Содержание
Синтетическое моторное масло: ПАО & Гидрокрекинг
Полезная информация
Синтетика. ПАО & Гидрокрекинг
Моторное масло является одной из самых важных жидкостей в вашем автомобиле.
Целью моторного масла является уменьшение трения и поддержание чистоты двигателя и отсутствие коррозии. Еще одна важная функция – забирать тепло от движущихся частей двигателя.
Большинство синтетических моторных масел производятся из нефти. Со временем масла на основе нефти будут разрушаться или разрушаться от тепла и давления внутри двигателя. В этом случае химический состав масла изменяется и становится не способным защитить двигатель.
100% синтетические моторные масла Yacco имеют более высокую устойчивость к нагреву и старению.
Эксплуатационные характеристики синтетических смазочных материалов Yacco спроектированы специально для превышения эксплуатационных пределов моторных масел и их использование может увеличить срок службы вашего двигателя.
В чем преимущества 100% синтетического масла?
Синтетическое масло было разработано для высокотемпературного использования в реактивных самолетах несколько десятилетий назад, когда инженеры поняли, что масла на нефтяной основе разрушаются и теряют смазочные способности при воздействии высокой температуры. Со временем масла на нефтяной основе начали окисляться и образовывать осадок, оставляя поврежденный остаток внутри двигателя.
Разработанные 100% синтетические масла не содержит химических веществ, которые разрушаются при высоких температурах. Оно также производится без химических составов, которые способствуют окислению масла и накоплению осадка. 100% синтетические масла может выдерживать температуры, которые не могут выдержать масла на нефтяной основе.
Синтетическое масло прекрасно работает в жару, но также предлагает множество преимуществ при сильном холоде. Моторное масло на нефтяной основе сгущается при низких температурах, требуя, чтобы стартер и аккумулятор работали намного сложнее, чтобы запустить холодный двигатель. 100 % синтетическое масло не подвержено влиянию низких температур, и при запуске двигателя он будет намного легче.
В качестве дополнительного преимущества свойства холодной температуры позволяют быстро его прокачивать по всему двигателю, предлагая значительно улучшенную защиту от трения.
Специально разработанные синтетические масла содержат много добавок. Они удерживают внутреннюю часть двигателя в чистоте и добавляют дополнительную защиту двигателя в течение длительного времени.
Каковы недостатки синтетического масла?
Весьма просто, самым большим недостатком синтетического масла является цена. С более значительным производственным процессом синтетическое моторное масло стоит почти в четыре раза больше цены на моторное масло на нефтяной основе.
Это означает, что замена масла (гидрокрекинг), обычно будет стоить примерно 6500 тенге , а синтетика на ПАО стоить около 10 000 тенге. Однако, поскольку синтетика на ПАО более долговечна – менять масла не нужны так часто, и этот факт частично отрицает недостаток стоимости 100% синтетики.
Нужно ли моему автомобилю синтетическое масло?
Существует мало сомнений в том, что синтетическое масло обеспечивает превосходную защиту двигателя в экстремальных условиях эксплуатации. Однако многие владельцы могут не эксплуатировать свои транспортные средства в условиях, которые требуют дополнительной защиты двигателя от 100% синтетического моторного масла. Для большинства владельцев моторные масла на основе гидрокрекинга просто прекрасны. Измените масло по рекомендованному интервалу производителя и ваш автомобиль вознаградит долгим сроком службы.
НО….
Если ваше транспортное средство с турбонадувом или работает в экстремальных температурах, а также частые или ежедневные поездки в горы – 100% синтетическое масло может быть полезно для продления срока службы двигателя. Каждая из этих жестких условий эксплуатации требует больше от вашего двигателя и моторного масла, а 100% синтетическое масло Yacco может обеспечить необходимую защиту.
28.01.2018 18:36:40
0
3018
Рекомендуемые статьи
Состав моторных масел. Классификация API
Все, что нужно знать о составе моторных масел, чтобы понимать их истинную ценностьБолее половины себестоимости моторного масла приходится на стоимость его базы – базового масла, которое есть основа любого смазочного материала.Казалось бы: зачем обычному автолюбителю вдумываться, что там внутри у моторного масла? Какую ценность несёт в себе знание о том, например, что такое базовые масла, какими он. .
