Geschiedenis:

Menigeen kan bij het zien van een auto de leeftijd redelijk goed inschatten. Zeker bij een oldtimer. Dit komt omdat het model, de vorm voor ons herkenbaar is. We zijn er als het ware vertrouwd mee.
De ontwikkelingen bij motorolie zijn niet minder revolutionair als de ontwikkeling van de eerste oldtimers tot de huidige moderne auto's. Toch is de vooruitgang in technologie en kwaliteit van motorolie voor velen minder zichtbaar, bij velen zelfs onbekend. Een fles blijft een fles en olie blijft een vormloze goudkleurige vloeistof. Echter aan de kwaliteit van de motorolie is in de afgelopen eeuw veel veranderd.
De geschiedenis van de smeermiddelen gaat terug tot de oude Egyptenaren. Vanaf 2400 voor Christus gebruikten zij als eerste dierlijke en plantaardige vetten en oliën als smeermiddel bij allerhande werkzaamheden.
Tot het verschijnen van de eerste verbrandingsmotoren (eind 19e eeuw) is de ontwikkeling van de olie slechts langzaam verlopen. Sindsdien is de behoefte aan betere smering en smeermiddelen snel toegenomen. Bij de huidige stand van de techniek is een moderne vol synthetische motorolie een echt hightech product geworden waarvan de ontwikkeling vele miljoenen dollars kost.

Functies smeermiddel:

Primair:

• loopvlakscheiding, door het opbouwen van een smeerfilm worden loopvlakken volledig van elkaar gescheiden dit om slijtage en wrijving te minimaliseren. Elk oppervlak, hoe goed ook bewerkt, heeft een bepaalde ruwheid. Onder een microscoop ziet een glad oppervlak er uit als de Alpen: bergen en dalen. Zonder smeermiddel glijden bewegende metalen onderdelen onbeschermd over elkaar, ze raken elkaar. Door het langs elkaar bewegen ontstaat er plaatselijk als gevolg van wrijving een zo hoge temperatuur dat de "bergtoppen" aan elkaar vastlassen. Door de doorgaande beweging worden de toppen weer uit elkaar gerukt. Het resultaat is hoge wrijving en slijtage. De kunst van goed smeren is dit vastlassen te voorkomen.
• vorming beschermende laag, bij bijvoorbeeld het starten of het stoppen van een motor is de vorming van een volledige smeerfilm niet geheel mogelijk. De achtergebleven beschermende laag van het smeermiddel moet slijtage bij deze situaties binnen de perken houden cq. voorkomen.

Secundair:

• warmte afvoer, warmte welke afkomstig is van wrijving en van de verbrandingsprocessen in een motor zullen moeten worden afgevoerd.
• corrosiebescherming, vocht kan op loopvlakken terecht komen en in combinatie met verbrandingsproducten kunnen ze zelfs zuren vormen welke gemakkelijk corrosie in een systeem kunnen vormen. Het smeermiddel dient deze vorming tegen te gaan.
• afvoer slijtageproducten en vuil, deze stoffen dienen zo snel mogelijk uit de contactzones te worden verwijderd anders ontstaat er nog meer slijtage.
• afdichting, dit is een extra ondersteunende functie van het smeermiddel om bijvoorbeeld zuigerveren tijdens de werkprocessen extra afdichting te geven.
• demping, het opvangen door middel van een smeerfilm van hinderlijke geluiden of schadelijke trillingen in de diverse systemen.

Soorten smeermiddelen:

• mineraal, dit is de grootste groep van smeermiddelen. Ze worden vervaardigd uit aardoliën. Door middel van splitsing worden bruikbare basiscomponenten verkregen en ongewenste stoffen verwijderd.
• synthetisch, deze groep wordt via chemische weg uit andere specifieke basisproducten vervaardigd. Synthetische oliën worden toegepast daar waar de minerale oliën niet aan de gestelde eisen kunnen voldoen van bijvoorbeeld: levensduur, temperatuurbestendigheid en viscositeitindex.
• semi-synthetisch, dit is een mengsel van minerale- en synthetische basisoliën.

