U staršího motoru se někdy postupovalo jednoduše. Začal brát olej? Nalila se „čtyřicítka“ místo „třicítky“ a často byl na nějakou dobu klid. U moderního motoru už podobný experiment nemusí být úplně dobrý nápad. Olej dnes totiž nemaže jen klikovou hřídel a písty.
Současná maziva fungují i jako hydraulická kapalina pro variabilní časování ventilů, napínají rozvody, chladí písty, mažou turbodmychadla a jejich tlak i průtok aktivně řídí olejová čerpadla. Když tedy výrobce předepisuje třeba 0W-20, není to pouze kvůli o pár decilitrů nižší spotřebě.
Olej 0W-20 není za studena „dvacítka“ a za tepla „nula“, jak se někdy vykládá. První část označení s písmenem W popisuje vlastnosti oleje za nízkých teplot. Čím je číslo nižší, tím lépe musí olej splnit požadavky na čerpatelnost a schopnost umožnit motoru start při nízkých teplotách. Druhé číslo pak určuje viskozitní třídu oleje při vysoké provozní teplotě.
Rozdíl mezi SAE 20 a SAE 40 přitom není kosmetický. Olej třídy SAE 20 má při 100 °C kinematickou viskozitu nejméně 6,9 a méně než 9,3 mm²/s. SAE 40 začíná na 12,5 a končí pod 16,3 mm²/s. I nejřidší „čtyřicítka“ je tedy při této teplotě výrazně viskóznější než nejhustší olej třídy 20.
To ale automaticky neznamená, že 5W-40 je špatný olej. Pro motor, který je na něj navržený, může být přesně tím, co potřebuje. Problém nastane ve chvíli, kdy výrobce požaduje například 0W-20 určité specifikace a my rozhodneme, že hustší olej bude přece mazat lépe.
Po nalití hustšího oleje může člověka uklidnit jedna věc – motor ukazuje vyšší tlak mazání. To zní logicky. Větší tlak znamená více oleje a lepší ochranu motoru. Jenže tak jednoduché to není. Olejové čerpadlo vytváří průtok a tlak vzniká jako důsledek odporu, proti kterému musí olej proudit. Hustší kapalina klade průtoku větší odpor, takže může tlak vzrůst. To ale vůbec neznamená, že se ke každému mazanému místu současně dostává větší množství oleje.
Moderní motory navíc běžně používají regulovaná nebo řízená olejová čerpadla. Jejich úkolem není držet maximální možný tlak, ale dodávat právě takové množství oleje, jaké motor v daném okamžiku potřebuje. Pokud tlak naroste nad požadovanou hodnotu, systém výkon čerpadla omezí, nebo zasáhne přepouštěcí ventil. Takže ano, hustší olej může na manometru vypadat „lépe“. Z hlediska mazání to ale není důkaz prakticky ničeho.
Zdaleka největší rozdíly ve viskozitě nastávají za studena. Jakmile motor stojí přes noc venku a olej vychladne třeba na 0 °C nebo hluboko pod bod mrazu, jeho viskozita proti provozní teplotě dramaticky vzroste. Po startu chceme přesný opak – aby čerpadlo co nejrychleji natáhlo olej z vany a rozvedlo ho do hlavních mazacích kanálů, ložisek klikové hřídele, hlavy válců a turbodmychadla. Příliš hustý olej tomu nepomáhá. Čerpadlo musí překonávat větší odpor a tlak může velmi rychle vystoupat až k potřebné hodnotě, přestože ještě nemusí být ideální průtok ve všech částech motoru.
Člověk tak může narazit na trochu paradoxní situaci. Systém má po studeném startu vysoký tlak oleje, ale olej se kvůli vysoké viskozitě nešíří motorem tak snadno, jak konstruktéři předpokládali. To je také jeden z důvodů, proč se u moderních aut tak rozšířily oleje 0W-20, 0W-16 a v některých případech dokonce ještě nižší viskozitní třídy. Nejde jen o tabulkovou spotřebu paliva.
Ještě citlivější může být turbodmychadlo. Jeho hřídel se roztočí velmi rychle, prakticky okamžitě po nastartování motoru, a ložiska jsou závislá na nepřetržité dodávce oleje. Přitom k turbu často vede poměrně tenké přívodní potrubí.
Turbodmychadlo samozřejmě neumře jen proto, že jste místo doporučeného 0W-20 jednou nalili 5W-30. Tak jednoduché to není. Jenže pokud použijeme olej výrazně mimo předpis výrobce, zvlášť v zimě, měníme podmínky, pro které byla celá mazací soustava navržená.
A právě při studeném startu má turbo nejmenší chuť čekat, než se k němu olej dostane. Ložiska pracují s velmi malými vůlemi a nedostatečné mazání se zde může projevit podstatně rychleji než třeba na nějakém pomalu se pohybujícím mechanismu, kde je větší prostor pro mezní mazání.