04.06.2021
0
1355
Можно ли смешивать моторные масла?
Порой возникает вопрос: «Можно ли смешивать масла разных марок, категорий и вязкости?»
По этому поводу идут споры, и единого мнения нет. Рекомендации производителей масел часто разнятся. Часто возникают ситуации, когда нужно доливать масло, но в двигателе осталось масло от другого производителя.
Проблема возникает также при переходе на масло другого производителя и другой вязкости. Даже если по..
01.07.2021
0
2562
Почему мы выбираем масла Yacco?
О бренде YaccoYACCO SAS – французский производитель высококачественных масел и смазок с 1919 года, входивший до недавнего время в состав нефтяного концерна Total. В недавнем прошлом ориентировались исключительно на внутренний французский рынок, продукты компании YACCO сейчас стали доступны потребителям в более чем 40 странах мира.Почти 100-летняя история компании, поставки на конвейер для ..
17.05.2022
Что означает «ПАО» и чем это масло отличается от других?
Уважаемые потребители!
Наша организация (офис и склад) не будет работать с 31 декабря 2022 года по 08 января 2023 года (включительно).
ПАО — это полиальфаолефины. Так называется базовое масло, которое получают при помощи химического синтеза из этилена (того самого, из которого изготовляют этиловый спирт). Оно не содержит примесей, зато имеет высокий индекс вязкости и минимальную испаряемость. Что это дает?
Целый ряд плюсов
— Естественная температура застывания у такого масла может быть очень низкой (их температура застывания достигает предела -60℃). Гораздо ниже, чем у синтетических масел без ПАО.
— Высокий индекс вязкости позволяет использовать масло в широком температурном диапазоне. Эти масла эффективно работают в условиях от -50℃ до +150℃, их по праву относят к скоростным и выносливым.
— Масло на основе ПАО отличается низкой летучестью, а потому меньше расходуется на угар.
Есть у полиальфаолефинов и минус. Производят их путём сложных химических реакций в специальных реакторах. Процесс ресурсозатратный, поэтому ПАО-масла дороже других базовых масел. Но если автомобилю нужна повышенная защита, преимущества перевешивают.
Масло с ПАО любят гонщики. Например, масло Rosneft Magnum Racing 5W-40 больше года испытывали на гоночных трассах, но сейчас его можно приобрести и для гражданского авто. Rosneft Magnum Racing — всесезонные полностью синтетические моторные масла на полиальфаолефиновой (ПАО) основе и современного пакета присадок.
Благодаря специально разработанному составу масло меньше окисляется, имеет низкий коэффициент трения и обеспечивает стабильный уровень давления в системе смазки двигателя. С ним ваш двигатель будет защищен даже при сверхнагрузках.
Какое масло можно считать синтетическим?
Отвечает начальник отдела технической поддержки и внедрения продукции ООО «РН — Смазочные материалы».
«Вопрос актуальный и важный. Споры на эту тему не утихают уже несколько десятилетий. Многие эксперты отрасли давно признали, что термин «синтетика» не относится к техническим, а является исключительно маркетинговым. И все-таки давайте попробуем разобраться в вопросе именно с технической стороны.
Когда мы говорим, что моторное масло «синтетическое», мы подразумеваем, что его «базу» (масло, которое служит основой) специально синтезировали. То есть, провели определенные химические реакции и в результате получили новые химические соединения, свойства которых позволяют использовать их в качестве базовых масел. Например, реакция полимеризации, когда из простых молекул углеводородов путем последовательного присоединения образуются большие молекулы новых веществ. Такая реакция применяется в части производства полиальфаолефиновых масел: из этилена получаем новое вещество 1-децен, и вот он уже является основой для производства многих масел с ПАО.
В процессе гидрокрекинга также протекают различные реакции: гидрирование углеводородов, крекинг, изомеризация… И они тоже приводят к получению новых веществ, которые можно использовать в качестве базовых масел. Например, переработка тяжелого вакуумного газойля в легкие углеводородные фракции (бензиновые, дизельные, базовые масла).
