokoneesta.

Ohjeet öljytikusta tarkastamiseen:

  • Ajoneuvo vaakasuoralla alustalla
  • Moottori ollut vähintään kaksi minuuttia sammuksissa
  • Ota öljytikku moottorista ja pyyhi se puhtaaseen paperiin
  • Laita tikku uudelleen tilaansa, pidä pohjassa pari sekuntia, nosta se ylös ja käännä heti vaakatasoon jotta tulos ei muutu
  • Tarkista että öljytaso on SAFE-alueella. Jos ei ole, lisää öljyä öljyntäyttökorkin kautta. Huom: Älä ylitäytä, lisää öljyä vain pieni määrä kerrallaan ja mittaa öljymäärä muutaman minuutin kuluttua jotta öljy ehtii laskeutua öljypohjaan
  • Pyyhi tikku paperilla ja laita takaisin.

Musta liete[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

Musta liete syntyy, kun palolämpötila on > 1 400 °C. Silloin syntyy enemmän typen oksideja (NOx), jotka aiheuttavat moottoriöljyn hapettumista ja näin edesauttavat öljyn paksuuntumista. Typen oksidit ja vesi muodostavat seoksen, josta kehittyy typpihappoa. Tämä aiheuttaa moottoriöljyn paksuuntumisen ja lopputuotteena syntyy mustaa lietettä. Musta liete on siis paksuuntuneen moottoriöljyn äärimmäinen muoto. Musta liete voi tukkia voiteluainekanavia tai koko imusiivilän, mistä aiheutuu moottorivaurio. Musta liete pitää puhdistaa ensin käsin ja sitten huuhtelemalla moottori erityisillä puhdistusaineilla.

Mustan lietteen syntyyn voivat johtaa liian pitkiksi venyneet öljyn vaihtovälit tai liian alhainen öljyn määrä. Moottoria ja öljyä rasittava ajotapa, eli hyvin pitkät joutokäynnin tai täyden kuormituksen jaksot, voivat myös paksuunnuttaa moottoriöljyä ja saada aikaan mustaa lietettä. Muita vaikuttavia tekijöitä ovat väärä polttoaine- tai öljylaatu, männänrenkaiden huono kunto, veden kondensoituminen moottoriöljyyn sekä vaikeat ilmasto-olosuhteet.[17]

Lähteet[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

  • A. Graham Bell: Uusi moottoritekniikka. Alfamer OY, 1998. ISBN 952-5089-24-X.
  • Osmo Perälä: Pienmoottorit ja työkoneet. Alfamer OY, 2004. ISBN 952-472-011-6.
  • Markku Niemi: Autotekniikan perusteet 1. WSOY, 2001. ISBN 951-0-15185-8.
  • Peter J. de Leeuw: Polttoainejärjestelmien ja moottorien likaantuminen. Forté Noord-West Europa BV, 2006.
  • Markku Leskelä: Tekniikan kemia. Edita Publishing Oy, 2008. ISBN 978-951-37-5200-2.
  • Mauri Airila: Koneenosien suunnittelu 4: Erityisalueet. WSOY, 1985. ISBN 951-0-13223-3.

Viitteet[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

  1. a b http://www.tekniikkatalous.fi/energia/article48742.ece Moottoriöljyt ja päästövaatimukset, T&T, viitattu 15.9.2010.
  2. http://www.motiva.fi/files/1015/Voiteluaineet_Kulmala.pdf moottoriöljyjen vaikutus polttoaineenkulutukseen raskaassa kalustossa
  3. http://www.transeco.fi/files/56/Raskas_ajoneuvokalusto_Turvallisuus_ymparistoominaisuudet_ja_uusi_tekniikka.pdf moottoriöjy & pa-kulutus, sivu 4
  4. http://www.motiva.fi/files/969/poltto--ja-voiteluaineet_juva_041207.pdf Voiteluaineiden ympäristövaikutukset sivu 26-30, Neste Oil, viitattu 15.9.2010.
  5. http://www.vtt.fi/inf/pdf/tiedotteet/2001/T2098.pdf 5.1: polttomoottorin öljynvaihtovälin määritys, VTT, vittattu 15.9.2010.
  6. American Petroleum Institute: API Engine Oil Guide (pdf) American Petroleum Institute. Viitattu 08.07.2010. Englanti
  7. oilspecifications.org: Lubricant standards and specifications (pdf) Viitattu 21.2.2012. Englanti
  8. http://www.chevron.com/products/sitelets/baseoils/docs/nlgi_10-99.pdf Perusöljyjen API-luokitukset, sivu 19
  9. http://www.articlesbase.com/automotive-articles/conventional-oil-synthetic-oil-synthetic-blend-what-you-should-know-before-you-choose-1951416.html API-perusöljyjen luokittelusta
  10. http://web.archive.org/web/20090306111847/http://www.acea.be/images/uploads/files/20090105_081211_ACEA_Oil_Sequences_Final.pdf
  11. http://www.teboil.fi/Product.asp?path=1;1510;1508;4351;4393;4394
  12. Noria Corporation: Oil Viscosity - How It's Measured and Reported Viitattu 25.2.2011. Englanti
  13. http://widman.biz/English/Tables/J300.html SAE viskositeettitaulukko
  14. FINA LUBRICANTS: SAE Viscosity Grades For Engine Oils Viitattu 25.2.2011. Englanti
  15. http://www.astm.org/Standards/D4683.htm HTHS-viskositeetti
  16. ExxonMobil, Mobil 1: Naantalin voiteluainetehdas 50 vuotta Viitattu 22.2.2009.
  17. http://www.tecalemit.fi/layout/sala_aineistopankki/1175752256-GEN_06_035-1.pdf Mustan lietteen syntyminen: syy

Aiheesta muualla[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]