Czym są bazy olejowe? Co to jest baza PAO?

, 25 czerwca 2019, 10:00

Bazy olejowe są jednym z najważniejszych elementów oleju. Stanowią dużą jego część – ok. 75-80%. Czym właściwie są bazy? Jak możemy je podzielić ? Co to znaczy, że olej zawiera bazę PAO bądź HC? Czy sama baza olejowa może sprawić, ze z oleju przeciętnego otrzymamy olej klasy premium?

Skład bazy olejowej dzieli się na 5 grup.

Grupa I
Jest to najprostsza, a zarazem najtańsza w produkcji baza olejowa, która otrzymywana jest w wyniku destylacji ropy naftowej. Takie bazy mogą pracować w niewielkim zakresie temperatur 0-50 stopni. Wąski zakres ich pracy praktycznie całkowicie przekreśla możliwość stosowania ich jako jedynej bazy.

Grupa II
Podobnie jak baza z grupy I, powstaje w wyniku destylacji ropy naftowej, jednak dodatkowo zostaje poddana procesowi hydrokrakingu, który dodatkowo podnosi jakość oleju.

Grupa III
Jest to baza powstająca w wyniku wielokrotnego procesu hydrokrakingu, popularnie zwana bazą hydrokrakingowaną. To właśnie baza HC jest najpopularniejsza wśród olejów dostępnych zarówno w Polsce jak i na świecie. Większość marek olejowych opiera swoje oleje właśnie o te bazy.

Grupa IV
Jest to baza składająca się polialfaolefin – PAO. Powstaje ona wyłącznie w wyniku syntezy chemicznej. Swoją wysoką wartość zawdzięcza obecności nasyconych wiązań chemicznych i uporządkowanej struktury.

Grupa V
Są to inne bazy olejowe zaliczane również do grona baz syntetycznych. Wśród nich najbardziej popularne są estry. Bazy estrowe najlepiej spisują się w olejach przekładniowych, gdzie wbrew pozorom narażone są na znacznie większe przeciążenia niż w silniku.

Oleje silnikowe zazwyczaj są mieszaniną różnych baz olejowych. Rzadko zdarza się, aby dany olej składał się wyłącznie z bazy pochodzącej tylko z jednej grupy. Wśród popularnych olejów najczęściej spotykamy oleje oparte o grupę III, które tak naprawdę tylko udają prawdziwe syntetyki. Aby olej uzyskał miano oleju prawdziwie syntetycznego, w swoim składzie powinien posiadać przewagę bazy IV bądź bazy V. Niestety w Polsce nie ma norm, które mówiłyby ile % danej bazy musi zawierać olej, aby mógł być określany mianem prawdziwego syntetyka. Taką lukę skrzętnie wykorzystują firmy olejowe, które w Polsce mogą nazywać każdy olej syntetycznym, nawet taki, który w swoim składzie ma 0% PAO. Niespełna dwa lata temu na polskim rynku pojawiła się nowa marka, o krótkiej i łatwej do zapamiętania nazwie- PMO. Wśród produktów tego holenderskiego producenta znajdziemy prawdziwie syntetyczne oleje, oparte wyłącznie o bazy PAO. Przykładem oleju, który zawiera wyłącznie 100% tej bazy jest olej z serii eXtreme PMO 5w40. Producent nie ukrywa, że nie wszystkie oleje są wyłącznie oparte o same bazy PAO. W swoje ofercie posiadają również oleje HC z dodatkiem PAO na poziomie około 30%, który ma dodatkowo podnosić jakość oleju.

Baza PAO, czy faktycznie jest znacznie lepsza od innych baz?

Bazy te z pewnością wybijają się przed szereg jeśli chodzi o jakość. Oleje oparte o takie bazy przede wszystkim charakteryzują się zwiększoną termostabilnością. Łańcuchy węglowodorów posiadają wiązania nasycone pomiędzy atomami węgla przez co bazy PAO są znacznie odporniejsze na działanie wysokich temperatur. Posiadają uporządkowaną strukturę, która składa się wyłącznie z jednolitych węglowodorów. Każda cząsteczka połączona jest pojedynczymi wiązaniami pomiędzy atomami węgla. Dzięki takiej budowie są niezwykle odporne na utlenianie, a dodatkowo są w stanie utrzymywać swój skład nawet przy dużych przebiegach. Kolejną ich zaletą jest bardzo niska temperatura krzepnięcia, w praktyce oznacza to, że oleje oparte o takie bazy będą lepiej zachowywały się nie tylko w wysokich temperaturach, ale także i w niskich.