И полимеризация, и крекинг, и остальные перечисленные выше реакции относятся к реакциям органического синтеза. Поэтому к синтетическим маслам можно отнести не только полиальфаолефиновые (ПАО), но и масла III группы, получаемые в процессе гидрокрекинга».
Масла 3 группы
Особенностями 3 группы является увеличенный индекс вязкости, его значение превышает 120. Чем выше этот показатель — тем в более широком температурном диапазоне может работать полученное моторное масло, в частности, в сильный мороз. Зачастую на основе базовых масел 3 группы делают синтетические моторные масла. Содержание серы здесь менее 0,03%, а сам состав состоит на 90% из химически стабильных, насыщенных водородом, молекул. Название группы иногда звучит как VHVI (Very High Viscosity Index), что переводится как очень высокий индекс вязкости.
Таблица классификации базовых масел по API
Группа базового масла | Содержание серы, % | Содержание предельных углеводородов, % | Индекс вязкости |
Группа I | >0,03 | < 90 | 80-120 |
Группа II | ≤0,03 | ≥90 | 80-120 |
Группа III | ≤0,03 | ≥90 | >120 |
Группа IV | Полиальфаолефины (ПАО) | ||
Группа V | Другие, не вошедшие в группы I-IV (сложные спирты и эфиры) |
Индекс вязкости масла характеризует изменение внутреннего трения в объеме смазочного материала в зависимости от его температуры. Этот параметр косвенно указывает на стабильность смазки при изменении температурного режима, что определяет его технологичность.
Характеристики базовых масел и будущие тенденции. Эволюция технологии базовых масел
Это третья часть серии из трех статей, посвященных технологиям и применению базовых масел.
Технология смазки медленно развивалась с древних времен до 1950-х годов. Затем появилась технология очистки растворителем, которая вытеснила встречающиеся в природе нефтяные дистилляты благодаря улучшенным смазочным свойствам. В 1970-х и 1980-х годах технологии гидрообработки, особенно гидрокрекинга, позволили производить базовые масла группы II.
Они были признаны отдельной категорией API в 1993 году из-за их положительной дифференциации по сравнению с предыдущими запасами. Процессы гидроизомеризации превращают воск в базовое масло очень высокого качества. Современные технологии гидроизомеризации, такие как Isodewaxing®, получили широкое распространение и быстро коммерциализировались после 1993 года.
Широкое лицензирование этой технологии привело к появлению большого количества масел Группы II, обладающих исключительной стабильностью и низкотемпературными характеристиками по сравнению с их предшественниками Группы I. Этот тип технологии в настоящее время используется для производства почти половины всех базовых масел в Северной Америке.
Аналогичная тенденция возникает и с базовыми маслами группы III, особенно с использованием современной гидроизомеризации. Эти масла обеспечивают эффективность, эквивалентную традиционным синтетическим маслам на основе полиальфаолефинов для большинства продуктов, и могут производиться в таких объемах и по ценам, которые недостижимы для ПАО. Эти эквивалентные характеристики были подтверждены постановлением 1999 года Национального отдела рекламы Бюро по улучшению бизнеса, которое разрешало маркировать смазочные материалы, изготовленные с использованием масел группы III, как «синтетические».
Группа III по сравнению с PAO (Группа IV) Производительность
Исторически сложилось так, что полиальфаолефины (ПАО) обладают превосходными эксплуатационными характеристиками, такими как индекс вязкости (VI), температура застывания, летучесть и устойчивость к окислению, которых нельзя было достичь с обычными минеральными маслами. При современном производстве базовых масел можно независимо контролировать индекс вязкости, температуру застывания, летучесть и устойчивость к окислению.
Современное масло Группы III может фактически превзойти PAO в нескольких областях, важных для смазочных материалов, таких как растворимость присадок, смазывающая способность и противоизносные характеристики. Базовые масла группы III теперь могут конкурировать с маслами на основе ПАО по температуре застывания, индексу вязкости и стойкости к окислению. Некоторые из ключевых показателей качества готового смазочного материала, в которых Группа III должна конкурировать с Группой IV, включают:
- Температура застывания
- Холодный шатун (собственность)
- НОАК Волатильность
- Окислительная стабильность
Температура застывания
Температура застывания является одним из свойств, в котором, безусловно, существует разрыв, но депрессорные присадки значительно сократили этот разрыв. Важно понимать, что температура застывания полностью разработанного смазочного материала (базовые масла плюс присадки) является критическим свойством.
