Mitä tapahtuu henkilöauton automaattivaihteiston öljyn huuhtelussa ja vaihdossa?
Teollisuudessa vaihteistoöljyn vaihto huuhtelumenetelmällä on jo pitkään ollut käytännön standardi ja viime vuosina myös standardoitu menetelmä (PSK Standardit 6709 ja 7201), jossa on tarkennettu hyväksi havaittuja menetelmiä ja vaadittuja puhtausrajoja. Menetelmä on levinnyt raskaamman kaluston kautta myös yleisesti käytettyihin henkilöautoihin mutta kuitenkin harvalle on selvää mitä hyötyjä huuhtelumenetelmän käyttö tuottaa.
Fluid Intelligence Oy ja Biltec Oy toteuttivat yhteistyössä tutkimuksen henkilöauton automaattivaihteiston huuhtelusta ja öljyn vaihdosta kahteen eri tyyppisellä vaihteistolla varustettuun autoon. Tutkimuksen tavoitteena oli todentaa käytettävän huuhtelumenetelmän teho ja lopputuloksen laatu.
Projektin toteuttivat Mikko Oksanen ja Viktor Laitinen Fluid Intelligenceltä ja Juho Lindqvist Biltec Oy:ltä. Projektia oli seuraamassa myös autotoimittjaa Timo Nieminen sanomalehti Keskisuomalaisesta.
Kohteet
Kohteiksi valikoituivat Audi A4 multitronic-automaatti vuodelta 2011 ja Honda Accord perinteinen automaatti vuodelta 2009. Audilla oli ajettu 280 000 kilometriä ja edellisestä vaihteistoöljynvaihdosta oli kulunut 100 000 km. Hondalla oli ajettu 180 000 kilometriä ja edellisestä vaihteistoöljynvaihdosta oli kulunut 50 000 kilometriä. Audilla on ajettu pääsääntöisesti maantieajoa ja Hondalla erityyppistä ajoa.
Audin multitronic-automaattivaihteisto on CVT teknologialla toteutettu, käytännössä variaattoria muistuttava ratkaisu. Hondan automaattivaihteisto on perinteinen automaatti. Perinteisellä menetemällä molempien vaihteistostoista voidaan valuttaa pois 4-5 litraa öljyä.
Öljynvaihto- ja huuhtelumenetelmä
Biltec Oy käyttää BG PXT®2 Automaatti-vaihteiston huoltoratkaisua. Ratkaisun toiminta periaate on kierrättää vaihteiston omaa öljyä n. 15-20 minuuttia, jonka jälkeen vaihteistoöljy vaihdetaan uuteen automaattisesti. Tehostaakseen huuhtelua vaihteistoöljyyn lisätään alussa lisäainekemikaalia epäpuhtauksien sitomiseksi vanhaan öljyyn. Huuhtelulaitteisto kytketään vaihteistoöljyn omaan kiertoon.
Perinteisessä vaihteistonpohjaropun kautta tehtävässä öljyn vaihdossa, öljyä jää vaihteistoon sen rakenteesta riippuen merkittävästi ja erityisesti jäävät epäpuhtauspartikkelit, jotka tarttuvat eri pintoihin. Kun uusi öljy lisätään vaihteistoon, öljystä on vaihtunut vain osa ja epäpuhtauksista pääosa jää järjestelmään. Jäämät ja epäpuhtaudet lyhentävät uuden öljyn käyttöikää ja saattaa aiheuttaa vaihteisto-ongelmia epäpuhtauksien sekoittuessa öljyyn tai huonommassa vaihtoehdossa pehmeiden epäpuhtauksien kuten vanhenemistuotteiden liuetessa öljyyn.
Huuhtelumenetelmän tavoitteena on vaihtaa öljy täydellisesti ja poistaa kaikki epäpuhtaudet vaihteistosta, jolloin vaihteistoon jäävän öljyn puhtaus ja ominaisuudet vastaavat vaihteiston laatuvaatimuksia. Erityisesti menetelmä vähentää vaihteistoon kertyneitä pehmeitä epäpuhtauksia kuten öljyn vanhentumistuotteita esim. hartseja jne. Lisäksi huuhtelumenetelmällä vaihdettava öljyn määrä on suurempi kuin mitä perinteisen menetelmän avulla voidaan vaihtaa.
Lopputuloksena huuhtelumenetelmällä voidaan poistaa vaihteistosta vanha öljy epäpuhtauksineen ja uuteen öljyyn jää vähän tai ei ollenkaan vaihteiston luotettavuuden ja käyttöä vaarantavia epäpuhtauksia.
Tulokset
Huuhtelu- ja vaihtoprosessin tuloksia seurattiin reaaliaikaisesti Fluid Intellingencen kenttälaboratoriolla gravimetrisellä ISO 4405 standardin sovelletulla menetelmällä. Menetelmällä voidaan havainnoida epäpuhtaudet alkaen 0,8 mikronin (eli millintuhannesosan) tarkkuudella. Mikroskooppi tarkastelulla tuloksista voidaan tunnistaa eri epäpuhtauspartikkelit ja havaita potentiaaliset heikot signaalit vaurioista.
