Olej na zmienne warunki (oil for variable conditions) to dla mnie najbardziej „rowerowy” temat z całej tribologii napędu bo życie rzadko bywa laboratoryjne. Rano potrafi być mokro po nocnej rosie, w południe sucho i pyli na szutrze a po południu przychodzi krótki deszcz, który wypłukuje wszystko, co było tylko „na pokaz”. W takich dniach nie szukam dwóch butelek i dwóch rytuałów. Szukam jednego środka, który utrzyma film smarny w strefie sworzeń–tuleja–rolka zarówno wtedy, gdy woda próbuje go wypchnąć, jak i wtedy, gdy pył próbuje zrobić z niego pastę ścierną. Łańcuch to układ otwarty: bez uszczelnień, bez filtracji i bez taryfy ulgowej. W zmiennych warunkach pracuje najczęściej w reżimie smarowania mieszanego i granicznego. To oznacza, że nie wystarczy „śliskość” na starcie. Potrzebna jest stabilna warstwa graniczna, dobra zwilżalność stali, odporność na zmywanie oraz kontrola tego, co dzieje się na zewnętrznych płytkach, bo to one zbierają brud. Właśnie dlatego syntetyczny smar do łańcucha rowerowego na zmienne warunki powinien łączyć dwie cechy, które wydają się sprzeczne: ma dobrze penetrować i jednocześnie dobrze się trzymać.
Żeby mówić konkretnie, biorę do smarowania łańcucha rowerowego w zmiennych warunkach pogodowych jako wzorzec mieszankę dwóch syntetycznych olejów łańcuchowych klasy przemysłowej o tej samej klasie lepkości, ale różnych „talentach”. Pierwszy olej jest estrowy, o wysokiej polarności i dodatku zwiększającym przyczepność do metalu bez sztucznego zagęszczania, dzięki czemu dobrze penetruje wnętrze ogniw i nie spływa łatwo z powierzchni. Typowe parametry tego profilu to lepkość kinematyczna w 40°C w zakresie 220–280 mm²/s (klasa ISO VG 220), lepkość w 100°C około 18 mm²/s, gęstość około 0,97 g/cm³, temperatura pracy mniej więcej od −20 do +200°C oraz temperatura zapłonu powyżej 250°C. To jest zestaw, który w rowerowym świecie czuć jako szybkie „uspokojenie” łańcucha po aplikacji i brak gwałtownego pogorszenia po kontakcie z wodą.
Drugi olej traktuję jako „silnik długodystansowy”: również syntetyczny, o lepkości 220 mm²/s w 40°C, gęstości około 0,93 g/ml i zakresie temperatur pracy od około −10 do +180°C. W jego profilu technicznym ważne są dwie rzeczy: niskie parowanie i brak rozpuszczalników, bo to przekłada się na stabilność w czasie, oraz wskaźniki nośności i ochrony przed zużyciem. W testach obciążeniowych spotyka się wartości rzędu 2000 N jako obciążenie zespawania w teście czterokulowym (VKA), ślad zużycia około 0,8 mm pod obciążeniem 800 N oraz obciążenie OK około 20 000 N w maszynie Almen-Wieland. Dla rowerzysty to nie jest abstrakcja: to rezerwa na momenty, gdy depniesz mocniej, a w środku ogniwa film jest ścinany i częściowo wypychany.
Do takiej bazy dokładam trzeci element, który traktuję jak ubezpieczenie na momenty krytyczne: stałe mikrocząstki smarne dobrze zdyspergowane w oleju. Istotny jest rozmiar rzędu 2–3 µm oraz fakt, że dodatek działa jako koncentrat, który typowo stosuje się w ilości około 2% objętości, a w bardzo ciężkich warunkach do 4%. Taki dodatek potrafi znacząco podnieść nośność, bo w podobnych produktach spotyka się obciążenie zespawania VKA rzędu 4500 N i obciążenie OK rzędu 20 000 N. W praktyce mikrocząstki stabilizują tarcie graniczne wtedy, gdy film olejowy jest chwilowo rozrzedzony wodą albo miejscowo wypchnięty spod nacisku. Nie zastępują oleju, tylko pomagają mu utrzymać kontrolę nad kontaktem metal–metal tam, gdzie jest najcieńsza warstwa filmu.
