Nečistoty pocházejí z několika zdrojů a během provozu se hromadí v motorovém oleji. Pod tímto pojmem se rozumí jednak mechanické nečistoty (prach, otěr, saze) a jednak produkty chemické degradace samotného oleje. Nadměrný obsah nečistot v oleji vede ke zvýšenému opotřebení třecích povrchů, k tvorbě úsad a kalů hromadících se v klikové skříni a celém olejovém systému a v konečném důsledku i k ucpání olejového filtru a k poruchám dodávky oleje do systému.
Mechanické nečistoty a jejich zdroje
Nejčastějším zdrojem cizích částic v motorovém oleji je nasávaný vzduch, který nikdy není absolutně čistý, ale spolu s ním se nasávají do spalovacího traktu i prachové částice. Velké a střední prachové částice jsou zachyceny na vzduchovém filtru, menší se dostávají do spalovacího prostoru a později jsou z prostoru válce motoru spláchnuty do motorového oleje. Tyto částice mají velikost až několik mikrometrů, jsou velmi tvrdé (většinou křemičitý prach) a abrazivně působí. Jejich povrch je polární a může přispívat k degradaci olejových přísad.
Dalším zdrojem je palivo, se kterým přicházejí i prachové částice a různá vlákna z filtrů. Hromadění těchto nečistot na palivovém filtru může vést až k jeho ucpání a destrukci. Palivo potom není filtrované a nečistoty končí ve spalovacím prostoru a poté i v oleji. Na pravidelnou výměnu palivových filtrů se často zapomíná.
Otěrové částice kovů vznikají při tření kovových povrchů i při kvalitním mazání. Rozměry těchto částic se pohybují od desetin až po několik mikrometrů; mohou mít až velikost tloušťky mazacího filmu a spolu s dalšími nečistotami zvyšují tření a opotřebení. Kvalitní olejové filtry mohou z oleje odstranit částice nad 10 mikrometrů. Dále se v oleji tvoří nerozpustné karbony a úsady při oxidační a termické degradaci oleje, o čemž bude pojednáno v dalším díle.
Tvorba sazí a jejich vliv na olej
Saze vznikají při nedokonalém spalování nafty a vznětových motorů, u zážehových motorů je jejich tvorba zanedbatelná. Saze jsou tvrdé a ostré, jejich velikost se pohybuje zhruba v řádu setin až desetin mikrometru. Disperzní vlastnosti oleje brání shlukování sazí do velkých částic, avšak při velkém množství sazí dochází k jejich akumulaci, čo zhoršuje mazání. Množství sazí se odhaduje podle obsahu karbonizačního zbytku a dalších ukazatelů, přičemž limitní koncentrace sazí je uvedena kolem 3 hmotnostních procent, i když u některých moderních motorů může být vyšší díky kvalitnějším základovým olejům a disperzantům.
Vliv sazí na viskozitu je významný - nadměrný obsah sazí způsobuje růst viskozity oleje a může vést k vyčerpání disperzantních přísad, koagulaci sazí do shluků a postupnému ucpání filtru. Vznik sazí byl jednou z příčin rozdílu v intervalech výměny olejů mezi vznětovými a zážehovými motory, avšak s lepší kvalitou základových olejů a disperzantů se tyto intervaly srovnaly.
Jak se určuje množství nečistot v oleji
Nejstarší kapkový test vyhodnocuje vzhled kapky oleje na filtračním papíře a bývá spolehlivý pro staré oleje, ale u moderních olejů jej není vhodné používat kvůli detergentním a disperzantním vlastnostem. Důležitější jsou sofistikovanější metody jako mikroporézní filtrace po rozpouštění oleje, což vyžaduje rozpouštědla a může v degradovaných olejích způsobit vývázání některých oxidačních produktů. Stav znečištění se vyhodnocuje srovnáním s standardními skvrnami a může být doplněn o odstředivkové metody, která mechanické nečistoty sesbírá na dně kalibrované nádobky.
Pro stanovení celkových nečistot, včetně sazí, se v dnešní době nejčastěji používá infračervená spektroskopie. Saze a další tmavé nečistoty zvyšují základní linii spektra při 2000 cm-1, a kalibrací lze odhadnout hmotnostní procenta sazí. Karbonizační zbytek po zahřátí oleje na 500 °C v inertní atmosféře (dusík) také slouží jako ukazatel množství sazí u vznětových motorů. Množství křemíku v oleji pak slouží k posouzení množství vzduchem nasávaných prachových nečistot.
Techniky hodnocení a jejich vhodnost
Ferrografická analýza a další techniky hodnotí otěrové částice a kovové nečistoty, ale stanovení sazí bývá výzvou tradičními metodami; proto se dnešní metody opírají o IR spektroskopii a karbonizační zbytek pro komplexní pohled na znečištění oleje.
Funkce a konstrukce olejového filtru
Olejový filtr zajišťuje zachycení částic pomocí filtračního média. Olej je nasáván z olejové vany a protéká filtrem, kde se zachytí pevné částice a vyčištěný olej pokračuje k mazacím místům. Moderní filtry bývají plnopřítokové (uptake) a zachytí významnou část nečistot nad 10-20 µm.
Filtrační medium bývá z vysoce výkonného skládaného papíru či syntetických vláken. Plášť filtru je kovový u šroubovacích filtrů. Zpětný ventil zamezuje vytečení oleje z filtru po vypnutí motoru, aby byl filtr při dalším startu již naplněn olejem. Přepouštěcí ventil otevírá ochranu při zanesení filtru nebo při studeném startu.
Typy olejových filtrů v osobních automobilech
- Šroubovací filtr (spin-on) - nejrozšířenější typ s výměnou jako celek.
- Vložkový filtr (cartridge) - mění se pouze vložka, ekologičtější řešení.
- Plnoprůtokový filtr - filtruje celý olej proudící do motoru a je standardem u moderních vozidel.
Vliv správné filtrace na životnost motoru
Správně fungující olejový filtr udržuje olej čistý, snižuje mechanické opotřebení, zabraňuje vzniku rýh na ložiscích a válcích a zajišťuje stabilní mazací film. Zanesený filtr může naopak způsobit snížení tlaku oleje, zvýšené tření a urychlené stárnutí motorového oleje. Při výměně oleje by měl být filtr vždy vyměně spolu s olejem, aby nedošlo k znehodnocení nového oleje starými nečistotami.
Co způsobí špatný olejový filtr?
- Ucpání filtru a následné snížení tlaku oleje, blikající kontrolka mazání.
- Průnik nečistot do motorového prostoru při poškozeném vložce filtru.
- Mechanické poškození, pokud dojde k proražení nebo povolení těsnění filtru.
Údržba a výměna olejového filtru
Olejový filtr se vždy mění se motorovým olejem. Použití starého filtru s novým olejem je nevhodné, protože filtr obsahuje zachycené nečistoty, které by mohly nový olej znehodnotit.
Důležitost správného výběru a provozu
Olejový filtr je nenápadnou, avšak mimořádně důležitou součástí. Správná funkce přispívá k dlouhé životnosti motoru, spolehlivému provozu a snížení provozních nákladů. Výběr správného motorového oleje a aditiv, stejně jako kvalitní filtr, ovlivňují viskozitu, pevnost ve smyku a obsah popela pro kompatibilitu s konkrétním motorem.
