Ilman riittävää ja oikeanlaista voitelua moottorit ja muut mekaaniset laitteistot altistuisivat mm. ennenaikaiselle kulumalle ja ylikuumenemisille. Siksi oikeanlaisen voiteluaineen valinta voitelukohteen mukaan on ensisijaisen tärkeää. Miksi moottoriöljyä tarvitaan? Ja mitä se öljy oikeastaan edes on? Millainen öljy on hyvää öljyä minun autooni?
Moottoriöljy voitelee
Moottoriöljyn tärkein tehtävä on pitää moottorin liikkuvat pinnat erillään ja minimoida kitkasta aiheutuvat häviöt sekä moottorin kuluminen. Öljy myös jäähdyttää moottorin kuumia osia sitomalla lämpöä itseensä. Myös moottorin sisäpuolisesta puhtaudesta huolehtiminen on moottoriöljyn vastuulla.
Moottoriöljyjen, kuten muidenkin voiteluaineiden, kehitystyö on tarkka ja vaativa prosessi, jossa jokaisen komponentin käyttö on tarkkaan harkittu. Muuttamalla yhtä komponenttia saatetaan vaikuttaa lukuisten muiden tekijöiden toimintaan.
Erilaisia perusöljyjä
Voiteluaineen valmistuksessa käytetään sekä perusöljyjä että lisäaineita. Perusöljyjä on useita erilaisia ja tuotteen valmistuksessa käytetään usein useampaa erilaista perusöljyä. Perusöljyt voidaan jakaa karkeasti kahteen pääryhmään mineraaliöljyihin ja synteettisiin öljyihin. Synteettiset öljyt ovat erilaisin menetelmin mineraaliöljyjä pidemmälle jalostettuja, jonka ansiosta niillä saadaan paremmin halutunkaltaisia voiteluominaisuuksia.
Synteettisen perusöljyn keskeisenä etuna on laaja käyttölämpötila-alue, josta on hyötyä erityisesti suomalaisissa käyttöolosuhteissa, joissa talvi on kylmä ja kesä kuuma. Usein moottoriöljyn valmistamisessa käytetään useampaa eri perusöljyä, jolloin lopputuotteelle saadaan optimaaliset ominaisuudet.
Lisäaineistus täydentää suorituskykyä
Pelkkiä perusöljyjä käyttämällä ei moottoriöljyihin kuitenkaan saada kaikkia niitä ominaisuuksia, joita niiltä käytännössä vaaditaan. Tämän vuoksi öljyn valmistuksessa käytetään lisäaineita, jotka nostavat öljyn suorituskykyä. Lisäaineet parantavat mm. öljyn puhtaanapito-ominaisuutta, kulumisen- ja syöpymisenestokykyä, kylmä- ja kuumakestävyyttä sekä estävät öljyn vaahtoamista.
Puhtaana pitävillä lisäaineilla estetään moottoriin muodostumasta lakka- ja lietekerrostumia, joita erilaiset palamisprosessissa syntyvät epäpuhtaudet ja korkea lämpötila aiheuttavat. Puhtaana pitävät lisäaineet myös liuottavat epäpuhtauksia, kuten männänrenkaisiin kertyvää karstaa.
Kulumisen minimointi on niin moottoreiden kuin muidenkin mekaanisten laitteiden osalta elintärkeää. Öljyissä käytettävät kulumisenestolisäaineet muodostavat voideltaville pinnoille kalvon, joka estää metallisen kosketuksen.
Hapettumisenestolisäaineet katkaisevat hapettumisreaktion. Öljyn hapettuminen on öljyn ominaisuuksia heikentävä ketjureaktio, jota kiihdyttävät korkeat käyttölämpötilat, aiemmat hapettumistulokset sekä öljyssä olevat epäpuhtaudet.
Vahvan ja voitelevan öljykalvon edellytyksenä on vaahtoamaton öljy. Öljyissä käytettävät vaahtoamisenestolisäaineet estävät öljyn vaahtoamista pienentämällä pintajännitystä, jolloin ilmakuplat särkyvät helposti.
Jähmepiste on alin lämpötila, jossa öljy laboratorio-olosuhteissa liikkuu kallistettaessa koeputkea, jossa sitä on jäähdytetty. Jähmepisteen alentajalisäaineet estävät öljyssä olevien vahakiteiden yhtymisen toisiinsa, jolloin kiteytynyt vaha ei pääse estämään öljyn virtausta.
