Test eksploatacyjny olejów syntetycznych w Las Vegas Taxi Cab

Ocena Syntetycznego oleju AMSOIL Signature Series Multi-Vehicle Synthetic ATF do przekładni automatycznych oraz syntetycznego oleju silnikowego Signature Series Synthetic Motor Oil użytkowanych w ciężkich warunkach i przy wydłużonych okresach pomiędzy wymianami.

Edycja druga
Opublikowano kwiecień 2014

Od redakcji Amsoil:

AMSOIL opublikował pierwsze wydanie Testu eksploatacyjnego Las Vegas Taxi Cab w kwietniu 2013 r. Wyniki wykazały doskonałe właściwości użytkowe olejów syntetycznych AMSOIL w zastosowaniu komercyjnym w wysokich temperaturach charakterystycznych dla okolic Las Vegas. Początkowo testowi poddano przekładnię na odcinku przekraczającym 165 tyś. km, w której nie był wymieniany olej przekładniowy.

W celu dalszego sprawdzenia właściwości oleju przekładniowego AMSOIL Signature Series Multi-Vehicle Transmission Fluid, przetestowano go w kolejnym pojeździe, który eksploatowano przez 12 891 godzin (295 640 km) - trzykrotnie więcej niż jest to zalecane przez producenta przekładni.

Poniżej zaprezentowano wyniki testu, razem z wynikami testu poprzedniej edycji.

Test olejów syntetycznych Amsoil

Trudno wyobrazić sobie trudniejsze warunki eksploatacyjne oleju niż te, w jakich poddawany jest w taksówkach użytkowanych w upale pustyni w okolicach Las Vegas w Newadzie. Częsta praca na biegu jałowym, zatrzymywanie się i ponowne ruszanie, w połączeniu z wysokimi temperaturami panującymi na zewnątrz, tworzą idealne warunki, którym olej przekładniowy może nie sprostać, tworząc osady skutkujące poważną awarią podzespołów.

Pojazdy flotowe, półciężarówki, samochody ciężarowe i inne pojazdy w zastosowaniach komercyjnych eksploatowane są w ciężkich warunkach. Dodatkowo wydłuża się okresy pomiędzy kolejnymi wymianami oleju. Aby silniki i przekładnie wytrzymały zakładany przez projektanta okres użytkowania i osiągnęły maksimum sprawności, współczesne środki smarne muszą chronić je przed podwyższonymi temperaturami i wynikającymi w tego problemami.

Cel badania

Badanie miało wykazać, że syntetyczny olej przekładniowy AMSOIL Signature Series Synthetic Multi-Vehicle Automatic Transmission Fluid oraz syntetyczny olej silnikowy Amsoil Signature Series Synthetic Motor Oil zapewniają ochronę w warunkach wysokich temperatur i zapobiegają tworzeniu się osadów przy wydłużonych okresach pomiędzy wymianami w pojazdach rutynowo eksploatowanych w trudnych warunkach. Badanie miało również wykazać, że powyższe oleje spełniają podwyższone wymagania jakościowe stawiane przed współczesnymi samochodami flotowymi i pojazdami w zastosowaniach komercyjnych.

Metoda badawcza

W celu przeprowadzenia testu eksploatacyjnego, AMSOIL poszukiwał partnera dysponującego pojazdami użytkowanymi w możliwie najtrudniejszych warunkach. Wybrano firmę Las Vegas Taxi Cab w związku z ekstremalnymi, pustynnymi upałami, w jakich użytkowane są ich pojazdy. To wszystko sprawia, że oleje przekładniowe narażone są na duże wyzwania.

W rzeczywistości firma doświadczała bardzo częstych awarii silników przy zastosowaniu różnych rekomendowanych olejów syntetycznych, spełniających normy API SN/ILSAC GF-5, wymienianych co 8 000 km. Awarie silnika występowały głównie podczas gorących miesięcy letnich, z powodu nadmiernego gromadzenia się osadów zapychających odprowadzające przewody olejowe, doprowadzając do niedoborów oleju w silniku. Trudne warunki eksploatacyjne wymagały również częstych wymian oleju przekładniowego (co 30 000 km).
Syntetyczny olej do przekładni automatycznych Signature Series Synthetic Automatic Transmission Fluid oraz syntetyczny olej silnikowy Signature Series Synthetic Motor Oil zostały zastosowane w 6 pojazdach flotowych. Pojazdy testowe były użytkowane jako taksówki w Las Vegas i okolicach, często nawet 24 godziny na dobę. Silniki wyłączane były jedynie podczas tankowania lub zmiany kierowców.