Käytännössä menetelmän avulla voidaan todentaa epäpuhtausmäärä ja epäpuhtaustyyppi, jolloin itse laitteiston kunnosta saadaan tarkka kuva ja kunnossapitoa voidaan suunnitella yhä tarkemmin.
Molempiin kohteisiin öljyn vaihto suoritettiin huuhtelumenetelmällä ja lisätty uusi öljy määrä oli n. 12-14 litraa. Tuloksia tarkasteltiin huuhtelun aikana n. 5 minuutin välein erikseen järjestelmään asennetusta näytteenottoventtiilistä. Tuloksia verrattiin vastaavasta pisteestä otettuun näytteeseen uudesta öljystä.
Honda
Hondan öljyn puhtaus huuhtelun 10 minuutin kohdalla. Näytteessä oli muutamia yli 10 mikronin metallihiukkasia ja paljon pienempää metallia.
Uuden öljyn puhtaustaso oli hyvällä tasolla.
Audi
Audin öljyjen epäpuhtaustaso oli jo lähtötilanteessa yllättävän alhainen.
Uuden öljyn epäpuhtaustaso oli erinomaisella tasolla.
Tulosten analysointi
Molemmissa öljyn vaihdoissa toteutettu huuhtelu poisti 90 % epäpuhtauksista, joten huuhtelua voidaan pitää hyvin onnistuneena. Lisätty öljymäärä oli hieman suurempi kuin perinteisesti vaihtamalla tehty öljyn vaihto.
Tarkastelussa havaittiin että Hondan öljyn puhtauden lähtötaso oli huomattavasti heikompi kuin erityyppisellä tekniikalla toteutettu Audin vaihteiston öljyn, huolimatta pienemmästä kilometrimäärästä. Toisaalta Audissa oli pienempää metallista partikkelia enemmän.
Vaihteistoöljylle tavanomaisesti kertyy jonkin verran palotuotteita diesel-ilmiön johdosta, ja molemmissa lähtönäytteissä olikin näitä pieniä hiukkasia. Perinteisellä vaihteistolla ilmiö on voimakkaampi, joten odotetusti Hondan näytteessä pientä palotuotetta oli enemmän.
Audin CVT-tekniikasta johtuen lähtötasonäytteessä oli huomattavasti enemmän pientä metallipartikkelia, joka oli hioutunut laikasta ja ketjusta öljyyn. Toisaalta Hondan vaihteistoöljyssä oli myös merkkejä metallin kulumisesta.
Hyödyt
Lähtökohtaisesti teknisten kohteiden voitelu toimii suunnitellusti vain öljyn puhtauden ollessa riittävällä tasolla ja samoin laitteistojen luotettavuus häiriöittöminä.
Energiatehokkuus
Audin huuhtelutulokset olivat erinomaisia ja positiivisin yllätys oli vaikutus keskikulutukseen: vaihdon jälkeen polttoaineen keskikulutus laski 0,5 l/100km (ajotietokoneen ilmoittaman lukema). Lukemaa selittää metallisen partikkelin luonne toimia kuin kuulalaakeri ketjun ja laikan välissä lisäten voiman tarvetta ja heikentäen polttoainetehokkuutta. Audin keskimääräisellä käytöllä, eli n. 40 tkm vuodessa, tämä tarkoitaa n. 260 € säästöä polttoainetehokkuuden parantumisena.
Luotettavuus
Hondan perinteisen vaihteiston öljyn puhtaus parani erittäin likaisesta tasoon puhdas, joka tarkoittaa vaihteiston elinkaaren viisin- tai kuusinkertautumista arvioituna perinteisen liikkuvan kaluston vaihteistoöljyn puhtausluokitusten kautta (Lue lisää Chevron ISOCLEAN calculator). Vaihteiston käytettävyyteen huuhtelulla ei ensi vaiheessa ollut vaikutusta, sen toimiessa jo aiemmin ilman käyttöhäiriöitä.
CVT-tekniikkalla toteutetulle vaihteistolle öljyn ja itse vaihteiston puhtauden merkitys on yhtä olennaista mekaaniselle luotettavuudelle. Erityisesti pienten metallisten epäpuhtauksien poisto vähentää hiekkapaperi-ilmiötä ja pidentää vaihteiston käyttöikää.
Molemmissa kohteissa oli lähtötilanteessa merkittävästi metallisia epäpuhtauksia, joita on suositeltavaa seurata tulevaisuudessa käyttöhäiriöiden ja ongelmien ehkäisemiseksi.
Kysymyksiä tai kommentteja?
Lisätietoja käytetyistä menetelmistä ja mittaustuloksista on saatavissa toteuttaneilta organisaatioilta.