Ini alasan mengapa film strength jauh lebih penting daripada kadar moly atau ZDDP

Ini sekedar review ulang. Banyak orang yang kalau pilih oli masih mempertimbangkan kadar molynya berapa, kadar zddpnya berapa. Namun seringkali orang tidak perduli soal film strength. Padahal justru film strength ini yang jauh lebih penting.

Berikut adalah beberapa alasan mengapa film strength itu jauh lebih penting daripada kandungan aditif molybdenum ataupun ZDDP:

Film strength adalah perlindungan pertama

Film strength itu terjemahannya adalah kekuatan lapisan, maksudnya bisa punya dua arti, yaitu lapisan cairan olinya atau lapisan dari padatan yang ditimbulkan oleh partikel yang terkandung di dalam oli. Artikel ini mengacu pada kekuatan dari lapisan cairan olinya. Film strength dijelaskan sebagai berikut:
LUBRICANTS AND LUBRICATION SYSTEMS

The ability of a lubricating oil to maintain lubrication between sliding or moving surfaces under pressure and at local high temperature areas is known as the oiliness or film strength of the oil.

Dikatakan bahwa kemampuan oli untuk menjaga pelumasan diantara permukaan yang bergeser atau bergerak dibawah tekanan dan pada lokasi temperatur tinggi setempat itu disebut oiliness atau film strength dari oli.

 

Salah satu yang benar benar mementingkan film strength adalah 540 rat. Menurut websitenya:
MOTOR OIL ENGINEERING TEST DATA by 540 RAT

an oil’s film strength is the last line of defense against metal to metal contact. In order to reach metal to metal contact, and subsequent wear or damage, you MUST penetrate the film strength of the oil. the ONLY THING that separates one oil’s ability to prevent wear from another oil’s ability to prevent wear, is the difference in their individual film strength capabilities.

Dikatakan bahwa film strength dari oli adalah pertahanan terakhir yang mencegah kontak antara logam dengan logam. Untuk bisa terjadi kontak antara logam dengan logam, dan aus atau kerusakan yang ditimbulkannya, maka mereka harus bisa mengalahkan film strength dari oli. Satu satunya yang bisa menentukan kemampuan oli satu sama lain untuk bisa mencegah aus adalah perbedaan dari kemampuan film strength mereka.

 

Hal yang paling menentukan film strength adalah kekentalan (viscosity), seperti ditegaskan di kutipan berikut:
LUBRICANTS AND LUBRICATION SYSTEMS

Film strength is the result of several oil properties, the most important being viscosity.

 

Pak Widman, yang katanya adalah pakar oli terkenal di Amerika, menjadikan kekentalan sebagai rekomendasi nomer 1.
Selection of the Right Motor Oil for the Corvair and other Engines By Richard Widman

1. Remember that the correct viscosity is your primary consideration. Increasing it beyond what it should be will cause more wear and heat. Reducing it below what is needed will cause additional bearing wear. Read your manual and use the “preferred” viscosity or the lowest viscosity that covers your temperature range.

Dikatakan bahwa kekentalan yang sesuai adalah pertimbangan yang paling utama. Terlalu kental akan menyebabkan aus dan panas, terlalu encer juga akan menyebabkan aus. Gunakan sesuai petunjuk atau berdasarkan kekentalan yang sesuai dengan kisaran suhu setempat.

Karena pentingnya pengaruh kekentalan pada film strength, maka hal hal yang mempengaruhi kekentalan menjadi perhatian juga, terutama untuk yang bisa mengurangi kekentalan. Contoh yang bisa mengurangi kekentalan oli adalah fuel dilution (bahan bakar mencemari oli mesin) atau pemakaian aditif penambah indek kekentalan yang tidak tahan shear.

 

Selain kekentalan, film strength juga bisa ditingkatkan dengan menggunakan aditif seperti ester atau fatty acid. Ini dirangkum dengan baik oleh pak Widman.

