Взгляд изнутри на PC-12: нюансы разработки новой категории

Слухи о новой категории  PC-12, а также о различных улучшениях и проблемах, которые могут сопровождать ее, ходили в индустрии смазочных материалов в течение последних нескольких месяцев. Новая категория, скорее всего, будет завершена и реализована еще через несколько лет. Однако по мере того, как запуск PC-12 становится все ближе, его детали начинают привлекать внимание как потребителей, так и производителей (о планах компании Chevron касательно этой категории можно почитать тут). Зачем нужна новая категория тяжелых грузов? Какие вызовы ждут рынок смазочных материалов? Какие улучшения ожидаются в новой категории?

Ответы на эти вопросы иеет  Карин Хауманн, председатель группы по разработке новых категорий Американского института нефти.

Зачем нужна новая категория?

Proposed Category – это категории стандартов допусков API, как, к примеру, РС-11 – это последние СК-4 FA-4, PC-10 – это СJ-4. Действующая PC-11 (Proposed Category 11) включает два новых уровня качества для смазочных материалов для дизельных двигателей и тяжелых условий эксплуатации:

– Категория PC-11A известна как API CK-4. Она пришла на смену категории API CJ-4 и обеспечивает улучшенную защиту двигателя.

— Категория PC-11B – это категория моторных масел пониженной вязкости для дизельных двигателей, предназначенных для тяжелых условий эксплуатации. Она обеспечивает повышение защиты двигателя, как и категория API CK-4, а также увеличение понижения расхода топлива. Эта категория известна как API FA-4.

Поскольку большинство производителей оригинального оборудования, а также многие правительства и потребители уделяют серьезное внимание устойчивости и экологичности, эксперты предсказывают, что большинство легковых автомобилей с двигателями внутреннего сгорания будут постепенно выведены из эксплуатации в ближайшие пару десятилетий в пользу электрифицированных моделей. Тем не менее, сектор большегрузных автомобилей отличается тем, что, как ожидается, потребуется больше времени, чтобы полностью электрифицироваться, а это означает, что потребность в высококачественных смазочных материалах для тяжелых условий эксплуатации сохранится и в будущем.

Существуют также и другие факторы. Хауманн назвала все более строгие ограничения по оксидам азота одним из основных факторов, влияющих на потребность в новой категории для тяжелых грузов. «В конце 2021 года Ассоциация производителей двигателей (EMA) потребовала разработать новую категорию масел для дизельных моторов, чтобы удовлетворить потребности будущих двигателей», — сказала она. «Часть запроса была связана с ожиданием новых правил сокращения выбросов NOx от Агентства по охране окружающей среды».

Какие улучшения ожидаются в новой категории моторных масел для тяжелых условий эксплуатации?

Хауманн пояснила, что некоторые из ключевых областей, определенных в первоначальном запросе на новую категорию тяжелых условий эксплуатации, включают следующие улучшения:

• Повышенная производительность окисления
• Новая возможность испытания на износ
• Добавление масел с меньшей вязкостью для включения XW-20 в подкатегорию F
• Улучшенная возможность последующей переработки
• Расширение совместимости двигателей с эластомерами.

Каково влияние новых требований к выбросам?

Как упоминалось выше, одна из причин, по которой API сочла необходимым создание новой категории моторного масла, заключалась в ожидании более строгих правил по выбросам NOx Агентства по охране окружающей среды США. Группа разработки новых категорий API (также известная как NCDT) «управляет разработкой новых категорий масел API для дизельных двигателей», — сказала Хауманн. «Это включает в себя работу со всеми заинтересованными сторонами для определения областей повышенной производительности, которые позволят производителям двигателей соответствовать изменяющимся стандартам выбросов NOx, ожидаемым в 2027 году, и требованиям по экономии топлива для определенных моделей двигателей. NCDT определил необходимые химические ограничения». Однако Хауманн уточнила, что работа NCDT далека от завершения. «NCDT и производителям масел еще многое предстоит сделать в этом и следующем году, прежде чем смешивать масла-кандидаты для тестирования и оценки», — сказала она.

Какие проблемы связаны с созданием новой спецификации масла для дизельных двигателей?

Если бы вы спросили любого, кто когда-либо занимался разработкой новых категорий, был ли этот процесс простым и понятным, они, скорее всего, посмеялись бы над вами. В то время как конечная цель обычно достаточно ясна, путь к ней часто бывает извилистым и требует частых пересмотров.

Итак, каковы были некоторые из основных проблем при разработке категорий на этот раз?