Базовые масла, изготовленные с применением современных катализаторов изомеризации, хорошо реагируют на небольшие дозы депрессорных присадок. Например, турбинные масла, приготовленные на основе обычных базовых масел группы II (температура застывания базового масла -12°C), доступны с температурой застывания -36°C. Полностью сформулированные базовые смазочные материалы Группы III могут производиться с температурой застывания -45°C или ниже.
С другой стороны, в традиционном синтетическом смазочном материале пакет присадок, как правило, снижает температуру застывания смеси полиальфаолефинов, приближая температуру застывания готового смазочного материала на основе полиальфаолефинов к температуре застывания масел Группы III. Это означает, что имеющиеся сегодня базовые масла Группы III могут быть использованы в качестве смазочных материалов, подходящих для всех применений, кроме самых холодных.
Симулятор холодного запуска
Вязкость подшипников скольжения двигателя при холодном пуске является ключевым фактором при определении минимальной температуры, при которой двигатель будет запускаться. Вязкость с помощью симулятора холодного пуска двигателя (CCS), измеренная по методу ASTM D5293, определяется в условиях, аналогичных тем, которые возникают в подшипниках двигателя при запуске. Для базовых масел эта вязкость почти полностью определяется вязкостью и индексом вязкости.
Поскольку акции Группы III обычно имеют индекс вязкости, сравнимый с индексом ПАО с вязкостью 4 сСт, можно было бы ожидать сравнимых характеристик CCS. Это показано на рис. 1, где видно, что базовое масло группы III с вязкостью 4 сСт, кинематической вязкостью 4,2 сСт при 100°C и индексом вязкости 129имеет значения CCS, аналогичные PAO 4, с вязкостью 3,9 сСт и индексом вязкости 123.
Рис. 1. Характеристики холодного запуска,
Группа III Сопоставимо с PAO
Если бы мы смешали ПАО до вязкости 4,2 сСт, их значения CCS были бы практически идентичными. Оба имеют примерно половину значения CCS по сравнению с базовым компонентом группы II с вязкостью 4 сСт, составляющим около 100 VI. Таким образом, масла Группы III очень хорошо подходят для разработки экономичных, синтетических, всесезонных моторных масел в диапазоне от 5W-20 до 10W-40. В течение следующих нескольких лет моторные масла 0W-20 и 0W-30 с их чрезвычайно низкими температурными характеристиками будут по-прежнему доминировать над жидкостями на основе полиальфаолефинов.
Волатильность Ноака
Было обнаружено, что летучесть моторного масла по Ноаку, измеренная с помощью ASTM D5800 и аналогичных методов, коррелирует с расходом масла в двигателях легковых автомобилей. Строгие требования к низкой летучести являются важными аспектами нескольких недавних и будущих спецификаций моторных масел, таких как ACEA* A-3 и B-3 в Европе и Международный комитет по стандартизации и одобрению смазочных материалов (ILSAC) GF-3 и GF-4 в Северной Америке. . Масла с низкой летучестью также необходимы для современных моторных масел для тяжелых условий эксплуатации. Рисунок 2 показывает, что с точки зрения смесителя базовые масла Группы III так же эффективны, как и ПАО, для достижения этих требований к низкой летучести в моторных маслах.
Рис. 2. Производительность группы III по сравнению с PAO,
Сравнимая волатильность по Ноаку
Волатильность является сильной функцией VI. ИВ современных масел Группы III обычно соответствуют или превышают ПАО, поэтому они могут соответствовать летучести ИВ ПАО при разумной ширине фракции дистилляции.
Стойкость к окислению
Окислительная и термическая стабильность являются одними из наиболее важных преимуществ синтетических материалов. Лучшая стабильность базового масла означает лучшую стабильность присадок и более длительный срок службы. Высокая стабильность является ключом к созданию высококачественных смазочных материалов будущего с более длительными интервалами замены. Здесь масла Группы III обычно бросают вызов характеристикам PAO.