In general, motor oils are designed to be as slick as possible and to reduce friction as much as possible. These are generally esters (group V synthetic) and fatty acids whose molecules also attach to the metallic surfaces to reduce friction during sliding action. If the contact is heavy they are pulled off, allowing friction and wear unless there are enough anti-wear additives to take over.

Dikatakan bahwa secara umum oli didesain selicin mungkin dan bisa mengurangi hambatan sebanyak mungkin. Ini biasanya berupa ester atau fatty acid dimana molekulnya akan menempel pada permukaan logam untuk mengurangi gesekan pada saat terjadi sliding. Jika itu terjadi dengan kuat maka mereka akan lepas dan menyebabkan gesekan dan aus kecuali jika ada cukup aditif anti aus yang menggantikan.

Fatty acid yang dimaksud contohnya adalah stearic acid atau oleic acid yang kebetulan ada pada minyak goreng. Untuk bahan nabati lain bisa dilihat di artikel berikut:
Konsentrasi stearic acid dan oleic acid di beberapa minyak nabati sebagai friction modifier yang bisa meningkatkan film strength oli mesin

Artikel yang menjelaskan pengaruh fatty acid pada pelumas:
Implementasi dan dasar teori trik sesat minyak goreng sebagai aditif pelicin oli mesin matik dengan hasil mesin lebih halus dan enteng

Oleh karena perlindungan utama ditanggung oleh film strength, maka bila suatu oli punya film strength yang kuat, peranan anti aus jadi berkurang, jumlah anti aus yang terpakai bisa berkurang. Pak Widman juga menyebutkan hal yang sama:

Friction modifiers or better base oils reduce the dependence on ZDDP.

 

Ester dan fatty acid sering disebut juga sebagai friction modifier. Sayangnya penyebutan ini membuat rancu karena friction modifier juga sering dipakai untuk menjelaskan aditif extreme pressure.

Oleh pak Widman, zddp dan moly dikategorikan sebagai aditif anti aus. Bisa dibaca sendiri. Ini beberapa contoh kutipannya:

high metallic anti-wear additives (ZDDP, Moly, etc.)

In addition to its use as an anti-wear agent, ZDDP is used in the oils to reduce oxidation

High loads of moly can be good for anti-wear

 

Film strength melindungi tanpa harus menunggu tekanan dan panas tinggi

Aditif anti aus tidak bisa langsung bekerja, mereka membutuhkan panas dan suhu tinggi baru bisa mulai berfungsi.
Seperti disebutkan pak Widman berikut ini:

It should also be noted that ZDDP is activated by heat and pressure. Until an engine warms up the layer left from the day before is wiped off and not replaced. This is another reason not to race an engine until it is hot and to maintain a working thermostat in your cooling system.

Dikatakan bahwa harus diingat bahwa ZDDP diaktifkan oleh panas dan tekanan. Sebelum mesin panas, lapisan di hari sebelumnya akan tersapu bersih dan tidak ada yang mengganti. Ini alasan lain untuk tidak menggeber mesin sebelum panas dan menjaga thermostat di sistem pendinginan.

Perlindungan yang diberikan juga harus pas dengan suhu nya:
Fuels and Lubricants Handbook

The extend of EP protection in the equipment depends upon the conjuction temperature of the two metal surface in contact. It is important for the activation temperature of the EP additives to match the conjuction temperature in order to provide the neccesary protection. molybdenum disulfide (MoS2) are commonly used sulfur containing EP additives.

Dikatakan bahwa kemampuan perlindungan dari aditif EP (extreme pressure) tergantung pada suhu bagian logam yang bersinggungan. Suhu aktivasi dari aditif EP harus sesuai dengan suhu tersebut agar bisa baik perlindungannya. moly adalah aditif EP yang umum digunakan.