«Ожидается, что с изменением технологии, некоторые тесты двигателей, используемые для оценки моторных масел, устареют из-за сокращения поставок оборудования для двигателей», — сказала Хауманн. «Часть разработки PC-12 будет сосредоточена на обеспечении обратной совместимости с заменяющими тестами и параметрами производительности». Кроме того, в PC-12 необходимо будет включить спецификации для моторных масел с еще более низкой вязкостью, но предыдущее испытательное оборудование не обязательно подходит для этих масел. «Многие из двигателей, используемых для текущих испытаний, устарели и не приспособлены для работы на маловязком масле, таком как масло 5W или даже 0W-20», — пояснила Хауманн. «Мы работаем над разработкой и запуском тестовых матриц, чтобы убедиться, что у нас есть точность в существующих тестах». Учитывая, что оборудование для испытаний двигателей не безгранично и не всегда подходит для новых составов, разработка новых тестов также имеет решающее значение. «Часть оценки и работы заключается в том, чтобы убедиться, что износ, и другие тесты, которым подвергается масло, будут актуальны от 0W-20 до 15W-40. Это широкий диапазон, поэтому мы также внедряем в систему некоторые современные эталонные масла».

Еще одна проблема — возможно, специфичная для PC-12 — заключается в том, что новая категория масел для тяжелых условий эксплуатации разрабатывается и внедряется в довольно тесной последовательности с другими стандартами автомобильных масел, такими как стандарт GM dexos1 Gen4 и ILSAC GF-7 (было несколько дискуссий о том, когда GF-7 будет представлен на рынке, но самый последний план предполагает, что стандарт начнет лицензироваться во второй половине следующего года). Такая близость спецификаций может создать нагрузку на ресурсы, которые должны будут управляться не только API, но и другими заинтересованными сторонами, такими как производители смазочных материалов и компании, производящие присадки.

Когда будет реализована новая категория?

Хотя новости о новой категории моторных масел, безусловно, интересны для индустрии смазочных материалов, точные сроки выхода PC-12 до недавнего времени были неясны. В конце концов, многие производители смазочных материалов могут задаваться вопросом, когда их соответствующие рецептуры должны быть готовы для первого лицензирования.

По словам Хауманн, «запрос на первую дату лицензирования от API подается не позднее 1 января 2027 года. Это соответствует ожидаемой дате внедрения в 2027 году правил EPA и CARB для тяжелых условий эксплуатации на дорогах».

Каковы возможные различия между PC-11 и PC-12?

• Испытания на износ. API CK-4 и FA-4 включали четыре испытания на износ, а PC-12 — только три.
• Химические ограничения. Химические пределы PC-11 для CK-4 и FA-4 составляют максимум 1,0% сульфатной золы, максимум 0,12% фосфора и максимум 0,4% серы. В связи с изменениями EPA в допустимых выбросах NOx эти уровни, вероятно, снизятся в PC-12.
• Совместимость с эластомерами. API CK-4 и FA-4 предъявляют требования к испытаниям для пяти классов уплотнений, которые оцениваются по изменению объема, твердости, прочности на растяжение и удлинению при разрыве. PC-12 может иметь новые материалы уплотнений и/или новые ограничения на эти параметры.
• Замена базового масла. Возможно, потребуется пересмотреть рекомендации по замене базовых масел или, по крайней мере, подтвердить их. Согласно API 1509, рекомендации по замене базового масла необходимы, поскольку «не все базовые масла имеют одинаковые физические или химические свойства, или обеспечивают эквивалентные характеристики моторного масла при испытаниях двигателя. При производстве моторного масла производители имеют законную потребность в гибкости в использовании базового масла. Руководство API по взаимозаменяемости базовых масел (BOI) было разработано для обеспечения того, чтобы на характеристики моторных масел не оказывалось неблагоприятного влияния при взаимозаменяемом использовании различных базовых масел.
  «Руководящие принципы API по взаимозаменяемости базовых масел определяют минимальные испытания, необходимые для гарантии того, что замена одного базового масла другим не оказывает неблагоприятного влияния на характеристики моторного масла. Рекомендации основаны на фактических данных испытаний двигателей с использованием различных базовых масел для определения характеристик масла как для бензиновых, так и для дизельных двигателей».
  Рекомендации BOI определяются различными тестами, классом вязкости SAE и группой базовых масел API. Собственно, для этой цели и были разработаны обозначения групп базовых масел по API. Система группировки вышла далеко за пределы обмена базовыми маслами и стала де-факто системой определения базовых масел. Всякий раз, когда появляется новый метод тестирования категории, разрабатываются данные BOI, чтобы гарантировать, что эта система будет поддерживаться.

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