W zmiennych warunkach pojawia się jeszcze jeden problem, który w suchym lecie łatwo zignorować: detergenty i brud drogowy. Deszcz w mieście potrafi nieść drobiny sadzy, sól z pobocza i resztki środków myjących z jezdni. Taka mieszanina obniża przyczepność filmu i przyspiesza korozję szczelinową. Dlatego w profilu „na wszystko” ważne są inhibitory korozji i utleniania, ale również zdolność do utrzymania zanieczyszczeń w postaci dyspersji zamiast ich cementowania na rolkach. Jeśli do oleju dodaje się mikrocząstki smarne i odpowiedni dyspergator, łatwiej utrzymać tarcie w ryzach wtedy, gdy woda robi krótkie przerwy w filmie.
Z punktu widzenia rowerzysty najłatwiej ocenić jakość środka po zachowaniu podczas przejść. Jeśli po przejechaniu z mokrego asfaltu na suchy szuter łańcuch nagle zaczyna brzmieć jakby pracował na papierze ściernym, zwykle znaczy to, że film był zbyt wrażliwy na wodę, a warstwa graniczna nie przetrwała przejścia. Jeżeli natomiast po wyschnięciu na zewnętrznych płytkach wciąż czuć lepkość, to znak, że środek jest zbyt „mokry” i będzie łapał pył. Właśnie dlatego mieszanka dwóch olejów o tej samej klasie lepkości ma sens: jeden profil daje dobrą penetrację i adhezję, drugi dorzuca stabilność i rezerwę nośności.
W praktyce serwis wygląda prosto: na trasie zmiennej lepiej smarować częściej, ale minimalną ilością, niż rzadko i obficie. Cienki film w środku jest trwalszy niż gruby film na zewnątrz, bo gruby film na zewnątrz to miejsce parkingowe dla brudu. Jeżeli po jeździe przetrzesz łańcuch do sucha w dotyku, a dopiero potem dołożysz kroplę na rolki, utrzymujesz właściwy bilans między mokro i sucho bez zgadywania.
Jeśli z tego wzorca wyprowadzić wymagania dla środka rowerowego, powstaje profil, który da się zrozumieć i sprawdzić na trasie. Po pierwsze, lepkość w 40°C powinna oscylować wokół klasy ISO VG 220 lub 260. Zbyt rzadki olej ładnie wnika, ale w deszczu znika, a po kilku kilometrach zostaje suchy szept napędu. Zbyt gęsty zostaje na zewnątrz i w pyle robi z łańcucha lep na brud. Zakres lepkości kinematycznej 200–240 mm²/s w 40°C i około 20 mm²/s w 100°C daje film, który jest wystarczająco „mięsisty” w środku ogniw, a jednocześnie nie musi zamieniać zewnętrznych płytek w lepką powierzchnię, o ile pamiętasz o wytarciu.
Po drugie, baza powinna być syntetyczna, najlepiej estrowa albo o zbliżonej polarności. Polarność pomaga zwilżać stal i budować warstwę adsorpcyjną, a ta warstwa jest kluczowa, gdy przychodzi woda. W praktyce to różnica między napędem, który po kałuży dalej pracuje równo, a takim, który zaczyna piszczeć na pierwszym podjeździe. Właśnie tu pojawia się sens frazy smar do łańcucha rowerowego na deszcz i słońce: produkt musi jednocześnie trzymać się metalu w wilgoci i nie zachęcać kurzu, gdy wyschnie.