Jadi aditif EP baru akan mulai bekerja pada saat permukaan logam yang bersinggungan sudah mencapai suhu aktivasi dari aditif EPnya. Oleh karena itu efek dari aditif anti aus sering baru bisa dirasakan agak lama. Nano energizer misalnya, menyebutkan antara 200-500km:

• Aditif oli semacam Lupromax atau nano energizer itu berguna, tapi tetap ada resiko bila dipakai berlebihan

 

Sepertinya jarak tempuh ini juga yang dipakai sebagai acuan efek dari pemakaian oli baru di grup yang menyarankan pemakaian HDEO/PCMO di motor;

• Soal “Kesalahan Persepsi Awal Coba Oli Sesat” (HDEO/PCMO) sebenarnya karena beda standar dan implementasi berdasar info dari Prof Widman

 

Ini berbeda bila dengan perubahan film strength. Efek akan langsung terasa tanpa harus menunggu mesin sangat panas. Namun tetap ada kelemahan dari film strength. Film strength sangat dipengaruhi oleh kekentalan. Film strength akan bisa berkurang bila kekentalan berkurang akibat suhu oli menjadi panas atau bila oli mengalami shear akibat pemakaian rpm tinggi.

 

Perlindungan anti aus bisa habis tapi bila terlalu banyak akan merusak.

Yang juga menjadi kelemahan aditif anti aus adalah aditif ini akan berkurang bila terpakai. Ini disebutkan oleh pak Widman sebagai berikut:

When the oil is displaced completely, the lubrication is provided by the anti-wear additives. These polar compounds are attached to the metal surfaces, although they can be stripped off by continued use in this mode (starved for oil) or fuel in the oil.

Dikatakan bahwa ketika oli sudah tersapu bersih, maka pelumasan akan jadi tugas dari aditif anti aus. molekul polar mereka akan menempel pada permukaan logam. Namun mereka dapat lepas dengan pemakaian terus menerus dalam kondisi ini, dimana permukaan logam tidak dilindungi oli, atau oleh bahan bakar di oli (fuel dilution kah?).

Jadi bila keseringan terjadi gesekan langsung antara logam dengan logam maka aditif anti aus akan cepat habis. Agar oli bisa dipakai lama, agar bisa long drain interval, maka biasanya aditif ini diperbanyak kadarnya. Film strength yang bagus akan bisa mencegah pengurangan kandungan aditif anti aus. Seperti disebut pak Widman berikut:

The lack of this friction modifier that would otherwise reduce the surface contact and dependence on the ZDDP increases the chance that the ZDDP will be stripped from the sliding surface and cause more wear.

Kurangnya aditif friction modifier (maksudnya ester dan fatty acid) yang seharusnya bisa mengurangi kemungkinan kontak permukaan dan ketergantungan pada zddp, membuat meningkatnya kemungkinan ZDDP mudah habis terkelupas dan menyebabkan aus.

Namun penambahan aditif anti aus ini punya efek samping. Disebutkan oleh pak Widman:

Low quality oil or excessively high metallic anti-wear additives (ZDDP, Moly, etc.) in the oil increase the deposits.

Since the additives are polar, they fight for surface area. The addition of extra ZDDP usually results in reduced cleanliness, higher engine temperatures and more deposits. Some studies have shown that going past 1400 ppm of phosphorus will increase wear over the long term, and going above 2000 ppm will begin to break down iron and result in camshaft spalling.

High loads of moly can be good for anti-wear, but also add to total ash content, fouling valves, and forming deposits.

ZDDP, when burned, leaves deposits on pistons, heads, ring grooves, valves, etc. Tests show that oils with 1% sulfated ash leave 58% less deposits in the engine than oils with 1.45% sulfated ash. Every ounce of additive that you add increases the ash content.

Dikatakan bahwa oli kualitas rendah dan aditif anti aus (ZDDP, Moly, dll) yang berlebihan akan meningkatkan deposit / kerak.

