Η ανάγκη διασφάλισης επαρκούς προστασίας κατά τη διάρκεια ζωής των συστημάτων μετάδοσης αποτελεί μια αυξανόμενη πρόκληση για τους κατασκευαστές.
Οι όλο και πιο αυστηροί κανονισμοί μείωσης των ρύπων και της κατανάλωσης καυσίμου απαιτούν από τους κατασκευαστές να εξερευνήσουν κάθε πιθανό σενάριο για τη μείωση των μηχανικών απωλειών και του βάρους και όγκου των συστημάτων μετάδοσης. Σε αυτές τις τεχνολογικές εξελίξεις, η συνολική απόδοση των λιπαντικών και το ιξώδες τους απαιτούν ιδιαίτερη προσέγγιση.
Ταυτόχρονα, η επιτακτική ανάγκη της αγοράς για προϊόντα με μειωμένο συνολικό κόστος χρήσης, απαιτεί από τα λιπαντικά προδιαγραφές που να παρέχουν προστασία σε παρατεταμένα διαστήματα συντήρησης. Είναι επομένως ζωτικής σημασίας, οι κατασκευαστές να έχουν μέγιστη εμπιστοσύνη στα λιπαντικά και υγρά μετάδοσης που οι ίδιοι προδιαγράφουν για να είναι βέβαιοι ότι παρέχουν την απαιτούμενη απόδοση και αξιοπιστία. Τα πρότυπα που καθορίζουν τη συμπεριφορά και την απόδοση των λιπαντικών έχουν ιδιαίτερη σημασία στον αποτελεσματικό σχεδιασμό του συστήματος μετάδοσης, ώστε να λειτουργεί με την απόδοση και την αντοχή που απαιτούν οι πελάτες.
Πρότυπο SAE J306
Το όνομα SAE - ακρωνύμιο της Society of Automotive Engineers : Ένωσης Μηχανικών Αυτοκινήτων – είναι για τη βιομηχανία λιπαντικών το διεθνώς αναγνωρισμένο και ευρέως αποδεκτό σύστημα ταξινόμησης και κατηγοριοποίησης λιπαντικών. Τα πρότυπα SAE J300 και SAE J306 μπορεί με την πρώτη ματιά να φαίνονται παρόμοια, ωστόσο το SAE J300 αφορά λάδια κινητήρων, ενώ το SAE J306 προορίζεται για τις βαλβολίνες και τα υγρά του συστήματος μετάδοσης (drivetrain) και του κιβωτίου ταχυτήτων.
Αυτές οι εφαρμογές αντιπροσωπεύουν κατηγορίες λιπαντικών που είναι πολύ διαφορετικές και πληρούν εντελώς διαφορετικές απαιτήσεις από αυτές των κινητήρων. Είναι επομένως απαραίτητο οι βαθμίδες που καθορίζονται σε κάθε πρότυπο να μην συγχέονται ή να συγκρίνονται, καθώς η χρήση ακατάλληλου υγρού μπορεί να οδηγήσει σε καταστροφική και εξαιρετικά δαπανηρή αστοχία εξοπλισμού.
Σύμφωνα με το πρότυπο SAE J306, τα λιπαντικά ορίζονται με βαθμίδες που υποδηλώνουν το ελάχιστο ιξώδες (κινηματικό) στους 100°C (όπως ορίζεται από το ASTM D445), ενώ ταυτόχρονα απαιτείται από το λιπαντικό να διατηρεί σταθερό ιξώδες σε συνθήκες διάτμησης σε συγκεκριμένη εργαστηριακή δοκιμή επί 20 ώρες (CEC L-45-A-99 ΝΤΟ).
Κάποια λιπαντικά χαρακτηρίζονται επιπλέον με το γράμμα "W" (Winter = Χειμώνας), το οποίο ορίζει το ιξώδες σε χαμηλές θερμοκρασίες. Τέτοια λιπαντικά ορίζονται ως πολύτυπα. Εκτός λοιπόν από τον ορισμό του ιξώδους σε υψηλές θερμοκρασίες, οι βαθμίδες "W" ορίζουν τις μέγιστες (χαμηλές) θερμοκρασίες (κυμαίνονται από -12 έως -55 °C), στις οποίες το λιπαντικό διατηρείται αντλήσιμο.