Myös viskositeetti-indeksin parantajalisäaineet laajentavat öljyn käyttölämpötila-aluetta ja ne ovat keskeisessä roolissa moniasteöljyjen valmistuksessa. Viskositeetti-indeksin parantajat ovat suurimolekyylisiä polymeerejä, jotka laajenevat kuumassa ja siten vähentävät öljyn ohenemista lämpötilan noustessa.
Valmis voiteluöljy on siis erilaisten perusöljyjen ja lisäaineiden tarkkaan harkittu kokonaisuus, jossa öljyn käyttötarkoitukseensa suunnitellut ominaisuudet on viritetty parhaimmilleen. Täten jälkikäteen öljyn joukkoon itse lisättävillä lisäaineilla aiheutetaankin enemmän harmia kuin hyötyä heikentäen öljyn sille suunniteltuja ominaisuuksia.
Valmis moottoriöljy on liuos, johon on valittu käyttötarkoitukseensa parhaitensoveltuvat raaka-aineet.
Erilaisia ominaisuuspainotuksia
Moottoritekniikan kehittyessä myös käytettävien moottoriöljyjen on kehityttävä, jotta ne ovat yhteensopivia uusien teknologioiden kanssa. Keskeisimmät vaikuttavat tekijät moottoriöljyjen kehityksessä ovat olleet öljynvaihtovälien pidentyminen, pyrkimys alhaisempaan polttoaineenkulutukseen ja päästöjen pienentämiseen. Vahvimpina viimeaikaisena kehityksen suunnannäyttäjinä on ollut kaksi viimeksi mainittua, jotka liittyvät kiinteästi toisiinsa.
Usein ihmetellään miksi erilaisia moottoriöljylaatuja on niin paljon. Keskeisenä syynä on autovalmistajien halu painottaa öljyssä hieman erilaisia asioita. Jotkin moottorit vaativat erityishyvää suojaa kulumista vastaan. Jotkut autovalmistajat taas haluavat varmistaa pakokaasun jälkikäsittelylaitteiden mahdollisimman pitkän kestoiän. Yhä useammin moottorit suunnitellaan käyttämään erityisesti alhaiseen polttoaineen kulutukseen tähtäävää erikoisöljyä.
SAE-luokka kertoo juoksevuudesta
Kuvassa on öljyn viskositeetin mittauk-
seen käytettäviä mittalaseja. Öljyn viskositeetti mitataan öljyhauteeseen upotettuna joko 40 °C tai 100 °C lämpötilassa.
Tunnetuin moottoriöljyjen luokitusjärjestelmä on SAE-viskositeettiluokitusjärjestelmä. Moottoriöljyt ovat lähes aina niin sanottuja moniasteöljyjä, joille ilmoitetaan sekä kylmä- että kuumaviskositeettiluokat. Uudemmissa henkilöautoissa yksi yleisimmin suositelluista viskositeettiluokista on SAE 5W-30. Ennen W-kirjainta (Winter) oleva luku kertoo kylmäjuoksevuudesta. Mitä pienempi luku on, sitä juoksevampaa öljy on. 0W-luokan öljyt ovat siis kaikkein juoksevimpia. Jälkimmäinen luku kertoo öljyn ominaisuuksista kuumana 100 °C lämpötilassa.
SAE 20 -luokan öljy on kuumana juoksevampaa kuin SAE 30 -luokan öljy. Erityisesti vanhemmissa moottoreissa on usein perusteltua käyttää öljyä, jolla on korkeampi kuumaviskositeetti. Toisaalta uudemmissa autoissa käytetään usein öljyjä matalaviskositeettisia öljyjä jotka ovat erittäin juoksevia. Juoksevan öljyn käytöllä voidaan pienentää tehokkaasti moottorin sisäisiä kitkahäviöitä, joka mahdollistaa autolle pienemmän polttoaineenkulutuksen siten myös pienemmät päästöt.
On hyvä muistaa, että SAE-viskositeettiluokka kuvaa ainoastaan öljyn juoksevuutta, sen perusteella ei voi tehdä päätelmiä öljyn muusta suorituskyvystä. On myös tärkeä huomata, että esimerkiksi vaihteisto- ja hydrauliikkaöljyjen kohdalla käytetään tyypillisesti eri luokitusjärjestelmää kuin moottoriöljyille.
Suorituskykyluokka määrittää ominaisuudet
Öljyn suorituskykyä, kuten esimerkiksi kulumisenestoa, puhtaanapitokykyä ja ominaisuuksien säilymistä käytön aikana, mitataan monilla erilaisilla testimenetelmillä. Eri öljyjen yksittäisten testitulosten vertaileminen ei ole tarkoituksenmukaista. Tämän vuoksi on olemassa erilaisia luokitusjärjestelmiä, jotka mahdollistavat kuhunkin tarkoitukseen sopivan moottoriöljyn valitsemisen.