Karena aditif bersifat polar, mereka akan berebutan menempel ke daerah permukaan. ZDDP yang berlebihan biasanya akan mengurangi kebersihan, suhu mesin tinggi dan lebih banyak kerak. Beberapa penelitian menunjukkan bahwa jumlah fosfor lebih dari 1400ppm akan meningkatkan aus untuk selanjutnya, dan lebih dari 2000ppm akan bisa merontokkan besi dan menyebabkan kegagalan camshaft.

Kandungan moly yang banyak punya sifat anti aus yang bagus, tapi juga akan meningkatkan kandungan asd (spAsh?), kegagalan vavle dan pembentukan kerak.

ZDDP ketika terbakar akan meninggalkan kerak di piston, head, guratan ring, valve, dll. Uji menunjukkan bahwa oli dengan spash 1% akan meninggalkan kerak 58% lebih sedikit daripada oli dengan spash 1.45%. Setiap gram aditif yang ditambahkan akan meningkatkan spash.

 

Efek samping itu menjadi alasan pak Widman untuk melarang penambahan aditif aftermarket:

34. Forget aftermarket additives: As demonstrated earlier in this paper, when you buy a good oil, it has the proper compromise between cleanliness and anti-wear. With the right test equipment and conditions you might find a combination of ingredients that might reduce wear, but it will be at the expense of sludge and carbon. It will do you little good to reduce wear and rebuild the engine because it is fouled with carbon or the oil stops circulating because of the sludge.

The exception to this rule is an occasional cleaning additive, for one cycle. I do not recommend the “maintenance dose” of one or two ounces of cleaning additive per oil change that some additive manufacturers recommend. They are displacing anti-wear additives on the surface area.

Additives that claim to stick to the metal areas and therefore continue lubricating when there is no oil probably end up burning onto the surfaces, resulting in polished cylinders and lack of seal and oil control, with excess carbon build-up. They do not tell you what happens to them in the combustion process; and the upper cylinder and rings are exposed to very high temperatures.

Good rings clean off the remaining lubricant from the cylinder walls to avoid its burning and filling the hashes of the walls or getting burned in the combustion chamber.

Dikatakan untuk menghindari aditif aftermaket. Di dokumen tersebut sudah ditunjukkan bahwa oli yang bagus punya proporsi yang pas antara pembersih dan anti aus. Dengan alat uji dan kondisi yang tepat mungkin anda bisa menemukan resep yang bisa mengurangi aus, tapi dengan resiko terjadinya sludge dan karbon. Tidak ada gunanya mengurangi aus bila harus bongkar mesin karena dikotori karbon dan oli berhenti bersirkulasi karena sludge.

Pengecualian untuk hal ini adalah aditif pembersih sesekali, untuk satu siklus. Pak Widman tidak menyarankan dosis perawatan yaitu satu atau dua ounce dari aditif pembersih untuk setiap kali ganti oli. Itu akan menghambat kerja aditif anti aur dalam melapisi permukaan.

Aditif yang diklaim menempel pada permukaan logam dan memberikan pelumasan saat tidak ada oli kemungkinan akan berakhir terbakar pada permukaan, sehingga menimbulkan abrasi pada silinder dan berkurangnya kendali oli dan seal, dengan kerak karbon yag berlebihan. Sales aditif tidak menjelaskan apa yang terjadi pada aditif pada saat proses pembakaran, di bagian atas silinder dan ring yang terkena suhu sangat tinggi.

Ring yang baik akan membersihkan sisa sisa pelumas dari dinding silinder untuk mencegah mereka terbakar yang akan menutupi celah dinding atau mencegah mereka terbakar di ruang pembakaran.

 

Cerita efek dari aditif ini membuat penulis teringat sharingan dari oli yang katanya aditif anti ausnya top. Kekuatan saat diuji pakai one arm banding jauh melebihi oli oli terkenal. Tapi para konsumennya pada sharing foto foto kerusakan mesin. Ada yang kena masalah sludge, ada yang baret silindernya. Sesuai dengan cerita pak Widman diatas.