Стабильность современных масел Группы III хорошо предсказывается по их индексу вязкости, поскольку индекс вязкости указывает на долю высокостабильных изопарафиновых и насыщенных структур в базовом масле1. В отличие от масел группы III предыдущего поколения, которые могут содержать более пяти процентов ароматических , современные сорта III группы также подвергаются последующей глубокой гидроочистке после гидрокрекинга и гидроизомеризации.
Следовательно, они имеют исключительную чистоту с содержанием ароматических соединений намного меньше одного процента, что обеспечивает высокую термическую и окислительную стабильность. С другой стороны, стабильность ПАО во многом зависит от остаточного содержания олефинов, которое может присутствовать в значительных количествах — до пяти процентов. Несмотря на то, что ПАО в целом обладают отличной устойчивостью к окислению, во многих областях применения, таких как моторные масла или масла для высокотемпературных компрессоров, их характеристики соответствуют современным базовым маслам группы III, прошедшим строгую переработку.
В некоторых случаях даже смазочные материалы на основе группы II могут обеспечить конкурентоспособность по стойкости к окислению по сравнению с традиционными синтетическими маслами. Технология базовых масел группы II, наряду со специально разработанными присадками, может соответствовать традиционным синтетическим маслам, изготовленным из полиальфаолефинов, в таких областях применения, как турбинные масла. Преимущества глубокой гидрообработки показаны на рис. 3, где сравнивается масло Группы II с маслом Группы I.
Рис. 3. Более высокое качество базового масла продлевает срок службы турбинного масла
Срок службы, измеренный испытанием на стабильность турбинного масла
Испытание на стабильность турбинного масла (TOST), или ASTM D943, измеряет время, необходимое турбинному маслу для окисления до точки, при которой кислотное число достигает 2,0 мг КОН/г.
Турбинные масла содержат только около одного процента присадок, поэтому этот тест является хорошей мерой присущей базовому маслу стабильности. Базовые масла группы I без добавок выходят из строя примерно через 200 часов. Турбинное масло, приготовленное на основе базового масла группы I, обычно выходит из строя менее чем через 7000 часов. Высококачественное масло Группы II, созданное с тем же пакетом присадок и той же скоростью обработки, может работать более чем в два раза дольше, прежде чем оно выйдет из строя. В реальных условиях эксплуатации турбинные масла с хорошей формулой на основе группы II обеспечивают превосходную смазку при интервалах замены от трех до пяти лет.
Преимущество полностью гидрообработанных базовых масел Группы III в отношении устойчивости к окислению показано на Рисунке 4 для гидравлических масел, приготовленных с использованием одной и той же системы присадок в четырех различных базовых маслах.
Рис. 4. Устойчивость к окислению,
Кислотное число гидравлических масел
Здесь время, необходимое для достижения кислотного числа 2,0 (определяемого путем нейтрализации 2,0 мг КОН/г масла) в универсальном испытании на окисление (ASTM D4871), обычном показателе окисления масла, было значительно больше для группы III. рецептуры, чем для продуктов Группы I или II. Кроме того, характеристики продукта Группы III были практически такими же, как у масла, составленного с ПАО.
В Таблице 1 перечислены различные североамериканские смазочные материалы, в состав которых входят полностью гидрообработанные базовые масла группы III.
Нажмите здесь, чтобы увидеть таблицу 1
Эти продукты включают моторные масла, индустриальные масла и жидкости для трансмиссии, и их производительность не уступает традиционным синтетическим составам.
Эволюция
Глядя в будущее, мы видим тенденцию к смазочным материалам и базовым маслам с еще более высокой чистотой, меньшей летучестью и более длительным сроком службы. Молекулярная структура базовых масел будет разработана для обеспечения все более высоких характеристик смазки. Селективность в отношении желаемых молекулярных составов будет повышена за счет использования лучших катализаторов гидрообработки, сырья и усовершенствований процесса.
Невероятно, но одним из новых исходных материалов для базовых масел является природный газ. В этом десятилетии мы увидим новый тип сверхэффективного базового масла, полученного из парафина, полученного из природного газа с помощью процесса Фишера-Тропша (см. «Дополнительную литературу» в конце статьи). На заводах, производящих эти суперсинтетические базовые масла Группы III, будут применяться новейшие технологии гидрообработки. Эти базовые масла, получившие название GTL для преобразования газа в жидкость, уже относятся к Группе III+ или «Супергруппе III».