Typowe warunki eksploatacyjne to: częsta praca na biegu jałowym, częste zatrzymywanie pojazdu, obciążenie ładunkiem i pasażerami. W miesiącach letnich temperatura często przekraczała 38st.C dodatkowa pogarszając warunki pracy.
Olej silnikowy w pojazdach testowych miał być wymieniany w odstępach co najmniej 900 godzin. Rzeczywista częstotliwość wymiany oleju dla silnika uwzględnionego w raporcie wynosiła 1 005 godzin (około 24 000 km). W tym czasie w żadnym z pojazdów nie dokonywano wymian oleju przekładniowego.

Uwaga: Częstotliwość wymiany oleju określono za pomocą godzin, a nie kilometrów z uwagi na częstą pracę na biegu jałowym i małą prędkość. W tych warunkach, godziny pracy są dokładniejszą miarą zużywania się oleju. Dla porównania, 900 godzin całkowitego czasu działania silnika odpowiada ponad 30 000 km jazdy miejskiej i 70 000 km w ruchu pozamiejskim.1

Części silnika i przekładni zostały poddane ocenie pod kątem powstawania osadów, zużycia i ogólnego stanu przez niezależnego eksperta, zgodnie ze stosowną instrukcją rady koordynującej badania (Coordinating Research Council – CRC). Części oceniano w malejącej skali liczbowej, gdzie 10 oznacza brak zużycia, a 0 całkowite zużycie. Poziom zużycia niektórych części został podany w sposób opisowy (np. „Brak”, „Dobre”, itp.). Wyniki są podzielone na dwie części, pierwsza dla przekładni i druga w odniesieniu do silnika.

Pojazdy wybrane do rozmontowania i analizy

Silnik
Po przepracowaniu 7 033 godzin (165 000 km) w trakcie 18 miesięcy eksploatacji, silnik Dodge’a Charger’a  2.7L V6 z 2010 roku został zdemontowany i poddany analizie. Średnia prędkość pojazdu w ciągu 18 - miesięcznej eksploatacji wyniosła średnio 23,5 km/h, co dobitnie ilustruje trudne warunki pracy.
Przekładnia
Po 12 891 godzinach pracy (295 000)  4-biegowa automatyczna skrzynia biegów (model # 42RLE) kolejnego Dodge’a Charger’a z 2010 roku została wymontowana w celu przeprowadzenia badań. W ciągu 27 miesięcy eksploatacji pojazd poruszał się ze średnią prędkością 23 km/h.

W obu pojazdach poddanych testom zastosowano następujące środki smarne:

Silnik: Syntetyczny olej silnikowy AMSOIL Signature Series 0W20
Skrzynia biegów: Syntetyczny olej do przekładni automatycznych AMSOIL Signature Series Synthetic Multi-Vehicle Automatic Transmission Fluid.

Przeliczenie w oparciu o średnią prędkość w ruchu miejskim (34,1 km/h) i w ruchu pozamiejskim (77,7km/h), według procedury testowej (FTP) Environmental Protection Agency (EPA) Driving Schedule and Highway Fuel Economy Test (HWFET).
Zobacz http://www.fueleconomy.gov/feg/fe_test_schedules.shtml.

CZĘŚĆ PIERWSZA

TEST OLEJU I PRZEKŁADNI

Chociaż firma taksówkowa w normalnych warunkach regularnie wymieniała olej przekładniowy co około 30 000 km, w celu utrudnienia warunków pracy okres ten z użyciem AMSOIL Signature Series Synthetic ATF został wydłużony do ponad 290 000 km, tj. 3-krotnie więcej niż zaleca producent przekładni.

