Погляд зсередини на PC-12: нюанси розробки нової категорії

Чутки про нову категорію PC-12, а також про різні поліпшення та проблеми, які можуть супроводжувати її, ходили в індустрії мастильних матеріалів протягом останніх кількох місяців. Нову категорію, швидше за все, буде завершено і реалізовано через кілька років. Однак у міру того, як запуск PC-12 стає дедалі ближчим, її деталі починають привертати увагу як споживачів, так і виробників (про плани компанії Chevron, стосовно цієї категорії, можна почитати тут). Навіщо потрібна нова категорія для важких вантажівок? Які виклики чекають на ринок мастильних матеріалів? Які покращення очікуються у новій категорії? Відповіді на ці питання має Карін Хауманн, голова групи з розробки нових категорій Американського інституту нафти.

Навіщо потрібна нова категорія?

Proposed Category – це категорії стандартів допусків АРІ, як, наприклад, РС-11 це останні СК-4 FA-4, PC-10 це СJ-4. Діюча PC-11 (Proposed Category 11) включає два нові рівні якості для мастильних матеріалів для дизельних двигунів та важких умов експлуатації:

– Категорія PC-11A відома як API CK-4. Вона прийшла на заміну категорії API CJ-4 та забезпечує покращений захист двигуна.

– Категорія PC-11B – це категорія моторних масел зниженої в’язкості для дизельних двигунів, призначених для важких умов експлуатації. Вона забезпечує підвищення захисту двигуна, як і категорія API CK-4, а також збільшення зниження витрат палива. Ця категорія відома як API FA-4.

Оскільки більшість виробників оригінального обладнання, а також багато урядів та споживачів приділяють серйозну увагу сталому розвитку та екологічності, експерти передбачають, що більшість легкових автомобілів з двигунами внутрішнього згоряння будуть поступово виведені з експлуатації в найближчі пару десятиліть на користь електрифікованих моделей. Тим не менш, сектор великовантажних автомобілів відрізняється тим, що, як очікується, потрібно більше часу, щоб повністю електрифікуватися, а це означає, що потреба у високоякісних мастильних матеріалах для важких умов експлуатації збережеться і в майбутньому.

Існують також інші чинники. Хауманн назвала дедалі суворіші обмеження щодо оксидів азоту одним з основних чинників, які впливають на потребу у новій категорії для важких вантажів. «Наприкінці 2021 року Асоціація виробників двигунів (EMA) вимагала розробити нову категорію масел для дизельних моторів, щоб задовольнити потреби майбутніх двигунів», – сказала вона. «Частина запиту була пов’язана з очікуванням нових правил скорочення викидів NOx від Агентства з охорони навколишнього середовища».

Які покращення очікуються у новій категорії моторних олив для важких умов експлуатації?

Хауманн пояснила, що деякі з ключових областей, визначених у початковому запиті на нову категорію важких умов експлуатації, включають такі покращення:

• Підвищена продуктивність окиснення
• Нова можливість випробування на знос
• Додавання масел з меншою в’язкістю для включення XW-20 у підкатегорію F
• Покращена можливість подальшої переробки
• Розширення сумісності двигунів із еластомірами.

Яким є вплив нових вимог до викидів?

Як згадувалося вище, одна з причин, через яку API вважала за необхідне створення нової категорії моторної оливи, полягала в очікуванні більш суворих правил щодо викидів NOx Агентства з охорони навколишнього середовища США. Група розробки нових категорій API (також відома як NCDT) «керує розробкою нових категорій масел API для дизельних двигунів», – сказала Хауманн. «Це включає роботу з усіма зацікавленими сторонами для визначення областей підвищеної продуктивності, які дозволять виробникам двигунів відповідати стандартам викидів NOx, що змінюються, очікуваним в 2027 році, і вимогам з економії палива для певних моделей двигунів. NCDT визначили необхідні хімічні обмеження. Проте Хауманн уточнила, що робота NCDT далека від завершення. «NCDT і виробникам олив треба ще багато зробити в цьому і наступному році, перш ніж змішувати масла-кандидати для тестування та оцінки», — сказала вона.

Які проблеми пов’язані із створенням нової специфікації оливи для дизельних двигунів?

Якби ви запитали будь-кого, хто колись займався розробкою нових категорій, чи був цей процес простим і зрозумілим, вони, швидше за все, посміялися б з вас. У той час, як кінцева мета зазвичай досить ясна, шлях до неї часто буває звивистим і вимагає частих переглядів.

Отже, якими були деякі з основних проблем при розробці категорій цього разу?

