Tribolex Expertise, ervaring en creativiteit
Motorolie voor kleine tweetakt motoren
Kleine tweetaktmotoren worden toegepast in tweewielers, buitenboordmotoren, jetskis,, handgereedschap als motorzeisen, "bushcutters", kettingzagen, bladblazers etc, in sneeuwscooters en in allerlei lichte tuinbouwapparatuur. Dergelijke motoren kennen verbruiks- of verliessmering: het smeermiddel wordt maar één maal gebruikt. Vroeger werden tweetaktmotoren ook in personenauto's gebruikt (o.a. Saab, DKW, Wartburg, Trabant). Een bijzonderheid van kleine tweetaktmotoren is dat ze in elke stand kunnen worden gebruikt, hetgeen van belang is voor toepassing in handgereedschap. Een viertaktmotor kan niet zonder speciale dure voorzieningen ondersteboven worden gebruikt, een tweetaktmotor wel.
Smering van tweetakt motoren
Smering vind meestal plaats door aan het aangezogen brandstof/lucht mengsel een zekere hoeveelheid motorolie mee te geven. In het spoelcarter slaat een deel van deze smeerolie neer op de relatief koude motordelen en dient daar voor de smering van de krukas en de drijfstang- en zuigerpenlagers. Een ander deel gaat via de spoelpoorten met het brandstof/lucht mengsel mee de verbrandingsruimte in en dient dan voor de smering van zuigerveren en cilinder. In de spoelruimte bestaat min of meer een evenwicht tussen de aangevoerde olienevel en de hoeveelheid die via de spoelpoorten verdwijnt, in de verbrandingsruimte verbrandt een deel van de smeerolie en dit wordt met de uitlaatgassen naar buiten in het milieu afgevoerd.
Meer recent is de ontwikkeling van direct ingespoten tweetaktmotoren waar brandstof onder druk direct in de verbrandingsruimte wordt ingespoten. Brandstof kan daarbij niet meer als "drager" voor smeerolie worden gebruikt. Dergelijke motoren hebben daarom een apart injectiesysteem voor de smeerolie. Deze opzet maakt het mogelijk zowel het specifiek brandstofverbruik als het olieverbruik en de emissies aanmerkelijk terug te brengen. Doordat smeerolie niet meer door brandstof wordt "weggespoeld" en tevens een deel van de olie ook niet zonder smerende taken te hebben verricht verbrandt, kan het olieverbruik sterk worden teruggeschroefd, vooral onder lage belasting. Dat helpt ook bij het terugdringen van poortblokkage, een klassiek tweetaktprobleem.
Smeersystemen
Er zijn een drietal manieren in gebruik om de smeerole toe te voeren. Bij de klassieke mengsmering en de traditionele olie-injectie is het brandstof/lucht mengsel het transportmiddel, maar de manier waarop de olie wordt gedoseerd verschilt. Bij de klassieke mengsmering wordt vooraf brandstof met tweetaktolie gemengd en bevat de brandstoftank dus benzine met een beetje olie (2 tot 5%). Bij motoren met een olie-injectiesysteem wordt een doseerpompje toegepast met variabele opbrengst. Het pompje zorgt er voor dat de juiste hoeveelheid olie wordt toegevoegd aan de bewegende brandstof/luchtstroom in het inlaattraject. De hoeveelheid toegevoerde olie wordt bepaald door toerental en stand van de gashendel. In beide gevallen wordt dus olie toegevoegd aan het brandstof/lucht mengsel, maar de plaats waar dit gebeurt verschilt. Bjj moderne motoruitvoeringen met directe brandstofinjectie is het oliesysteem geheel van het brandstofsysteem gescheiden en is er een apart pompje voor de olie-injectie. De olie wordt niet in de luchtstroom geinjecteerd maar direct in het spoelcarter verneveld door doseurs die de nevel richten op de lagers en de onderkant van de cilinder. Een deel van die nevel gaat met de spoellucht naar de vrebrandingsruimte en zorgt voor de smering van het bovenste deel van de cilinder.
Probleemgebieden
Door de volkomen andere wijze van smeeroliedosering en de andere motoropbouw zijn de technische problemen die de smeerolie moet zien op te lossen anders dan bij een viertaktmotor. Standtijd speelt geen enkele rol vanwege het eenmalige gebruik. Het tegengaan van afzettingen, corrosie en vastkleven van zuigereren echter des te meer. In de afbeelding is te zien wat er zo al aan problemen zijn op te lossen.
De aangegeven problemen hebben ten dele met smering, ten dele met het goed functioneren van de motor en ten dele met het milieu te maken. Het leidt er toe dat, ondanks het eenmalig gebruik, moderne tweetaktolie een tamelijk ingewikkeld mengsel is om zo goed mogelijk aan alle eisen te voldoen.
