Na základe uvedených prognóz vstupuje na scénu nová technológia mazania. Elektrické vozidlá (EV) budú klásť iné, nové požiadavky na mazivá a prevádzkové kvapaliny. Netreba zabudnúť aj na pohonné látky, automobilový benzín a naftu motorovú, ktoré sú významnou obchodnou komoditou a pokles spotreby uvedených ropných výrobkov môže mať značný vplyv na ekonomiku a politiku vo svete. Z technického a prevádzkového hľadiska veľkou výhodou elektromobilov je jednoduchosť ich konštrukcie, ktorá nevyžaduje niektoré komponenty, ako sú spojka, prevodovka a ďalšie automobilové prevádzkové časti. Elektrický motor bude mať iné požiadavky na mazanie, čo významne ovplyvní sortiment automobilových mazív. Očakáva sa najmä výrazný pokles spotreby motorových olejov. Treba uviesť, že sa podstatne zmenia aj elektrické vlastnosti – elektrické vozidlá pracujú pri stovkách voltov, klasické spaľovacie motory pri 12-voltovom systéme.

Elektrické vozidlá a mazivá
Vzhľadom na predpokladanú elektromobiltu môžeme hovoriť o nových požiadavkách na výber sortimentu automobilových mazív, odporúčanie motorových a prevodových olejov, plastických mazív pre elektrické, resp. aj hybridné automobily. Všeobecne treba uviesť, že otáčky elektrického motora dosahujú hodnotu až 20 000 ot./min, čo sa môže prejaviť na zvýšenom hluku, vibráciách a pod. Z toho vyplýva, že v prípade elektrických automobilov (motorov) je dôležité predovšetkým mazanie valivých ložísk a použitie vhodných plastických mazív pre uvedené prevádzkové podmienky. Na tieto účely sa odporúčajú najmä lítne plastické mazivá konzistenčného stupňa 2 podľa NLGI. Lítne plastické mazivá predstavujú až 75 % objemu celosvetovej výroby plastických mazív. Treba pripomenúť, že lítium je aj kľúčovým prvokom pre výrobu batérií pre elektrické vozidlá. Požiadavky na lítium budú narastať. Ako alternatívne plastické mazivá môžu byť hlinité komplexy, resp. iné vhodné plastické mazivá.

Prevodové oleje
Aj napriek tomu, že sa v elektrických vozidlách nepoužíva konvenčná prevodovka s viacerými prevodovými stupňami, stále tam existuje prevodovka (single speed transmission) a je potrebný diferenciál, konečný prevod na pohon kolies vozidla. Výhodou elektromobilov je, že nepotrebujú zložité viacstupňové prevodovky. Vyplýva to z toho, že elektromotor ponúka maximálny krútiaci moment, a to takmer pri nulových otáčkach a v širokom spektre. Pri prevodovkách zatiaľ platia dve konštrukčné riešenia – stály prevod s planétovým meničom a klasická automatická prevodovka.
Mazanie ozubených prevodov je zabezpečované rozstrekom oleja. Táto požiadavka pri nízkych, resp. žiadnych otáčkach môže byť veľkým problémom. Z tohto dôvodu sa na zabezpečenie správneho mazania ozubených prevodov odporúča používať elektrické olejové čerpadlo. Elektrické čerpadlo je riadené, čím sa zabezpečuje potrebné množstvo a potrebný tok oleja pod tlakom do požadovaných častí prevodového systému. Čerpadlo je teda nezávislé od rýchlosti otáčania ozubených prevodov. Okrem iného sa môže používať aj k odstráneniu prebytočného oleja z prevodovky. V tejto súvislosti treba uviesť, že pri výbere sortimentu prevodových olejov je vzhľadom na nové prevádzkové podmienky, ako sú napr. vyššie otáčky, zmena prevodových pomerov, výber a výskyt nových materiálov, požiadavka na nižšie viskozitné triedy prevodových olejov. To znamená, že v týchto aplikačných prípadoch sa možno uplatnia ATF kvapaliny.
Elektrické motory majú mnohé súčiastky a časti (vinutia) z medi (korózia). To treba rešpektovať pri nových formuláciách automobilových mazív pre elektrické vozidlá. Sortiment mazív a prevádzkových kvapalín pre elektrické vozidlá budú predstavovať najmä plastické mazivá, oleje prevodové a ďalšie potrebné prevádzkové kvapaliny, napr. brzdové kvapaliny a chladiace kvapaliny do batérií.
Musíme rešpektovať aj samotný krútiaci moment, ktorý je charakteristický pre elektrické motory. Na obrázku č. 1 je uvedený ako príklad výkon a priebeh krútiaceho momentu elektrického motora. Prenos sily na kolesá v prípade spaľovacích motorov je cca 20 %, v prípade elektrického motora to výrazne narastie – až na 80 %. Elektrický motor má významnú schopnosť, pretože dokáže aj pri nízkych otáčkach dodávať vysoký krútiaci moment. To znamená, že zaťaženie prevodového systému a ložísk môže byť veľmi vysoké.

