Ein Q & A mit den technischen Managern von IMCD
Wir haben uns mit Francisco Alves, Technical Manager for Engine Oils, und Dr. Andrew Gelder, Technical Development Manager for Lubricants bei IMCD L&E, getroffen, um über Trends bei der Automobilschmierung, die Auswirkungen der Elektromobilität und den daraus resultierenden Bedarf an neuen Flüssigkeiten zu sprechen.
Francisco Alves
Andrew Gelder
Heute beobachten wir einen steigenden Trend in der Motorschmierung hin zu Ölen mit niedrigerer Viskosität und Behauptungen über den Kraftstoffverbrauch — was sind die Gründe dafür?
Francisco: Obwohl der Kraftstoffverbrauch an sich bereits ein gültiges Ziel ist, liegt der Schwerpunkt heutzutage natürlich auf der Reduzierung der Emissionen. Eine Möglichkeit, weniger Kraftstoff zu verbrennen, besteht darin, die Viskosität von Schmierstoffen zu reduzieren. Die Viskosität misst den Widerstand einer Flüssigkeit gegen Bewegung, oder mit anderen Worten, wie viel Energie benötigt wird, um eine Flüssigkeit in Bewegung zu bringen. Je niedriger die Viskosität, desto geringer die benötigte Energie, was bedeutet, dass wir weniger Kraftstoff benötigen.
Was sind wichtige Überlegungen bei der Formulierung mit Ölen mit niedrigerer Viskosität?
Francisco: Alle Komponenten eines Schmiermittels müssen neu bewertet werden.
Zunächst werden neue Grundöle benötigt, da bisherige Lösungen oft zu viskos sind, um die aktuellen Anforderungen zu erfüllen. Derzeit sind Grundöle der Gruppe III in der gesamten Branche weit verbreitet. Dabei handelt es sich im Wesentlichen um chemisch behandelte Versionen von Grundölen der Vorgängergeneration, die eine wesentlich bessere Leistung bieten. Eine weitere Option sind Poly-Alpha-Olefine (PAOs), bei denen es sich um synthetische Kohlenwasserstoffe handelt, die auf verschiedene Anwendungen zugeschnitten werden können.
Als Nächstes fügen wir einen Viskositätsmodifikator (VM) hinzu, der es uns ermöglicht, die erforderlichen Viskositätsgrade zu erreichen. Die chemische Zusammensetzung der VIIs (Viscosity Index Improvers) hat sich ebenfalls geändert, und jetzt verwenden wir innovative neue Styrol-Isopren-Copolymere, um einen zuverlässigen Kaltstart und Betrieb sowie eine hervorragende Scherstabilität für Öle zu gewährleisten, die ihre Qualität behalten. Diese Viskositätsmodifikatoren sorgen auch für Verschleißschutz, Rußbekämpfung und Motorsauberkeit und ermöglichen eine längere Ölwechselfähigkeit.
Schließlich ist es wichtig, in jeder Rezeptur robuste Additivpakete zu gewährleisten. Diese dienen dazu, das Grundöl zu schützen und die beweglichen Teile eines Motors besser zu schützen. Gleichzeitig tragen sie dazu bei, die während des Motorbetriebs entstehenden Verunreinigungen zu verteilen und einzudämmen.
Welche anderen Strategien können zur Emissionsreduzierung angewendet werden?
Francisco: In der gesamten Branche haben Unternehmen Anlagen zur Abgasbehandlung installiert, die, vereinfacht ausgedrückt, die Abgase bis zu einem bestimmten Grad reinigen. Wir stellten jedoch fest, dass die chemische Zusammensetzung der Schmierstoffzusätze die Funktionalität dieser Geräte beeinträchtigen könnte, weshalb wir wieder von vorne anfangen mussten. Wir haben uns mit neuen Chemikalien befasst, bei denen die „SAPS“ reduziert wurden, was einen niedrigeren Gehalt an sulfatierter Asche, Phosphor und Schwefel bedeutet. Wir gehen davon aus, dass der reduzierte SAPS-Anteil am Motorölmarkt sein schnelles Wachstum von 25% im Jahr 2016 auf 70% im Jahr 2025 fortsetzen wird.
