Millers Oils - Oleje syntetyczne z technologią Nanodrive, Oleje silnikowe używane w motorsporcie CFS Nanodrive, CFS NT+ oraz samochodach użytku codziennego EE ( ENERGY EFFICIENT) i olejach przekładniowych CRX oraz EE Transmission.

W styczniu 2012 r. na targach Autosport International, Millers Oils zaprezentował nową generację olejów silnikowych Nanodrive (NT) o obniżonym współczynniku tarcia przeznaczonych do użytku w samochodach wyczynowych: rajdowych i wyścigowych. Oleje do silników sportów motorowych serii Nanodrive (NT) dostępne są w następujących lepkościach: 0w20, 0w30, 5w40, 10w40, 10w50 i 10w60.

Oleje silnikowe Nanodrive (NT) reprezentują nową generację olejów silnikowych dla nowoczesnych silników wyścigowych, zapewniając lepsze osiągi niezbędne do rywalizacji na najwyższym poziomie w sportach motorowych.

Inną grupą olejów syntetycznych są oleje dedykowane do samochodów użytkowanych na codzień posiadających specyfikacje i normy producentów posiadają przedrostek EE (ENERGY EFFICIENT) -  to oleje wykorzystujące najnowsze osiągnięcia w nanotechnologii w celu redukcji tarcia, co ma wpływ na maksymalną żywotność podzespołów, niższe zużycie paliwa oraz wyższą moc.

W olejach ENERGY EFFICIENT zaadoptowano formułę NANODRIVE, która sprawdziła się w serii wyczynowych olejów przeznaczonych do zastosowania w sportach motorowych.

Dodatki oparte na nanotechnologii w olejach silnikowych

Zwykle syntetyczne oleje silnikowe wysokiej jakości zawierają oprócz dobrej jakości olejów bazowych następujące dodatki:

- Dodatki E. P. (Extreme Pressure), które pozwalają olejowi silnikowemu zachować jego właściwości przy dużych obciążeniach/ciśnieniach.

- Dodatki A. W. (Antiwear) poprawiające ochronę powierzchni metalowych przed zużyciem, zwane potocznie ZDDP - zawierające odpowiednie ilości m.in. cynku

- Dodatki obniżające temperaturę płynięcia - umożliwiają utrzymanie prawidłowego przepływu oleju w temperaturach poniżej zera.

- Modyfikatory lepkości - dodatki poprawiające lepkość oleju.

Szacuje się, że w silniku spalinowym w wyniku tarcia wewnętrznego traci się 15-20% energii.

Millers Oils opracował technologię umożliwiającą stosowanie oprócz wyżej wymienionych dodatków - nano-dodatków olejowych stosowanych w olejach konwencjonalnych.

Nanocząsteczki mają bardzo wysoki stosunek pola powierzchni do objętości. W rezultacie wyższy procent atomów może wchodzić w interakcję z inną materią, co prowadzi do wzrostu reaktywności. Nanotechnologia umożliwia zaprojektowanie kombinacji cząsteczek o unikalnych właściwościach, które są lepsze od większych cząsteczek tego samego składnika.

Nanocząsteczka 1 A jest taką samą skalą  w stosunku do piłki nożnej jak. . . .

. . . . . piłka nożna dla ziemi.

Definicja Nano

Przedrostek Nano w SI oznacza 10 -⁹.

Typowa budowa nanocząsteczki

Jedną z głównych właściwości nano-dodatków (stosowanych w olejach Nanodrive firmy Millers) jest zachowanie się nano-cząsteczek pod zwiększonym ciśnieniem/obciążeniem. W tych trudnych warunkach, nano-cząsteczki ze względu na swoją konstrukcję zaczynają zmieniać swój kształt, zamiast być usuwane z powierzchni lub niszczone (patrz ilustracja graficzna poniżej), zapobiegając w ten sposób bezpośredniemu kontaktowi pomiędzy dwiema powierzchniami metalu.

Kolejną wyjątkową właściwością nano-cząsteczek stosowanych w olejach syntetycznych Millers Oils jest ich zachowanie przy zwiększonych obciążeniach ścinających. Dzięki konstrukcji nano-cząsteczkowej (wielowarstwowej) łatwo przystosowują się do mikroskopijnych szczelin pomiędzy dwiema ruchomymi powierzchniami. Gdy obciążenie ścinające wzrasta, a nie jest odciągane lub niszczone, te nano-cząsteczki zaczynają tracić warstwy, tworząc stopniowo powłokę ochronną/film wypełniając przestrzeń pomiędzy dwiema ruchomymi powierzchniami (patrz ilustracje graficzne poniżej).

