background image

OLEJE PRZEKLADNIOWE

Dynamiczny   rozwój   pojazdów,   charakterystyczny   dla   ostatnich   dwu   dekad   wymusił 

podobny   proces   w   zakresie   materiałów   eksploatacyjnych,   w   tym   zwłaszcza   olejów 
przekładniowych.   Postęp   techniczny,   zwiększenie   mobilności   społeczeństw,   jak   również 
wzrost   ich   świadomości   ekologicznej   spowodował,   że   oprócz   skutecznego   smarowania 
współpracujących powierzchni, współczesny olej przekładniowy musi spełniać jeszcze wiele 
warunków,   które nierzadko  w  większym stopniu  niż  właściwości trybologiczne  decydują  o 
jego powodzeniu.

Stały rozwój konstrukcji przekładni wiąże się ze wzrostem ich wysilenia. Obecne tendencje do 
konstruowania zespołów napędowych o mniejszych rozmiarach powodują, że współczesne 
przekładnie są narażone na większe obciążenia cieplne i mechaniczne. Warunki pracy 
sprawiają, że do wytworzenia współczesnych przekładni i ich elementów używa się 
materiałów o zwiększonych wymaganiach eksploatacyjnych. Prawidłowe użytkowanie 
pojazdów zależy również od zastosowania wysokojakościowych płynów eksploatacyjnych, 
wśród których ogromną rolę odgrywają oleje. Odpowiednia jakość oleju przekładniowego jest 
niezbędnym warunkiem sprawnej i długotrwałej pracy zespołu. Olej wpływa również w dużym 
stopniu na hałaśliwość oraz zużycie paliwa. 

 Coraz większe moce przenoszone przez skrzynie biegów, dążenie do zminimalizowania ich 
obsługi, tzn. do wydłużenia  okresu pomiędzy wymianami oleju, kierunek projektowania, w 
którym skrzynia jest napełniania raz na cały okres jej eksploatacji, coraz trudniejsze warunki 
eksploatacji   w   strefach   zimnych   i   gorących   oraz   podczas   ciągnięcia   przyczep,   a   także 
stawiające wyższe wymagania nowe rozwiązania stosowane w skrzyniach biegów, mostach 
oraz przekładniach automatycznych o płynnej zmianie przełożenia (CVT) wymagają olejów 
przekładniowych   o   polepszonych   właściwościach,   co   dotyczy   zarówno   pierwszego 
napełnienia skrzyni jak i prac obsługowych w serwisach.

   Metody stosowane przez producentów mechanizmów przeniesienia mocy zmieniły się tak, 
że   obecnie   cechami   charakterystycznymi   oleju   przekładniowego   jest   traktowanie   oleju 
przekładniowego jako integralnego elementu układu przeniesienia napędu, atrakcyjnego pod 
względem   technicznym,   ekologicznym   oraz   ekonomicznym   a   przede   wszystkim 
spełniającego wymagania klientów.

background image

Olej   przekładniowy   spełnia   kilka   podstawowych   funkcji,   które  są   pochodną   oczekiwań   od 
nowoczesnych układów napędowych:

1. Zmiana biegów musi odbywać się łatwo i precyzyjnie

2. Przekładania musi pracować cicho

3. Straty mocy musza być minimalne, aby zachować oszczędność zużycia paliwa

4. Trwałość przekładni musi być równa żywotności pojazdu

Oznacza   to,   że   wiele   wymagań   stawianych   przed   olejem,   pozostaje   w   sprzeczności   w 
stosunku do pozostałych. 

Pomyślmy... jeśli olej ma dobre własności smarne, to synchronizacja biegów nie jest 

zbyt   efektywna.   Z   drugiej   strony   wymagamy   od   oleju   doskonałego   smarowania   w   celu 
ograniczenia zużycia współpracujących elementów i mechanizmów.

Oba te ważne wymagania pozostają ze sobą w sprzeczności, co zmusza producentów   do 
przedstawiania   olejów   smarowych   o   najwyższych   klasach   jakości   oraz   o   optymalnych 
charakterystykach lepkościowych.

