Taki kaip vanduo, tepimo alyvos įtaka kuro suvartojimui.

Augant susirūpinimui dėl šiltnamio efektą sukeliančių dujų emisijos, o taip pat ir aplinkos problemų susijusių su transportavimu ir automobilių pramone, beveik visos pasaulio šalys, siekdamos sumažinti kuro suvartojimą ir taršą, sureguliavo degalų taupymo reikalavimus. Vienas iš labiausiai tiriamų aspektų, galinčių turėti įtakos transporto priemonių emisijai ir kuro suvartojimo efektyvumui, buvo alyvos takumas ir jos sudėties modifikavimas.

Nors, priklausomai nuo tepimo alyvos klampumo, kuro taupymas sudaro vidutiniškai 1-3 %, tačiau keleivinis transportas išskiria apie 30 % visų šiltnamio efektą sukeliančių dujų ir tai yra didžiulis CO2 emisijos sumažinimo potencialas.

Kalbant apie variklį, svarbiausi bet kokios tepimo alyvos tikslai yra sumažinti trintį tarp judančių dalių, saugant nuo gedimų ir sumažinant detalių dėvėjimąsi.

Trinties sumažėjimas yra susietas su šiais tepimo režimais:
Mišraus / ribinio tepimo režimo metu yra efektyvūs trinties modifikatoriai (TM);
Hidrodinaminio tepimo režimo metu trintis priklauso nuo alyvos klampumo ir klampos indekso.


Todėl turi būti vertinama visų galimų alyvos sudėties strategijų įtaka įvairiems tepimo režimams.
Tinkamas variklio tepimas yra gyvybiškai svarbus nes tepimo alyva atlieka labai daug funkcijų. Jos užduotis yra plauti variklį pašalinant teršalus (suodžius ir dilimo daleles), išlaikant netirpias daleles suspensijoje, kol jos bus sulaikytos filtre ar pašalintos. Taip pat alyva turi aušinti variklį, pašalinant ir išsklaidant karštį, taip pat saugoti korozijos ir oksidacijos, kurią sukelia variklyje susidarančios rūgštys.

Šios būtinos tepimo alyvų savybės priklauso nuo klampumo ir jos plėvelės storio. Pavyzdžiui, klampumo mažinimas gerina takumą ir tepimą, tačiau plona plėvelė gali blogiau plauti, aušinti ir saugoti nuo dėvėjimosi. Kitas žemo klampumo tepimo alyvos trūkumas gali būti padidėjęs NOACK lakumas, todėl, kad žemos klampos bazinės alyvos turi mažesnę molėkulinę masę ir yra linkusios greičiau garuoti. Tokiu būdu, svarbu subalansuoti tepimo alyvų savybes, kad būtų pasiektas ir maksimalus kuro efektyvumas ir variklio veiksmingumas.

Automobilių pramonė siekdama sumažinti anglies dvideginio (CO2) emisiją, priėmė greitą ir paprastą sprendimą – varikliuose panaudoti žemesnio klampumo alyvą. Taip galima padidinti ir senesnių modelių degalų taupymą, nekeičiant pačio variklio.

SAE J300 standartas, kuris apibrėžia variklio alyvos klampumo savybes, 2013 metais buvo papildytas SAE 16 klampumo klase su šlyties klampumu aukštoje temperatūroje (angl. HTHS) > 2.3 mPas, o 2015 dar papildytas
SAE 12 su HTHS klampa > 2.0 mPas ir SAE 8 su HTHS > 1.7 mPas. Neseniai buvo pasiūlyta nauja klampumo klasė SAE 4 su HTHS > 1.4 mPas.

Palyginimui, dinaminis vandens klampumas prie 20°C yra 1 mPas. Ultra žemo klampumo variklio alyvos takumas prie 100°C yra artimas vandens takumui prie 20°C. Svarbiausias čia tampa alyvos tekėjimo greitis, kuris turi palaikyti hidrodinaminį tepimo režimą ir galų gale pagerinti vidutinį automobilių degalų taupymą.