Toevoegingen/additives/dopes:

Voor 1938 werden er aan smeermiddelen geen dopes toegevoegd en had men alleen te maken met ongedoopte oliën. Als gevolg van steeds hogere vermogens dichtheden voldeden de ongedoopte oliën niet meer aan de gestelde eisen en moesten er smeermiddelen gemaakt worden welke wel aan deze eisen konden voldoen. Dopes worden toegevoegd om de eigenschappen die de basisolie van nature al heeft te verbeteren of eigenschappen die ontbreken toe te voegen.

Belangrijke soorten dopes:

• VI-verbeteraars, met name minerale oliën hebben de eigenschap bij temperatuurstijgingen een sterke daling te hebben in de viscositeit (= de mate van vloeibaarheid van een olie bij bepaalde temperaturen). VI-verbeteraars zorgen ervoor dat de olie bij sterk wisselende temperaturen altijd de gewenste viscositeit heeft. Dergelijke oliën hebben een hoge viscositeitindex.
• wrijvingsverlagende dopes ook wel friction modifiers genoemd laten een beschermend laagje achter om zo hun werk te doen bij grenssmering, en tijdens in bedrijf zijn zorgen ze ervoor dat de inwendige wrijving wordt beperkt.
• anti slijtage dopes. Dit is een dope die de contactvlakken gladder maakt bij hogere temperaturen waardoor slijtage vermindert wordt.
• EP of anti las dopes. Bij hoge temperaturen worden op plaatsen welke elkaar raken laagjes gevormd waardoor de vlakken niet aan elkaar vast lassen, dit doordat het gevormde laagje gemakkelijk afschuift maar bij loodrechte belasting op zijn plaats blijft.
• anti oxidanten zijn dopes die de veroudering van de olie door oxidatie tegen gaan.
• anti corrosie dopes zorgen voor extra bescherming tegen corrosie door vochtinwerking en de inwerking zure verouderings- en verbrandingsproducten.
• dispergerende en detergerende dopes. Zij zorgen ervoor dat vuil wordt ingekapseld in kleine delen en dat deze delen zwevend worden gehouden in de olie. Eigenlijk de zelfde werking als een wasmiddel zoals iedereen thuis gebruikt.

Daarnaast zijn er ook nog dopes die schuimvorming tegengaan, waterafscheiding bevorderen, etc.

NB.: de dopes die aan de diverse oliën worden toegevoegd hebben niet het eeuwige leven. Ze worden verbruikt of zijn verzadigd in de loop van de tijd. Vandaar dat smeermiddelen periodiek vervangen moeten worden om zo smeermiddelen met nieuwe ongebruikte dopes weer goed hun smerende werk te laten doen.

Dopes versus oldtimers:

Regelmatig krijgen wij op ons bedrijf de vraag of je zomaar ongestraft een moderne motorolie in een oldtimer kunt gebruiken. Het antwoord is: nee. De meeste dope toevoegingen kunnen bij een oldtimer geen kwaad, echter de detergerende (= vuiloplossend) dopes gooien bij een oldtimer roet in het eten. Waarom? Motorontwerpen die dateren voor er motoroliën met sterk detergerende dopes waren, hielden rekening met het effectief weren van de nadelige gevolgen van diverse verontreinigingen cq. drab. In de motor en de carterpan werden diverse schotten en holtes aangebracht. Sommige motoren zijn zelfs met vernuftige drab-uitslingeronderdelen uitgerust. De olie die naar het carter terugstroomde werd via speciale voorzieningen geleid, waarin zich het drab kon afzetten. De relatief drabvrije olie werd daarna weer de motor ingepompt. De drab zette zich af als een egale stabiele vorm van vervuiling. De diverse fabrikanten schreven een periodieke reiniging van de motor voor. Dit liep uiteen van demontage van de motor tot het spoelen met een speciale spoelolie. Gaat men een oldtimer echter smeren met een olie met een sterk detergerende dope dan sterft de motor aan een infarct. Het gehele oliesysteem raakt verstopt waardoor smering van allerlei onderdelen word onderbroken met totale motorschade als gevolg. Hoe was dit mogelijk? De detergerende dopes doen hun werk zo goed dat motoren met veel drab in één keer gereinigd worden. De drab komt dan als grote en kleinere blokken los met als gevolg dat de oliezeef en oliekanalen in het motorblok verstopt raken. De beste en meest veilige smeeroplossing is zich altijd aan de originele smeervoorschriften van de fabrikant te houden.

