Kuhu liigub automootoriõlide tulevik - 4 trendi ja õlianalüüsid

28.06.2018

Määrdeained ja nende analüüsimine mängivad üha kasvavas keskkonnateadlikkuses järjest suuremat rolli. Vähem heitgaase, väiksem kütuse- ja õlikulu, kõrge viskoossusindeks, väiksem aurustumiskadu, suurem kulumiskindlus, hübriidsõidukid, elektriautod – need on uued mootoriõli trendid ja arengud, millega tuleb määrdeainetootjatel silmitsi seista. Tuginedes sõltumatu õlilabori Oelcheck materjalidele, vaatame neid trende lähemalt.
Trend 1
Vähem heitgaase
Vastavalt kehtivale Euro 6 heitmestandardile on veoautode ja busside diiselmootorite tahkete osakeste heitmete piirmäära vähendatud võrreldes Euro 5 standardiga ligi 67% ja lämmastikoksiidide heitkoguste piirmäära koguni 80%. Euroopa Parlament võttis vastu määruse, mille kohaselt on alates 2021. aastast uute sõiduautode heitmete piirmäär 95 grammi CO2/km. Alates 2020. aastast peab seda tingimust täitma 95% sõidukitest.

Niisiis on tõstetud heitgaaside vähendamisel latt väga kõrgele. Väiksemad heitgaasimäärad on aga saavutatavad üksnes vastavate mootoriõlidega. Kasutades edasi madalama jõudlusega mootoriõlisid, ei ole heitgaasi piirmääradest võimalik kinni pidada. Pealegi tekib ebasobiva mootoriõli põlemisel liiga palju peeneid osakesi, mis kogunevad kübemefiltri pooridesse ja lühendavad selle tööiga. Lisaks võivad kolvipõhja või klappidele moodustuda setted, mis avaldavad negatiivset mõju põlemisprotsessile ning võivad kaasa tuua mootoririkke.

Heitmekoguste ettekirjutustes kajastuvad muu hulgas ka tuhka tekitavate ainete maksimaalsed lubatud kogused mootoriõlides. Olenevalt laboris mõõdetud sulfaattuha kogusest, mis sõltub peamiselt fosfori ja väävli sisaldusest, nimetatakse mootoriõlisid low, medium või high SAPS õlideks (SAPS = sulfaattuhk, fosfor, väävel). Statsionaarsetes gaasimootorites kasutatakse aga tänapäeval juba päris tuhavabasid mootoriõlisid.

Kui varem lisati õlidele oksüdeerumis- ja kulumisvastaste manustena ohtralt väävlit ja fosforit, siis nüüd tohib neid lisada minimaalselt. Täitmaks sellegipoolest low SAPS õlidele kehtivaid nõudeid, nagu pikemad õlivahetusvälbad, väiksem hõõrdumine ja hea kulumisvastane kaitse, arendati täiesti uued manusekomplektid ja kombineeriti neid optimaalselt sobivate baasõlidega.

Trend 2
Väiksem kütuse- ja õlikulu

Mootorid peavad tarbima vähem kütust ja õli. Ka siin loodetakse suuresti mootoriõlidele. Üks tähtis kriteerium on seejuures baasõlide aurustumiskadu, mis tekib kolvirõngastel ja kolvipõhjas esinevatel kõrgetel temperatuuridel. Mootoriõli kogus, mis nende masinaosadega kokkupuutel aurustub, sõltub õlist endast. Seejuures mängivad olulist rolli baasõli tüüp, selle viskoossus ja manusekomplekt. Mootoriõli, mis sisaldab suurel hulgal kergesti aurustuvaid molekule, kipub muutuma paksuks. Tulemuseks on õli multiviskoossete ja madaltemperatuuriliste omaduste halvenemine. Aga mitte ainult: kolvigrupi õlirõngad ei pühi viskoossemat õlikihti piisavalt hästi silindri seinalt maha, mistõttu põleb koos kütusega rohkem mootoriõli ära ja õlikulu suureneb. Samuti kaotab mootoriõli oma kergvoolavuse ja ühes sellega võime säästa kütust, mille tagajärjel kütusekulu hoopis suureneb. Mida väiksem on aga mootoriõli aurustumiskadu, seda stabiilsem on õli viskoossus ja seda väiksem on mootoriõli ja kütuse kulu. Aurustumiskadu, mida mõõdetakse Noacki katsega 250 °C temperatuuril 60 minutit, on nt raskeveokite ACEA E6, E7 ja E9 klassi mootoriõlidele kehtivate nõuete kohaselt ≤ 13%. Eriti headel õlidel on see aga oluliselt väiksem.

Trend 3
Üha vedelam
SAE 0W20 ja 0W30 mootoriõlid sõiduautodele ja SAE 5W30 õlid veokitele pole enam mingi haruldus. Saadaval on isegi SAE 0W16 ja 0W12 mootoriõlid. Hübriidautode jaoks on juba turul olemas 0W8 viskoossusklassi õli. Ja trend liigub veelgi vedelamate õlide suunas.