Pak tu máme věc, která u starších motorů prakticky neexistovala. Olej dnes není pouze mazivo, ale také hydraulické pracovní médium. Typickým příkladem je variabilní časování ventilů. Řídicí jednotka otevře elektromagnetický ventil, olej pod tlakem nateče do příslušné části přesuvníku vačkové hřídele a její poloha se vůči rozvodovému kolu změní. Celý systém je navržený na určitý tlak, průtok a viskozitu oleje. Vše je spočítáno a navrženo na lubrikant určitých parametrů.
Pokud do systému pustíme podstatně hustší kapalinu, přesuvník může reagovat pomaleji (ale i rychleji). Řídicí jednotka přitom přes snímače klikové a vačkové hřídele velmi dobře ví, jakou polohu požadovala a kam se vačka skutečně dostala. Když rozdíl překročí určitou mez, může skončit jízdou se svítící kontrolkou motoru a chybou časování. Kontrolka dost možná zmizí po výměně maziva za správné. Stejný princip potřeby správné kapaliny platí pro hydraulické napínáky rozvodových řetězů, hydraulická zdvihátka a další prvky závislé na přesném proudění oleje malými kanálky.
Na jednu funkci motorového oleje se docela často zapomíná. Olej odvádí teplo. Moderní přeplňované motory mají vysoké měrné výkony a písty dostávají poměrně slušnou tepelnou nakládačku. Proto se používají olejové trysky umístěné pod nimi, které stříkají olej na spodní stranu pístu. Část tepla převezme olej a odnese ho pryč.
Právě zde je krásně vidět, proč nelze mazání posuzovat jen podle věty „hustší vytvoří silnější film, takže je lepší“. K přenosu tepla potřebujeme také dostatečné množství proudícího oleje. Pokud změníme jeho viskozitu, změníme tlakové ztráty v kanálech, chování regulačních ventilů a podmínky, za kterých olej jednotlivými tryskami proudí. Podobně olej chladí ložiska, klikovou hřídel nebo turbodmychadlo. Mazací a chladicí funkci od sebe jednoduše úplně oddělit nejde.
Představte si dvě stejné součástky oddělené vrstvou kapaliny. Čím větší má kapalina viskozitu, tím větší sílu potřebujeme k tomu, abychom jednu součástku posouvali proti druhé. Přesně to se v motoru děje na obrovském množství míst. Kliková hřídel se otáčí v olejovém filmu, písty se pohybují ve válcích a čerpadlo musí olej protlačovat soustavou. Vyšší viskozita tedy znamená také vyšší hydrodynamické a čerpací ztráty.
Rozdíl nemusí být takový, že po nalití 5W-40 namísto 0W-20 najednou stoupne spotřeba o dva litry. Ale nějaká energie navíc se spotřebuje. Právě omezení těchto ztrát je jeden z důvodů, proč automobilky přešly k olejům s nižší viskozitou. U dnešních motorů se přitom honí každá desetina procenta účinnosti. Výrobce optimalizuje ložiskové vůle, povrchové úpravy, pístní kroužky i čerpadlo jako jeden celek. Pak nedává příliš smysl do něj nalít olej o několik viskozitních tříd výše jen proto, že „hustší přece lépe maže“.
Abychom to celé nepřehnali opačným směrem – hustší olej má samozřejmě i vlastnosti, které mohou být užitečné. Při vyšší viskozitě může vytvářet silnější hydrodynamický film a u opotřebeného motoru s většími vůlemi někdy skutečně pomůže zvýšit tlak nebo snížit spotřebu oleje.
Proto také nelze tvrdit, že přechod například z 5W-30 na 5W-40 motor automaticky poškodí. U některých agregátů výrobce dokonce připouští několik viskozitních tříd podle teploty okolí nebo provozních podmínek. Jenže to je něco úplně jiného než svévolně nalít výrazně hustší olej do nového motoru navrženého třeba výhradně pro 0W-20.
A nakonec možná nejdůležitější věc. Označení 0W-20 nebo 5W-40 nám říká pouze něco o viskozitě. Neříká, jestli je olej pro konkrétní motor schválený. Vedle SAE viskozity existují specifikace ACEA a hlavně vlastní normy automobilek. Ty řeší odolnost proti opotřebení, tvorbu úsad, oxidaci, kompatibilitu s filtry pevných částic, obsah popelotvorných přísad, chování při vysokém smykovém namáhání a celou řadu dalších parametrů.
Dva oleje 0W-20 tak mohou být z hlediska konkrétního motoru naprosto odlišné. Jeden splňuje předepsané schválení výrobce a druhý ne. Proto není nejlepší rada „vždycky dávejte co nejřidší olej“. Stejně špatná je rada „dejte tam hustší, motoru to prospěje“. Správný je olej s viskozitou a především specifikací, kterou pro daný motor předepisuje výrobce auta.
Když do motoru jednorázově nalijete olej o jednu třídu hustší, pravděpodobně se okamžitě nezadře. Největší problém je spíš dlouhodobý provoz s mazivem, se kterým konstruktéři při návrhu olejového čerpadla, VVT, turbodmychadla a přesných mazacích kanálů nepočítali. Moderní motor je totiž na oleji závislý daleko více, než bývalo zvykem. A čísla napsaná na kanystru už dávno nejsou jen orientační doporučení.