«Очікується, що зі зміною технології деякі тести двигунів, які використовуються для оцінки моторних масел, застаріють через скорочення поставок обладнання для двигунів», – сказала Хауманн. «Частина розробки PC-12 буде зосереджена на забезпеченні зворотної сумісності із замінюючими тестами, і параметрами продуктивності». Крім того, в PC-12 необхідно буде включити специфікації для моторних олив з ще нижчою в’язкістю, але попереднє випробувальне обладнання не обов’язково підходить для цих масел. «Багато з двигунів, що використовуються для поточних випробувань, застаріли і не пристосовані для роботи на малов’язкому маслі, такому як  5W або навіть 0W-20″, – пояснила Хауманн. «Ми працюємо над розробкою та запуском тестових матриць, щоб переконатися, що у нас є точність у існуючих тестах». Враховуючи, що обладнання для випробувань двигунів не безмежне і не підходить для нових складів, розробка нових тестів також має вирішальне значення. «Частина оцінки та роботи полягає в тому, щоб переконатися, що знос та інші тести, яким піддається олива, будуть актуальні від 0W-20 до 15W-40. Це широкий діапазон, тому ми також впроваджуємо у систему деякі сучасні еталонні оливи».

Ще одна проблема – можливо, специфічна для PC-12 – полягає в тому, що нова категорія масел для важких умов експлуатації розробляється та впроваджується в досить тісній послідовності з іншими стандартами автомобільних олив, такими як стандарт GM dexos1 Gen4 та ILSAC GF-7 (було кілька дискусій про те, коли GF-7 буде представлено на ринку, але останній план передбачає, що стандарт почне ліцензуватися в другій половині наступного року). Така близькість специфікацій може створити навантаження на ресурси, які повинні керуватися не тільки API, але й іншими зацікавленими сторонами, такими як виробники мастил та компанії, що виробляють присадки.

Коли буде реалізовано нову категорію?

Хоча новини про нову категорію моторних масел, безумовно, цікаві для індустрії мастильних матеріалів, точні терміни виходу PC-12 донедавна були незрозумілі. Зрештою, багато виробників мастильних матеріалів можуть ставити питання, коли їх відповідні рецептури повинні бути готові для першого ліцензування.

За словами Хауманн, «запит на першу дату ліцензування від API має бути подано не пізніше 1 січня 2027 року. Це відповідає очікуваній даті впровадження у 2027 році правил EPA та CARB для важких умов експлуатації на дорогах».

Які можливі відмінності між PC-11 та PC-12?

• Випробування на зношування. API CK-4 і FA-4 включали чотири випробування на зношування, а PC-12 – буде тільки три.
• Хімічні обмеження. Хімічні межі PC-11 для CK-4 та FA-4 становлять максимум 1,0% сульфатної золи, максимум 0,12% фосфору та максимум 0,4% сірки. У зв’язку зі змінами EPA у допустимих викидах NOx ці рівні, ймовірно, знизяться у PC-12.
• Сумісність із еластомірами. API CK-4 та FA-4 пред’являють вимоги до випробувань для п’яти класів ущільнень, які оцінюються щодо зміни обсягу, твердості, міцності на розтягування та подовження при розриві. PC-12 може мати нові матеріали ущільнень та нові обмеження на ці параметри.
• Заміна базової оливи. Можливо, потрібно буде переглянути рекомендації щодо заміни базових олив або принаймні підтвердити їх. Згідно з API 1509, рекомендації щодо заміни базової оливи необхідні, оскільки не всі базові масла мають однакові фізичні або хімічні властивості, або забезпечують еквівалентні характеристики мастила при випробуваннях двигуна. При виробництві моторної оливи виробники мають законну потребу у гнучкості використання базового масла. Керівництво API із взаємозамінності базових олив (BOI) було розроблено для забезпечення того, щоб на характеристики моторних масел не виявлялося несприятливого впливу при взаємозамінному використанні різних базових олив. «Керівні принципи API щодо взаємозамінності базових масел визначають мінімальні випробування, необхідні для гарантії того, що заміна однієї базової оливи на іншу не створить несприятливого впливу на характеристики мастильного матеріалу. Рекомендації засновані на фактичних даних випробувань двигунів з використанням різних базових масел для визначення характеристик оливи як для бензинових, так і дизельних двигунів».

Рекомендації BOI визначаються різними тестами, класом в’язкості SAE та групою базових олив API. Власне, для цієї мети і були розроблені позначення груп базових масел API. Система групування вийшла далеко за межі обміну базовими маслами і стала де-факто системою визначення базових олив. Щоразу, коли з’являється новий метод тестування категорії, розробляються дані BOI, щоб гарантувати, що система буде підтримуватися і надалі.

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