Analiza części i ocena

Korpus płyty sterującej

Oprócz regulacji ciśnienia, płyta sterująca kieruje olej przekładniowy w celu uruchomienia serwomechanizmów i pakietów sprzęgłowych wykorzystywanych przy zmianie przełożeń. Ze względu na obecność wielu wąskich kanalików, płyta sterująca jest szczególnie wrażliwa na negatywny wpływ oksydacji oleju i tworzenie się szlamów. Jednocześnie uzyskała ona wysoką ocenę w kategorii odkładania się szlamów, szczególnie, jeśli wziąć pod uwagę podwyższoną temperaturę i częstotliwość zmiany przełożeń.

Olej do przekładni automatycznych Signature Series Multi-Vehicle ATF wykazał doskonałe właściwości zapobiegające tworzeniu się szlamów i odporność na wysoką temperaturę.

Miska olejowa przekładni i filtr ssący

Uwaga: Miska olejowa przekładni ma fabrycznie kolor czarny.

Miska olejowa przekładni uzyskała bardzo wysoką ocenę 9,25. Filtr ssący wykazywał minimalne zapchanie, zdobywając ocenę poniżej 5 procent. Wyniki potwierdzają, że badany olej przekładniowy wykazuje dużą odporność na wysoką temperaturę, odkładanie się szlamów i zużycie.

Tarcze sprzęgła (Biegi 2 i 4)

                                      Wciąż widoczny znak producenta

Pakiety sprzęgłowe sterują ruchem zestawów kół planetarnych. Pakiet składa się z naprzemiennych tarcz pokrytych materiałem ciernym i gołych tarcz stalowych. Ciśnienie hydrauliczne uruchamia zestaw sprzęgieł, dociskając tarcze do siebie, tym samym umożliwiając zmianę przełożenia. Proces ten wymaga od tarcz odporności na powtarzające się tarcie, sprzyjające ich zużyciu.

Tarcze sprzęgła wykazywały jedynie śladowe odbarwienia wywołane wysoką temperaturą. Znak producenta wciąż jest widoczny na materiale ciernym, pomimo że jest to powierzchnia ulegająca zużyciu. Ponadto, tarcze sprzęgła uzyskały najwyższą możliwą ocenę ("dobre") w kategorii zużycia. Syntetyczny olej do przekładni automatycznych Signature Series Multi-Vehicle ATF zapobiegł zeszkleniu sprzęgła, zapewniając doskonałą jakość przełożeń i ochronę w ciągu 12 891 godzin (290 000 km).

Koła planetarne, główne i zewnętrzne

Częsta zmiana przełożeń i wymagające warunki pracy, normalne dla pojazdów eksploatowanych jako taksówki, powodują nadmierne zużycie kół przekładni. Koła planetarne i słoneczne wykazywały jedynie „śladowe/lekkie” zużycie, natomiast pierścień zewnętrzny- jedynie „śladowe”. Badanie wykazało, że syntetyczny olej do przekładni automatycznych Signature Series Multi-Vehicle ATF zachował swoje właściwości ochronne i zapewnił wysoki poziom ochrony elementów przed zużyciem w bardzo trudnych warunkach eksploatacyjnych.

Obudowa i uszczelnienia

                                                                                                                                  Ocena

Uszczelnienia                                                                                                              Ocena

Obudowa przekładni była czysta i praktycznie wolna od szlamów. Wszystkie uszczelnienia przekładni były w „dobrym” stanie (ocena najwyższa), nie wykazując spękań, odbarwień ani innych uszkodzeń. Wyniki wykazują, że syntetyczny olej przekładniowy Signature Series ATF Multi-Vehicle ATF wykazuje zdolność do ochrony uszczelnień narażonych na działanie wysokiej temperatury i użytkowanych w niekorzystnych warunkach, zapewniając długotrwałą ochronę.


Zużycie oleju przekładniowego

Po przepracowaniu 12 891 godzin (295 645 km) olej przekładniowy został poddany badaniom weryfikującym jego właściwości.