Cechą baz PAO jest także to, że mają wyższą wytrzymałość względem olejów opartych o HC. W praktyce oznacza to, że oleje z domieszką takich baz (bądź oparte wyłącznie o takie bazy) będą znacznie dłużej utrzymywały optymalne wartości parametrów i będą lepiej zachowywały się w silniku. Oleje posiadające w swoim składzie bazy PAO, nadają się również do silników pracujących w szczególnie trudnych warunkach, a także takich, które poddawane są modyfikacjom podnoszenia mocy. To o czym jeszcze należy wspomnieć mówiąc o olejach opartych o te bazy jest z pewnością niższa odparowalność oleju względem olejów HC. W praktyce oznacza to teoretycznie mniejsze ubytki oleju podczas pracy silnika. Dzięki utrzymywaniu stałego składu oleju zmniejsza się również skala „gęstnienia” oleju. Parametrem opisującym to zjawisko jest odparowalność wg. Noack’a. Czym niższy jest ten parametr tym lepiej.

Niewątpliwą zaletą, którą warto wymienić jest także czystość baz PAO w stosunku do innych. W praktyce oznacza to mniejsze zasiarczenie tej bazy, a co za tym idzie łatwiejsze utrzymanie silnika w czystości. Jeśli chodzi o inny parametr, który jest podwyższony dzięki stosowaniu baz PAO to- HTHS. Znaczenie tego parametru opisane jest w słowniczku poniżej.

W przypadku olejów PMO wiele z nich posiada bazy PAO w swoim składzie (np. PMO 5w30, PMO 5w40).

Wybrać olej oparty o PAO czy HC?

W odpowiedzi na to pytanie należałoby przyjrzeć się kartom technicznym konkretnego oleju. Prawdą jest, że baza PAO jest tylko i wyłącznie fundamentem dobrego oleju. Oprócz bazy PAO, aby stworzyć dobry olej potrzebny jest zbilansowany zestaw uszlachetniaczy. Można powiedzieć, że dobra baza olejowa będzie podłożem dla całego oleju. Krótko mówiąc, nawet najlepsze bazy olejowe ze słabej jakości dodatkami, nie stworzą niezawodnego oleju, z bardzo dobrymi parametrami. Dlatego nie powinno się mówić o jakości oleju, patrząc tylko i wyłącznie na bazy olejowe, choć niewątpliwie są one esencjonalnym składnikiem. A co jeśli mamy do wyboru oleje, które mają takie same parametry, a różnią się tylko bazami olejowymi? Tak naprawdę ciężko byłoby stworzyć olej oparty wyłącznie o bazy HC, który dorównywałbym olejom zawierającym bazy PAO. Zakładając, że taka sytuacja miałaby miejsce, to oczywiście warto wybrać ten olej, który w swoim składzie ma chociażby jakąś część baz PAO. Z pewnością taki olej będzie charakteryzował się większą trwałością, większą odpornością na utlenianie i niższą odparowalnością.

Czy zatem bazy PAO nie posiadają wad?

Oczywiście nic na świecie nie jest idealne – nawet bazy PAO. Największą wadą tych baz jest z pewnością to, iż są one bardzo słabymi rozpuszczalnikami. W praktyce oznacza to, że w każdym oleju, nawet w tym, który określany jest olejem 100% PAO, muszą być nośniki bazy mineralnej (hydrokrakingowanej), po to, aby w takim oleju mogły rozpuścić się dodatki uszlachetniające. Kolejną wadą, którą należy wspomnieć jest z pewnością koszt produkcji takich baz. Finalnie podnosi to dosyć znacząco cenę oleju, co może odstraszać niektórych kupujących.

Słowniczek:

Odparowalność wg NOACKa – jest to bardzo istotny parametr, który w dużym stopniu mówi nam jak szybko olej może ubywać z silnika. Im niższa wartość tego składnika tym konsumpcja oleju podczas pracy silnika teoretycznie jest niższa. Parametr NOACK wyrażany jest w %. Każda lepkość oleju ma inny zakres tej wartości. Dla olejów wyścigowych może on wynosić zaledwie 5%, zaś w olejach typu 5w30 oscyluje w granicach 10%. Ważnym czynnikiem obniżającym ten parametr są wcześniej opisywane bazy PAO.

HTHS – jest to również bardzo istotny parametr. Określa on lepkość wysokotemperaturową. Skrót pochodzi z języka angielskiego i po rozwinięciu brzmi „High Temperature High Shear Rate”. Opisuje on zachowanie środka smarnego na ścianie cylindra, na łożyskach korbowodu bądź wału korbowego. Czym wyższy parametr HTHS tym większe opory w silniku, a co za tym idzie większe spalanie, ale zarazem znacznie lepsza ochrona elementów jednostki napędowej.

Na podstawie materiałów firmy PMO