Oleje w ciągniku

Wymiana oleju jest zaliczana do standardowych czynności obsługowych. Jednak postęp w konstrukcjach ciągników wymusił również wprowadzenie nowych rodzajów olejów.

Wymiana oleju w silniku czy skrzyni biegów w nowoczesnym ciągniku nie jest czynnością tak banalną, jak to miało miejsce w starszych ciągnikach. Spełnienie kilku podstawowych zasad przy wymianach oleju i filtrów pozwoli uniknąć kosztownych awarii naszego ciągnika.

Co wymaga olejenia?

Funkcje oleju zależne są od podzespołu, w którym jest on stosowany. W przypadku ciągnika rolniczego olejenia wymagają następujące elementy:
– silnik;
– skrzynia biegów, mechanizm różnicowy, tylny most;
– układ hydrauliki wewnętrznej i zewnętrznej;
– przedni most;
– zwolnice;– hamulce (tzw. mokre);
– układ wspomagania kierownicy.
Oczywiście w poszczególnych modelach ciągników występują różnice konstrukcyjne – przykładowo, inny olej będzie przeznaczony do skrzyni biegów w ciągnikach o konwencjonalnej konstrukcji, a inny do skrzyni bezstopniowych. Kwestia poprawnego doboru oleju ma szczególne znaczenie w przypadku nowych ciągników, gdzie ewentualne błędy lub niedotrzymanie terminów wymiany
oleju mogą prowadzić nawet do unieruchomienia ciągnika przez komputer (tryb awaryjny).

Oleje silnikowe – informacje podstawowe

Silnik spalinowy to złożona konstrukcja zawierająca dużą ilość tzw. par kinematycznych, w których występuje tarcie. Do takich par zalicza się m.in. połączenie czopów wału korbowego z panewkami lub układ „tłok – gładź cylindrowa”. W celu zapobiegania zatarciu tych elementów konieczne jest stosowanie oleju – stąd wynika podstawowa, lecz nie jedyna funkcja oleju – zmniejszenie tarcia. Współczesne silniki ciągnikowe są wyposażone w ciśnieniowy układ olejenia, w którym pompa olejowa wymusza przepływ oleju przez tzw. magistralę olejową – w wyniku przepływu oleju
smarowane są elementy układu korbowo-tłokowego, układu rozrządu, a także niektórych elementów napędu osprzętu silnika. Smarowanie elementów trących polega na wytworzeniu między nimi tzw. filmu olejowego, czyli cienkiej warstewki oleju. Z racji tego, że olej silnikowy przepływa przez elementy o różnych temperaturach, bierze on również udział w odprowadzaniu części ciepła z silnika. To właśnie z tego powodu w niektórych silnikach ciągnikowych stosuje się chłodnice oleju. Kolejną funkcją oleju jest oczyszczanie wewnętrznych elementów silnika z osadów i nagarów – drobne zanieczyszczenia przepływają wraz z olejem i są osadzane w filtrze i razem z nim usuwane podczas okresowej wymiany.

Oleje w silnikach ciągników rolniczych są narażone na szereg niekorzystnych czynników. W trakcie pracy silnika, cząsteczki oleju ulegają dużym naciskom, co może powodować zerwanie filmu olejowego, a w konsekwencji chwilowy brak smarowania elementów trących. Jeśli taka sytuacja
będzie powtarzała się zbyt często, to znacząco może to skrócić żywotność silnika. Kolejnym niekorzystnym czynnikiem są skrajne temperatury – długotrwała praca w wysokiej temperaturze powoduje pogorszenie właściwości smarnych. W niskich temperaturach oleje silnikowe cechują się z kolei zwiększonymi oporami przepływu, co powoduje np. trudności przy uruchamianiu silnika w warunkach zimowych.