Zachowanie właściwości antypoślizgowych oleju

Olej przekładniowy powinien zapewniać właściwości antypoślizgowe, które są kluczem dla prawidłowego działania zespołów sprzęgieł. Z upływem czasu, olej poddawany działaniu wysokich temperatur może tracić swoje właściwości, co prowadzi do zeszklenia sprzęgła, ślizgania sprzęgła, szarpania, utrudnionej zmiany przełożeń i wreszcie nadmiernego zużycia elementów. Aby określić trwałość oleju syntetycznego Signature Series Multi-Vehicle ATF użytkowanego w trudnych warunkach, zastosowany olej został poddany badaniom przy wykorzystaniu urządzenia SAE#2 Friction Test Machine i tarcz ciernych Borg Warner SD1777, określonych w specyfikacji dla oleju przekładniowego Ford MERCON®V. W teście zespoły sprzęgłowe poddano 30 000 cykli, podczas których sprzęgło zatrzymywało wirującą masę. Dokonywano pomiaru momentu obrotowego i czas, który dostarczyły danych wymaganych do określenia właściwości antypoślizgowych oleju. W celu sprawdzenia jak pogorszyły się właściwości oleju przekładniowego, wyniki porównano z nowym olejem. Zastosowano wartości krańcowe określone przez Ford MERCON V, jako wartości referencyjne.

Porównanie właściwości antypoślizgowych -
Nowego i przepracowanego oleju syntetycznego Signature Series Multi-Vehicle ATF

Po 12 891 godzin (295 645 km) użytkowania w trudnych warunkach eksploatacyjnych syntetyczny olej do przekładni automatycznych Signature Series Multi-Vehicle ATF wykazywał właściwości antypoślizgowe podobne do nowego oleju. Rezultaty testu pokazują, że olej zachował doskonałe właściwości antypoślizgowe w trakcie całego użytkowania, pomimo trudnych warunków eksploatacyjnych.

TEST RULER (Ocena pozostałego czasu użytkowania)

TEST RULER -Remaining Useful Life Evaluation Routine (Ocena pozostałego czasu użytkowania) ocenia zawartość dodatków antyoksydacyjnych pozostałych w środku smarnym. Wraz z upływem czasu, spada zawartość dodatków, co skutkuje spadkiem wartości oznaczanej RULER. Test RULER porównuje zawartość antyoksydantów w zużytym oleju z ich zawartością w nowym oleju.

Po 12 891 godzinach (295 645 km) olej syntetyczny Signature Series Multi-Vehicle ATF zawierał 83 procent inhibitorów utleniania. Wyniki potwierdzają zdolność oleju do zapewnienia przekładni marginesu bezpieczeństwa w trudnych warunkach eksploatacyjnych.

Test zużyciowy FZG Gear Wear Test (ASTM D5182)

Test zużyciowy FZG Gear Wear Test służy do oceny środka smarnego pod kątem zapobiegania zużywania się zębatek przekładni. Aby odtworzyć warunki eksploatacji, urządzenie pracuje z prędkością 1 450 obrotów na minutę, w maksymalnie 12 etapach, podczas których co 15 minut zwiększane jest obciążenie. Według specyfikacji Chryslera ATF + 4 i Forda Mercon V, test prowadzono w temperaturze 150°C. Po każdym etapie, dokonano oceny zębatek przekładni pod kątem ewentualnego zużycia i zważono w celu odnotowania ubytku masy. Obie specyfikacje dla nowych środków smarnych wymagały pomyślnego przejścia 11 etapów.

Olej syntetyczny do przekładni automatycznych Signature Series Multi-Vehicle Synthetic ATF eksploatowany przez 12 891 h (295 645 km) pomyślnie przeszedł wszystkie 12 etapów testu, nie wykazując zauważalnej różnicy pomiędzy olejem nowym, a używanym. Wyniki potwierdzają doskonałe właściwości ochronne oleju w trudnych warunkach eksploatacyjnych.

Porównanie właściwości zużytego oleju ze specyfikacją dla nowego oleju

Wielu producentów OEM publikuje specyfikacje, które muszą spełniać nowe, nieużywane oleje stosowane w przekładniach automatycznych. Na przykład, aby spełnić normę Chryslera wg specyfikacji ATF+4, olej przekładniowy poddany testowi ABOT (Aluminum Beaker Oxidation Test) przez 500 godzin, nie może wykazywać wzrostu całkowitej liczby kwasowej (TAN) o więcej niż dwa. Aby sprostać wymogom specyfikacji Ford MERCON V dla nowego oleju, wzrost całkowitej liczby kwasowej po 300 godzinach testu ABOT nie może przekraczać 3,5.