Samenstelling van tweetakt motorolie
Tweetaktolie bestaat uit basisvloeistoffen met daarin opgenomen additieven met reinigende en corrosiewerende werking. Traditioneel wordt minerale basisolie gebruikt, soms vermengd met plantaardige olie. Plantaardige olie geeft een uitstekende smering, maar is erg gevoelig voor oxidatie en geeft daardoor relatief veel vervuiling die niet volledig door additieven kan worden voorkomen. Inmidels wordt plantaardige olie alleen nog in uitzonderlijke situaties ingezet bij wedstrijdtoepassingen.
Moderne tweetaktolie bevat veel synthetische componenten, met name (polyol-)esters en polybutenen. Esters zijn een uitstekend smeermiddel, maar zijn hygroscpisch. Daardoor kan er bij motoren die niet dagelijks worden gebruikt sterke corrosie optreden wanneer er geen extra aandacht aan corrosiewering wordt gegeven. Polybutenen leveren een bijdrage aan de vermindering van uitlaatrook.
Luchtkoeling en waterkoeling
Bij kleine tweetakten met luchtkoeling kunnen zeer hoge temperaturen optreden. Dit maakt de kans op het optreden van ongewenste afzettingen groter. Watergekoelde motoren kennen een heel ander temperatuurregime. Bij watergekoelde motoren is de kans op corrosie aanzienlijk groter, omdat ze veelvuldig licht belast draaien. Er zijn daarom verschillende oliespecificaties in omloop, die rekening houden met die verschillen. Bij watergekoelde buitenboordmotoren worden de met de uitlaatgassen naar buiten komende smeerolieresten onder water afgevoerd. Dat betekent een directe uitstoot in het aquatisch milieu. Om die reden worden daar vaak biologisch afbreekbare producten voorgeschreven die minder schade toebrengen aan het milieu.
Specificaties voor tweetaktolie
Er zijn verschillende organisaties die specificaties hebben opgesteld voor tweetakt motorolie. Een aantal daarvan zijn inmiddels vervallen omdat zowel de noodzakelijke tests niet meer kunnen worden uitgevoerd en ook de specificaties zelf niet meer een voldoende kwaliteit garanderen voor moderne tweetakten De viscositeit wordt aangegeven met SAE-getallen, de prestaties zijn vastgelegd in onderstaande specificaties:.
| specificatie | bestemd voor: | opmerkingen: |
|---|---|---|
JASO FA |
motoren met lichte belasting |
ongeschikt voor moderne motoren |
JASO FB |
motoren met gemiddelde belasting |
alleen geschikt voor motoren met lichte belasting en mengsmering |
JASO FC |
motoren met gemiddelde belasting, weinig rook vormend |
geschikt voor motoren van aziatische origine met gemiddelde belasting |
JASO FD |
motoren met hoge belasting, weinig rook vormend |
geschikt voor moderne hoogbelaste motoren |
ISO-L-EGB |
als JASO FB |
alleen geschikt voor motoren met lichte belasting en mengsmering |
ISO-L-EGC |
als JASO FC |
bedoeld voor motoren van aziatische origine |
ISO-L-EGD |
motoren met hoge belasting, zeer rookarm |
bedoeld voor moderne hoogbelaste motoren van europese origine |
Er zijn op dit moment geen actuele specificaties voor buitenboordmotoren. De vroegere BIA/NMMA TCW specificaties zijn vervallen, maar worden nog wel gebruikt. Er zijn wel veel producten specifiek voor buitenboordmotoren. Het bijzondere aan die producten is meestal zowel het feit dat ze biologisch afbreekbaar zijn en bougievervuiling bij langdurig onbelast draaien weten te voorkomen.
Voor moderne luchtgekoelde motoren hebben producten die voldoen aan JASO FD of ISO-L-EGD de voorkeur omdat ze zowel een goede bescherming tegen afzettingen, corrosie en vreten bieden als zeer weinig rook produceren. Het zijn zogenaamde "low ash" producten met een relatief laag sulfaatasgetal. Niettemin beschikken ze over voldoende detergent/dispersant om luchtgekoelde motoren effectief schoon te houden.
Voor buitenboordmotoren wordt nog steeds de BIA/NMMA TC-W3 specifcatie genoemd. Die is al zeer oud, maar er is nog geen opvolger voor. Het betreft een specificatie voor olie met een zogenaamde "ashless dispersant" waardoor "parelen" van bougies bij langdurig lichtbelast draaien kan worden voorkomen. Omdat de temperaturen bij deze matig belaste watergekoelde motoren aanzienlijk lager zijn dan bij luchtgekoelde tweetakten bestaat er minder behoefte aan metallische detergenten. Er is dus een duidelijk onderscheid tussen tweetaktolie voor hoogbelaste luchtgekoelde tweetakten enerzijds en matig belaste watergekoelde tweetakten anderzijds, de producten zijn niet uitwisselbaar.
Links
NMMA (National Marine Manuacturers Association)
NMMA TC-W-3 testvereisten
Meer informatie