Zprávy
OLEJE HAVOLINE – ČÁST 3
Maziva se neustále vyvíjejí, aby odpovídala požadavkům moderních motorů. Chemik Rudi Sanders pracující pro Texaco Product & Technology nám dá nahlédnout do budoucnosti, aby nám ukázal, jak se technologie maziv mění.
Pokud jde o evropský trh, pohybujeme se směrem k nižším viskozitním stupňům, a pokud ano, tak proč?
V Evropě se pohybujeme směrem k nižším viskozitním stupňům, ovšem mnohé oleje prodávané na evropském trhu jsou stále ještě motorové oleje SAE 5W-40, 10W-40 a 15W-40. I když většina výrobců původních zařízení (OEM) zavedla viskozitní stupně SAE 0W-20 s nízkou hodnotou HTHS (dynamická viskozita při vysoké teplotě (150 °C) a velkém smykovém spádu (106 s-1), což ukazuje na viskozitu či na odpor kladený proudění motorového maziva), a to s cílem dosáhnout maximální účinnosti. Podíl maziv tohoto viskozitního stupně na trhu s motorovými vozidly je dosud omezen, nicméně zvětšuje se.
V posledních několika desetiletích bylo provedeno mnoho studií, které ukázaly, že existuje jasná souvislost mezi spotřebou paliva a viskozitou oleje při velkém smykovém spádu při teplotě 150 °C. To znamená, že pokud se motor úspěšně vyrovná s nízkou viskozitou oleje při velkém smykovém spádu, oleje s nižší viskozitou přispívají ke snížení spotřeby paliva.
Je důležité si ale ujasnit, že motorové oleje s nižší viskozitou, které při velkém smykovém spádu při teplotě 150 °C vykazují viskozitu nižší než 2.9 cP nelze použít v mnoha starších motorech. Za zmíněných podmínek bude motorový olej pracovat v hraničním režimu mazání, kdy tlak maziva nebude dostatečný k oddělení po sobě se pohybujících povrchů nebo k podpoře při vyvozovaném zatížení. Povede to k nadměrnému opotřebení motoru, a nakonec k jeho zadření. V dnešní době několik výrobců původních zařízení vyvíjí motory, které mohou fungovat při velkém smykovém spádu při teplotě 150 °C s motorovými oleji o viskozitě 2.3 cP a nižší.
Jaké jsou hlavní trendy, pokud jde o maziva v segmentu osobních automobilů?
Existuje pět klíčových faktorů určujících vývoj trhu, z nichž všechny spolu těsně souvisí a ovlivňují vývoj osobních automobilů a příslušné specifikace výrobců v Evropě. Čtyři z těchto tendencí jsou uváděny v život stávající a připravující se legislativou spojenou s emisemi motorů, snižováním spotřeby paliv, s použitím alternativních paliv a hnacích jednotek a s udržitelností. Oním pátým určujícím faktorem, který je neméně důležitý, je odolnost. Odolnost požadují jak výrobci automobilů, tak jejich koncoví uživatelé. Všechny tyto hnací síly mají jasný vliv na motorové oleje a na systémy mazání osobních automobilů.
Celkově se viskozita motorových olejů snížila a nadále se snižuje, a to s cílem přispět k poklesu spotřeby paliva. Je zde rostoucí požadavek na vyšší výkonnost nízkoviskózních olejů s jasným pozitivním vlivem na úsporu paliv.
V Evropě jsou viskozitní stupně, pokud jde o specifikace oleje, omezeny zejména na 0W-20, a to v důsledku požadavků na specifikaci oleje pro benzinové nebo naftové motory. Nicméně několik evropských a japonských výrobců v současné době přezkoumává doporučení zavést v Evropě motorové oleje 0W-16 a 0W-12. Uplatnění přísnější legislativy týkající se spotřeby paliva patrně povede k vývoji olejů dokonce s ještě nižší viskozitou, u nichž může být omezena kompatibilita se staršími motory, což ale zase naopak povede nepřímo k širšímu využití vysoce kvalitních základových olejů a aditiv.
Snížení viskozity olejů a přepracování konstrukce spalovacích motorů bylo vyvoláno legislativou Evropské unie (EU) a vedlo k přepracování systémů kontroly opotřebení a úpravy tření tak, aby vyhovovaly motorovým olejům s nižší viskozitou. Na motorových olejích se nyní požaduje, aby splňovaly požadavky na vyšší odolnost proti oxidaci, v důsledku čehož je stále obtížnější a složitější zvolit optimální základový olej a aditiva, u nichž se vyžaduje nižší obsah sulfátového popela, fosforu
a síry (technologie low SAPS).
Výrobci, aby vyhověli emisním předpisům EU, zahájili proces překonstruování spalovacích motorů
a zavedli odlišné systémy úpravy výfukových plynů, a to včetně filtrů pevných částic pro naftové motory (DPF) a filtrů pevných částic pro benzinové motory (GPF), které jsou chráněny motorovými oleji s nízkým obsahem sulfátového popela, fosforu a síry (low SAPS). Poptávka po motorových olejích low SAPS se výhledově proto bude zvyšovat.