Торговая марка ChevronTexaco для этих продуктов — базовые масла FTBO TM (FT для Фишера-Тропша). У них будет значительно более высокий индекс вязкости, чем у PAO, и они будут использоваться для производства экономичных автомобильных и промышленных масел с длительным сроком службы.
Вероятно, появятся и другие конкурирующие технологии. Были предложены новые исходные материалы для производства ПАО, и качество этих традиционных синтетических масел продолжает улучшаться. 2 К несчастью для производителей ПАО, цены на их сырье будут по-прежнему относительно высокими, и авторы считают, что в будущем это приведет к вытеснению смазочных материалов на основе ПАО на более мелкие специализированные рынки. Благодаря значительно более низкой цене на масла Группы III рынок синтетических автомобильных смазочных материалов в Северной Америке быстро конвертирует большую часть своих объемов в базовые масла Группы III.
Отдельные смазочные материалы высшего уровня, требующие PAO, будут продолжать сосуществовать с маслами группы III, как это было в течение многих лет в Европе. Но широкая доступность современных минеральных масел групп II и III ускоряет темпы изменений на рынках смазочных материалов. Новые и улучшенные базовые масла помогают производителям двигателей и оборудования экономично удовлетворять растущие потребности в более качественных и чистых смазочных материалах.
Поскольку технология базовых масел продолжает развиваться и совершенствоваться, потребители получат еще большую защиту автомобилей, грузовиков и дорогостоящего оборудования, такого как турбины. Смазочные характеристики, которые ранее были достигнуты только в нишевых применениях с малым объемом, с использованием PAO и других специальных масел, теперь широко доступны с использованием нового поколения масел группы II и группы III.
Каталожные номера
* ACEA расшифровывается как Association des Constructeurs Européens d’ Automobiles, Европейская ассоциация производителей автомобилей.
- Крамер, Д. К., Зимер, Дж. Н., Ченг, М. Т., Фрай, К. Э., Рейнольдс, Р. Н., Лок, Б. К., Круг, Р. Р., и Стендерович, М. Л. «Влияние состава базового масла групп II и III на индекс вязкости и устойчивость к окислению». Весенняя встреча Айше, март 1999 г.
- Heilman, WJ, Chiu, I.C., and Chien, JCW, «Новое полиальфаолефиновое базовое масло». Собрание Американского химического общества, Новый Орлеан, 19 августа.99.
- Крамер Д., Лок Б. и Круг Р. «Эволюция технологии базовых масел». Смазка турбин в 21 веке, ASTM STP № 1407 , В. Хергут и Т. Уорн, редакторы. Американское общество испытаний и материалов, Западный Коншохокен, Пенсильвания, 2001 г.
.
Похожие материалы
Мангоне, К. «Газ в жидкости — преобразование позволяет получать чрезвычайно чистые базовые масла». Журнал Machinery Lubrication , ноябрь 2002 г.
ПАО обеспечивают электрические характеристики — смазочные материалы
« Диэлектрические жидкости существуют уже давно», — сказал Кен Хоуп, глобальный менеджер по техническим услугам ПАО в Chevron Phillips Chemical Co., на конференции STLE по трибологии и смазке для Конференция по электронной мобильности. Но новые области применения, например, в электромобилях, получили широкое распространение, и компании по производству смазочных материалов по всему миру работают над созданием готовых продуктов, отвечающих потребностям этих новых технологий.
Для этого «хорошее базовое масло стало более важным компонентом рецептуры», — сказал на том же мероприятии Бабак Лотфи, технолог по разработке продуктов в ExxonMobil.
Итак, какими свойствами должны обладать эти новые смазочные материалы?
Хоуп отметила низкую вязкость как важное свойство. «Низкая вязкость — это хорошо», — сказала Хоуп. «Для перемещения жидкости с низкой вязкостью требуется меньше энергии. Это также полезно для теплопередачи». По его словам, Chevron Phillips Chemical в основном работала с полиальфаолефинами с 2 и 4 сантистоксами.
