Наука, стоящая за испытаниями новых смазочных материалов
/
/
Наука, стоящая за испытаниями новых смазочных материалов

Наука, стоящая за испытаниями новых смазочных материалов

Производители двигателей постоянно работают над повышением надежности, эффективности и оптимизации стоимости сложных транспортных средств и моторов, которые они создают и продают. Необходимость повышения устойчивости, охраны окружающей среды, сохранения ресурсов и безопасности приводят к эволюции смазочных материалов, которые помогают обеспечить способность двигателя достигать этих целей. Разработка смазочных материалов в значительной степени привязана к OEM и отраслевым категориям производительности. В сегменте легковых автомобилей самое последнее поколение смазочных материалов было разработано в соответствии с API ILSAC GF-6 и категориями OEM, такими как dexos1 от GM. Между тем, смазочные материалы для тяжелых условий эксплуатации были разработаны в соответствии с критериями, установленными API CK-4 и FA-4, последний специально классифицирует составы с низкой вязкостью, чтобы помочь улучшить экономию топлива в новых моделях дизельных двигателей.

Когда вводится какая-либо новая категория характеристик моторного масла, обращается внимание на протоколы испытаний, которые должны пройти новые составы для сертификации. Эти испытания двигателей помогают подтвердить необходимые характеристики, гарантируя, что смазочные материалы нового поколения будут соответствовать требованиям как современного, так и устаревшего оборудования. В настоящее время выполняются первоначальные работы по разработке новой категории производительности API (теперь называемой PC-12), которая в ближайшие годы заменит CK-4 и FA-4. Ожидается, что технология, необходимая для новых составов, будет еще более продвинутой.

Категории API для тяжелых условий эксплуатации представляют собой особенно интересный пример разработки новых технологий смазочных материалов с более низкой вязкостью, и готовностью рынка конечного использования принимать и покупать передовые составы. Как OEM-производители, так и конечные пользователи долго не решались полностью использовать смазочные материалы, сертифицированные по стандарту FA-4, как решение для достижения большей экономии топлива, несмотря на тщательность разработки. Это разочаровывало разработчиков, особенно учитывая потенциальные выгоды потребителя. Согласно тестам, парки внедорожных транспортных средств класса 8 могут реально рассчитывать на экономию топлива в диапазоне 0,5–1,5 % за счет простого перехода с состава API CK-4 15W-40 на моторное масло 5W- или 10W-30 (смазочные материалы 15W-40 составляют большую часть рынка).

Экспериментальная разработка и лабораторные испытания

Жизненный цикл продукта начинается с экспериментальных идей для удовлетворения потребностей рынка. Недавно были необходимы изменения в топливе, смазке и фильтрации для совместимости с передовым оборудованием, включая топливные форсунки и усовершенствованную доочистку выхлопных газов, обещающую снижение выбросов и расхода топлива. Разработчики учитывают эти потребности в процессе первоначальной разработки и приступают к этапу экспериментальных испытаний, чтобы определить надежные способы сертификации уровней производительности, требуемых для новой категории. Этот процесс требует значительного времени и ресурсов для установления параметров новой категории, помогая удовлетворить потребности развивающегося аппаратного обеспечения двигателя.

Ранняя оценка концепции происходит виртуально с использованием различных вычислительных инструментов. Первоначальные составы, демонстрирующие достоинства на основе прогнозов функциональных характеристик, а также целевых затрат на разработку, проходят стандартные лабораторные испытания.  В ожидании успешных результатов на этом уровне планируется тестирование на реальном оборудовании.  Далее различные заинтересованные стороны проводят испытания на реальных двигателях и полном динамометре.  Составы-прототипы, демонстрирующие приемлемые результаты, переходят к этапу полевых испытаний.

Ценность полевых испытаний

Прежде чем описывать сами полевые испытания, важно отметить, что составы, дошедшие до этого этапа, уже полностью продемонстрировали желаемые рабочие характеристики в лабораторных испытаниях. Полевые испытания продолжаются с предположением, что формула уже оптимизирована, и направлена ​​на проверку адекватности производительности. Здесь генерируются реальные результаты, оценивая характеристики смазочных материалов и присадок, чтобы они соответствовали всем показателям производительности, или превышали их в реальных условиях. Полевые испытания также принципиально отличаются от лабораторных испытаний. В лаборатории статистическая строгость достигается за счет многократного проведения эксперимента при постоянных условиях окружающей среды; единственной переменной является аддитивная технология. Ожидается, что испытания в полевых условиях приведут к реальному подтверждению необходимых качеств (в том числе защиту при экстремальных нагрузках и скорости; контроль потерь из-за накопления тепла или загрязнений; увеличенный срок службы;  специальные системы защиты старого оборудования). Полевые испытания помогают выявить непредвиденные обстоятельства, с которыми могут столкнуться пользователи. К примеру, охлаждающая жидкость может быть обнаружена в пробе масла, или во время последнего обслуживания было добавлено неправильное количество или тип масла и т.д.

Полевые испытания могут включать ограниченное количество одновременных экспериментов. Например, крупное внедорожное транспортное средство, такое как самосвал, может иметь более полудюжины отсеков для смазочных материалов. Базовый набор показателей анализа масла может предоставить все необходимые подтверждения требуемых характеристик. С другой стороны, расследование может потребовать сбора огромных объемов данных. Ценную информацию можно получить путем захвата данных из модуля управления двигателем в современных двигателях. Телематические системы, установленные на большинстве транспортных средств, могут предоставить некоторую информацию о маршрутах и ​​высоте над уровнем моря.

Проведение успешного полевого испытания

Полевые испытания начинаются с тщательно составленного плана. Он включает в себя описание целей испытания, информацию об объекте, определение составов и активов, подлежащих тестированию, сроки и продолжительность испытаний, необходимые измерения. Плюсом будет поддержка партнерских отношений с коммерческими автопарками, где будет происходить тестирование масла, его замена через регулярные промежутки времени и отправка проб для анализа.  Полевые испытания, направленные на конкретную характеристику производительности, могут длиться только короткий период времени — до двух лет. Наиболее сложные полевые испытания совпадают с запланированным введением отраслевых стандартов смазочных материалов, таких как API CK-4 и API FA-4, а также со следующей категорией API. В этом случае одновременно контролируется множество транспортных средств самых разных типов, а также различных составов и марок.

Благодаря непрерывным испытаниям можно увидеть, что парки большегрузных автомобилей добились значительной экономии топлива, обеспечивая при этом превосходную защиту своих грузовиков, используя FA-4.  Суть в том, что смазочные материалы FA-4 и технологии, которые придут им на смену, принесут огромную пользу потребителям смазочных материалов. Обширные испытания доказывают это, и для того, чтобы увидеть их более широкое применение и признание, потребуется непрерывная разработка и убедительная пропаганда.

По материалам https://www.lubesngreases.com/

Share this post

Начните писать и нажмите Enter для поиска

Shopping Cart

Корзина пуста.