Voiteluaineet: Uudet monitoimilaitteet

Voiteluaineet: Uudet monitoimilaitteet

Autoteollisuus:AC2T research GmbH:n tieteellisenä johtajana muokkaat aktiivisesti voiteluainekehityksen tulevaisuutta - minne matka on menossa?

Nicole Dörr: Sähköliikkuvuuden lisääntyvä leviäminen tuo mukanaan uusia vaatimuksia ajoneuvojen voitelu- ja käyttönesteille. Lähes kaikki suuret voiteluaineiden valmistajat ovat ottaneet asian esille, ja tällä hetkellä käydään vilkasta kilpailua siitä, kuka voi tuoda markkinoille parhaat tuotteet uuteen käyttötekniikkaan. 

Miten sähköautojen voiteluaineet eroavat polttomoottorilla varustetuista ajoneuvoista?

Esimerkiksi klassisen moottoriöljyn täytyy kestää polttoaineen syöttö ja palamisen aikana syntyvä noki - niillä ei luonnollisesti ole merkitystä sähkömoottorissa. Tässä tapauksessa laakerien voitelu on kuitenkin räätälöitävä erittäin suurille nopeuksille. Sähkömoottorit pyörivät tällä hetkellä noin 10 000 rpm, mutta trendi on kohti 30 000 rpm ja enemmän. Näitä vaatimuksia varten käytetään rasvavoideltuja vierintälaakereita, jotka takaavat moottorin elinikäisen voitelun.

Eikö puhtaasti sähkökäyttöisessä ajoneuvossa siis enää ole öljynvaihtoa?

Pohjimmiltaan sähköauton käyttönesteet on suunniteltu niiden käyttöikää varten, eikä niitä ole mahdollista vaihtaa. Eri tehtäviin on kuitenkin olemassa useita resurssipiirejä. Sähkömoottorin käämit tulee jäähdyttää, vaihdelaatikko voidella ja akku pitää ihanteellisella lämpötila-alueella. Moottorin jäähdytyksen ja vaihteiston voitelun hallinta samalla nesteellä yhdessä piirissä on haastava tehtävä voiteluainekehityksessä. Vesi olisi itse asiassa ihanteellinen lämpötilan säätelyyn alhaisen viskositeetin ja korkean lämpökapasiteetin ansiosta, mutta voitelu vaatii vakaan kalvon, jolla on riittävän korkea viskositeetti. Ristiriita, johon meidän on löydettävä kompromissi laboratoriossa.

Pystyvätkö voiteluöljyn valmistajat kompensoimaan moottoriöljyliiketoiminnan laskua sähköajoneuvojen käyttömateriaaleilla?

Sitä ei ole odotettavissa. Maailmassa valmistetaan tällä hetkellä noin 36–40 miljoonaa tonnia voiteluaineita vuosittain, josta noin 30 prosenttia käytetään moottoriöljyinä autoteollisuudessa. Öljyteollisuus kehittää nyt myös synteettisiin estereihin tai hiilivetyihin perustuvia voitelu- ja jäähdytysnesteitä sähköajoneuvoihin, mutta tarvittavat määrät muodostavat vain osan aiemmista määristä. Voiteluaineiden valmistajat valmistautuvat jo muutoksiin, jos polttomoottorit jonakin päivänä todella kielletään.

Mitä käyttönesteitä käytetään sähköauton akun jäähdyttämiseen?

Perinteinen menetelmä perustuu jäähdytyslevyihin, joiden läpi veden ja glykolin seos virtaa. Tämän epäsuoran jäähdytyksen sijaan - jäähdytysneste ei saa joutua kosketuksiin akkukennojen kanssa - käytetään yhä enemmän ns. upotusjäähdytystä. Tässä yksittäiset akkukennot huuhdellaan suoraan sähköä johtamattomalla nesteellä. Tällä tavalla akun lämpötila voidaan pitää alle 1 Celsius-asteen tarkkuudella, mikä optimoi akun tehokkuuden. Yläitävaltalainen Kreisel Elektrik on patentoinut tämän uppojäähdytyksen. Voiteluaineiden valmistaja TotalEnergies on hiljattain alkanut tarjota tällaista nestettä.

Minkälaisten voiteluainealan tutkimusprojektien parissa työskentelet tällä hetkellä?

Asiakkaitamme ovat tunnetut voiteluaineiden valmistajat ja autotoimittajat. Testaamme muun muassa sähköajoneuvoihin kehitettyjen nesteiden pitkäaikaiskäyttäytymistä. Tavoitteena on suunnitella käyttömateriaalit ajoneuvon käyttöikää varten, joten vakaus on varmistettava koko käyttöajan. Jos testit osoittavat, että ne eivät täytä vaatimuksia, voimme tehdä osaamisemme avulla suosituksia reseptin muuttamisesta optimaalisen tuloksen saavuttamiseksi.