Vedelama mootoriõliga töötab mootor sujuvamalt ja tarbib vähem kütust. Kuid mida vedelam on õli, seda raskem on sel moodustada stabiilset hüdrodünaamilist õlikelmet, mis hoiaks ära mehaanilise kontakti liikuvate osade vahel ja kaitseks kontaktpindu kulumise eest. 

Siin tuleb mängu HTHS viskoossus. HTHS (high temperature high shear) väljendab suure nihkepinge all 150 °C temperatuuril mõõdetud dünaamilist viskoossust millipaskalsekundites (mPas). HTHS viskoossuse vähendamise eesmärk on saavutada õli väiksema sisehõõrdumisega väiksem võimsuskadu ja kütusekulu. Kui aga HTHS viskoossust vähendatakse liiga palju ja õlikelme muutub ülearu õhukeseks, seab see ohtu kulumiskindluse.

HTHS viskoossuse alumiste piirmäärade kehtestamisega püütakse tagada mootoriõlide vajaliku määrimisvõime säilimine ka kepsulaagrites, kus esinevad suured nihkepinged ja kõrge õlitemperatuur.

Selleks et tasandada metallist hõõrdepaaride pinnakonarusi ja tagada seeläbi kergemini ühtlane õlikelme, lisatakse mõnedele õlidele täiendavaid hõõrdumisvastaseid manuseid, mis baseeruvad nt molübdeenorgaanilistel ühenditel. Neid manuseid kasutatakse sageli kulumise vähendamiseks ka võistlusautode mootoriõlides.

Järeldus: toota kõrge jõudlusega mootoriõlisid, millel on väike HTHS viskoossus, kõrge viskoossusindeks, väike aurustumiskadu ja suurepärased kulumisvastased omadused, on seega tõeline väljakutse. Sobivate õlide kontrollimine ja väljavalimine on võimalik ainult õlianalüüside abil.

Trend 4
Hübriidsõidukid ja elektriajamid
Hübriidsõidukid – elektrimootor koos sisepõlemismootoriga
Hübriidsõidukid liiguvad edasi elektrimootori jõul, mille akut laeb enamasti bensiiniga töötav sisepõlemismootor. Seetõttu töötab mootor alati ca 2500 pöördel minutis üle 35% kasuteguriga, samal ajal, kui tavapärase sisepõlemismootori kasutegur ei ulatu üle 20%. Alguses kasutati neis mootorites harilikke mootoriõlisid. Tänapäeval kasutatakse järjest enam spetsiaalseid hübriidmootoritele ettenähtud õlisid. Kuna hübriidmootorid töötavad suhteliselt kitsas pööretevahemikus ja ühtlasel koormusel, määritakse neid väikse viskoossusega SAE 0W8 kuni 0W20 õlidega. Aku abil soojendatakse õli üles, nii et külmkäivitus on praktiliselt välistatud. Sagedastel lühisõitudel linnaliikluses ja peaaegu püsival pöörlemiskiirusel muutuvad need mootoriõlid aga teisiti kui nende klassikalised ekvivalendid.

Hübriidautode mootoriõlisid pole siiski kuigi pikaajaliselt katsetatud. Seetõttu on soovitatav mootoriõli seisundit optimaalse õlivahetusvälba määramiseks regulaarselt kontrollida ja järgida süsteemide pikaealisust.  

Elektrimootoriga sõidukid
Ka elektriautod, mille akusid laaditakse laadimisjaamades, vajavad määrdeaineid, kuid mitte mootoriõlisid. Elektrimootoriga ühendatud ülekandesüsteem nõuab endiselt transmissiooni- või trafoõli. Roolivõimendi ja enamasti ka sõiduki vedrustus töötavad aastaringse hüdroõliga. Akuelementide jahutamiseks kasutatakse kas trafoõli või vesipõhist jahutusvedelikku. Need tooted erinevad aga oma omadustelt sisepõlemismootoriga sõidukitele ettenähtud toodetest. 

Õlianalüüsid mitmekesiste uute ülesannetega
Ütlused seisundist lähtuvate õlivahetusvälpade kohta, rikke põhjuste väljaselgitamine ning rikete ja kulumise ennetamine – ka mootorsõidukite puhul on õlianalüüsid vältimatud. Lisaks neile klassikalistele ülesannetele lisandub aga õlianalüüsidele üha uusi ülesandeid. Need on sama mitmekesised nagu arengud mootoriõlides, mis muutuvad üha vedelamaks, kuid peavad sellest hoolimata püsima kulumiskindlad. Ilma õlianalüüsideta pole võimalik arendada ei määrdeaineid hübriidmootoritele ja elektriautodele ega energiasäästlikke ja väheviskoosseid mootoriõlisid klassikalistele sisepõlemismootoritele. Uute mootorite arendamisel on eesmärgiks seatud vähem heitgaase ning väiksem kütuse- ja õlikulu. Nendele mootoritele arendatud mootoriõlide analüüsimine on iseäranis pikaajalisel kasutamisel praktikas hädavajalik, et koguda rohkem teavet määrdeainete ja määritavate mootorite kohta.

Tiina Suija
ADDINOL Lube Oil OÜ ärijuht

© 2015 ADDINOL Lube Oil OÜ / Kontaktid / Sisukaart