Oleje przekładniowe i amortyzatorowe

Tropem kół zębatych

Oleje stosowane do smarowania przekładni muszą spełnić w zasadzie sprzeczne zadania. Niełatwe wyzwanie. Z jednej strony muszą sobie radzić z coraz wyższymi obciążeniami, wynikającymi z poprawiającej się dynamiki doskonalonych silników motocyklowych, z drugiej zaś użytkownicy oczekują, żeby do maksimum wydłużać okresy między wymianami, a najlepiej w ogóle je wyeliminować (czyli by raz zastosowany środek smarny spełniał swe zadanie do końca technicznego żywota przekładni).

Nie tylko wymagania czysto techniczne są coraz wyższe. Od współczesnego oleju przekładniowego oczekuje się również, by był ekologiczny i ekonomiczny. Ponadto powinien zachować przez cały okres eksploatacji swoje właściwości: stawiać jak najmniejszy opór, niwelować tarcie między kołami zębatymi i wyciszać ich pracę. Dobry olej przekładniowy przyczynia się do zmniejszenia zużycia paliwa, a zarazem do obniżenia kosztów eksploatacji.

Wbrew naciskom

Olej przekładniowy tylko do pewnego stopnia pełni podobne funkcje jak silnikowy. Przede wszystkim tworzy tak zwany film olejowy, rozdzielający współpracujące powierzchnie. Poza tym uszczelnia, chłodzi, chroni przed korozją i tłumi drgania. Nie może być toksyczny, a zmiany jego lepkości (możliwie niskiej) w całym zakresie temperatur, w których pracuje, muszą być minimalne. Są też inne wymagania, takie jak niska lotność (by nie odparowywał), zachowanie płynności w niskich temperaturach i – na drugim biegunie – dobra smarowność w wysokich. Powinien tworzyć możliwie mało szlamów i osadów, a przy tym nie reagować z substancjami wykorzystywanymi w uszczelnieniach przekładni (zazwyczaj na bazie silikonu).

Oleje przekładniowe pracują w zupełnie innym zakresie temperatur niż silnikowe. Poziom najniższy jest co prawda taki sam i wiąże się z warunkami atmosferycznymi, ale najwyższy w warunkach codziennego ruchu osiąga co najwyżej 170 C. Może się wydawać, że stworzenie oleju przekładniowego to dużo łatwiejsze zadanie niż oleju silnikowego. Tak nie jest, bo przekładniowe środki smarne poddawane są z kolei ogromnym naciskom, powstającym głównie na styku kół zębatych. Działające tam siły są odpowiedzialne za zrywanie łańcuchów molekularnych środka smarnego i pogarszanie jego właściwości. Odporność na naciski uzyskuje się przez tworzenie odpowiedniej struktury oleju oraz stosowanie dodatków modyfikujących tak zwany olej bazowy.

Gama dodatków

W przekładniach najgroźniejsza jest sytuacja, gdy następuje zerwanie filmu olejowego. W skrzyniach biegów dochodzi do tego np. podczas mocnego przyspieszania na zbyt wysokim biegu, gdy moment obrotowy od strony silnika jest bardzo duży a prędkość obrotowa obciążonych kół zębatych w przekładni mała (dlatego – tak na marginesie mówiąc – warto odpowiednio redukować przełożenia). Następuje wówczas bezpośredni styk współpracujących powierzchni, mocno przyspieszający ich zużycie. Dodanie do oleju związków fosforu zapobiega takim niekorzystnym sytuacjom. Z kolei podczas gwałtownego hamowania powstaje siła tarcia na bocznych powierzchniach zębów. W tym przypadku zbawienne są związki siarki.

W przekładniach głównych, przenoszących napęd pod kątem 90o, występują inne problemy. Tu wyjątkowo duże naciski pojawiają na niewielkich, bardzo wąskich powierzchniach, które bardzo trudno chronić przed odkształceniami i wyszczerbieniami. By temu zapobiec, stosuje się dodatki zwane AW, zawierające dialkiloditiofosforan cynku. Ten związek o trudnej do wymówienia nazwie ma wiele funkcji: jest inhibitorem korozji i poprawia smarowanie, bowiem wchodzi w reakcje z powierzchnią trących elementów. Dzieje się to na poziomie cząsteczkowym, co pokazuje, o jak skomplikowane procesy i produkty tu chodzi. Stosuje się też dodatki zmniejszające ryzyko zatarcia, w skrócie EP, zawierające związki fosforu i siarki.