Změny klimatu a obavy o bezpečnost dodávek benzínu a nafty vedly k nárůstu používání alternativních paliv jako jsou biopaliva, a to včetně směsí bionafta/nafta a ethanol/benzin, LPG a LNG. Alternativní paliva vyžadují použití motorových olejů s vyšší odolností proti oxidaci a s vyšším stupněm ochrany za vysokých teplot a ochrany proti korozi v souvislosti s průnikem vody, zvýšenou tvorbou organických kyselin a vyššími provozními teplotami.
Ve fázi zkoumání jsou v současné době spalovací motory využívající vodík. To může přimět průmysl maziv k vývoji výrobků, které se dokáží vyrovnat se zvýšeným průnikem vody a s tendencí reagovat s vodíkem. Alternativní paliva budou mít rovněž vliv na objem potřebného motorového oleje.
Je pravděpodobné, že v dohledné budoucnosti bude vyžadováno, aby motory pracovaly úsporně po celou dobu své provozní životnosti, a nejen když jsou nové. A navíc, budou požadována novými postupy připravená low SAPS aditiva ve vysoce kvalitních základových kapalinách, aby odpovídala nově zavedeným systémům úpravy výfukových plynů a motorům nových konstrukcí. Připravované právní předpisy EU týkající se udržitelnosti, uhlíkové neutrality a posuzování životního cyklu patrně přinutí průmysl k zavedení nových alternativních technologií aditiv ve vysoce kvalitních základových kapalinách, a možná rerafinovaných základových olejů.
Různí výrobci se v současné době stále více rozcházejí ve svých specifikacích, což vede k potřebě jednoho oleje pro každou specifikaci. To ovšem vede k větší segmentaci a složitosti pro zákazníky. Kromě toho se stále více receptur schvaluje pouze pro jeden typ základového oleje, což zvyšuje komplikovanost postupů v mísírnách olejů.
Tato zvýšená složitost má některé jasné důsledky: pro vývoj správných motorových olejů bude zapotřebí více zdrojů, bude to znamenat vyšší náklady na udržování zásob, delší dobu mísení, jakož
i vyšší spotřebu a ztráty energie.
Jakým směrem se v současné době ubírají hlavní úvahy, pokud jde o vývoj nových olejů?
Při vývoji nového motorového oleje je třeba vzít v úvahu mnoho věcí. Nejprve musíme identifikovat požadavky na specifikace ze strany průmyslu a výrobců původních zařízení (OEM) a tyto porovnat s účelem, ke kterému se motorový olej bude používat. Pokud jde o obchodní hledisko, musíme rovněž posoudit, zda na trhu existuje poptávka po výrobku, který vyvíjíme.
Musíme se rovněž snažit optimalizovat aspekty připravovaného výrobku, abychom zajistili, že obsáhneme možné maximum specifikací s co možná nejmenším množstvím výrobků. Tak se udrží náklady na co nejnižší úrovni, a to, jak pokud jde o trh, tak pokud jde o dodavatele motorového oleje.
A nakonec, musíme vzít v úvahu současné i připravované právní předpisy týkající se složek motorového oleje, jakou jsou základové oleje a aditiva, jakož i motorového oleje samotného.
U motorového oleje jako takového je toho třeba vzít v úvahu opravdu hodně, a to včetně použití rerafinovaného základového oleje, chemických složek, které nejsou povoleny k použití při výměně daných výrobků mezi podniky ani ve výrobcích pro koncového uživatele, použití přijatelná z hlediska ochrany životního prostředí a vzniku odpadů.
Je rovněž nutno zvážit podmínky stanovené výrobci původních zařízení (OEM) a průmyslu výroby maziv za účelem případného vyrovnání se s potenciálními omezeními vývoje a jejich dopady. Je např. nutno zjistit, jak mohou malé změny těchto podmínek změnit celý proces vývoje výrobku.
Musíme pamatovat i na to, kolik času budeme potřebovat na výběr vhodné technologické základny, na testování složení výrobku v motorech a potenciálně i ve vozidlech, jakož i k získání souhlasu od OEM.
Bude nutné změnit motorové oleje s přechodem na plně elektrická vozidla?
Výlučně elektrická vozidla (BEV) nemají spalovací motor, a proto nepotřebují motorový olej. Pro tato vozidla je typické, že, na rozdíl od vozidel poháněných spalovacími motory, nemají konvenční převodovku, protože elektromotory nemusejí pracovat v úzkém rozmezí otáček. Pokud jde
o požadavky na použití kapalin v plně elektrických vozidlech, bude se jednat o redukční převodovku umístěnou na poháněných kolech a o kapalinu k regulaci teploty motoru a baterie.
Další informace o celém sortimentu výrobků Texaco Havoline lze nalézt zde.
Zpět