Obr. 1: Krútiaci moment a výkon elektrického motora

Nové požiadavky na automobilové mazivá
Predpokladá sa, že uvedené zmeny vo výrobe spaľovacích motorov a prechod na elektrické motory prinesú nové požiadavky na mazivá a prevádzkové kvapaliny. Ide najmä o určitú zlučiteľnosť, kompatibilitu medzi novými technologickými, konštrukčnými a pracovnými podmienkami, ktoré prinášajú elektrické motory.
Uvedieme niektoré požiadavky:
• nové elektrické vlastnosti (vznik statickej elektriny)
• nové materiály, napr. meď (Cu)
• vznik korózie (rôzne materiály)
• vysoké elektrické napätie (volty)
• nové materiály (zlučiteľnosť)
• magnetická zlučiteľnosť a iné
Uvedené požiadavky vyvolajú aj podstatné zmeny vo formulácii niektorých druhov mazív. Jedným, a nie prekvapujúcim, prejavom bude aj možný výskyt statickej elektriny, ktorý vedie k elektrostatickému výboju, čo môže poškodiť niektoré zariadenia. Z toho dôvodu je treba uviesť, aký budú mať vplyv niektoré fyzikálne a chemické vlastnosti mazív na tieto zmeny. Všeobecne platí, že ak úroveň elektrostatického náboja v mazacom systéme je príliš vysoká, môže vzniknúť elektrostatický výboj, ktorý sa môže prejaviť mikroiskrením alebo iskrením.

Iskrové výboje produkujú kovové ióny a vodu. V prítomnosti kovov a vody za vyššej teploty môže prebiehať katalyzovaná oxidácia, čo má veľký vplyv na funkčné vlastnosti mazacieho oleja, najmä na jeho životnosť. V prítomnosti vody v oleji môže vzniknúť hydrolýza. Pri hydrolýze nastáva rozklad prísad, solí na kyselinu a zásadu. Prísady, ktoré hydrolyzujú, môžu mať silný korozívny účinok na meď a jej zliatiny. Elektrická vodivosť mazacích olejov je preto dôležitá vlastnosť, ktorá má zabrániť vzniku elektrostatického náboja.
Všeobecne úbytok prísad závisí od typu prísad a od prevádzkových podmienok. Môže mať podstatný vplyv na elektrickú vodivosť mazacích olejov. Treba pripomenúť, že vodivosť závisí od hĺbky rafinácie základového oleja a najmä druhu a vlastnosti použitých prísad. Hodnota vodivosti sa uvádza v pikosiemensoch na meter (pS/m). Z toho vyplýva, že čím väčšie je množstvo kovových prísad (ZnDTP), tým je vyššia aj elektrická vodivosť mazacích olejov. Naopak, ak klesá množstvo prísad v mazacom oleji, tak je väčšie nebezpečenstvo vzniku elektrostatického náboja a možného iskrového výboja. V praxi všeobecne platí, že pre mazacie oleje je požadovaná minimálna hodnota vodivosti, ktorá by nemala byť pri teplote 20 °C menšia ako 400 pS/m. Ak tomu tak nie je, vzniká elektrostatický náboj a za určitých podmienok aj elektrostatický výboj, čo vedie k tepelnej degradácii mazacích olejov. V našom prípade pre súčasné automobilové motorové a prevodové oleje je táto hodnota väčšia ako 2 000 pS/m. Elektrická vodivosť mazacích olejov je preto dôležitá vlastnosť, ktorá má zabrániť vzniku elektrostatického náboja.

TEXT Jozef Stopka, SSTT