Smeerolie
Tijdens de,
door de sectie Vlaardingen georganiseerde, praatavond is door Jaap de
Visser een lezing gehouden over smeerolie. In het bijzonder smeerolie in
relatie tot klassieke motoren. Voor de leden die aanwezig waren is heel
wat meer duidelijk geworden over de achtergrond en toepassingen van
smeerolie. Met deze basiskennis is het wat eenvoudiger geworden een keus
te maken uit wirwar van soorten die tegenwoordig op de markt zijn.
Om iedereen deelgenoot te maken van de olie perikelen heb ik nog eens wat
feiten op een rij gezet.
Tegenwoordig zijn er zoveel soorten olie op de markt dat het vaak
moeilijk is te bepalen wat nu werkelijk goed is voor onze motoren. De
meningen daarover lopen dan ook sterk uiteen. De een zweert bij een oud
type olie waar de ander beweerd het modernste van het modernste toe te
passen. Zoals zo vaak met dit soort dingen ligt de waarheid meestal
ergens in het midden.
Wat is nou eigenlijk smeerolie?
Smeerolie is de scheidingsstof tussen twee ten opzichte van elkaar
bewegende delen, met als doel het directe contact tussen die delen te
voorkomen waardoor slijtage en wrijving zoveel mogelijk beperkt wordt.
In onze motorfietsen treffen we drie verschillende toepassingen aan.
Motorolie, transmissieolie en hydraulischeolie.
Motorolie
Als we het over olie hebben voor onze motorfiets dan bedoelen we
meestal de motorolie. Dat is ook de olie die de laatste jaren de meeste
ontwikkelingen heeft doorgemaakt. Niet in het minst omdat motorolie onder
de meest extreme omstandigheden zijn werk moet doen.
De verschillende functies van motorolie zijn:
Smeren van de onderling bewegende delen
Koelen van de motor
Bescherming tegen corrosie
Schoon houden van de motor
Afdichten van zuigerveren, klepgeleiders,
keerringen, enz.
Als olie een lange tijd in de motor gebruikt wordt loopt de kwaliteit
sterk achteruit. De staat van de motor, de bedrijfsomstandigheden en de
hoeveelheid olie zijn factoren die het afbraak proces sterk beinvloeden. Om motorolie beter bestand te maken tegen
deze factoren zijn er additieven (dopes) aan toegevoegd. De juiste
additieven zijn enorm belangrijk en de benodigde kennis bij fabrikanten
daarover gaat erg ver. De uitspraak "olie is olie" gaat dan ook
niet op.
Viscositeit van motorolie:
Onder
viscositeit wordt verstaan de mate van vloeibaarheid van de olie bij een
bepaalde temperatuur. Olie met hoge viscositeit "dikke olie" is
geschikt voor lage toeren, hoge belastingen, hoge temperaturen en
vermindering van lekkages op afdichtingen. Olie met een lage viscositeit
is meer geschikt voor hoge toeren, lage weerstand en lage temperatuur.
De viscositeit van minerale olie wordt bepaald aan de hand van
verschillende analyse methoden. De tegenwoordig meest gebruikte begrippen
in de smeerolie wereld zijn; de dynamische viscositeit en de kinematische viscositeit.
Voor smeerolie, zowel in de industrie als voor de motorvoertuigen, wordt
de kinematische viscositeit als standaard
gehanteerd. Deze grootheid wordt uitgedrukt in Stokes
of centistokes ( cSt.
= 0,01 St.).
Een ander begrip wat met vloeibaarheid te maken heeft is de viscositeitsindex (Vi).
Dit is een empirisch getal, dat de mate van viscositeitverandering onder
invloed van temperatuur weergeeft. Hoe hoger de viscositeitsindex
hoe minder de eigenschappen van de olie veranderen onder invloed vantemperatuur. Dus olie met een hoge viscositeitsindex verdikt minder bij lage temperatuur
en verdunt minder bij hoge temperatuur.