• Saat di demokan terlihat paling licin tapi banyak yang mesinnya rusak gara gara oli ini

 

Film strength yang bagus akan mengurangi hambatan lebih banyak daripada aditif anti aus

Seperti dijelaskan sebelumnya, film strength menentukan sifat licin oli. Jadi film strength makin kuat akan makin licin. Ini karena dengan film strength yang kuat akan mencegah permukaan logam bersinggungan. Gesekan yang terjadi akan lebih kecil bila dibanding dengan saat logam langsung bersinggungan.

Saat masih ada oli diantara permukaan logam, friction modifier akan banyak berperan/melicinkan. Bila oli sudah tidak bisa lagi melapisi permukaan logam, anti aus akan banyak berperan/melicinkan.

Ini diilustrasikan seperti ini, FM aditive mengacu pada ester dan fatty acid, EP aditive mengacu pada Moly dan ZDDP:
New base oils pose a challenge for solubility and lubricity

 

Illustrasi berikut menunjukkan hasil uji dari organic friction modifier yang mestinya mengacu pada ester dan fatty acid, moly friction modifier pada molydenum disulfide.
NEW GASOLINE PASSENGER CAR ENGINE OIL PERFORMANCE CATEGORY

 

Jadi, dari poin poin diatas bisa disimpulkan bahwa dalam memilih oli yang baik lebih baik mementingkan film strength. Ciri dari oli dengan film strength yang baik adalah suara mesin tidak berisik.

Oli sintetik memang film strengthnya lebih baik, namun dari referensi yang penulis baru temukan, disebutkan bahwa bahan oli sintetik PAO itu oli sintetik yang paling payah film strengthnya, paling payah lubricitynya dibanding oli sintetik lain, sehingga harus ditambah dengan bahan oli sintetik ester. Sedang penulis susun artikelnya.

Untuk membandingkan film strength bisa juga lihat referensi 540 Rat diatas.

Karena ada beberapa referensi akademis yang bilang bahwa vegetable oil itu punya film strength lebih baik dari mineral oil, penulis jadi mencoba menggunakan minyak goreng sebagai aditif. Dan hasilnya memang mesin jadi lebih halus, tarikan juga lebih enteng. Tidak perlu menunggu 500km, efek langsung terasa semenjak mesin menyala. Karena memang yang meningkat bukan aditif anti ausnya tapi film strengthnya. Sekarang ini sudah banyak yang mencoba ini dan merasakan manfaat yang sama.

Selain itu penulis juga meningkatkan film strength pakai cemenite dan pro capacitor. Awalnya heran juga mengapa mesin jadi lebih senyap semenjak pakai keduanya. Tapi akhirnya sekarang kasar halus suara motor jadi salah satu sarana pengukuran energi cemenite atau pro capacitor atau alat orgone lainnya. Bila dipasang hasilnya makin halus suara mesin maka diteruskan, bila makin kasar maka dihancurkan.

 

Penjelasan soal aditif anti aus sebelumnya bisa dibaca di:

• Mengenal dasar pelumasan, ada saat dimana perlindungan tidak ditentukan oleh anti wear
• Molybdenum bukan friction modifier dan bisa bikin selip kopling tapi ada cara agar bisa dipakai motor dengan kopling basah
• Pengiritan yang bisa dicapai dengan memakai oli mesin dengan SAE grade 0W-20 ternyata kecil dan justru lebih besar pengaruh aditif friction modifier
• Orang tahu oli sintetik itu daya pelumasannya baik tapi tidak tahu itu kecuali PAO yang justru jelek
• Banyak yang bilang oli mesin bahan PAO paling baik proteksi perlindungannya padahal nyatanya tidak
• Bahas film strength oli mesin kok disuruh UoA dan lihat buku kitabnya teknik kimia