Nízkoviskózní provozní náplně moderních osobních automobilů

Ale ani tato vozidla s elektropohony se neobejdou bez provozních náplní, jež umožňují dlouhodobé zajištění jejich spolehlivého provozu. Cílem článku je podat základní informaci týkající se vývoje v oblasti provozních náplní pro automobily s elektropohony, konkrétně pro hybridní vozy (typu PHEV – Plug in Hybrid Electric Vehicle).  

Provozní náplně hybridních vozů – nízkoviskózní motorové oleje
Výraz „hybridní“ u vozidel typu PHEV znamená, že vozidlo je poháněno hybridním pohonem, jenž představuje kombinaci pohonu pomocí spalovacího a elektrického motoru (P – „Plug in“ pak možnost dobíjet baterii ze sítě elektrickým proudem). Tento kombinovaný hybridní pohon tak umožňuje dosahovat výrazně nižší emisní hodnoty  CO2 do 40 g/km vůči limitu 95 g CO2/km.
Podstatnou složku tohoto pohonu tvoří poslední generace vyvinutých spalovacích motorů. Zpravidla se dnes stále častěji jedná o malolitrážní (Downsized) přeplňované benzínové spalovací motory. Jde o moderní výkonné agregáty menších rozměrů, které jsou však v důsledku toho náchylné k tzv. efektu LSPI (Low Speed Premature Ignition), kdy dochází k předčasnému samovznícení paliva při nízkých otáčkách spalovacího motoru, jež způsobuje klepání a postupné předčasné opotřebení motoru (obr. 1).
Z toho vyplývají speciální požadavky na motorové oleje pro vozidla PHEV. Ty jsou řešeny pomocí pokročilých syntetických technologií, jež umožňují vyvíjet nízkoviskózní motorové oleje s výrazným efektem podpory úspory paliva „FE“ (Fuel Economy), a tedy i nižší produkce emisí CO2. Takovou technologii je Eco-Science Technology (obr. 2), která představuje extrémně vysokou ochranu spalovacích motorů hybridních pohonů, kde je vyžadována minimální spotřeba paliva a rovněž i minimální tvorba produkovaných emisí.
Jedná se v současnosti o syntetické motorové oleje extrémně nízkých viskozitních rozsahů SAE 0W-20, SAE 0W-16, resp. SAE 0W-8, jež jsou na bázi hyperaktivních molekul s efektem okamžité regenerace a odolnosti vůči chemické a fyzikální degradaci. Na jedné straně je minimalizována oxidace oleje, a na druhé straně maximalizována podpora úspory paliva a výkon spalovacího motoru. Výkonové standardy typů motorových olejů počaly být definovány vydáním evropského standardu ACEA verze 2021 pro „Light-Duty Oil Sequences“, tedy prakticky výkonových klasifikací pro motorové oleje osobních automobilů s benzínovými a dieselovými spalovacími motory.
Aktualizovaný standard ACEA zahrnuje zejména nové motorové testy ve dvou nově definovaných výkonových kategoriích pro požadavky na motorové oleje, jež zajišťují ochranu a spolehlivý výkon nově vyvíjených pohonných agregátů.
První kategorii představuje výkonová specifikace A7/B7-21, tedy kategorie pro konvenční formulace motorových olejů pro benzínové motory (A7) a pro dieselové motory (B7) s vyšším obsahem komponent typu „SAPS“ (síra, fosfor, sulfátový popel). Návaznost je zde na stávající konvenční formulace specifikací A3/B4-16, resp. A5/B5-16. Hlavními důvody pro definování této nové výkonové specifikace A7/B7-21 jsou zejména:     
- Zpřísněné hodnoty týkající se maximálních povolených hodnot opotřebení rozvodového řemenu (test ASTM D8279) a ventilového rozvodu (ASTM D8350).
- Definování maximálních povolených hodnot týkajících se ochrany přeplňovaných benzínových motorů proti již zmíněnému efektu LSPI (test ASTM D8291).
- Definování maximálních povolených hodnot týkajících se tvorby úsad v systému přeplňování dieselových motorů (test CEC L-114-19).
Druhou zavedenou kategorií v ACEA 2021 je specifikace C6-21 navazující na předchozí existující C1 až C5-2016. Symbol „C“ je tradičně ve standardu ACEA vyčleněn pro motorové oleje tzv. Low SAPS, tedy formulace s limitním obsahem síry, fosforu a sulfátového popela. Právě tyto komponenty mají silně negativní vliv na funkci a životnost přídavných systémů ve vozidle na redukci produkovaných emisí (částicové filtry DPF a GPF, nové typy oxidačních katalyzátorů, EGR ventily na recirkulaci výfukových plynů, systémy SCR katalytické selektivní redukce oxidů dusíku…). Důvody pro zavedení specifikace C6-21 pro nízkopopelnaté formulace motorových olejů jsou pak analogické jako v předchozí nové specifikaci pro konvenční formulace motorových olejů.
Navíc je pak důraz na zesílenou podporu formulace motorového oleje s extrémně nízkým vnitřním třením odpovídající viskozitním rozsahům pod SAE 0W-20, tedy 0W-16, resp. 0W-8 (FE), na snižování spotřeby paliva (test JASO FE M366).

Nízkoviskózní převodové oleje se speciálními vlastnostmi  
Kromě konvenčních převodových olejů pro manuální, resp. automatické převodovky s kapalinami typu ATF pro vozidla s pohonem pouze spalovacím motorem, nabývají na stále většího významu převodové oleje používané u hybridních pohonů. Je účelné zmínit, že elektroagreagáty hybridních vozidel a elektromobilů (obr. 3) jsou tvořeny elektromotory, jež jsou zdrojem točivého momentu, dále přenášeným pomocí příslušných převodů na kola vozidla. K akumulaci elektrické energie pak slouží dobíjecí zdroje – baterie. Zmíněné komponenty pracují při zvýšených teplotách a kladou na provozní náplně a kapaliny speciální požadavky:  
- Vysoce účinné dielektrické izolační vlastnosti z důvodu blízkého kontaktu s elektroagregáty vozidel.
- Zesílené antioxidační vlastnosti zabraňující tvorbě sedimentů.
- Účinné přenosové vlastnosti v případě převodových soustrojí hybridních a elektrických vozidel.
Typické formulace převodových olejů jsou navrženy pro konkrétní konstrukce pohonných agregátů:
- Oleje vyvinuté pro převodové systémy s dvojitou spojkou (DCT) vykazují velmi dobrou kompatibilitu s mědí.  
- Produkty vyvinuté pro mechanismy s přímým převodem elektromobilů.     
- Oleje doporučené pro hybridní převodové mechanismy.
Také u převodových olejů nabývá na stále většího významu ekonomičnost provozu. To zaručují moderní syntetické nízkoviskózní formulace olejů viskozitního rozsahu SAE 75W s velmi účinnými komplexními soubory aditiv.

Závěr   
Moderní automobily jsou vybavovány stále dokonalejšími pohonnými agregáty. Ty vyžadují sofistikované výše popsané provozní náplně, jež odpovídají nejnáročnějším technickým požadavkům a provozním podmínkám.  

Ing. Pavel Růžička, Ph.D.
Technický a odborný poradce – TechPor

Publikováno: 23. 7. 2024 | Počet zobrazení: 27 4