Вязкость имеет еще большее значение, поскольку она может влиять на то, как жидкость проявляет другие свойства. Например, в случае ПАО «диэлектрическая проницаемость практически не меняется при изменении вязкости», — сказал Хоуп. И хотя удельная теплоемкость и теплопроводность также незначительно различаются в зависимости от степени вязкости, способность к биологическому разложению увеличивается в ПАО с более низкой вязкостью.
Однако существуют проблемы, связанные с жидкостями с низкой вязкостью. Например, чем ниже вязкость ПАО, тем ниже температура вспышки и воспламенения. «Более низкая вязкость имеет противоположное значение для безопасности, когда вы смотрите на точки воспламенения и воспламенения», — сказал Хоуп.
Окислительная стабильность, срок службы масла и теплопроводность также являются ценными свойствами смазочных материалов для электромобилей, поскольку они связаны с эффективностью охлаждения и тепловым потоком.
Еще одним важным свойством является удельная теплоемкость. «Удельная теплоемкость — это то, насколько быстро это масло будет поглощать это тепло из того места, где оно генерируется», — сказал Хоуп. «Это один из первых шагов — иметь возможность передавать это подальше от того места, где оно генерируется».
Другим обязательным свойством является гидролитическая стабильность. «Вода, как мы знаем, есть везде», — сказала Хоуп. «Вода является загрязнителем, особенно для диэлектрических жидкостей. Вода, грязь и другие подобные вещи ухудшают диэлектрическую прочность, и это может быть проблемой. Кроме того, важно, чтобы жидкости противостояли гидролизу. Часто, когда что-то гидролизуется, полученные продукты могут быть легковоспламеняющимися или вызывающими коррозию, а также вызывать проблемы с электричеством».
Завершая список, Хоуп объяснила, что совместимость материалов является еще одним жизненно важным свойством, наряду со стабильностью при сдвиге, высокой температурой воспламенения и возгорания, плотностью, низкой температурой замерзания и биоразлагаемостью.
Какой базовый запас выбрать?
Являются ли полиальфаолефины предпочтительным базовым компонентом для многих электромобилей? Хотя существуют и другие варианты, многие участники индустрии смазочных материалов, кажется, так считают.
«У нас есть много разных потенциальных материалов, но как они соотносятся друг с другом?» — сказала Хоуп.
Он упомянул сложные эфиры силикона в качестве потенциально полезного базового компонента для электрических применений, хотя он, по-видимому, не соответствует уровню производительности, предлагаемому ПАО. По его словам, сложные эфиры силикона, как правило, «имеют проблемы с гидролизом». «Ароматические вещества, биоразложение и токсикология также могут вызывать беспокойство».
Также можно использовать традиционные минеральные масла и масла гидрокрекинга в электрических устройствах, но ПАО, как правило, обладают лучшими характеристиками в электрических устройствах.
Почему? Хоуп назвал их превосходные диэлектрические свойства одной из причин. «У военных были проблемы с диэлектрическими охлаждающими жидкостями, разработанными для SR-71 Blackbird, — сказал он. «Первоначально они использовали силиконовый эфир, и это было нормально, пока у вас не появились компьютеры, которые фактически сидели в чане с этим маслом, чтобы охлаждать их и предотвращать образование льда. Они столкнулись с тем, что жидкость была гигроскопичной — она впитывала влагу. Когда эта влага вступала в контакт с жидкостью, она образовывала гель. Несмотря на то, что жидкость была хорошим диэлектриком, когда этот гель проходил мимо пары точек электрического контакта, возникала дуга, и эта дуга обугливалась, и вы получали черное пятно. На самом деле они назвали это Черной чумой, потому что знали, когда увидели эти черные пятна, плавающие в жидкости, что вскоре после этого компьютер выйдет из строя. Это был признак того, что что-то происходит».
