Tribológiai paradigmaváltás: Az ILSAC GF-7 és az öregített olajok LSPI-stabilitása

Forrás: Infineum Insight – ILSAC GF-7

A belsőégésű motorok kenéstechnikájában a 2025. március 31-i dátum nem csupán egy új szabvány bevezetését jelöli, hanem egy alapvető mérnöki szemléletváltást is. Az ILSAC GF-7 specifikáció megjelenése – amely közvetlen válasz a modern TGDI (Turbocharged Gasoline Direct Injection) motorok termodinamikai és tribokémiai kihívásaira – véget vet annak a korszaknak, amikor a motorolaj teljesítményét kizárólag friss állapotában vizsgáltuk.

Ez a cikk az Infineum tribológiai kutatásaira támaszkodva elemzi az új szabvány műszaki hátterét, különös tekintettel az oxidatív degradáció hatására kialakuló sztochasztikus előgyújtásra, ami másnéven az LSPI.

Legutóbbi cikkünkben a megfelelő motorolajszint használatáról írtunk. Ezt a cikket IDE KATTINTVA olvashatja el

A kémiai degradáció és az LSPI kapcsolata (Aged Oil LSPI)

A korábbi szabványok (ILSAC GF-6 / API SP) egyik legnagyobb hiányossága az volt, hogy az alacsony fordulatszámú előgyújtás (LSPI) elleni védelmet a Sequence IX motorteszt során kizárólag friss, degradálatlan kenőanyagon vizsgálták. Az Infineum és az iparági partnerek kutatásai azonban rávilágítottak egy kritikus korrelációra: az olajcsere-periódus végéhez közeledve a védelem drasztikusan csökkenhet.

A tribokémiai mechanizmus:

A motorolaj oxidációja során savas bomlástermékek és polimer prekurzorok keletkeznek. A detergens rendszer (amely jellemzően kalcium- és magnézium-szulfonátok/fenátok kolloidális diszperziója) feladata ezen savak semlegesítése. Ahogy a bázistartalék (TBN) fogy, és a diszpergens kapacitás telítődik, a detergens micellák szerkezete megváltozik.

• A probléma: A degradálódott, „fáradt” olajban a detergens komponensek (különösen a kalcium) hajlamosabbak az agglomerációra és a hengerfalon történő kiválásra. Ezek a lerakódások a sűrítési ütem során leválva, az üzemanyag-aeroszollal keveredve katalitikus hatást fejtenek ki az öngyulladásra, drasztikusan csökkentve az aktiválási energiát.
• Az ILSAC GF-7 szabványban, mint megoldás: A szabvány bevezeti az Aged Oil Sequence IX tesztet. Ez előírja, hogy a kenőanyagnak szimulált öregítési ciklus után is garantálnia kell az LSPI-vel szembeni hajlamot. Ez kémiai oldalról robusztusabb, oxidáció-stabilabb alapolajokat (magasabb minőségű Group III/IV bázis) és új generációs, magnézium-domináns detergens rendszereket követel meg.

Termodinamikai tisztaság: Sequence IIIH és a kokszosodás

A közvetlen befecskendezéses motorok egyik rákfenéje a részecskeképződés (PM) és a dugattyúgyűrű-zóna kokszosodása. A lerakódások nemcsak a gyűrűk megszorulását (ring sticking) okozhatják, hanem hőszigetelő rétegként viselkedve növelik a dugattyú hőterhelését, továbbá izzó pontként (hot spot) maguk is előgyújtást generálhatnak.

Az ILSAC GF-7 a Sequence IIIH teszt keretében szigorította a „Weighted Piston Deposit” (WPD) határértékeit.

• Műszaki vonatkozás: Ez a követelmény kényszeríti a gyártókat a hamumentes diszpergensek (ashless dispersants) és a magas hőmérsékletű antioxidánsok (pl. difenil-aminok, fenolos vegyületek) arányának optimalizálására. A cél, hogy a dugattyú hornyai és palástja a magas hőmérsékletű (300°C+) környezetben is mentesek maradjanak a lakkosodástól és a karbonlerakódásoktól.

Az utókezelő rendszerek védelme: A 0,9%-os hamukorlát

Az európai (ACEA) és az amerikai/ázsiai (API/ILSAC) szabványok konvergenciáját jelzi a szulfáthamu-tartalom (Sulphated Ash) maximalizálása 0,9 tömegszázalékban.

• Az Ok: A benzinüzemű részecskeszűrők (GPF) pórusmérete és regenerálási stratégiája érzékeny a nem éghető fémoxidokra (hamura). A túl magas hamutartalom a szűrő irreverzibilis eltömődéséhez vezet, ami növeli a kipufogógáz-ellennyomást, rontva a gázcserét és csökkentve a motor hatásfokát.
• Kémiai kihívás: A hamu forrása elsősorban a kopásgátló (ZDDP) és a detergens (Ca/Mg) adalék. A 0,9%-os limit miatt a formulőröknek olyan „low-SAPS” jellegű, de mégis magas védelmet nyújtó adalékcsomagokat kell alkalmazniuk, amelyek korábban csak a prémium európai (pl. ACEA C-széria) olajokra voltak jellemzőek.

Viszkozitás és hidrodinamika: GF-7A vs. GF-7B

A szabvány továbbra is két osztályú struktúrát követ a viszkozitási osztályok tekintetében, a hidrodinamikai súrlódás minimalizálása érdekében:

• ILSAC GF-7A: Visszafelé kompatibilis kategória (SAE 0W-20, 5W-20, 0W-30, 5W-30, 10W-30). Itt a Sequence VIE teszt szigorítása jelent kihívást: a kenőanyagnak mérhetően alacsonyabb súrlódási veszteséget kell biztosítania a vegyes kenési állapotokban (boundary / mixed lubrication).
• ILSAC GF-7B: Kizárólag az ultra-alacsony viszkozitású (SAE 0W-16) kenőanyagokra vonatkozik. Ez nem visszafelé kompatibilis. Ezen olajoknál a HTHS (High Temperature High Shear) viszkozitás kritikus határértéken mozog, így a folyadéksúrlódás minimalizálása mellett a kopásvédelem fenntartása (pl. molibdén-észter alapú súrlódásmódosítók alkalmazásával) a legnagyobb mérnöki feladat.

Konklúzió

Az Infineum elemzése rámutat, hogy az ILSAC GF-7 nem csupán „egy újabb matrica a flakonon”. Ez a szabvány a belsőégésű motorok fejlődésének jelenlegi csúcsát tükrözi, ahol a kémiai stabilitás az olajcsere-periódus végéig már nem elvárás, hanem alapkövetelmény.

A szakmabelieknek és a tudatos felhasználóknak meg kell érteniük: a modern, nagy fajlagos teljesítményű motorok védelme a tribokémiai folyamatok szintjén dől el. A GF-7-es olajok használata garantálja, hogy a motor 10-15 ezer kilométer után sem válik a saját kenőanyagának áldozatává.

A cikk alapjául szolgáló eredeti technikai dokumentáció elérhető az Infineum Insight oldalán.

Ha kenéstechnikai tanácsadásra van szüksége, vagy segítséget keres a megfelelő kenőanyagok kiválasztásához, forduljon hozzánk bizalommal az alábbi elérhetőségeken:

E-mail: olajosvili@gmail.com

Telefon: +36 30 285 8781