WYMAGANIA STAWIANE OLEJOM
Wymagania stawiane współczesnym olejom przekładniowym są bardzo wysokie, 
zróżnicowane, często przeciwstawne. Oprócz klasycznych funkcji olejów, a więc: 

zmniejszenia współczynnika tarcia, 

uszczelniania, 

chłodzenia, 

oczyszczania smarowanych elementów z produktów ich zużycia, 

ochrony przed korozją, 

tłumienia drgań. 

Muszą one spełniać specyficzne dodatkowe wymagania, do których należą: 

nietoksyczność produktów oleju przepracowanego, 

minimalne zmiany lepkości w czasie pracy przekładni, w zakresie od temperatury 
otoczenia do około 150

o

C przy pełnym obciążeniu, 

jednocześnie mała lepkość i mała lotność, 

background image

płynność w niskiej temperaturze dla ułatwienia rozruchu i zapewnienia smarowania 
zimnej przekładni, 

utrzymanie dużej czystości, a w konsekwencji małe zużycie elementów przekładni, 

odporność na tworzenie szlamów i osadów zarówno w niskiej, jak i wysokiej 
temperaturze,

brak oddziaływania na uszczelnienia przekładni, stykające się z olejem. 

Różnorodność stosowanych przekładni, powoduje, ze w zależności od konstrukcji przekładni i 
jej rodzaju olej wpływa przede wszystkim na poprawną pracę w:

samych przekładni zębatych (przekładnie biegów, przekładnie główne, mechanizmy 
różnicowe), 

łożyskach   tocznych  (koła  zębate  na wałkach  skrzyni  biegów,  wałki skrzyń  biegów, 
wałek atakujący przekładni głównej)

łożyskach ślizgowych (koła przekładni skrzyń biegów, sworznie satelitów), 

sprzęgłach   ciernych   (układy   typu   limited   slip,   sprzęgła   i   hamulce   przekładni 
automatycznych)

sprzęgłach kłowych (blokady, układy przełączania biegów), synchronizatorów (układy 
przełączania biegów), 

mechanizmach   przegubowych,   układach   sterujących   (skrzynie   automatyczne) 
połączeniach wielowypustowych (układy przełączania biegów) itp. 

W   każdym   z   tych   elementów   olej   pracuje   inaczej.   W   przekładniach   o   zębach   prostych 
najważniejsza   jest   zdolność   oleju   do   tworzenia   trwałej   warstwy   bez   udziału   tarcia 
granicznego. W przekładniach kołowo-łukowych,  a zwłaszcza hipoidalnych ze względu na 
duże   poślizgi   olej   musi   też   chronić   materiały   współpracujące   przy   tarciu   granicznym; 
podobnie rzecz ma się z łożyskami ślizgowymi. W wielowypustach i sprzęgłach kłowych w 
grę   wchodzi   przede   wszystkim   tarcie   graniczne,   a   w   łożyskach   tocznych   odporność   na 
naciski.   Olej   musi   też   chronić   przed   korozją,   także  tą  wywoływaną   składem   chemicznym 
samego   oleju,   zapobiegać   powstawaniu   szlamów,   wiązać,   rozpuszczać   i   utrzymywać 
zanieczyszczenia  w stanie  rozpuszczonym.  W niektórych  przypadkach  bardzo  ważna  jest 
funkcja chłodzenia.

background image

Lepkościowa klasyfikacja olejów przekładniowych:

background image

WYBIERAMY ODPOWIEDNI OLEJ

Olej do skrzyń biegów i układów zblokowanych

Synchronizowane skrzynie biegów wymagają zwykle olejów o klasie API GL-4 i SAE od 80W 
po xxW-90. Jeśli chodzi o skrzynie rozdzielcze większość producentów przewiduje taki sam 
olej, jak w głównej skrzyni biegów, choć są od tego wyjątki Stosowanie oleju klasy API GL-5 
w skrzyniach, w których producent zaleca tylko GL-4 może powodować problemy z 
utrudnioną zmiana biegów i prawidłową synchronizacją na skutek pojawiającej się korozji 
chemicznej stopów metali kolorowych, np. brązowych synchronizatorów. Wyjątek stanowią 
oleje spełniające jednocześnie wymagania GL-4 i GL-5. 