Olej mineralny kontra syntetyczny

Współczesne oleje muszą sprostać nowym wymaganiom – już nie tylko w sferze czysto mechanicznej, lecz także ekologii (by były możliwie najłatwiej biodegradowalne i nie groziły skażeniem środowiska) i ekonomii (bowiem użytkownicy oczekują redukcji kosztów eksploatacji i obsługi). Z tych względów coraz częściej tworzy się środki smarne z syntetyczną bazą olejową, bo tylko ona może spełnić tak różnorodne oczekiwania.

Produkty powstałe z jej wykorzystaniem zachowują dobre parametry pracy w szerszym zakresie temperatur, ich lepkość w niewielkim stopniu zmienia się w zależności od temperatur, są mniej lotne przy obniżonej lepkości (emitują do otoczenia mniej węglowodorów). Podwyższają sprawność przekładni i łatwiej ulegają rozkładowi w razie wycieku do otoczenia. Można je „zaprogramować” do konkretnych zastosowań przez stworzenie struktury cząstek oleju praktycznie od podstaw.

Niestety, syntetyczne oleje przekładniowe są droższe w produkcji, dlatego tańsze produkty wykorzystujące bazę mineralną jeszcze długo będą dla nich alternatywą, podobnie jak w przypadku olejów silnikowych.

Olej w podwoziu

Trzeci rodzaj oleju, jaki stosuje się w motocyklach, znajdziemy w amortyzatorach, zarówno w widelcach teleskopowych (choć nie we wszystkich) jak też w tylnym zawieszeniu. Znacząco różni się od produktów stosowanych w silnikach i przekładniach, bowiem należy do olejów hydraulicznych. Widać to nawet po konsystencji i barwie, najczęściej w odcieniach żółci lub czerwieni, ale nie jest to regułą.

Zasadniczą cechą oleju amortyzatorowego jest bardzo mała, praktycznie zerowa ściśliwość. Dzięki temu elementy tłumiące ruch kół, wywołany nierównościami nawierzchni, nie mają skoku „jałowego”. Tłoczek amortyzatora nie spręża oleju, lecz od razu przepycha go przez zestaw odpowiednio zaprojektowanych zaworów. Do kolejnych, istotnych cech należą: mała skłonność do spieniania, szybkie uwalnianie powietrza (bąbelki gazu w płynie sprawiłyby, że stałby się on ściśliwy), stabilność termiczna, odporność na utlenianie i emulgację (chodzi o niemieszanie się z drobinami wody, by w wysokich temperaturach nie stała się ściśliwą parą) oraz płynność w niskich temperaturach (choć motocyklem w silne mrozy mało kto jeździ). Przy tym wszystkim olej amortyzatorowy musi zapobiegać zacieraniu się elementów, umożliwiać ich swobodne przesuwanie się względem siebie i zmniejszać tarcie statyczne (by amortyzator podejmował pracę z maksymalną płynnością i lekkością).

Do produkcji takich olejów wykorzystuje się bazy o wysokiej lepkości. Mogą być one mineralne lub syntetyczne. Przy ich wytwarzaniu stosuje się szeroką gamę związków przeciwkorozyjnych, środków wiążących kwasy i dodatków przeciwerozyjnych – całą, skomplikowaną chemię, która dba o to, by kontakt kół motocykla z nawierzchnią był jak najlepszy.

Kłopoty z doborem ojeju

Olej w amortyzatorach trzeba wymieniać tak, jak w silniku czy przekładni. Z czasem może tracić swoje własności i powodować zmianę charakterystyki pracy zawieszenia, a to bardzo niepożądany efekt. W praktyce robi się to tylko w widelcach teleskopowych, bowiem krótkie amortyzatory stosowane w tylnych zawieszeniach są na tyle przystępne cenowo, że w razie potrzeby wymienia się je w całości. Olej w teleskopach, jeśli producent nie zaleca inaczej, powinien być wymieniany przynajmniej co 20 000 km albo co 2 lata.

Problem w tym, że dobranie odpowiedniego produktu może być kłopotliwe, nawet jeśli zgadzają się oznaczenia według powszechnie stosowanej klasyfikacji SAE. I tak opatrzony symbolami 10 W olej firmy „X” wcale nie musi mieć takich samych parametrów jak olej 10 W firmy „Y”, przez co widelec będzie reagować zupełnie inaczej. Wielu wytwórców motocykli firmuje konkretne oleje swoją marką i zaleca ich stosowanie przy wymianach. Wbrew pozorom to nie tylko działanie marketingowe, bowiem receptury są ściśle strzeżoną tajemnicą.

Jeśli to możliwe, lepiej trzymać się zaleceń producenta. Inaczej trzeba próbować dobrać olej metodą prób i błędów. Można też skorzystać z rad mechaników w warsztatach motocyklowych, zdając się tym samym na ich wiedzę albo na porady bardziej doświadczonych kierowców, którzy przeszli już taką procedurę i dzielą się swoimi doświadczeniami w Internecie i mediach.