Właściwości syntetycznego oleju przekładniowego Signature Series Synthetic ATF, eksploatowanego przez 12 891 h (295 645 km) w trudnych warunkach eksploatacyjnych zostały porównane z właściwościami nowego oleju pod kątem całkowitej liczby kwasowej TAN oraz wzrostu lepkości. Ze względu na ograniczoną ilość dostępnego oleju do badań, wzrost lepkości nie został określony powyżej 300 godzin w teście ABOT.

Całkowita liczba kwasowa zużytego oleju syntetycznego do przekładni automatycznych Signature Series Multi-Vehicle ATF po 500 godzinach testu ABOT wzrosła o 0,91, pozostając poniżej dopuszczalnego poziomu dla normy określonej dla nowego oleju, według specyfikacji Chrysler ATF+4. Nawet po wydłużeniu testu do 600 godzin, całkowita liczba kwasowa nie przekroczyła dopuszczalnego maksimum dla nowego oleju.

Porównanie z normą Ford MERCON V dało podobne wyniki. Wzrost całkowitej liczby kwasowej oleju po 300 godzinach testu ABOT wynosił 0,16 i pozostawał poniżej dopuszczalnego maksimum. Po ponad dwukrotnym wydłużeniu testu do 700 godzin, całkowita liczba kwasowa nie przekroczyła dopuszczalnego maksimum i wynosiła 3,42. Odnotowany wzrost lepkości po 300 godzinach testu także pozostawał poniżej maksymalnej dopuszczalnej wartości, spełniając wymagania normy Ford MERCON V dla nowego oleju.

Nawet po 12 891 godzin (295 645 km) pracy w trudnych warunkach eksploatacyjnych, olej przewyższał wymagania stawiane nowym olejom pod względem wartości całkowitej liczby kwasowej wg specyfikacji Chrysler ATF+4 i Ford MERCON V. Olej syntetyczny do przekładni automatycznych Signature Series Multi-Vehicle Synthetic ATF zapewniał wysoki poziom ochrony przez cały okres eksploatacyjny i nadawał się do dalszego użytkowania.

CZĘŚĆ DRUGA

REZULTATY TESTU SILNIKA

Jak wspomniano wcześniej, w teście eksploatacyjnym, częstotliwość wymiany oleju oznaczano w godzinach. Średni interwał pomiędzy wymianami oleju dla Dodge’a Charger’a wynosił 1 005 godzin (23 526 km). Do konwersji godzin pracy pomiędzy wymianami oleju na całkowity przebieg wyrażony w kilometrach, które przeciętny kierowca przejedzie w tym czasie, zastosowana została procedura testowa (FTP) Agencji Ochrony Środowiska (EPA) oraz test w jeździe pozamiejskiej (Driving Schedule and Highway Fuel Economy -HWFET). Wyniki przedstawiono poniżej.

Godziny pracy pomiędzy wymianami oleju przeliczone na km dla Dodge’a Charger’a

Uśredniony do 23 526 km przebieg Dodge’a Charger’a w trakcie testu, podniósł poprzeczkę w porównaniu do definicji jazdy miejskiej EPA. Chociaż zalecana częstotliwość wymiany oleju dla pojazdu wynosi 10 000 km/6 miesięcy, co nastąpi wcześniej, interwał pomiędzy wymianami oleju przedłużono ponad dwukrotnie.
________________________________________________
1  http://www.fueleconomy.gov/feg/fe_schedules.shtml

Analiza i ocena elementów

Miska olejowa i przewód odpływowy

Oleje silnikowe nieodporne dla działanie wysokich temperatur, mogą powodować nadmierne gromadzenie się osadów w misce olejowej, co może doprowadzić do przytkania filtru na przewodzie ssącym, nie zapewniając silnikowi właściwego smarowania, a w konsekwencji doprowadzić do awarii silnika. Syntetyczny olej silnikowy Signature Series Synthetic Motor Oil wykazywał doskonałą zdolność do ochrony przed powstawaniem osadów w misce olejowej, uzyskując wysokie oceny. Filtr oleju był przytkany w 1 procencie, potwierdzając zdolność oleju do zapewnienia zwiększonej ochrony w trudnych warunkach eksploatacyjnych.

