Analýzy motorových olejů a nemrznoucích kapalin z naftových motorů

Úvod
Diagnostika motorů je samozřejmá věc již dlouhou dobu. Dnes je nějakým diagnostickým zařízením vybaven každý autoservis. Jak může, a může vůbec nějak, přispět analýza motorového oleje ke sledování stavu motoru? Ve všech odvětvích průmyslu je dnes normální nečekat na vznik poruch, ale aktivně se jim snažit předcházet. A to je právě parketa pro analýzy motorových olejů. Monitorování funkce oleje a stavu motoru po dlouhou dobu provozu, sledování průběhu změn vlastností oleje a koncentrací otěrových kovů vytváří podmínky pro zajištění spolehlivé funkce motoru po celou dobu jeho životnosti.

Úloha motorového oleje v provozu
Prodlužování výměnných lhůt motorových olejů, náročnější podmínky při provozu i požadavky na snižování emisních limitů přinášejí vysoké nároky na olej, proto je stále důležitější monitorování vlastností oleje. Olej v motoru má mít po celou dobu provozu následující vlastnosti:

- dostatečná únosnost mazacího filmu,
- tekutost za nízkých teplot,
- dostatečná viskozita v celém rozsahu pracovních teplot,
- termooxidační stálost,
- schopnost odvádět teplo,
- schopnost neutralizovat kyselé produkty,
- schopnost udržovat motor čistý,
- malá odparnost,
- kompatibilita s materiály těsnění,
- ochrana proti korozi.

Aby mohl motorový olej všechny tyto funkce plnit, je vybaven balíčkem přísad. Celkový podíl přísad v motorovém oleji může být až 20 %. Během provozu přísady degradují a olej může ztrácet některé důležité vlastnosti. Ze schopnosti udržovat čistý motor vyplývá, že znečištění se dostává do oleje a ta jeho část, která není odstraněna filtrem, v oleji koluje motorem. Opotřebením motoru vznikají částečky kovů, které také kolují v oleji motorem, pokud nejsou zachyceny filtrem. Analýza oleje, resp. její výsledky, by měly objektivně vypovídat o všem výše uvedeném.

Správný odběr vzorků
První předpokladem pro správnou diagnostiku stavu motoru je správný odběr vzorků motorového oleje. Při odběru vzorku musí být dodržena základní pravidla:
a) zamezit vniku různých nečistot do vzorku
b) olej v zařízení musí být řádně promíchán, tzn. odběr by měl být uskutečněn za chodu motoru nebo co nejdříve po jeho zastavení
c) vzorkovnice musí být náležitě popsána důležitými údaji – např. počet ujetých km, datum odběru, typ oleje, množství doplněného oleje atd.

Sledované parametry motorových olejů
Doporučené parametry ke sledování jsou uvedeny v následující tabulce 1, ale pochopitelně podle provozních podmínek může být soubor parametrů pozměněn:

Hodnocení stavu motoru
Pro praktické hodnocení stavu motorů je podstatné sledování trendů především otěrových kovů, není možné ho provést pouze na základě analýzy jednoho vzorku oleje. Z toho vyplývá, že analýza stavu motoru (ale i jakéhokoliv jiného stroje sledovaného pomocí analýz oleje) je kontinuální a komplexní přístup, při kterém je velmi výhodné vyhodnocovat analýzy pomocí elektronických databází, což v současné době nabízí variabilitu a schopnost hodnocení z různých pohledů (sledování různých parametrů v čase, označování kritických hodnot, vytváření souborů s podobnými výsledky analýz atd.). Pomocí pravidelně prováděných analýz motorových olejů z naftových motorů je možné včas zjistit, a tím pádem i v řadě případů zabránit, řadu možných poruch - např. opotřebení ventilového rozvodu, válce, pístních kroužků, ložisek, dále degradaci a znečištění oleje a také případnou korozi v motoru.
Na obr. 1 je znázorněn vliv průniku i relativně malého množství prachu (který je detekován zvýšením obsahu křemíku v oleji) na zvýšené opotřebení motoru. To je jen dokladem toho, že filtraci vzduchu, kvalitě a stavu vzduchového filtru, je potřeba věnovat náležitou pozornost. Zvláště důležité je to u motorů pracujících v prašném prostředí (lomy, povrchové doly atd.)