Ισορροπημένη σύνθεση για υψηλή απόδοση
Η δημιουργία και επιλογή του βέλτιστου λιπαντικού για μια συγκεκριμένη εφαρμογή μετάδοσης κίνησης απαιτεί αφενός πλήρη κατανόηση της εφαρμογής και αφετέρου βελτιστοποίηση των ιδιοτήτων του βασικού λαδιού και του πακέτου πρόσθετων. Ακόμη και για ένα συγκριτικά απλό μονότυπο λιπαντικό συμβατό με SAE J306, θα απαιτηθούν πρόσθετα που βελτιώνουν την απόδοσή του. Το πακέτο πρόσθετων συμβάλλει στη μείωση της τριβής και την ψύξη του συστήματος. Περιλαμβάνει πρόσθετα προστασίας από την μηχανική φθορά σε υψηλές πιέσεις, τη χημική και μηχανική διάβρωση και άλλους τύπους φθορών που μπορεί να οδηγήσουν σε αστοχία εξοπλισμού και σημαντικό διάστημα διακοπής της λειτουργίας του οχήματος. Πρέπει επίσης να παρέχει προστασία από την οξείδωση, τον αφρισμό, τη θερμική διάσπαση, τη σκουριά και τη διάβρωση των ευαίσθητων μετάλλων (όπως χαλκός και κασσίτερος).
Το ιξώδες των λιπαντικών μειώνεται με την αύξηση της θερμοκρασίας λειτουργίας. Σε υψηλές θερμοκρασίες, το υγρό μετάδοσης γίνεται όλο και πιο λεπτό, παρέχοντας μειωμένο επίπεδο προστασίας. Αντίθετα, σε χαμηλότερες θερμοκρασίες, το υγρό μετάδοσης γίνεται πιο παχύρευστο. Το αυξημένο ιξώδες μειώνει την απόδοση του συστήματος που λιπαίνει. Επομένως, για ένα σύστημα μετάδοσης που λειτουργεί μόνο σε μέτριες θερμοκρασίες, ένα μονότυπο λιπαντικό παρέχει επαρκή προστασία σε ένα μικρό εύρος θερμοκρασιών. Ωστόσο, για απαιτήσεις λειτουργίας σε ευρύτερα θερμοκρασιακά όρια, απαιτείται ένα πολύτυπο λιπαντικό που έχει σχεδιαστεί έτσι ώστε να διατηρεί το ιξώδες του στα επιθυμητά επίπεδα.
Για να παρέχουν την απαιτούμενη απόδοση, τα πολύτυπα υγρά μετάδοσης απαιτούν επιπλέον χημικά πρόσθετα. Για παράδειγμα, για τη σωστή απόδοση σε ψυχρές θερμοκρασίας, τα πολύτυπα λιπαντικά απαιτούν την προσθήκη χημικών πρόσθετων που μειώνουν το σημείο ροής και, σε αρκετές περιπτώσεις, πρόσθετα που τροποποιούν το ιξώδες. Το διάγραμμα που ακολουθεί (επόμενη σελίδα) δείχνει ένα παράδειγμα διαφορετικών συνθέσεων και ιδιοτήτων λιπαντικών με ιξώδη από SAE 90 έως ένα πολύτυπο SAE 75W-90.
Τα πρόσθετα που είναι γνωστά ως βελτιωτές του δείκτη ιξώδους (Viscosity Index Improvers – VII) και μειωτές του σημείου ροής (Pour Point Depressants – PPD) εξασφαλίζουν τη σωστή ροή του λιπαντικού σε υψηλές θερμοκρασίες (για τους VII) και σε χαμηλές θερμοκρασίες (για τους PPD).