В связи с очевидной необходимостью замены жидкости на более подходящую, они начали исследование. Жидкость должна была иметь высокую теплопроводность и высокую температуру воспламенения и воспламенения. Одной из первых испытанных жидкостей была гидравлическая жидкость, приготовленная на основе нафтеновой минеральной масляной основы. Для его проверки бронебойно-зажигательный снаряд калибра 50 выстрелил в одногаллонную металлическую канистру, наполненную гидравлической жидкостью. По словам Хоуп, цель состояла в том, чтобы жидкость не образовывала «огненный шар».
К счастью, замещающая жидкость на основе полиальфаолефинов сделала именно это и во время испытаний смогла произвести только дым, что соответствует военным спецификациям MIL-H 87257. «Это связано с различиями в температурах вспышки и воспламенения» между силиконовыми жидкость на основе полиальфаолефинов и жидкость на основе полиальфаолефинов, сказала Хоуп.
Жидкость также прошла ряд других испытаний, таких как испытание на распространение пламени, в котором «вы берете смоченный фитиль, поджигаете его и смотрите, сколько времени потребуется, чтобы он прошел из точки А в точку Б», — сказала Хоуп. . «То, что движется медленнее, — лучшая жидкость. Вот с чем они в итоге пошли».
Однако требования к жидкости для военных могут немного отличаться от требований для электромобилей. «Эти электромобили сейчас не летают на высоте 30 000 футов, так что это не проблема», — сказал Хоуп. «Возможно, некоторые из требований к чрезвычайно низкой вязкости при низких температурах на самом деле не так уж важны. Но многие другие свойства таковы».
PAOs Get the Work Done
По словам Хоуп, способность уменьшать трение является основной обязанностью смазочного материала для электромобилей, а «вторая обязанность — избавляться от тепла, потому что везде, где выделяется тепло, оно должны быть поглощены, а затем переданы», — сказал он.
Лотфи согласился, но добавил в список третий пункт: повышение энергоэффективности. «Базовое масло действительно является ключевым компонентом, влияющим на энергоэффективность и свойства теплопередачи», — сказал он.
Так какой же вклад ПАО в готовую продукцию, которая может достичь этих целей?
«Базовое масло действительно является ключевым компонентом, влияющим на энергоэффективность и свойства теплопередачи». |
Что касается возможностей PAO по отводу тепла, Хоуп процитировала статью 2002 года, написанную исследователями Volkswagen и профессором Уилфредом Барцем. В документе обсуждалось, каким образом базовая жидкость, используемая в рецептуре трансмиссионных масел, может влиять на удельную теплоемкость — теплоту, необходимую для повышения температуры единицы массы жидкости на 1°C. Характеристики отвода тепла масла 4-сСт группы III и масла 8-сСт группы III сравнивались с характеристиками 4-сСт ПАО и 8-сСт ПАО. Было установлено, что трансмиссионные масла, содержащие ПАО, имеют более высокую удельную теплоемкость, что позволяет им поддерживать температуру коробки передач на 7–17°C ниже, чем гидрокрекинговые масла, и 19°C ниже, чем у минеральных масел. Более высокая удельная теплоемкость свидетельствует о повышенной способности жидкости поглощать тепло.
Что касается энергоэффективности, Хоуп объяснил, что тест, обычно называемый ARKL EOTT, использовался для прогнозирования эффективности передачи и способности жидкости контролировать потери энергии. В этом испытании 40 миллилитров испытательной жидкости помещают в изолированный четырехшариковый аппарат. В течение двух часов при определенных оборотах и нагрузке температура жидкости со временем повышается. При проведении испытаний со смазочными материалами, составленными из масел Группы I, Группы II, Группы III и Группы IV, было замечено, что PAO Группы IV дает температуру в конце испытания, которая была значительно ниже, чем у других масел. Фактически температура PAO была на 6,6°C ниже, чем у жидкости с наиболее близкими характеристиками, которой было масло группы III+. В каждой рецептуре использовался один и тот же пакет присадок и вязкость каждой базовой жидкости 5,5 сСт.
Результаты теста показали, что «вы можете увидеть разницу в трении — в выделении тепла — между этими разными жидкостями», — сказала Хоуп. «Трение важно; это суть».
Кроме того, кривые тяги, полученные с помощью мини-тяговой машины, показали, что испытанное PAO давало более низкие коэффициенты тяги как при 40°C, так и при 100°C, чем масло Группы III той же вязкости.