Poniższy rysunek przedstawia działanie nanocząsteczek w oleju w skali mikroskopowej, gdzie oddziałujące powierzchnie metalowe nie są gładkie, lecz zawierają nierówności. Gdy nierówności te stykają się ze sobą znacznie wzrasta temperatura i zużycie metalu, co często prowadzi do awarii mechanicznej. Cząstki nano działają jak miliardy łożysk kulowych, które wypełniają przestrzeń pomiędzy ruchomymi częściami metalowymi, przylegając do wszelkich, nawet mikroskopijnych nierówności. Nanocząsteczki te nazywane są „zagnieżdżonymi kulami”, ich właściwości są często porównywane do cebuli, gdyż cząstki nano mają zdolność do złuszczania się pod dużym ciśnieniem, zrzucając zewnętrzną warstwę, która z kolei tworzy na powierzchni metalowej warstwę ochronną – tzw. tribofilm.

Film ten chroni części metalowe zarówno w warunkach statycznych, jak i dynamicznych, a co za tym idzie – redukuje tarcie i zużywanie się części. Ogólnym efektem jest obniżenie tarcia w warunkach smarowania granicznego.

Test czterokulowy – badanie właściwości tarcia

Jednym ze standardowych testów środków smarnych stosowanych w przemyśle naftowym jest tzw. test cztero kulowy – badanie właściwości przeciw zużyciowych, przeprowadzany zgodnie z normami/warunkami ASTM D 2266 i ASTM D 2596.

Poniższe zdjęcia ukazuje stopień zużycia kul stalowych przy użyciu konwencjonalnego oleju i oleju z dodatkiem Nano. Zdjęcia są w 4-krotnym powiększeniu. Oczywiste jest, że stopień zużycia kuli stalowej przy użyciu konwencjonalnego oleju (zdjęcie po lewej) jest znacznie większy niż w przypadku kuli stalowej przy użyciu oleju z dodatkiem Nano.

Ogólnie rzecz biorąc, nano-dodatki osiągnęły do 80% redukcji zużycia metalu.

Badanie smarności oleju HFRR – za pomocą aparatu do oceny smarności oleju napędowego przy ruchu posuwisto-zwrotnym o wysokiej częstotliwości.

Millers Oils przeprowadził testy HFRR przy użyciu konwencjonalnego oleju syntetycznego Ford M2C 913C 5w30 (ACEA A5/B5) i drugi test przy użyciu tego samego oleju, ale z Nano dodatkami.

Ford M2C 913C 5w30 olej standardowy ACEA A5/B5

Czerwona linia oznacza wzrost temperatury oleju

Zielone liczby powyżej wykresu przedstawiają wytrzymałość filmu olejowego

Niebieskie liczby powyżej wykresu prezentują współczynnik tarcia

Czerwona linia oznacza wzrost temperatury oleju

Zielone liczby powyżej wykresu przedstawiają wytrzymałość filmu olejowego

Niebieskie liczby powyżej wykresu prezentują współczynnik tarcia

Wersja zmodyfikowana - tarcie zmniejszone o 50% i większa wytrzymałość filmu olejowego

Czerwona linia oznacza wzrost temperatury oleju

Zielone liczby powyżej wykresu przedstawiają wytrzymałość filmu olejowego

Niebieskie liczby powyżej wykresu prezentują współczynnik tarcia

Z powyższych rezultatów badań jasno wynika, że olej z dodatkami Nano ma znacznie lepsze właściwości. Wytrzymałość filmu olejowego wynosi już 83%, a temperatura oleju tylko 40-50 ⁰C.

100% wytrzymałość filmu uzyskuje się, gdy olej osiągnie 110 ⁰C, a wytrzymałość utrzymywana jest nawet do 140 ⁰C.

Porównując z konwencjonalnymi filmami olejowymi - ich wytrzymałość wynosi tylko 68% przy temperaturze oleju 110 ⁰C.

Te wyjątkowe właściwości wytrzymałości filmu olejów Nanodrive są bardzo ważne, ponieważ zapewniają wysoki poziom ochrony podczas rozruchu/ogrzewania silnika aż do osiągnięcia normalnej temperatury pracy silnika. Warto również zauważyć, że większość silników stosowanych w sportach motorowych pracuje w temperaturach powyżej 100⁰C lub w przedłużonym okresie, oleje Nanodrive zapewniają utrzymanie wytrzymałości warstwy ochronnej przy tych wysokich temperaturach pracy.