Analýzy chladicích směsí
Také sledování stavu chladicího systému motoru pomocí analýz vzorků nemrznoucí směsi přináší zajímavé možnosti. Nemrznoucí směsi mají jako základní složku ethylen - nebo propylenglykol a dále jsou vybaveny přísadami, které mají především chránit chladicí systém motoru proti korozi, dále protipěnivostní přísadou a disperzantem. Koncentrát nemrznoucí kapaliny se standardně míchá s destilovanou vodou, většinou v poměru 1:1, čímž je zaručena funkčnost kapaliny do cca -30 °C. Stejně jako v případě analýz olejů, je možné analýzou vzorků nemrznoucí kapaliny sledovat, jak stav vlastní kapaliny, tak problémy motoru. Nedostatečná účinnost chlazení v motoru může způsobit praskliny v hlavě motoru, degradaci motorového oleje a kavitační korozi válců a vodních čerpadel. Typický rozbor nemrznoucí kapaliny se skládá ze stanovení koncentrace glykolu, stanovení hodnoty pH kapaliny, stanovení obsahu či přítomnosti inhibitorů koroze, stanovení obsahu nečistot, stanovení tvrdosti a vodivosti kapaliny a stanovení obsahu vybraných kovů v kapalině.
Jako první parametr lze vyhodnotit barvu a vzhled kapaliny - možnosti jsou: čistá, průsvitná, lehce zakalená, zakalená a neprůhledná. Podle barvy lze rozlišit i typ kapaliny: modré a modrozelené jsou tzv. konvenční kapaliny, fialová je kapalina typu DEAC (Diesel Engine Antifreeze Coolant) a kapaliny s prodlouženou životností (ELC – Extended Life Coolant) jsou typicky oranžové nebo červené. Pokud vzniknou v chladicím systému úsady, bývá to obvykle důsledek koroze nebo „předávkování“ aditiv. Korozní produkty železa mohou být hnědé nebo černé. Korozí olova vznikají bílé nebo šedé husté nemagnetické úsady. Produktem koroze hliníkových částí bývají bílé vločky. Korozí měděných dílů vznikají světle zelené úsady. Pokud do nemrznoucí kapaliny pronikne olej nebo palivo, vzhledem k rozdílným hustotám vznikne u hladiny proužek uhlovodíků.
I ze zápachu kapaliny lze usuzovat na možné problémy: zápach po spálenině znamená přehřátí; zápach po acetonu lokální přehřátí; průnik paliva se projeví zápachem po rozpouštědle a zápach po amoniaku je způsoben katodickou redukcí dusitanů. Hodnota pH se pohybuje od 7 do 8,5 pro kapaliny typu ELC a v rozmezí 8 - 9,5 pro konvenční kapaliny. Vyšší pH způsobuje korozi hliníkových dílů a nižší pH korozi částí železných, olověných a měděných. Kontrolou a udržováním správné kvality nemrznoucí směsi v motoru lze zabránit řadě problémů. Na obrázcích 2 a 3 jsou ilustrovány dva z nich: vypadávání křemičitanů způsobené nadměrnou koncentrací inhibitoru a vypadávání chloridů, většinou vápenatého a hořečnatého.

Závěr
Analýzy motorových olejů za účelem sledování stavu motorů jsou důležitým nástrojem proaktivní údržby motorů, zvláště u větších a cenných motorů, v případě prodloužených výměnných lhůt a náročných provozních podmínek. Podstatné je, že takto můžeme předejít finančně náročným opravám a prostojům, které dnes způsobují velké finanční ztráty.
Také analýza nemrznoucí kapaliny může zabránit řadě zbytečných problémů motorů.
 

Publikováno: 6. 8. 2015 | Počet zobrazení: 2693 450