Een multigrade olie heeft dan ook een hoge viscositeitsindex. Hij voldoet aan de
specificaties voor dunne olie bij lage temperatuur en gelijktijdig aan de
specificaties van dikke olie bij hoge temperatuur. Multigrade
olie heeft dus de eigenschappen van een lage en een hoge viscositeit
verenigt in een olie. Een monograde heeft een Vi van 90 en een multigrade heeft
een Vi van 130.
Om een en ander wat overzichtelijker te maken heeft de voertuigindustrie,
verenigd in de "Society of Automotive Engineers", een schaal ontworpen speciaal voor
motor- en transmissieolien. Daarin geeft het
alom bekende SAE getal een bandbreedte weer waaraan een olie moet
voldoen. Een SAE 30 bijvoorbeeld moet een viscositeit bij 100 °C hebben
van 9,3-tot 12,5 cSt. en een SAE 50 moet tussen 16,3-
tot 21,9 cSt. zijn. Zoals je ziet zijn dat best
ruime marges.
Bij een temperatuur van 150 °C, wat in de buurt van de verbrandingskamer
ruimschoots aanwezig is, moet de viscositeit van SAE 30 nog minimaal 2.9
zijn en van een SAE 50 nog 3,7.
Om het begrip SAE toch nog verwarrend te maken is er voor transmissieolie
een andere schaal bedacht. Deze olie is wat dikker dan de gemiddelde
motorolie zodat de schaal wat naar boven is aangepast. Een SAE 80 W
transmissie olie is net zo dik als een SAE 30 motorolie en een SAE 90
transmissie olie is net zo dik als een SAE 50 motor olie.
Viscositeit vergelijkingen bij 40- en 100 ºC ( cSt.
)
Visc.bij 100 ºC 4
6 8
10 12 14 16 18
20 22 24
SAE motorolie [5 10] [20 ][ 30
][ 40 ][
50 ]
SAE transm.olie [ 75W][
80W ][85W
][
90
]
Visc. Bij 40 ºC 20 40
60 85 115140 175 205240 280 315
Voor olie in de industrie wordt een ISO codering als maatstaf
aangehouden. Als je bv. een compressor olie koopt dan staat achter de soortnaam
altijd een getal vermeld wat de ISO klasse weergeeft. Dit getal komt
overeen met de viscositeit bij 40° C. De standaard reeks daarin is 22,
32, 46, 68, 100, 150, 220, 320 enz.
Andere eigenschappen van motorolie.
Naast het smeren zijn er andere eigenschappen van motorolie die van
belang zijn voor het goed functioneren. Alle moderne motorolie is
dan ook voorzien van additieven (dopes) die er voor zorgen dat de
eigenschappen verbeteren. Er zijn bv. dopes die er voor zorgen dat
neerslag wordt beperkt en het vuil in oplossing blijft Andere zaken die
er aan toe gevoegd worden zorgen voor een betere bestendigheid tegen hoge
temperatuur, een goed ontluchtend vermogen, anti corrosie middelen enz.
enz. Er zijn natuurlijk ook toevoegingen die de smerende eigenschappen
verbeteren. Doordat al deze toevoegingen sterk kosten verhogend werken is
er tevens veel aandacht om de levensduur te verlengen. Ondanks
zware bedrijfsomstandigheden zijn er soorten die tienduizenden kilometers
mee kunnen. Het zijn de toevoegingen die het de koper moeilijk maakt om
zijn keus te bepalen. In de basis zijn er nl.
maar drie soorten olie waaruit alle producten samengesteld worden.
Verschillende typen basisolie
Minerale olie
Deze olie wordt verkregen door raffinage van aardolie. Ondanks de
kwaliteitsverbeteringen door de jaren heen blijft minerale olie een
mengsel van koolwaterstoffen waarin een deel onverzadigd is. Door
thermische belasting kunnen er dan ook ongewenste reacties ontstaan
waardoor de kwaliteit snel achteruit zal gaan. De kwaliteit van olie op
deze basis hangt daarom sterk af van de herkomst, raffinage en de
additieven.
Half synthetische olie
Deze olie is gebaseerd op minerale olie die onder hoge druk en op
hoge temperatuur ontdaan wordt van onverzadigde koolwaterstoffen. Na dit
proces ontstaat een stabielere olie die beter bestand is tegen hoge
temperaturen en die een hogere viscositeitsindex
heeft.