Kolejną istotną właściwością olejów Nanodrive jest obniżenie współczynnika tarcia przy wysokich temperaturach pracy. Powyższe testy wykazały, że przy zastosowaniu dodatków Nano, współczynnik tarcia zaczął spadać, gdy silnik osiągnął 90 ⁰C i powyżej temperatury roboczej. W porównaniu z tradycyjnym olejem, współczynnik tarcia zmniejszył się o 50% i powyżej.

Ta właściwość pozwala silnikowi pracować znacznie bardziej wydajnie i uwalniać więcej energii do napędzenia pojazdu.

Porównanie współczynników tarcia

Dodatkowe testy

Millers Oils oprócz powyższych testów przeprowadził również podobne badania w celu porównania tych samych lepkości olejów silnikowych różnych producentów. W tym konkretnym teście zastosowano oleje silnikowe Millers Oils CFS 10w50 Nanodrive i ten sam olej silnikowy o lepkości 10w50 od innego producenta.

Tarcie vs Temperatura oleju

Grubość filmu olejowego w % vs temperatura oleju

Inne właściwości związane z olejami silnikowymi Nanodrive

W porównaniu z normalnymi olejami serii Millers Oils, oleje CFS Nanodrive, CFS NT+oraz oleje EE  mają znacznie ciemniejszy kolor. Wynika to z zastosowania dodatków Nano w tych olejach.

Chcielibyśmy podkreślić, że zmniejszenie współczynnika tarcia występuje zwykle, gdy olej silnikowy osiągnie temperaturę roboczą 100°C i wyższą. Należy pamiętać, że olej silnikowy wymaga osiągnięcia 100 ⁰C i powyżej tylko raz, aby w pełni osiągnąć właściwości zmniejszające tarcie. Następnie właściwości zmniejszające współczynnik tarcia pozostaną niskie niezależnie od temperatury oleju silnikowego przez cały okres eksploatacji oleju silnikowego.

Kolejną właściwością olejów silnikowych Nanodrive jest wzmocnienie warstwy ochronnej na powierzchniach metalowych. Oleje Nanodrive zapewniają 90-98% wytrzymałości filmu olejowego przy temperaturach pracy 40-50 ⁰C, gdy konkurencyjne oleje osiągnęły tylko 60-70% wytrzymałości filmu olejowego w tych samych warunkach.

To właśnie dzięki nano-cząsteczkom w oleju silnikowym, wewnętrzne powierzchnie silnika pokrywają się cienką warstwą oleju, która pozostaje na powierzchniach metalowych.

Chcielibyśmy doradzić, że używając oleju silnikowego Nanodrive, pomiędzy wymianami oleju nie zaleca się stosowania płynów do płukania silnika. Usuwają one tylko stworzoną już warstwę ochronną na powierzchniach, a utworzenie warstwy ochronnej będzie wymagało ponownego uruchomienia na czystych powierzchniach metalowych. Poprzez spuszczenie zużytego oleju silnikowego Nanodrive i zastąpienie go świeżym, warstwa ochronna będzie wymagała jedynie zbudowania kolejnych warstw ochronnych, zapewniając w ten sposób mocną i ciągłą warstwę ochronną na statycznych i dynamicznych wewnętrznych częściach silnika.

Ta teoria nieco zburzy to co do tej pory funkcjonowało.

Inne czynniki

Zanotowano, że przy zastosowaniu oleju silnikowego Nanodrive, olej może stać się stosunkowo ciemny po kilkuset kilometrach lub kilku godzinach pracy silnika.

Pragnę zapewnić, że jest to normalny proces związany z większością nowoczesnych olejów syntetycznych. Ciemny kolor oleju silnikowego - to znak, że olej wykonujący swoją pracę polegającą na zatrzymywaniu sadzy, brudu i innych zanieczyszczeń spalinowych w postaci zawiesiny powinny być przenoszone do filtra lub usuwane z silnika przy wymianie oleju. Dzieje się tak głównie w przypadku detergentów w nowoczesnych olejach, które pomagają rozpraszać drobne cząstki, które mogą powodować powstawanie osadów w silniku i utrzymywać je w zawiesinie w oleju, tak aby nie mogły się gromadzić. Dlatego też olej wydaje się ciemniejszy, ale nie przeszkadza to w żaden sposób w wykonywaniu jego normalnych funkcji smarowania i ochrony powierzchni metalowych wewnątrz silnika. Jeśli drobne cząsteczki brudu, sadzy i innych zanieczyszczeń zostaną przefiltrowane przez filtr oleju, spowoduje to bardzo niski przepływ oleju przez filtr oleju, co z kolei spowoduje brak smarowania i ostatecznie awarię mechaniczną. Dlatego filtr oleju jest przeznaczony do zatrzymywania tylko cząstek stałych do określonej wielkości, wszystkie mniejsze ulegają zawieszeniu w oleju silnikowym.