Zblokowane układy napędowe z przekładnią główną o kołach zębatych śrubowych traktuje 
się tak samo jak standardową skrzynię biegów. W przypadku konstrukcji z przekładnią 
hipoidalną, biorąc pod uwagę to, że względne przesunięcie osi przekładni jest niewielkie, za 
wystarczające można uznać standardowe oleje klasy GL4 i GL5.

Zwykle do tej samej skrzyni można stosować dwa, trzy różne oleje np. – Castrol TAF-X 75W-
90 GL4/GL-5, Castrol SMX-S 75W-85 GL-3/GL-4, Castrol EP 80W GL-4 

background image

Decyzja o zastosowaniu konkretnego oleju powinna być uzależniona przede wszystkim od 
zalecenia technicznego producenta przekładni. Dodatkowymi parametrami mogą być:

Sposób wykorzystania pojazdu, 

Częstotliwość wymian oleju, 

Stopień zużycia przekładni

Kompatybilność oleju w innych podzespołach - mosty, skrzynia rozdzielcza itp.

Oleje do mostów napędowych

Mosty napędowe wykonywane obecnie z przekładniami głównymi o zazębieniu kołowo-
łukowym lub hipoidalnym ze względu na duże poślizgi międzyzębne i duże naciski oraz 
znaczne obciążenia łożysk wymagają zazwyczaj olejów API GL-5, SAE 75W-90, 80W-90, 
85W-140 np. Castrol EPX 85W-140 

Jeżeli samochód wyposażony jest w układ ograniczonego poślizgu typu limited slip (LS) 
należy stosować oleje do tego typu rozwiązań konstrukcyjnych np. Castrol SAF X, SAF-XJ.

Oleje do skrzyń automatycznych i układów wspomagania kierownicy.

W automatycznych skrzyniach biegów stosuje się praktycznie tylko "czerwone" oleje typu 
ATF. Ważna jest w tym wypadku klasyfikacja jakościowa oleju. Najczęściej określa się ją 
według norm GM - Dexron. Podstawową klasą jest Dexron II z kolejnymi rozszerzeniami D i 
E, oraz Dexron III np. Castrol Transmax Z lub Castrol ATF TQ D III. Oleje o wyższej klasie 
mogą zastępować oleje o klasie niższej, ale nigdy odwrotnie. Spotykane są również inne 
normy, np. Ford Mercon, ewentualnie oryginalne normy wytwórców przekładni.

Oleje z zużycie paliwa i czystość środowiska

Na rozwój olejów przekładniowych wpływa wiele czynników, do których należą przede 
wszystkim rozwój konstrukcji i układów napędowych, wzrost wymagań wobec emisji 
związków toksycznych w silnikach. Coraz większa waga zagadnień dotyczących emisji CO

2

 w 

spalinach silników stosowanych w motoryzacji, co wiąże się bezpośrednio z tzw. efektem 
cieplarnianym, zmusza producentów samochodów do sięgania po różne oleje smarowe 
(głównie syntetyczne i półsyntetyczne), o najwyższych klasach jakości oraz o optymalnych 
charakterystykach lepkościowych, pozwalające uzyskać widoczne oszczędności w zużyciu 
paliwa oraz mniejszą toksyczność składników spalin.

background image

Współczesne oleje przekładniowe muszą być coraz doskonalsze, a wymagania im stawiane 
zależą od wielu kryteriów:

ustawodawstwa związanego z ochroną środowiska, 

zmian w zakresie konstrukcji i technologii wytwarzania przekładni , 

minimalizacji kosztów eksploatacji: 

oszczędności zużycia paliwa

wydłużonych okresów wymiany oleju.