Klasyfikacje i podział olejów silnikowych

Najważniejszym parametrem oleju silnikowego jest jego lepkość. To właśnie od tego parametru zależy zdolność przylegania cząsteczek oleju do smarowanych elementów. Lepkość oleju powinna być dostosowana do konstrukcji silnika (przede wszystkim pasowania elementów), jak i do warunków eksploatacji. Konieczne jest zapewnienie kompromisu – z jednej strony duża lepkość zapewnia dobre przyleganie oleju, jednak z drugiej strony przy dużej lepkości opory przepływu oleju przez układ smarowania są zwiększone. Lepkość oleju jest podstawą do tzw. lepkościowej klasyfikacji oleju. Obecnie klasyfikacji tej dokonuje się według SAE (Society of Automotive Engineers). Według tej klasyfikacji wyróżnia się 6 klas olejów przeznaczonych do warunków zimowych (oznaczane symbolami 0W, 5W, 10W, 15W, 20W i 25W) oraz 8 klas olejów letnich (oznaczane liczbami 8, 12, 16, 20, 30, 40, 50 i 60). Oprócz tego klasyfikacja wg SAE wyróżnia też tzw. oleje wielosezonowe – ich oznaczenie na pierwszym miejscu zawiera oznaczenie zakresu eksploatacji w warunkach zimowych, natomiast na drugim oznaczenie, które charakteryzuje wykorzystanie oleju w warunkach wysokich temperatur. Zasada jest prosta – im niższa jest
pierwsza liczba, tym niższe mogą być temperatury eksploatacji, a im wyższa będzie druga liczba, tym wyższe mogą być temperatury pracy. Klasyfikacja lepkościowa jest bardzo istotna dla doboru oleju, ponieważ lepkość oleju zmienia się wraz ze zmianami temperatury – w niskich temperaturach lepkość się zwiększa, co powoduje wzrost oporów ruchu między trącymi elementami. Z kolei w wysokich temperaturach lepkość się zmniejsza, co pogarsza warunki smarne i może prowadzić nawet do zerwania filmu olejowego.

Oprócz klasyfikacji lepkościowej oleje silnikowe są również klasyfikowane jakościowo, z tym że mamy tu dwie główne klasyfikacje. Pierwsza z nich to obowiązująca w krajach europejskich
klasyfikacja wg ACEA (Europejskie Stowarzyszenie Producentów Samochodów) – oznaczenie klasy oleju składa się z litery i cyfry – dla silników Diesla w ciągnikach najpopularniejsze są klasy
ACEA E2, ACEA E4 czy ACEA E6 (tzw. niskopopiołowe – przeznaczone do silników z układami DPF). Druga klasyfikacja jakościowa odbywa się według API (Amerykański Instytut Nafty) – w tym
przypadku oznaczenie ma dwie litery – pierwsza z nich wskazuje na rodzaj silnika, do którego przeznaczony jest olej (S – silniki o zapłonie iskrowym, C – silniki Diesla), druga litera i cyfra oznaczają klasę jakości (im wyższa litera, tym lepsza jakość). W ciągnikach rolniczych na ogół stosuje się oleje o oznaczeniach CC – CJ. Często zdarza się, że na etykiecie oleju występują dwa oznaczenia jednocześnie (API/ACEA). Cechy użytkowe oleju silnikowego oraz jego jakość zależą od sposobu jego wytwarzania. Tu wyróżnia się dwie główne odmiany, czyli oleje mineralne
i syntetyczne. Pierwsze z nich powstają w wyniku destylacji i rafinacji ropy naftowej, natomiast drugie są pozyskiwane w wyniku reakcji chemicznych w warunkach laboratoryjnych. W praktyce oleje syntetyczne cechują się mniejszymi zmianami lepkości przy zmianach temperatur. Istotną cechą olejów syntetycznych jest też lepsza zdolność do wypłukiwania zanieczyszczeń z układu
olejenia. O ile w przypadku nowych silników jest to cecha pożądana, to dla starszych silników może okazać się wadą, gdyż wypłukanie osadzanych przez dłuższy czas zanieczyszczeń może zakończyć się tym, że zatkają one kanał olejowy. Ponadto zbyt agresywne usuwanie zanieczyszczeń może spowodować powstanie nieszczelności. Nie jest zatem zalecane stosowanie oleju syntetycznego do silników, które konstrukcyjnie nie były do tego przystosowane i na dodatek zdążyły przepracować duże przebiegi na oleju mineralnym.

Kiedy wymienić olej w silniku?

Na to pytanie nie ma jednoznacznej odpowiedzi, ponieważ to producent ciągnika podaje w instrukcji obsługi dane dotyczące częstotliwości wymiany oleju i zaleca konkretne jego rodzaje. Pewne
problemy może sprawić dobór oleju do starszych maszyn z rynku wtórnego – jeśli nie mamy do dyspozycji instrukcji obsługi, to musimy zaczerpnąć wiedzy od producentów lub dystrybutorów oleju
– koncerny petrochemiczne (np. Orlen, Shell czy Lotos) udostępniają katalogi z modelami pojazdów i zalecanymi rodzajami olejów oraz interwałami między wymianami. Ogólnie można przyjąć, że
średni przebieg ciągnika między wymianami oleju to 400 – 600 mth, jednak jest to zależne od warunków eksploatacji – niekiedy może zdarzyć się, że przy intensywnej eksploatacji ciągnika w różnych warunkach olej będzie kwalifikował się do wymiany już przy 200 – 300 mth. Szczególne znaczenie ma tu praca w wysokich temperaturach – wzrost temperatury powoduje bowiem szybszą
degradację oleju. Przy wymianie oleju niezwykle ważna jest wymiana filtrów i ich dobór – nie warto tu oszczędzać, ponieważ ewentualna usterka silnika może nas narazić na nieporównywalnie
wyższe koszty niż oszczędność wynikająca z zakupu tańszego zamiennika filtra.