Głowice cylindrów

Podobnie jak w misce olejowej, głowice cylindrów mają skłonność do gromadzenia osadów w przypadku gdy stosujemy oleje silnikowe o słabej stabilności termicznej. Po 7 033 godzinach (165 000 km), na głowicach cylindrów nie stwierdzono czarnego szlamu. Olej zdobył wysoką ocenę i wykazywał nienaganną czystość pomimo trudnych warunków eksploatacyjnych. Syntetyczny olej silnikowy Signature Series Synthetic Motor Oil charakteryzuje się wyjątkowo wysoką stabilnością termiczną.

Krzywki wałka rozrządu

Nadmierne tworzenie się osadu może skutkować niewystarczającym smarowaniem, w szczególności w górnej części rozrządu, ze względu na wąskie kanaliki i odległość, którą musi przebyć olej. Powierzchnie krzywek wykazywały bardzo niewielkie zużycie, bez widocznych śladów łuszczenia się lub zarysowań. Syntetyczny olej silnikowy Signature Series Synthetic Motor Oil wykazywał doskonałą ochronę przed zużyciem, a ponadto odporność na tworzenie szlamów w teście 7 033 godzin (165 000 km).

Pokrywa przednia i uszczelnienie

Pokrywa przednia, określana również jako pokrywa łańcucha rozrządu, jest czysta i praktycznie wolna od osadów szlamowych i laków. Uszczelka przedniej pokrywy pozostawała w doskonałej kondycji przez cały okres badania, zaobserwowano jedynie bardzo lekkie pokrycie osadem lakowym, brak nieszczelności lub innych oznak zużycia. Syntetyczny olej silnikowy Signature Series Synthetic Motor Oil wykazywał doskonałą kompatybilność z uszczelnieniem i właściwości ochronne.

Wnioski

Testy eksploatacyjne wykazały, że syntetyczny olej do przekładni automatycznych AMSOIL Signature Series Multi-Vehicle ATF i syntetyczny olej silnikowy AMSOIL Signature Series zapewniają doskonałą ochronę przed tworzeniem się osadów szlamowych i zużyciem elementów przy wydłużonych okresach pomiędzy wymianami oleju i w ciężkich warunkach eksploatacyjnych.

Części przekładni automatycznej taksówki przedsiębiorstwa taksówkowego z Las Vegas wykazywały minimalne zużycie pomimo przebiegu 12 891 godzin ( 295 645 km) w trudnych warunkach bez wymiany oleju. Korpus płyty sterującej uzyskał wysoką ocenę pod kątem tworzenia się osadów szlamowych, natomiast tarcze sprzęgła nie wykazywały przebarwień i jedynie niewielkie zużycie. Analiza zastosowanego oleju przekładniowego wykazała, że olej nadal spełnia wymagania zawarte w specyfikacji TAN dla nowych olejów do przekładni automatycznych Chrysler ATF+4 i Ford MERCON V.

W teście FZG Gear Wear zużyty olej przekładniowy wykazywał również właściwości ochronne identyczne z nowymi olejami, potwierdzając swoje doskonałe właściwości.

Po 7 033 godzinach eksploatacji (165 000 km), elementy silnika wykazywały podobne cechy, głowice cylindrów, miska olejowa i pokrywa przednia pozostały czyste i praktycznie wolne od osadów szlamowych. Olej silnikowy zapewnił doskonałą ochronę uszczelnień i krzywek wałka rozrządu, demonstrując możliwość bezpiecznego przedłużania okresów między wymianami oleju w ciężkich warunkach eksploatacyjnych.
Właściwości każdego z olejów ciągle eksploatowanych w trudnych warunkach wskazują ich zdolność do ochrony elementów w najtrudniejszych warunkach napotykanych przez pojazdy flotowe, samochody ciężarowe i osobowe. Wyniki potwierdzają zdolność olejów do zapewnienia marginesu ochrony wykraczającego poza zalecenia producentów OEM.

Źródło: Amsoil.com , Las Vegas Taxi Cab Field Study (G3118)