Konstruktorzy dążą do powszechnego stosowania olejów syntetycznych, które w porównaniu 
z olejami mineralnymi:

można stosować w szerszym zakresie temperatur ujemnych i dodatnich, 

wykazują bardziej płaskie charakterystyki lepkościowo-temperaturowe (mają wyższy 
wskaźnik lepkości), 

są mnie lotne przy obniżonej lepkości. 

Niska lepkość oleju przekładniowego ułatwia rozruch silnika, a mała lotność pozwala 
spełnić normy ekologiczne (mała emisja węglowodorów do otoczenia). 

łatwiej ulegają degradacji biologicznej gdy przypadkowo przedostaną się do gleby lub 
wody (szczególnie te, które zawierają w swym składzie estry kwasów organicznych). 

Odpowiednio opracowane oleje syntetyczne ulegają degradacji biologicznej w dużo 
wyższym stopniu (do 75-90%) niż oleje mineralne (do 25-40%). 

Wpływ oleju przekładniowego na zużycie paliwa 
Właściwości reologiczne oleju wpływają na wielkość oporów wewnętrznych przekładni, a w 
konsekwencji na wartość jednostkowego zużycia paliwa. Wraz z obniżaniem lepkości oleju 
sprawność mechaniczna silnika wzrasta (w głównej mierze na skutek zmniejszenia średniego 
ciśnienia tarcia), szczególnie w zakresie olejów o niższej lepkości. Zwiększenie sprawności 
mechanicznej prowadzi do poprawy sprawności ogólnej silnika i przekładni, a więc obniżenia 
zużycia paliwa. 

Jakkolwiek obniżenie lepkości oleju powoduje zmniejszenie zużycia paliwa, to stosowanie 
olejów o niskiej lepkości jest możliwe tylko w przekładniach, w których przewidziano 
stosowanie tego typu olejów. W przeciwnym wypadku dochodzi do przyspieszonego zużycia 
elementów przekładni, szczególnie w warunkach pracy z wysoką prędkością obrotową. 

Ekologiczne aspekty stosowania olejów silnikowych
Przekładniowe oleje smarowe zanieczyszczają środowisko w czasie ich produkcji oraz 
praktycznie na wszystkich etapach ich stosowania: w czasie transportu do użytkowników, 
długiego magazynowania, podczas pracy w silniku a także przy zbiórce i utylizacji po 
zakończeniu okresu eksploatacji. 
W każdym z wymienionych etapów stopień wpływu olejów na środowisko jest różny i zależy 
od trzech głównych czynników: składu chemicznego oleju, warunków pracy (przede 
wszystkim jego temperatury roboczej) i sposobu obchodzenia się z olejami. Decydujący jest 

background image

oczywiście skład chemiczny oleju, który charakteryzuje potencjalny wpływ na środowisko, a 
także determinuje najbardziej ekologiczny i ekonomicznie uzasadniony sposób utylizacji 
przepracowanego oleju

.

 

Problem utylizacji olejów przepracowanych
W czasie eksploatacji oleju, także w wyniku różnego rodzaju przemian termo-oksydacyjnych 
(polimeryzacji, kondesacji), wzrasta jego toksyczność. Stopień toksyczności zależy od 
warunków i czasu jego stosowania. 

Niezwykle ważne dla ograniczenia negatywnego wpływu oleju smarowego na środowisko 
naturalne jest stosowanie odpowiednich konstrukcji i materiałów na różne uszczelnienia 
występujące w przekładni. Szczególnie staranny musi być dobór elastomerów na 
uszczelnienia pod kątem temperatury ich pracy oraz składu chemicznego stosowanych 
olejów. Obecnie stosowane elastomery (nitrylowe, chloroproprenowe, akrylowe, silikonowe, 
fluorowe) zapewniają prawidłową współpracę z mineralnymi olejami bazowymi. Natomiast 
mogą się pojawić problemy przy użyciu niektórych typów olejów syntetycznych lub pewnych 
dodatków uszlachetniających, szczególnie zawierających siarkę, fosfor lub azot.