Synthetische olie
Deze olie wordt geproduceerd in een volledig beheerst chemisch proces
waardoor de eigenschappen van de olie vooraf bepaald kunnen worden. De
nadelen van minerale olie zijn verdwenen en de viscositeit blijft over
een groot temperatuurgebied vrijwel constant. Synthetische olie gebaseerd
op polyglycol is niet mengbaar met
minerale olie. Gebaseerd op poly(alpha)oliefin PAO
is wel mengbaar met minerale olie. Synthetische olie kan agressief zijn
tegen verschillende materialen zoals pakkingen en afdichtingen.
Classificatie van motorolie
Er zijn verschillende classificatie systemen om de kwaliteit van
motorolie weer te geven. Deze systemen worden meestal door gebruikers
groepen ontworpen. Op de auto-industrie gericht zijn de drie volgende het
meest voorkomend;
De API classificatie ( American Petroleum Institute
)
De CCMC ( Committee of Common
Market automobile Constructors)
deze commissie is in 1997 verangen
door de ACEA. Ontworpen voor de Europese Auto industrie
De MIL spec. ( Military Specifications )
API classificatie;
Het API systeem is gericht op voertuigen die geproduceerd worden in
Amerika. De codering die daarbij wordt gebruikt bestaat uit een
combinatie van twee letters. Voor benzine motoren begint de combinatie
met een "S" van "Service fill en voor
de diesel motoren met de letter
"C" van Commercial vehicle. Als je olie
koopt zal je deze codering meestal op het etiket vinden. Voor benzine
motoren geeft dit het volgende overzicht.
SA: Voor motoren onder zeer lichte bedrijfsomstandigheden. Vrijwel
ongedoopte olie met eventueel een stolpunt verlagende en een antischuim
toevoeging.
SB: Voor motoren onder gunstige bedrijfsomstandigheden met toevoegingen voor een beperkte bescherming tegen slijtage, olie-oxidatie en lagercorrosie.
SC: Olie met dopes tegen slijtage, roestvorming en sludgevorming bij hoge en lage temperaturen.
SD: Geeft een betere bescherming op dezelfde punten als SC olie.
SE: Deze olie geeft meer bescherming tegen olie-oxidatie, lagercorrosie, roestvorming en tevens een verbeterde bescherming tegen sludgevorming bij hoge temperaturen.
SF: Voldoet aan de eisen gesteld in SE echter met verbeterde oxidatiestabiliteit en anti slijtage eigenschappen.
SG: Eisen als SF en daarbij geschikt voor motoren met drukvulling en verbeterde eigenschappen t.a.v. oxidatiestabiliteit, anti slijtage eigenschappen en weerstand tegen neerslag vorming.
SH: Gelijk aan SG maar sterk brandstof besparend.
SJ: Als SG maar
met extra toevoeging tegen nokkenas slijtage en vorming van blacksludge.
Omdat in Amerika de auto's vaak uitgerust zijn met grote laag belaste
motoren zijn de eisen die gesteld worden aan de olie lager. De eisen die
gesteld worden volgens het CCMC systeem zijn duidelijk strenger. Hieronder
volgt een vergelijking met de codes van de drie classificatie systemen.
SA, SB en SC komen daar niet in voor.
API
CCMC
MIL-spec.
SD
MIL-L-2104B
SE
G1
MIL-L-46152
SF
G2
MIL-L-46152C
SG
G3
MIL-L-46152D
SH
G4
SJ G5
Als je motorolie
koopt vind je gegarandeerd een van deze coderingen op het etiket. Met
deze wetenschap wordt het al wat eenvoudiger een goede kwaliteit van een
mindere te onderscheiden.