Luokitusjärjestelmiä pitävät yllä sekä kansainvälisesti toimivat järjestöt että moottorivalmistajat. Kansainvälisistä luokituksista yleisimpiä ovat Pohjoisamerikkalainen API ja Eurooppalainen ACEA.
API-suorituskykyluokat ovat taaksepäin yhteensopivia.
API
API -luokitusjärjestelmässä on erikseen luokitus bensiini- ja dieselmoottoreille käytettäville moottoriöljyille. API-järjestelmän dieselmoottoriluokituksia käytetään yleisimmin hyötyajoneuvokalustossa. Bensiinillä luokat ovat S -kirjaimella alkavia (esimerkiksi API SM) ja dieselluokat C -kirjaimella alkavia (esimerkiksi API CI-4). Lisäksi uutena luokkana on F-sarja erityisesti polttoaineensäästön kannalta optimoiduille dieselmoottoreiden öljyille. Toinen aakkonen kertoo luokituksen järjestyksen ja vaativuuden. API-luokitukset ovat ns. taaksepäin yhteensopivia. Eli jos autossasi on vaatimuksena esimerkiksi API SL, voit käyttää myös API SM- ja SN -luokkien öljyjä.
ACEA
Eurooppalaisessa ACEA-luokitusjärjestelmässä sen sijaan kevyen kaluston bensiini- ja dieselluokitukset ovat eriytetty omiksi luokikseen esim. A3/B4, jossa A -luokitus kuvaa bensiinimoottoreita ja B -luokitus kevyen kaluston dieselmoottoreita. ACEA-luokituksessa pakokaasujen jälkikäsittelylaitteilla varustettuihin ajoneuvoihin moottoriöljylle on C -luokitukset, joissa on rajattu kolmitoimikatalysaattorin ja hiukkassuodattimen toimintaa heikentävien lisäainemetallien määrää. Raskaalle kalustolle on käytössä omat ACEA E -luokat. ACEA-luokituksessa kullekin luokalle on määritetty erilaisia ominaisuuspainotuksia. Siksi tässä luokitusjärjestelmässä aakkos- tai numerojärjestys ei kerro suoraan öljyn paremmuutta toiseen luokkaan verrattuna.
Merkkikohtaiset luokitukset
Moottoriöljypakkaukseen on merkitty keskeisimmät suorituskykyvaatimukset, jotka tuote ylittää.
Yhä useammin autovalmistajilla on käytössä omia luokitusjärjestelmiä, jotka määrittävät vaatimukset moottorissa käytettävälle öljylle. Merkkikohtaisten luokitusten yleistyttyä kansainvälisten luokitusten merkitys öljyjen valintaa ohjaavana tekijänä on pienentynyt.
Öljyn merkki- ja mallikohtainen soveltuvuus tietyn valmistajan moottorille on helpoimmin tarkistettavissa öljykannun etiketissä mainituista soveltuvuuksista tai öljy-yhtiöiden suositusvalintataulukoista. Käytännössä nämä merkkikohtaiset luokitukset perustuvat pitkälti aiemmin mainittuihin kansainvälisiin luokituksiin, joissa joitain tiettyjä kohtia on kansainvälisiin luokituksiin verrattuna tarkennettu.
Öljyn kulutus ja vaihtoväli
Kaikki moottorit kuluttavat öljyä ja uuden auton moottori saattaa kuluttaa ensimmäisten tuhansien kilometrien aikana hyvinkin huomattavia määriä. Erityisesti lyhyitä matkoja ajettaessa öljyn joukkoon saattaa kondensoitua vettä ja polttoainetta. Tällöin mittatikusta tarkistettaessa öljymäärä saattaa olla normaali. Mikäli tämän jälkeen ajetaan pitkä matka, vesi ja polttoaine haihtuvat aiheuttaen öljypinnan nopean alenemisen.
Öljynkulutukselle voi olla monia syitä. Tiivistevuoto aiheuttaa luonnollisesti öljyn häviämistä ja sen havaitsee helposti auton alle muodostuvasta kosteasta lätäköstä. Vuotoa voi tosin olla myös moottorin sisällä: sylinteriseinämän ja männän välillä sekä venttiiliohjaimissa. Tämä johtaa heikentyneeseen palotapahtumaan ja palotilaan syntyy karstaa. Havaittava öljyn kulutus saattaa olla myös seurausta öljyn haihtumisesta. Mineraaliöljyillä tämä taipumus on suurempi kuin synteettisillä öljyillä.