2016 metais buvo atlikta studija, kurios metu buvo vertinamas ILSAC GF-5 specifikacijos dviejų klampumų,
SAE 0W-20 ir SAE 0W-16, alyvų, pagamintų iš III grupės bazinės alyvos ir trimis skirtingos sudėties priedų paketais, kuro taupymo efektyvumas ir alyvos senėjimo įtaka. Rezultatai buvo lyginami su SAE 20W-30 alyva prieš ir po senėjimo fazės. Išvada – visos trys SAE 0W-16 klampumo alyvos atitiko ASTM D7589 testo kuro efektyvumo reikalavimus.

Kita studija atlikta 2019 metų spalio mėnesį taip pat patvirtino kuro naudojimo efektyvumą tiek stacionariomis, tiek realiomis vairavimo sąlygomis su žemos klampos variklio alyvomis. Tyrime buvo naudojamos penkios ACEA C1-C5 specifikacijų ir etaloninė SAE 10W-30 klampumo alyva. Buvo vertinama 17 kriterijų, apimančių skirtingas veikimo zonas keturiais variklio greičiais.

Stacionaraus 3 litrų dyzelinio variklio kuro suvartojimas krito kaskart panaudojus alyvą su žemesne HTHS klampa. Visos alyvos su žemesne HTHS klampa, nei etaloninė alyva, rodė geresnius kuro suvartojimo rezultatus. Šitie testai aiškiai iliustruoja tai, kad klampumo įtaka mažėja pereinant iš hidrodinaminio tepimo į mišrų ar ribinį, kaip ir tai, kad žemos HTHS klampos nauda yra mažesnis klampumo įtempimas hidrodinaminio tepimo sąlygose.

Naudojant alyvas su aukštesniu HTHS klampumu didėjo ir kuro suvartojimas. Priešingai, ACEA C5 specifikacijos alyva, kuri turėjo žemiausią HTHS iš visų, parodė kuro suvartojimo sumažėjimą nuo 4 iki 5.3 % visose bandymų sąlygose. Realiose vairavimo sąlygose, tiek mieste, tiek užmiestyje automobiliai buvo testuojami Ispanijoje ir Didžiojoje Britanijoje. Kaip ir buvo tikėtasi po stacionaraus testo, žemiausią HTHS klampą turinti alyva turėjo didžiausią įtaką kuro suvartojimo sumažėjimui. Tačiau žemos HTHS klampos alyvos efektyvumas labiausiai priklausė nuo transporto priemonių apkrovos sąlygų.

Lyginant skirtingus maršrutus su nelygiu reljefu ir atitinkamai didesnėmis apkrovomis krito ir žemos HTHS klampos alyvos efektyvumas. Didžiausias kuro vartojimo kritimas su ACEA C5 alyva, dėl lygaus paviršiaus miete, buvo 8.84 %. Akivaizdu, kad alyvos klampumo mažinimas yra būtinas degalų taupymui, bet maksimaliam degalų suvartojimo sumažinimui taip pat labai svarbu sukurti sinergiją tarp transporto priemonės ir tepimo alyvos darbo sąlygų.

Deja, mes negalime pakeisti idealiomis sąlygų, infrastruktūros ar vietovės reljefo, tačiau yra tam tikri priedai, kurie gali pakeisti ir sustiprinti tepimo alyvos savybes. Tai trinties modifikatoriai, tai priedai mažinantys trintį ir dėvėjimąsi, ypač ribinio tepimo metu. Pavyzdžiui, molibdeno dialkilditiokarbamatas (MoDTC) yra žinomas trinties modifikatorius, kuris mažina trintį tarp dviejų paviršių, kurdamas molibdeno disulfido plėvelę. Glyceril mono-oleatas kaip organinis trinties modifikatorius mažina sąveiką tarp paviršių dėl jo linijinių alkil radikalų ir stiprios adsorbcijos, cinko dialkilditiofosfatas ar polimero tipo trinties modifikatorius.