Transmissie olie
Naast de API classificatie voor motorolie bestaat er ook een codering
voor transmissie olie. De indeling bestaat uit de letter combinatie GL ( gear lubricant ) gevolgd
door een cijfer. De gebruikelijke aanduidingen zijn GL-1, GL-2, GL-3,
GL-4 en GL-5. GL-1 beschrijft een ongedoopte olie, alleen geschikt voor
zeer lichte belasting. GL-2 omvat producten voor wormoverbrenging. GL-3
is bedoeld voor lichtbelaste versnellingsbakken. GL-4 voor zwaarder
belaste versnellingsbakken en licht belaste achterasoverbrengingen. GL-5
is bedoeld voor zwaar belaste hypoidoverbrengingen. Met
name de GL-4 en 5 producten bevatte zg. EP
toevoegingen die chemisch actief zijn. Voor de automobiel toepassing is
dit noodzakelijk.
Wat moeten we nu gebruiken in onze klassiekers?
Het antwoordt op deze vraag is niet zo eenvoudig. Er is niet voor
niets veel discussie over. Moet je speciale motorfietsolie gebruiken?
Waarom is auto motorolie geschikt? Moet het single- of multigrade
zijn? Zijn al die toevoegingen wel belangrijk voor een oud ontwerp? Als
de motor nooit gerevideerd is kan moderne olie dan ook? Is er verschil in
olie voor een twin of een 1 cilinder? Wat
moet er in de versnellingsbak?
Ten tijde van het ontwerp van onze motoren was multigrade
olie nog niet voorhanden en werd olie zonder additieven gebruikt. De
motor smering is los van de versnellingsbak en koppeling zodat dezelfde
olie gebruikt werd als in een automotor. Men moest voor de winter en
zomer verschillende viscositeiten gebruiken. Er moest
vaak ververst worden en de levensduur van een motor was, in vergelijk met
de huidige techniek, beperkt. De matige kwaliteit smeerolie speelde daar
ook een grote rol in. Later werden additieven toegevoegd en ontstond de singlegrade olie die meer bescherming bood en langer
mee ging. De olie voor de zomer moest echter nog steeds vervangen worden
door een dunnere in de winter. Dit probleem werd opgelost met de
productie van multigrade. Dik genoeg bij hoge
bedrijfstemperatuur en dun genoeg voor de koude start en wintergebruik.
Vooral de twins met hun drukgesmeerde glijlagers en hoge circulatie snelheid hebben daar
veel voordeel aan. Tijdens de verdere ontwikkeling zijn er steeds meer
toevoegingen gekomen die de kwaliteit verbeteren. Deze verbeteringen komen
ook onze motoren ten goede. Doordat de moderne olie het vuil uit de motor
in oplossing houd is het wel van belang dat er een goed oliefilter
gemonteerd wordt. Heb je deze modificatie niet toegepast dan moet je wat
vaker verversen.
Een persoonlijk advies!
Voor de twin en de 1 cilinder gebruik ik een 20W50 multigrade op minerale basis van minimaal API SF kwaliteit.
De voordelen bij de koude start zijn daarin voor mij doorslaggevend.
Tevens kies ik olie van een gerenommeerde fabrikant. De toevoegingen die
o.a. voor de hoge viscositeitsindex zorgen
moeten van goede kwaliteit zijn. Een goedkope olie degradeert al snel
onder de bedrijfsomstandigheden waar onze motoren onder moeten
functioneren. Hebben ze het dan zo slecht? Vaak wel. Te hard rijden op de
snelweg, lang wachten voor een stoplicht, sterk wisselende temperaturen,
veel korte ritten. Zo kan ik nog wel even doorgaan. Daarbij moet je ook
niet uit het oog verliezen dat de motoren wel oud zijn maar best wel een
hoog specifiek vermogen bezitten. In 1950 had een mooie watergekoelde 4
cilinder automotor van 1400 cc zeker geen 72 pk. Maar vier AMC drieenhalfjes wel!