Keuze smeermiddel:

De keuze van het smeermiddel, met gewenste specifieke specificaties en classificaties, is de taak van de constructeur.
Classificatie: systeem waarmee gelijksoortige producten kunnen worden onderscheiden, zoals bijvoorbeeld de viscositeitklassen.
Specificatie: pakket van eisen waar een smeermiddel aan moet voldoen.

Eerst wil ik wat nader ingaan op zaken welke betrekking hebben op de specificatie van de diverse oliën. Zaken die hier van belang zijn zijn:
API staat voor American Petrol Institute. Deze organisatie stelt vanaf 1947 classificatie eisen op voor motoroliën. Zij doen dat door de oliën door middel van laboratorium- en motortesten in klassen in te delen. De eerste letter slaat op de brandstofsoort van de motor, M + S = benzine en D + C = diesel. De tweede letter geeft een kwaliteitsniveau van de olie aan. Dit kwaliteitsniveau wordt in hoge mate bepaalt door het type basisolie (mineraal, semi- of synthetisch) en het toegepaste dooppakket.

API indelingen in de tijd:

Vanaf 1947 t/m 1952: Regular (ongedoopt), Premium (gedoopte olie voor benzinemotoren) en Heavy Duty (gedoopte olie voor met name dieselmotoren).
Vanaf 1952 t/m 1970: Benzinemotoren: ML (ongedoopt), MM (+ anti oxidatie dope) en MS (+ anti oxidatie en anti slijtage dope).
Vanaf 1970 t/m heden: Benzinemotoren: SA (ongedoopt), SB (lichte anti oxidatie en anti corrosie dope), SC (normale anti oxidatie en anti corrosie dope), SD (sterke anti oxidatie en anti corrosie dope), SE (=SD met zwaardere motortesten), SF/SG/SH/SJ/SL zijn aanduidingen voor moderne motoren van beginjaren tachtig van de vorige eeuw.

Omdat tegenwoordig de oliën niet meer verkocht worden met een M-specificatie onderstaand een overzicht tussen de "oude" en de "nieuwe" classificaties:
ML = SA
MM = SB/SC
MS = SD/SE

Tevens stelt de API kwaliteitseisen op voor transmissieoliën. De nog geldende klassen zijn: GL-1, 4 en 5. De letters GL staan voor Gear Lubricant. De genoemde letters houden het volgende in: 1 = licht gedoopte olie voor lichte omstandigheden voor kegel- en wormwielen en handgeschakelde versnellingsbakken. 4 = olie voor tandwieloverbrengingen met hypoidvertanding welke werken onder normale omstandigheden. 5 = als GL-4 echter voor zware omstandigheden.

Waarom kan in een gemiddelde versnellingsbak geen motorolie?
Onderstaande geldt als de leverancier voor de versnellingsbak een andere olie voorschrijft als de motorolie. Bij motorolie is een van de belangrijkste functies van het smeermiddel om de wrijving te verlaging. Bij een versnellingsbak is een van de functies om juist voldoende wrijving te realiseren om bij handgeschakelde bakken het synchromesh systeem en bij automatische bakken koppelingen en remmen goed te laten functioneren.

