Motorolaj hidrogénmotorhoz – Dumarey-Fuchs közös fejlesztés

A FUCHS, a világ egyik vezető kenőanyag-gyártó vállalata, valamint a Dumarey Csoport, amely az autóipari hajtáslánc-megoldások élvonalába tartozik, közösen jelentették be, hogy elkészült és piacra lépésre kész a hidrogén belső égésű motorokhoz fejlesztett speciális kenőanyag. A hidrogénmotorokhoz tervezett kenőanyag kifejezetten ellenáll a hidrogén égése során keletkező magas hőmérsékletnek és a vízgőz jelenlétének, miközben biztosítja az alkatrészek megfelelő kenését és védelmét – ez a tribológiai kihívás korábban megoldatlan volt.

A 2021-ben elindított stratégiai együttműködés célja a fenntartható hajtáslánc-technológiák előmozdítása, különösen a hidrogénmotorokhoz és az elektromos tengelyek (E-axle) reduktoraihoz szükséges korszerű kenőanyag-formulák kifejlesztésén keresztül.

A hidrogén belső égésű motorokhoz (H2ICE) és az elektromos tengelyek reduktoraihoz (E-axle) fejlesztett speciális kenőanyag-formulák alapvetően eltérnek a hagyományos benzin- vagy dízelmotorokhoz, illetve villanyautókhoz használt kenőanyagoktól, mivel egyedi tribológiai és fizikai-kémiai kihívásokat kell kezelniük. A hidrogénmotorok egyik fő sajátossága, hogy az égés során nem keletkezik szénhidrogén-alapú lerakódás vagy korom, ugyanakkor jelentős mennyiségű vízgőz jön létre, amely a hengerfalakon lecsapódva a forgattyúsházba jutva savas közeg kialakulásához vezethet, különösen nitrogén-oxidok jelenléte esetén. Emiatt a kenőanyagnak magas bázisszámmal kell rendelkeznie, hogy képes legyen semlegesíteni a keletkező savakat. A hagyományos olajok e célra nem rendelkeznek kellően agresszív korróziógátló és vízdiszpergáló adalékolással.

További kritikus tényező, hogy a hidrogénmotor jellemzően magasabb üzemihőmérsékleten működik, akár 2500 K (≈ 2227 °C) feletti lokális égésterekkel, ami extrém oxidációs stabilitást követel meg a kenőanyagtól. Ennek érdekében a teljesen szintetikus bázisolajok kerülnek előtérbe, amelyek, alacsony párolgási veszteséggel és magas hőstabilitással bírnak. Mivel a hidrogén gyulladási tartománya extrém széles, és nagyon kis energia is elegendő a gyulladásához, a kenőanyagnak tűzbiztonsági szempontból is kiemelten magas lobbanásponttal (≥ 220 °C) kell rendelkeznie. Továbbá a hidrogén, eltérően a benzin- vagy dízelüzemű motoroktól, nem okoz olajhígulást, így az olaj nem kap „extra kenést” a tüzelőanyagból; a kenőfilmnek önállóan kell biztosítania a kopás elleni védelmet még “száraz” körülmények között is.

Az elektromos tengelyek reduktoraiban egészen más jellegű műszaki igénybevétel dominál. Ezeknél a rendszereknél a villanymotorok akár 20–30 ezer fordulat/perces bemeneti fordulatszámot is elérhetnek, ezért a kenőanyagnak nagy nyírási stabilitással és magas hőmérsékleten is állandó viszkozitással kell rendelkeznie. A nagy sebességű fogaskerekek és csapágyak kenése során a kenőfilm integritása kulcsfontosságú, különösen, ha a rendszer tartósan magas hőmérsékleten üzemel. Az elektromos hajtások sajátossága, hogy a csapágyakon a keresztül áramütésszerű kisülések jelentkezhetnek, amelyek súlyos mikrosérüléseket okozhatnak. Ennek megelőzésére a kenőanyag dielektromos tulajdonságait is optimalizálni kell: nagy fajlagos ellenállással és alacsony permittivitással (az elektromos tér terjedésének képessége az anyagban) kell rendelkeznie, hogy ne vezesse az elektromos töltéseket.

Egy másik fontos tényező az NVH (Noise, Vibration, Harshness) viselkedés, mivel az elektromos hajtásoknál a motorzaj hiányában minden mechanikus zaj felerősödik. A kenőanyagnak ezért szerepe van a hangrezgések csillapításában is, amit speciális viszkoelasztikus adalékokkal, illetve nagy tapadó képességgel érnek el. Emellett figyelembe kell venni a rendszerben előforduló nemvas fémeket, mint például réz vagy alumínium alkatrészeket (pl. tekercsek, érzékelők), melyek korrózióvédelme kiemelt fontosságú.

Carsten Meyer, a FUCHS SE bányászati és eredeti berendezésgyártó (OEM) részlegének ügyvezető alelnöke hangsúlyozta, hogy a jövő hajtástechnológiáinak területén folytatott együttműködés során olyan innovatív kenőanyagokat fejlesztettek ki, amelyek megfelelnek a hidrogénmotorok és az elektromos hajtásláncok egyedi követelményeinek. Ezek a kenőanyagok nemcsak a hosszú élettartamot és a megbízhatóságot garantálják, hanem hozzájárulnak a mobilitás és az energiatermelés fenntartható jövőjéhez is.

Pierpaolo Antonioli, a Dumarey Csoport technológiai igazgatója szerint a FUCHS-szal való együttműködés lehetővé tette számukra, hogy a fenntartható autóipari technológiák határait új szintre emeljék. A fejlesztés kulcsszerepet játszott abban is, hogy a Dumarey teljesítse vállalását: mindenki számára elérhetővé tegye a fenntartható mobilitást, legyen szó hidrogén- vagy elektromos hajtású megoldásokról.

A háttérinformációkból kiderül, hogy a FUCHS egy több mint 50 országban jelen lévő vállalat, 2023-as árbevétele 3,5 milliárd euró volt, míg a Dumarey Csoport körülbelül 1 milliárd eurós éves bevétellel működik, hét európai és ázsiai telephelyen, mintegy 3000 alkalmazottal. A két cég együttműködése így nemcsak technológiai, hanem gazdasági szempontból is figyelemre méltó.

Forrás: SAE, Dumarey