Lyginant skirtingus trinties modifikatorius buvo įrodyta, kad su visais buvo pasiekti geresni rezultatai negu identiškos alyvos be jų. Tačiau ypač MoDTC trinties modifikatorius atrodė geriausiai visur visuose testuose, net šalto paleidimo metu, kai alyvos temperatūra yra žema. Nors žemo klampumo tepimo alyvos pranoksta kitas hidrodinaminio tepimo metu, tačiau jos neteikia apsaugos ribinio tepimo metu. Tokiu būdu trinties modifikatoriai gali neleisti kontaktuoti kietiems paviršiams. Buvo nustatyta, kad optimalus modifikatorių kiekis neturi žymiai paveikti alyvos klampumo, todėl jų molekulinė masė turi būti sumažinta. Be to, trinties modifikatoriai gali sudaryti poliarines grupes savo struktūros viduje taip suformuodami adsorbcijos plėvelę tarp metalinių paviršių ir padidindami alyvos plėvelės storį. Optimizuoti trinties modifikatoriai yra būtini, nes jie iš dalies kompensuoja galimus plonos alyvos plėvelės padarinius, tuo labiau, kad alyvos klampumo mažėjimas reiškia mažesnį alyvos plėvelės storį. Tokiu būdu, judėjimas į takesnių tepimo alyvų naudojimą ir maksimalų efektyvumą turi priversti tobulinti ir tinkamiausius tam priedus.

Optimalios alyvos sudėties paieškos gali duoti didelę bazinės alyvos ir priedų sinergijos naudą.
Kaip pavyzdys, naujos SAE 0W-8 alyvos sukūrimas gali reikšmingai pagerinti degalų taupymą. Efektyvių tepimo alyvų sukūrimas yra būtinas šiltnamio efektą sukeliančių dujų emisijos sumažinimui. Taip pat labai svarbu analizuoti potencialų degalų taupymo pagerinimą ne tik dėl klampumo, bet ir dėl tepimo alyvos veikimo ciklo bei CO2 emisijos santykio. Testais buvo nustatyta, kad naudojant IV grupės (PAO) sintetinę bazinę alyvą po
7500 km pasiekiamas 0.1 % CO2 emisijos sumažėjimas palyginti su III grupės bazine alyva. Padvigubinus veikimo ciklą šis rodiklis siekė jau 0.7 %. Tai tik įrodo, kad mineralinės bazinės alyvos lyginat su IV grupės sintetine - turi didesnį NOACK lakumą ir trumpesnį efektyvaus veikimo ciklą. Ateityje, alyvos garavimą vertinantis NOACK lakumas bus gyvybiškai svarbus nes klampumo mažinimas pasieks minimalias ribas.

Šiuo metu tepimo alyvų takumo mažinimą iššaukė būtinybė pagerinti žmonijos ir gamtos sąveiką. Tuo metu, kai tepimo alyvos gali atrodyti nereikšmingos palyginti su visišku iškastinio kuro pašalinimu, keičiant benziną atsinaujinančiomis kuro alternatyvomis, šitos tepimo alyvos yra gyvybiškai svarbios dėl jų didelių panaudojimo galimybių mažinant trintį ir dėvėjimąsi tarp judančių komponentų.

„ExxonMobil“ vykdomas nuolatinis tepimo alyvų tobulinimas gali suteikti žemos klampos sintetinių bazinių alyvų ir aukšto veiksmingumo trinties modifikatorių naudą. Mobil 1 variklio alyva jau veik 50 metų būdama unikalumo ir efektyvumo etalonu pasaulyje nuolat siūlo įvertinti pažangiausių technologijų sinergiją.


etepalai.lt
Teisinga alyva, teisingoje vietoje, teisingu laiku!