Dan wil ik nu wat verder ingaan op zaken welke betrekking hebben op de classificatie van de diverse oliën. Zaken die hier om de hoek komen kijken zijn:
SAE staat voor Society of Automotive Engineers. Deze organisatie heeft een systeem opgesteld inzake de viscositeit van onder andere motor- en transmissieoliën. Wat is eigenlijk viscositeit? De viscositeit van een vloeistof is de mate van weerstand van die vloeistof tegen stroming. Stroop heeft bijvoorbeeld een hele hoge viscositeit terwijl de viscositeit van water zeer laag is. De viscositeit van vrijwel elke vloeistof neemt af bij toenemende temperatuur. Een olie die bij het vriespunt zo dik is als stroop kan bij 100° C. zo dun zijn als water. Een maat voor de viscositeit-temperatuurafhankelijkheid van de olie is de zogenaamde viscositeitindex (VI). Een hoge VI houdt in dat de viscositeit van een olie relatief weinig verandert met de temperatuur. Een goede motorsmering vraagt om een lage viscositeit bij een koude motor. Het olie systeem moet immers snel op druk gebracht worden, zodat de motor makkelijk start en snel op alle plaatsen van olie voorzien wordt. Een motor op bedrijfstemperatuur vraagt echter om een viscositeit die hoog genoeg is om lagers, zuigers, nokkenas, etc. goed te kunnen blijven smeren. Kortom: een olie met een hoge VI is gewenst.

Multigrade olie viscositeitaanduiding bestaat uit twee delen, zoals in het voorbeeld: 5W = wintertype olie, 30 = zomertype olie. Dus deze olie voldoet zowel aan de SAE 5W als aan de SAE 30 klassen. Bij beide klassen wordt de kinematische viscositeit bij 100° C. bepaald. Bij W-typen (OW, 5W, 10W, 15W, 20W en 25W) worden bovendien eisen gesteld aan de viscositeit en de verpompbaarheid bij lage temperaturen. Bij de SAE klassen 20 t/m 60 (zomertype olie) worden tevens eisen gesteld afschuif stabiliteit bij hoge temperatuur.
Bij monograde oliën wordt slechts één viscositeit weergegeven.
Voor smeeroliën voor handgeschakelde versnellingsbakken en eindoverbrengingen heeft de SAE eenzelfde systeem als bij motoroliën opgezet (70W, 75W, 80W, 85W, 80, 85, 90, 140 en 250).

ATF staat voor Automatic Transmission Fluid. Voor ATF oliën zijn geen onafhankelijke specificaties opgesteld, wel door een aantal autofabrikanten zoals Ford en General Motors. De gangbare types ATF olie zijn DEXRON II en III. Binnen deze soorten zijn er ook weer onderverdelingen gemaakt.
Een globaal verschil tussen een DEXRON II en III is dat bij DEXRON III hogere eisen worden gesteld aan stromingseigenschappen bij lagere temperaturen en het stolpunt. Ook hier is het weer de constructeur die voorschrijft aan welke eisen cq. specificaties de ATF olie moet voldoen. Mocht een constructeur nog een ATF type A suffix A voorschrijven dan kan hiervoor tevens een ATF DEXRON II gebruikt worden.

Vetten:

Wat is een vet eigenlijk? Een vet is samengesteld product, bestaande uit een basisolie (80-90%) + additieven (2-7%) + verdikker (5-15%). Eigenlijk niet anders dan olie welke wordt vastgehouden door een zeepskelet. Op het moment dat smering gewenst is, a.g.v. belasting, druk, temperatuur, etc., komt de olie vrij uit het zeepskelet en gaat zijn smerende werk doen. Op het moment dat geen smerende werking meer nodig is wordt de olie weer door het zeepskelet, als een spons, opgezogen. De verdikker bepaalt in hoge mate de eigenschappen van het vet (temperatuurbereik, bestendigheid tegen bijvoorbeeld water, mechanische stabiliteit, etc.). De dikte van een vet wordt uitgedrukt in de NLGI klasse. Deze klassen lopen van 000 (haast vloeibaar) via 00,0 (zacht), 1, 2 tot 3 (zeer stevig, bijna hard).

Bron: Sunoco Holland B.V.