Bis 2025 erwarten wir, dass Kraftstoffverbrauchsklassen 40% des Motorölmarktes ausmachen werden, verglichen mit den 10%, die wir 2016 verzeichneten.
Lösungen, auf die Sie achten sollten:
- PAOs mit niedriger Viskosität und niedriger Flüchtigkeit erfüllen die Notwendigkeit, die Schmierstoffviskosität zu reduzieren und gleichzeitig eine niedrige Volatilität beizubehalten.
- Reduzierte SAPS-Additive
- Styrol Isopren VM
Die Elektrifizierung des Verkehrs hat auf dem Weg in eine kohlenstoffarme Zukunft oberste Priorität erlangt. Wie wird sich das Ihrer Meinung nach in den nächsten zehn Jahren entwickeln?
Andrew: 2015 gab es weltweit weniger als 1% elektrisch betriebene Fahrzeuge (EPVs). Bis 2020 war dieser Anteil auf 2,5% gestiegen, was über zwei Millionen Fahrzeugen entspricht2, und bis 2030 werden es voraussichtlich rund 30% sein. Wir bei IMCD wissen, dass es wichtig sein wird, unseren Kunden die richtige Unterstützung zu bieten, um diesem tiefgreifenden Wandel im Verbraucherverhalten zu begegnen. Es ist noch nicht ganz klar, welche Art von Antriebsstrang sich durchsetzen wird, da heute das Hybridauto (teilweise Batterie/teilweise Verbrennungsmotor) der Hauptanziehungspunkt in der Branche ist. Da sich die Batterietechnologie jedoch weiter verbessert, gehen wir davon aus, dass das batterieelektrische Fahrzeug (BEV) in den kommenden Jahren die erste Wahl sein wird.
Welche Veränderungen sieht IMCD in der Schmierstoffbranche, die den Übergang zum Elektroantrieb unterstützt?
Andrew: Traditionell wird ein Auto hauptsächlich durch Motoröl und ein Getriebeöl unterstützt, vielleicht auch durch Achsöl, Kraftstoffzusätze, Fette und andere Zusatzprodukte. In einem reinen Elektrofahrzeug wird Motoröl überflüssig, ebenso wie Kraftstoffzusätze. Es besteht jedoch immer noch ein großer Bedarf an Getriebeöl, Fetten und anderen Komponenten. Die Rolle des Getriebeöls wird immer komplizierter, da viele Stromkreise in einem EPV damit in Kontakt kommen. Das bedeutet, dass es in der Lage sein muss, Elektromotoren abzukühlen und hohe Spannungen zu bewältigen, weshalb die Flüssigkeitsleitfähigkeit und der Schutz der Schaltkreise wichtig sind. Die Kompatibilität mit Metallen, insbesondere Kupfer, wird immer wichtiger, und die Flüssigkeit muss mit vielen neuen Materialien kompatibel sein, hauptsächlich mit Kunststoffen, die in den Antriebsstrang eingebaut werden.
Neue Batterietechnologien sind auch temperaturempfindlich, und es obliegt dem Getriebeöl, das Temperaturprofil aufrechtzuerhalten, damit das System effizient arbeitet. Die Viskosität ist auch für dieses Wärmemanagement von entscheidender Bedeutung.
Schließlich wird das neue Elektrofahrzeug im Vergleich zu seinem ICE-Vorgänger sehr leise sein, und Geräusche, Vibrationen und Rauheit (NVH) in den Getrieben und Lagern werden zu einem größeren Faktor werden, mit dem die Flüssigkeit zu kämpfen hat. Der Reibungsschutz durch das Additiv spielt bei der Lösung dieses Problems eine große Rolle.
Lösungen, auf die Sie achten sollten:
- PAOs und Grundöle der Gruppe III sowie hochspezifische Ester zur Temperaturkontrolle und niedrigen Leitfähigkeit im Zusammenhang mit Batterien und Elektromotoren.
- Additive Komponenten, die hohe Leistung bieten (z. B. hervorragender Korrosionsschutz, glatte Reibungsleistung für NVH-Vorteile im Antriebsstrang) und gleichzeitig die Kompatibilität mit neuen Materialien gewährleisten, über angemessene elektrische Eigenschaften verfügen und für das Wärmemanagement geeignet sind