Наука, що стоїть за випробуваннями нових мастильних матеріалів

Виробники двигунів постійно працюють над підвищенням надійності, ефективності та оптимізації вартості складних транспортних засобів та моторів, які вони створюють та продають. Необхідність підвищення стійкості, охорони навколишнього середовища, збереження ресурсів та безпеки призводять до еволюції мастильних матеріалів, які допомагають забезпечити здатність двигуна досягати цих цілей. Розробка мастильних матеріалів значною мірою прив’язана до OEM та галузевих категорій продуктивності. У сегменті легкових автомобілів останнє покоління мастильних матеріалів було розроблено відповідно до API ILSAC GF-6 та категорій OEM, таких як dexos1 від GM. А от мастильні матеріали для важких умов експлуатації були розроблені відповідно до критеріїв, встановлених API CK-4 та FA-4, останній спеціально класифікує склади з низькою в’язкістю, щоб допомогти покращити економію палива у нових моделях дизельних двигунів.

Коли вводиться якась нова категорія характеристик моторної оливи, звертається увага на протоколи випробувань, які мають пройти нові склади для сертифікації. Ці випробування двигунів допомагають підтвердити необхідні характеристики, гарантуючи, що мастильні матеріали нового покоління відповідатимуть вимогам як сучасного, так і застарілого обладнання. В даний час виконуються початкові роботи з розробки нової категорії продуктивності API (так званої PC-12), яка найближчими роками замінить CK-4 і FA-4. Очікується, що технологія, необхідна для нових складів, буде ще більш просунутою.

Категорії API для важких умов експлуатації є особливо цікавим прикладом розробки нових технологій мастильних матеріалів з нижчою в’язкістю, і готовністю ринку кінцевих споживачів приймати і купувати передові склади. Як OEM-виробники, так і кінцеві споживачі довго не наважувалися повністю використовувати мастильні матеріали, сертифіковані за стандартом FA-4 як рішення для досягнення більшої економії палива, незважаючи на ретельність розробки. Це розчаровувало розробників, особливо з огляду на потенційні вигоди споживача. Згідно з тестами, парки позашляхових транспортних засобів класу 8 можуть реально розраховувати на економію палива в діапазоні 0,5-1,5% за рахунок простого переходу зі складу API CK-4 15W-40 на моторну оливу 5W або 10W-30 (мастильні матеріали 15W-40 складають більшу частину ринку).

Експериментальна розробка та лабораторні випробування

Життєвий цикл продукту починається з експериментальних ідей для задоволення потреб ринку. Нещодавно були необхідні зміни в паливі, мастилі та фільтрації для сумісності з передовим обладнанням, включаючи паливні форсунки та вдосконалене доочищення вихлопних газів, що обіцяє зниження викидів та витрати палива. Розробники враховують ці потреби у процесі початкової розробки та приступають до етапу експериментальних випробувань, щоб визначити надійні способи сертифікації рівнів продуктивності, потрібні для нової категорії. Цей процес вимагає значного часу і ресурсів для встановлення параметрів нової категорії, допомагаючи задовольнити потреби апаратного забезпечення двигуна.

Рання оцінка концепції відбувається віртуально з різних обчислювальних інструментів. Початкові склади, які демонструють переваги з урахуванням прогнозів функціональних характеристик, і навіть цільових витрат за розробку, проходять стандартні лабораторні випробування. В очікуванні успішних результатів на цьому рівні планується тестування на реальному устаткуванні. Далі різні зацікавлені сторони проводять випробування на реальних двигунах та повному динамометрі. Склади-прототипи, які демонструють прийнятні результати, переходять до етапу польових випробувань.

Цінність польових випробувань

Перш ніж описувати самі польові випробування, важливо відзначити, що склади, що дійшли до цього етапу, вже повністю продемонстрували бажані робочі характеристики в лабораторних випробуваннях. Польові випробування продовжуються з припущенням, що формула вже оптимізована і спрямована на перевірку адекватності продуктивності. Тут генеруються реальні результати, оцінюючи характеристики мастильних матеріалів та присадок, щоб вони відповідали всім показникам продуктивності, або перевищували їх у реальних умовах. Польові випробування також відрізняються від лабораторних випробувань. У лабораторії статистична суворість досягається за рахунок багаторазового проведення експерименту за постійних умов навколишнього середовища; єдиною змінною є адитивна технологія. Очікується, що випробування в польових умовах призведуть до реального підтвердження необхідних якостей (у тому числі захист при екстремальних навантаженнях та швидкості; контроль втрат через накопичення тепла або забруднень; збільшений термін служби; спеціальні системи захисту старого обладнання). Польові випробування допомагають виявити непередбачені обставини, з якими можуть зіткнутися користувачі. Наприклад, охолоджувальна рідина може бути виявлена ​​в пробі оливи, або під час останнього обслуговування було додано неправильну кількість або тип мастила тощо.

Польові випробування можуть містити обмежену кількість одночасних експериментів. Наприклад, великий позашляховий транспортний засіб, такий як самоскид, може мати понад півдюжини відсіків для мастильних матеріалів. Базовий набір показників аналізу оливи може надати всі необхідні підтвердження важливих характеристик. З іншого боку, досліди можуть вимагати збору величезних обсягів даних. Цінну інформацію можна отримати шляхом захоплення даних із модуля управління двигуном у сучасних моторах. Телематичні системи, встановлені на більшості транспортних засобів, можуть надати деяку інформацію про маршрути та висоту над рівнем моря.

Проведення успішного польового випробування

Польові випробування починаються з ретельно складеного плану. Він включає опис цілей випробування, інформацію про об’єкт, визначення складів і активів, що підлягають тестуванню, терміни і тривалість випробувань, необхідні вимірювання. Плюсом буде підтримка партнерських відносин із комерційними автопарками, де відбуватиметься тестування оливи, її заміна через регулярні проміжки часу та відправлення проб для аналізу. Польові випробування, створені задля перевірки конкретної характеристики продуктивності, можуть тривати лише короткий період – до двох років. Найбільш складні польові випробування збігаються із запланованим введенням галузевих стандартів мастильних матеріалів, таких як API CK-4 та API FA-4, а також з наступною категорією API. У цьому випадку одночасно контролюється безліч транспортних засобів різних типів, а також різних складів і марок.

Завдяки безперервним випробуванням можна побачити, що парки великовантажних автомобілів досягли значної економії палива, забезпечуючи при цьому чудовий захист своїх вантажівок, використовуючи FA-4. Суть у тому, що мастильні матеріали FA-4 та технології, які прийдуть їм на зміну, принесуть величезну користь споживачам мастильних матеріалів. Великі випробування доводять це, і для того, щоб побачити їх ширше застосування та визнання, потрібна безперервна розробка та переконлива пропаганда.

За матеріалами https://www.lubesngreases.com/