Po trzecie, liczy się adhezja bez przesady. Dodatki zwiększające przyczepność są potrzebne, bo ograniczają zmywanie, ale nie mogą zamienić środka w klej. W suchym etapie trasy zbyt lepka warstwa zewnętrzna zbierze pył i zrobi czarną pastę, która podniesie opory. Dlatego ideałem jest film w środku i „sucho w dotyku” na zewnątrz po wytarciu. To właśnie w tym miejscu część osób używa określenia patynowy smar do łańcucha rowerowego. Rozumiem je technicznie: nie chodzi o czarny brud, tylko o cienką, stabilną patynę eksploatacyjną, która nie puchnie od kurzu i nie zmienia się w klejącą maź.
Po czwarte, trzeba myśleć o nośności i ochronie przed zużyciem, bo zmienne warunki to również zmienne tarcie. W błocie i piachu tarcie rośnie, film bywa przerywany, a naciski w strefie sworznia robią swoje. Wskaźniki nośności typu VKA około 2000 N i obciążenie OK około 20 000 N traktuję jako rozsądną bazę, a mikrocząstki jako poduszkę bezpieczeństwa na momenty, gdy sytuacja robi się nieprzyjemna. Dla rowerzysty przekłada się to na mniej metalicznych dźwięków pod mocą i wolniejsze wydłużanie łańcucha w sezonie, szczególnie gdy raz jedziesz po mokrym asfalcie, a raz po suchym, pylącym leśnym dukcie.
Po piąte, liczy się stabilność chemiczna i „kultura” środka. Niska lotność, brak rozpuszczalników i wysoka temperatura zapłonu są wskaźnikami, że olej nie ma ochoty znikać ani szybko się utleniać. W praktyce to mniej lepkich osadów, mniejsza skłonność do czarnej mazi na kasecie i łatwiejsze czyszczenie. A łatwiejsze czyszczenie to nie luksus, tylko sposób na to, żeby człowiek nie zniechęcił się do regularnego serwisu, bo zmienne warunki i tak będą wymagały od napędu więcej.
Najważniejsze pozostaje jednak to, jak taki smar stosować. W warunkach zmiennych wygrywa metodyka: kropla na rolkę od strony wewnętrznej, kilkadziesiąt obrotów korbą, chwila na penetrację i potem wytarcie zewnętrznych płytek do stanu „sucho w dotyku”. Ten etap jest kluczowy dla części suchej trasy, bo minimalizuje przyklejanie pyłu. A jednocześnie, dzięki adhezji i polarnej bazie, film w środku ogniw zostaje i nie poddaje się pierwszej kałuży. Tak właśnie rozumiem smar do łańcucha rowerowego na mokro i sucho: jeden film w środku, jedna metodyka na zewnątrz i przewidywalne zachowanie niezależnie od tego, co robi pogoda.
Jeżeli miałbym zapisać parametry w formie prostego profilu, syntetyczny olej na zmienne warunki powinien mieć lepkość bazową w 40°C około 200–260 mm²/s, lepkość w 100°C około 15–18 mm²/s, gęstość w przedziale mniej więcej 0,93–0,98 g/ml, temperaturę pracy co najmniej od około −20 do +200°C, temperaturę zapłonu powyżej 250°C, niski poziom parowania oraz dodatki: inhibitor korozji i utleniania, dodatki EP i wzmacniacz przyczepności do metalu. Dodatkowym atutem są stałe mikrocząstki smarne o rozmiarze 2–3 µm, stosowane jako kontrolowany dodatek na poziomie około 2-3% objętości, bo poprawiają zachowanie w smarowaniu granicznym, kiedy woda i brud próbują przerwać film.
W praktyce taki profil daje środek, który nie boi się mokrego asfaltu, ale też nie karze za jazdę po suchym szutrze. Rano po rosie łańcuch nie startuje „na sucho”. W południowym pyle nie robi się lepki komin z brudu, bo po wytarciu płytki nie są tłuste. Po krótkim deszczu film w środku nie znika, więc nie trzeba dosmarowywać co kilkanaście kilometrów. To jest różnica, którą czuć w nogach i słychać w napędzie.
Jeśli chcesz gotowego produktu o takim profilu, który ma pracować przewidywalnie od mokrego asfaltu po suchy szuter, taki produkt można znaleźć na stronie abscmt.pl i nazywa się Evil Micro Lube.