Bελτιωτές του δείκτη ιξώδους και μειωτές του σημείου ροής
Οι βελτιωτές VIΙ εξασφαλίζουν ισχυρή λιπαντική μεμβράνη στις θερμοκρασίες λειτουργίας του κιβωτίου ταχυτήτων και του συστήματος μετάδοσης, αυξάνοντας το ιξώδες στις υψηλές θερμοκρασίες. Αντίθετα, στις χαμηλές θερμοκρασίες, όπου παρατηρείται κρυστάλλωση της παραφίνης του λιπαντικού, οι μειωτές του σημείου ροής αποτρέπουν αυτό το φαινόμενο και διατηρούν τη ρευστότητα του λιπαντικού και σε χαμηλές θερμοκρασίες.
Διατήρηση του ιξώδους σε συνθήκες διάτμησης
Σημαντικό κριτήριο για τη συμμόρφωση βάσει SAE J306, είναι η «Σταθερότητα Διάτμησης» ή αλλιώς η διατήρηση του ιξώδους σε συνθήκες διάτμησης και υψηλές θερμοκρασίες. Το υγρό μετάδοσης πρέπει να μπορεί να διατηρήσει το επιθυμητό (υψηλό) ιξώδες μετά από εργαστηριακή δοκιμή διάρκειας 20 ωρών. Ωστόσο, πολλοί κατασκευαστές, στο πλαίσιο των εγκρίσεών τους, ορίζουν ακόμη πιο αυστηρές δοκιμές μεγαλύτερης διάρκειας. Με τον τρόπο αυτό εξασφαλίζουν την αυξημένη απόδοση των πρόσθετων και την προστασία των συστημάτων μετάδοσης.
Η εξέλιξη της προδιαγραφής SAE J306
Το SAE J306 ορίστηκε αρχικά το 1991, αλλά αναθεωρήθηκε εκτενώς το 2005 για να προσφέρει νέες βαθμίδες και αυστηρότερες δοκιμές. Αυτές οι αλλαγές αντανακλούσαν τις αυξανόμενες απαιτήσεις για οικονομία καυσίμου και τις τάσεις για αυξημένο αριθμό σχέσεων σε μηχανικά κιβώτια και για μεγαλύτερα διαστήματα αλλαγής.
Υγρά μετάδοσης για αυτόματα κιβώτια
Στο πλαίσιο των αυστηρών ορίων εκπομπών και μείωσης της κατανάλωσης καυσίμου, σε συνδυασμό για την οδηγική ασφάλεια και ευχρηστία, οι κατασκευαστές επαγγελματικών οχημάτων καταφεύγουν όλο και πιο συχνά στην επιλογή των αυτόματων κιβωτίων, τα οποία εξελίσσονται ραγδαία τα τελευταία χρόνια. Μαζί τους εξελίσσονται και τα υγρά μετάδοσης, τα οποία αναπτύσσονται για να αντεπεξέλθουν στις εξαιρετικά αυστηρές απαιτήσεις των προδιαγραφών/εγκρίσεων των κατασκευαστών των συστημάτων αυτών. Έχοντας ως βασικούς πυλώνες το μειωμένο ιξώδες, τα εκτεταμένα διαστήματα αλλαγής και τη συμβατότητα με νέα υλικά κατασκευής, τα σύγχρονα υγρά μετάδοσης πρέπει να αντεπεξέλθουν σε απαιτήσεις που ξεπερνούν κατά πολύ σε τεχνολογία τα πρότυπα DEXRON & MERCON των προηγούμενων δεκαετιών.
Τον πρώτο λόγο στην απόδοση των υγρών μετάδοσης αυτόματων κιβωτίων την έχουν ως εκ τούτου οι κατασκευαστές των συστημάτων μετάδοσης, με προδιαγραφές που απαιτούν υψηλής ποιότητας πρώτες ύλες (συνθετικά βασικά λάδια) και νέα πακέτα πρόσθετων.
Επιλογή λιπαντικών και υγρών μετάδοσης
Η Motul για να διευκολύνει τον επαγγελματία στην επιλογή του σωστού λιπαντικού έχει αναπτύξει μια online εφαρμογή για όλους τους τύπους οχημάτων (επιβατικών, επαγγελματικών & αγροτικών μηχανημάτων). Από την κεντρική σελίδα της Motul www.motul.com έχετε πρόσβαση σε ενημερωμένες πληροφορίες από οπουδήποτε και κάθε στιγμή.