Olie verversen
doe ik een keer per jaar en wel vlak voor de winter. Als je gebruikte
olie de hele winter in je motor laat staan kan het vocht en de
verbrandingsresten schade veroorzaken. De technische staat en de afstelling
van de motor bepalen natuurlijk ook de levensduur van de olie. Een
versleten cilinder, ruime klepgeleiders enz. zorgen ervoor dat er veel
verbrandingsresten in de olie opgenomen worden. Als daarbij ook het
mengsel nog eens aan de rijke kant is vind er tevens zg.
brandstofverdunning plaats waardoor de olie al heel snel zijn goede
eigenschappen verliest. Met goede olie kun je een versleten motor niet
beter maken. Olie van hoge kwaliteit kan een goed gerevideerde motor die
verstandig gebruikt wordt lang mee laten gaan. De twee voorwaarden goed
gerevideerd en goed gebruik daar kunnen we natuurlijk ook nog een boek
mee volschrijven maar dat valt buiten dit artikel.
Synthetische olie
Kunnen we ook deze olie soort gebruiken? Als je op zoek gaat naar een
synthetische olie die met zijn viscositeit in de buurt komt van de SAE 50
dan is dat best moeilijk. Deze olie is toch meer ontworpen voor de
moderne generatie motoren waarbij met veel lagere spelingen wordt
gewerkt. De lagere viscositeit geeft een goede doorstroming en minder
weerstand als ze warm is. Daardoor wordt ook nog een gunstig
brandstofverbruik gerealiseerd. Het smeersysteem van oudere motoren is
ontworpen voor grotere toleranties tussen de te smeren onderdelen. Olie
reservoirs zijn groter en de oliepomp is ontwikkeld voor dikkere
oliesoorten. Ondanks dat de kwaliteit van synthetische olie zeer goed is
lijkt het voor de klassieker een brug te ver. Ik mag natuurlijk geen
reclame maken maar Castrol heeft een 10W60 in zijn
leveringsprogramma. Misschien is die wel toe te passen in onze motoren.
Versnellingbak en primaire aandrijving
Naast de motor smering is er natuurlijk nog de primaire aandrijving,
de versnellingsbak en de voor- en achtervering. Vaak is hier niet zoveel
discussie over. Voor de versnellingbak is er voldoende keus. De
belangrijkste eigenschap, naast het smeren, van deze olie is dat het een
goed ontluchtend vermogen moet hebben. Olie die sterk schuimend is zal de
rechte tanden van de bak slecht smeren. De voor de versnellingsbak
ontworpen olie heeft deze eigenschappen in zich. Als je de goede
viscositeit kiest en een API kwaliteit GL-3 dan heb je een goede olie te
pakken. Er zijn ook soorten op de markt met zg.
EP eigenschappen. In het API systeem worden die aangeduid met GL-4 en
GL-5. Deze olie is ontworpen voor zeer zwaar belaste systemen uitgerust
met hypoidvertanding. Het kan voorkomen dat dit
soort olie in bepaalde toepassingen slechter is dan conventionele olie.
Als je het niet ingewikkeld wil maken kan je voor de bak ook gewoon
motorolie gebruiken. Deze is erin ons geval zeer geschikt voor.
De olie voor de primaire aandrijving moet de ketting smeren en het lager
van de koppeling. Dit laatste alleen als je de koppeling vrij trekt. Deze
olie hoeft dan ook geen speciale eigenschappen te bezitten. Als je daar
versnellingsbak olie van de goede viscositeit in doet dan heb je een prima
olie te pakken. Motorolie kan ook maar de toevoegingen in deze olie
zouden er wel een voor kunnen zorgen dat de koppeling gaat slippen.
Voor de voor- en achter vering moet een olie gebruikt worden die geschikt
is voor hydraulische systemen. De druk in de demping kan nl. zeer hoog oplopen. Ontluchtende eigenschappen van
deze olie is zeer belangrijk. Als er veel lucht in de olie wordt opgenomen gaat de
dempende werking achteruit. De viscositeit is een belangrijke eigenschap
die de demping bepaald. Ja kan hier binnen de marge zelf je voorkeur in
bepalen. Hoe dikker de olie des te zwaarder is de demping.
Ik hoop dat dit overzicht wat klaarheid heeft gegeven in smeerolie land
waardoor iedereen wat gemakkelijker een keus kan maken uit de vele
soorten die tegenwoordig op de markt zijn.
Louis van Krimpen , in opdracht van de SECTIE VLAARDINGEN