Oleje w skrzyniach biegów i oleje hydrauliczne

Skrzynie biegów w ciągnikach stanowią bardzo złożone podzespoły, które na dodatek cechują się dużą zmiennością warunków eksploatacji (zmienne obciążenia, duże siły i momenty obrotowe, wysokie temperatury pracy). To sprawia, że elementy skrzyni przekładniowych muszą być smarowane olejem dobrej jakości – główny wymóg, to zmniejszenie tarcia, w wyniku czego zapewniona zostanie cicha, płynna praca przekładni. Podobnie jak w przypadku olejów silnikowych, oleje przeznaczone do skrzyni biegów też podlegają klasy fikacjom. Klasyfikacja lepkościowa wg
SAE wyróżnia 9 klas lepkości oznaczanych liczbami 70 – 250; im wyższa liczba, tym większa będzie maksymalna temperatura, przy której olej zachowa swoje właściwości smarne. Z kolei jakościowa klasyfikacja olejów przekładniowych jest wyrażana przez litery GL (ang. Gear Lubricant) oraz cyfry
z zakresu 1 – 6 (im wyższa cyfra, tym większe obciążenia i temperatury może znieść olej). Typowe oleje przekładniowe nadają się również do stosowania w przednich mostach ciągników oraz w zwolnicach. Niekiedy zdarza się, że producent oleju podaje w oznaczeniu dodatkowe informacje na temat warunków eksploatacji oleju – np. „extreme pressure” będzie oznaczało zapewnienie właściwości smarnych nawet przy bardzo dużych obciążeniach mechanicznych.

Z praktyki wiadomo, iż bardzo popularnym rozwiązaniem w ciągnikach jest wspólny układ oleju w skrzyni biegów i w układzie hydrauliki. Jednakże w niektórych rozwiązaniach układ hydrauliczny ma własny obieg oleju – wówczas zasadne będzie zastosowanie oleju „typowo” hydraulicznego. Oleje te klasyfikowane są wg norm DIN 51 524 cz. II i III oraz ISO 6734/4. Należy pamiętać, że oleje hydrauliczne muszą cechować się zdolnością przenoszenia dużych sił (olej jest tzw. czynnikiem roboczym) oraz zapewniać właściwe smarowanie elementów układów hydraulicznych. Bardzo
istotne jest przy tym zapobieganie powstawaniu zanieczyszczeń i korozji. Nawet niewielkich rozmiarów zanieczyszczenia zawarte w oleju hydraulicznym mogą prowadzić do uszkodzeń elementów hydrauliki. Według normy ISO wyróżnia się 7 klas olejów hydraulicznych
(oznaczane symbolami HH, HL, HM, HR, HV, HG, HS), a w normie DIN wyróżnia się 4 klasy (HL, HLP, HVLP, H LPD).

Uniwersalne oleje do ciągników

Z uwagi na zmniejszenie kosztów zakupu oleju oraz wygodę serwisowania w niektórych przypadkach zasadne staje się zastosowanie jednego oleju do kilku podzespołów ciągnika. Bardzo często
przy zakupie oleju do ciągnika, można spotkać się z oznaczeniem UTTO. Oznacza on skrót od słów Universal Tractor Transmission Oil. W praktyce taki olej jest klasyfikowany jako hydrauliczno-przekładniowy, który zapewni właściwości smarne w skrzyni biegów i w układach mokrych hamulców, a jednocześnie będzie dobrym czynnikiem roboczym w układzie hydraulicznym.

Przed zakupem takiego oleju należy jednak sprawdzić, czy nasz ciągnik jest do niego przystosowany – może się bowiem okazać, że producent narzuci konkretne wymagania. Skrajną odmianą olejów uniwersalnych były te oznaczane literami STOU (Super Tractor Oil Universal). Tego typu
oleje były przeznaczone zarówno do elementów układów napędowych i hydraulicznych, jak i do silników. Jednak postęp, jaki dokonał się w konstrukcjach silników spalinowych, bardzo ograniczył
takie rozwiązanie, w związku z czym w nowoczesnych ciągnikach oleje typu STOU praktycznie nie są stosowane.

dr inż. Marek Brennensthul, Instytut Inżynierii Rolniczej, Uniwersytet Przyrodniczy we Wrocławiu