W związku z powyższymi czynnikami i właściwościami oleju silnikowego Nanodrive w tworzeniu bardzo silnej warstwy ochronnej na powierzchniach metalowych można zauważyć, że podczas rozbiórki silnika większość części pokryta jest ciemną warstwą oleju - jest to normalny wygląd przy stosowaniu olejów silnikowych Nanodrive. Jeżeli powierzchnie wewnętrzne silnika będą czyste lub olej w jasnym kolorze (podobnym do świeżego oleju), może to być znak, że olej nie spełnia swoich głównych funkcji - tworzenia się warstwy ochronnej, która zostaje usunięta - wymyta z powierzchni powodując bezpośredni kontakt części metalowych i przedostawanie się sadzy, brudu i zanieczyszczeń spalinowych.

Kluczowymi czynnikami decydującymi o jakości używanego oleju silnikowego są poziomy poszczególnych składników w nim zawartych. Zazwyczaj reprezentowane są one przez wartości ppm (cząstek na milion). Poziomy zużycia metali i pozostałych dodatków w zużytym oleju zadecydują o przydatności oleju do dalszego użytkowania, zachowanym poziomie lepkości, a także mogą wskazywać, czy określone wewnętrzne elementy silnika zaczęły się zużywać i mogą w przyszłości doprowadzić do wystąpienia awarii mechanicznych.

Poniżej przedstawiona została typowa analiza oleju CFS 10w60 NT. Olej został użyty w specyfikacji Grupy N Mitsubishi Lancer Evolution IX. Próbka została dostarczona po przejechaniu 300 km odcinka specjalnego a silnik pokonał 800 km po całkowitej przebudowie. Próbka oleju dostarczona do laboratorium miała dość ciemny kolor.

Wnioski z analizy próbek

Zapis: ID próbki 6056
Pierwotna wartość 10w60
Lepkość przy 100˚C 24.4 cSt
Gęstość 0.8700
Użyte wartości
Lepkość przy 100˚C 22 cSt
Gęstość 0.867

Obie te wartości stanowią zadowalającą odpowiedź dla tego typu produktu po użyciu.

Naszym zdaniem olej okazał się być w dobrym stanie, bez dowodów na utlenianie lub obniżenie właściwości dodatków. Analiza zużycia metali wykazuje zadowalające poziomy dodatków Ca, Zn, Mg, B i Mo. Wszystkie pozostałe poziomy są całkowicie zadowalające.

Proszę zauważyć, że dla wszystkich naszych klientów korzystających z produktów Millers Oils oferujemy możliwość analizy próbek oleju w Millers Oils Research & Development Centre w Wielkiej Brytanii. Jeśli chcieliby Państwo skorzystać z tej usługi, prosimy o kontakt z naszymi partnerami EAMV Motorsport, którzy dostarczą Państwu 100 ml pojemnik na próbkę oraz będą także mogli zapewnić pomoc w pobraniu próbki oleju z Państwa silnika lub przekładni.

Pełna gama olejów Millers Oils EE ( ENERGY EFFICIENT)

Pałna gama olejów MIllers Oils dedykowanych do motorsportu CFS NANODRIVE oraz CFS NT+

Gama CFS NT+ to obecnie jeszcze więcej nanocząsteczek i są to oleje dedykowane do najpoważniejszych samochodów biorących udział w rajdach klasy WRC itp.

Pełna gama olejów przekładniowych dedykowanych do profesjonalnego motorsportu MILLERS CRX

Rewolucyjny olej przekładniowy MILLERS OILS EE TRANSMISSION 75W90

Mamy nadzieję, że wszystkie powyższe informacje i wyjaśnienia umożliwiły Państwu zrozumienie kluczowych właściwości i zalet oleju silnikowego Nanodrive. Jeśli mają Państwo dodatkowe pytania, prosimy o kontakt z nami poprzez e-mail na adres:biuro@zmienolej.pl

Piotr Dziektarz
Wykorzystano materiały źródłowe Millers Oils