Een Q&A met de technische managers van IMCD
We spraken met Francisco Alves, technisch manager voor motoroliën, en Dr. Andrew Gelder, technisch ontwikkelingsmanager voor smeermiddelen bij IMCD L&E, om de trends in de smering van auto's, de impact van e-mobiliteit en de daaruit voortvloeiende behoefte aan nieuwe vloeistoffen te bespreken.
Francisco Alves
Andrew Gelder
Vandaag zien we een stijgende trend in motorsmering naar oliën met een lagere viscositeit en claims van brandstofverbruik - wat zijn de drijfveren voor dit?
Francisco: Hoewel brandstofverbruik op zich al een geldig doel is, ligt de focus tegenwoordig natuurlijk op het verminderen van emissies. Eén manier om minder brandstof te verbranden is door de viscositeit van smeermiddelen te verlagen. Viscositeit meet de weerstand van een vloeistof tegen beweging, oftewel hoeveel energie er nodig is om een vloeistof te laten bewegen. Hoe lager de viscositeit, hoe lager de benodigde energie, wat betekent dat we minder brandstof nodig hebben.
Wat zijn belangrijke overwegingen bij het formuleren met oliën met een lagere viscositeit?
Francisco: Alle componenten van een smeermiddel moeten opnieuw worden geëvalueerd.
Ten eerste zijn nieuwe basisoliën nodig, omdat eerdere oplossingen vaak te stroperig zijn om aan de huidige vereisten te voldoen. Op dit moment worden basisoliën van groep III op grote schaal gebruikt in de industrie - dit is in wezen een chemisch behandelde versie van basisoliën van de vorige generatie die veel betere prestaties bieden. Een andere optie is Poly Alpha Olefins (PAO's), dit zijn synthetische koolwaterstoffen die kunnen worden aangepast aan verschillende toepassingen.
Vervolgens voegen we een viscositeitsmodificator (VM) toe, waarmee we de vereiste viscositeitsklassen kunnen bereiken. De chemie van VII's (Viscosity Index Improvers) is ook veranderd, en nu gebruiken we innovatieve nieuwe styreen-isopreencopolymeren om te zorgen voor een betrouwbare koude start en werking, en superieure afschuifstabiliteit voor oliën die hun kwaliteit behouden. Deze viscositeitsmodificatoren zorgen ook voor bescherming tegen slijtage, roetbeheersing, reinheid van de motor en zorgen voor een uitgebreid afvoervermogen.
Tot slot is het essentieel om te zorgen voor robuuste additievenpakketten in elke formulering. Deze dienen om de basisolie te beschermen en om de bewegende delen van een motor beter te beschermen, terwijl ze helpen om de onzuiverheden die ontstaan tijdens het draaien van de motor te verspreiden en in te dammen.
Welke andere strategieën kunnen worden gebruikt om emissies te verminderen?
Francisco: In de hele industrie hebben bedrijven uitlaatgasbehandelingsapparatuur geïnstalleerd die, simpel gezegd, uitlaatgassen tot op een bepaald niveau zuiveren. We ontdekten echter dat de chemie van smeermiddeladditieven de functionaliteit van deze apparaten zou kunnen verminderen, wat ons terugbracht naar de tekentafel. We hebben gekeken naar nieuwe chemische stoffen, met minder „SAPS”, wat een lager gehalte aan gesulfateerde as, fosfor en zwavel betekent. We verwachten dat het verminderde SAPS-aandeel in de motoroliemarkt snel zal blijven groeien van 25% in 2016 naar 70% in 2025.
Tegen 2025 verwachten we dat brandstofzuinigheidscijfers 40% van de motoroliemarkt zullen vertegenwoordigen, vergeleken met de 10% die we in 2016 zagen.
Oplossingen om op te letten:
- PAO's met lage viscositeit en lage volatiliteit voorzien in de behoefte om de viscositeit van smeermiddelen te verlagen met behoud van een lage volatiliteit.
- Gereduceerde SAPS-additieven
- Styreen Isopreen VM
Het elektrificeren van transport is een topprioriteit geworden in de overgang naar een koolstofarme toekomst. Hoe ziet u dat zich de komende tien jaar ontwikkelen?
Andrew: In 2015 waren er wereldwijd minder dan 1% elektrisch aangedreven voertuigen (EPV's). In 2020 was dit gestegen tot 2,5%, wat neerkomt op meer dan twee miljoen voertuigen2, en tegen 2030 zal dit naar verwachting oplopen tot ongeveer 30%. Bij IMCD weten we dat het essentieel zal zijn om onze klanten de juiste ondersteuning te bieden om deze ommekeer in consumentengedrag aan te pakken. Het is nog niet helemaal duidelijk welk type aandrijflijn de overhand zal krijgen, aangezien vandaag de dag de hybride auto (deels batterij/deels interne verbrandingsmotor) de grootste trekpleister in de sector is. Naarmate de batterijtechnologie blijft verbeteren, verwachten we echter dat de elektrische auto op batterijen (BEV) de komende jaren de beste optie zal worden.
Welke veranderingen ziet IMCD in de smeermiddelensector die de overgang naar elektrische aandrijving ondersteunt?
Andrew: Traditioneel wordt een auto voornamelijk ondersteund door motorolie plus een transmissieolie, misschien ook asolie, brandstofadditieven, vetten en andere hulpproducten. In een puur elektrisch voertuig wordt motorolie overbodig, net als brandstofadditieven. Er is echter nog steeds een sterke behoefte aan transmissievloeistof, vetten en andere componenten. De rol van de transmissievloeistof wordt steeds ingewikkelder, omdat veel elektrische circuits in een EPV ermee in contact komen. Dit betekent dat hij moet kunnen omgaan met koelende elektromotoren en hoge spanningen, waardoor vloeistofgeleidbaarheid en circuitbeveiliging belangrijk zijn. Metaalcompatibiliteit, met name koper, wordt essentieel, en de vloeistof moet compatibel zijn met veel nieuwe materialen, voornamelijk kunststoffen, die in de aandrijflijn zullen worden verwerkt.
De nieuwe batterijtechnologie is ook temperatuurgevoelig, en het is aan de transmissievloeistof om het temperatuurprofiel op peil te houden zodat het systeem efficiënt kan werken. Viscositeit is ook essentieel voor dit thermische beheer.
Ten slotte zal de nieuwe elektrische auto erg stil zijn in vergelijking met zijn ICE-voorganger en zullen geluid, trillingen en hardheid (NVH) in de tandwielen en lagers een grotere factor worden voor de vloeistof om mee te kampen. Wrijvingsbeheersing door het additief speelt een grote rol bij de aanpak van dit probleem.
Oplossingen om op te letten:
- PAO's en basisoliën van groep III en zeer specifieke esters voor thermische regeling en lage geleidbaarheid in verband met batterijen en e-motoren.
- Additieve componenten die hoge prestaties leveren (bijv. superieure corrosiebescherming, soepele wrijvingsprestaties voor NVH-voordelen van de aandrijflijn) en tegelijkertijd zorgen voor compatibiliteit met nieuwe materialen, met de juiste elektrische eigenschappen en geschikt zijn voor thermisch beheer