Τα καινοτόμα λιπαντικά προάγουν τη βιωσιμότητα στην ηλεκτροκίνηση

Disclaimer: Απαγορεύεται η αναδημοσίευση, αναπαραγωγή, ολική, μερική ή περιληπτική ή κατά παράφραση ή διασκευή ή απόδοση του περιεχομένου του παρόντος διαδικτυακού τόπου με οποιονδήποτε τρόπο, χωρίς αναφορά στο RAWMATHUB.GR (με ενεργό link) ή χωρίς την προηγούμενη γραπτή άδεια του RAWMATHUB.GR. 

Η πρόοδος των λύσεων ηλεκτροκίνησης έχει σημαντικό αντίκτυπο στην κοινωνία καθώς περισσότεροι άνθρωποι αποκτούν ολοένα και μεγαλύτερη περιβαλλοντική συνείδηση, γεγονός που τους ωθεί να επιλέξουν πιο πράσινες μεθόδους μεταφοράς. Οι τρέχουσες περιβαλλοντικές πολιτικές και η ταχεία υιοθέτηση τους σημαίνουν ότι ο παγκόσμιος στόλος ηλεκτρικών οχημάτων πρόκειται να δωδεκαπλασιαστεί έως το 2035. Για παράδειγμα, στην περιοχή Ασίας - Ειρηνικού (APAC), η αγορά ηλεκτρικών οχημάτων, προβλέπεται να αυξηθεί από 196 δισ. δολάρια Αυστραλίας το 2022 σε 839 δισ. μέχρι το 2030.  

Η σωστή συντήρηση των ηλεκτρικών και υβριδικών οχημάτων αποτελεί πρόκληση. Η εξασφάλιση ενός πιο βιώσιμου μέλλοντος σημαίνει παροχή αξιόπιστων λύσεων ηλεκτροκίνησης που είναι προσιτές για τους καταναλωτές. Στην Ινδία, για παράδειγμα, η πρωτοβουλία PM E-DRIVE αναπτύσσεται για να προωθήσει τα οφέλη που μπορούν να παρέχουν τα ηλεκτρικά οχήματα, συμπεριλαμβανομένης της κυκλοφορίας ηλεκτρικών λεωφορείων, ασθενοφόρων και φορτηγών.  

Η υπέρβαση των ανησυχιών σχετικά με τη μακροπρόθεσμη αξιοπιστία των ηλεκτρικών οχημάτων είναι απαραίτητη για τη διασφάλιση της εμπιστοσύνης των χρηστών. Παρόλο που οι περισσότερες βλάβες στα σύγχρονα οχήματα αφορούν το ηλεκτρικό κύκλωμα, η τριβολογία εξακολουθεί να παίζει σημαντικό ρόλο. Η τριβή και η φθορά είναι πάντα εκεί. Μια ελαττωματική μονάδα ελέγχου και ένα ελαττωματικό ρουλεμάν σε έναν ηλεκτροκινητήρα θα φέρουν το ίδιο επίπεδο όχλησης στον ιδιοκτήτη του οχήματος. Ως εκ τούτου, η αποτελεσματική συνεργασία μεταξύ μηχανολόγων μηχανικών και κατασκευαστών λιπαντικών είναι ζωτικής σημασίας για την ευρεία υιοθέτηση της τεχνολογίας των ηλεκτρικών οχημάτων.

Ενώ κατασκευάζονται πιο φιλικά προς το περιβάλλον οχήματα, έχουν επίσης αναπτυχθεί λιπαντικά υψηλής απόδοσης, τα οποία που μπορούν να προσφέρουν πιο ουσιαστική προστασία από τη φθορά των εξαρτημάτων. Ακολούθως παρατίθενται οι συνθήκες λειτουργίας που προκαλούν φθορά, τόσο στα ηλεκτρικά, όσο και στα υβριδικά οχήματα, οι τρόποι επίλυσης αυτών των προκλήσεων και οι λόγοι για τους οποίους η υιοθέτηση μιας σειράς τεχνολογιών θα είναι ζωτικής σημασίας για την ανάπτυξη βιώσιμων λύσεων στην ηλεκτροκίνηση.

Για να γίνουν κατανοητές οι πολυπλοκότητες και οι μελλοντικές τάσεις της βιομηχανίας, είναι σημαντικό να αναλυθούν οι προκλήσεις λίπανσης που αντιμετωπίζουν οι κατασκευαστές οχημάτων και εξαρτημάτων. Για τα υβριδικά οχήματα, η διακοπτόμενη λειτουργία των κινητήρων εσωτερικής καύσης σε χαμηλότερες θερμοκρασίες κινητήρα, θέτει σημαντικά ζητήματα, όπως αυξημένη συσσώρευση νερού στο λάδι κινητήρα και υψηλότερη αραίωση καυσίμου. Αυτές οι συνθήκες οδηγούν σε ειδική τριβολογική καταπόνηση στα εξαρτήματα του κινητήρα, οι οποίες απαιτούν εξειδικευμένες λύσεις λιπαντικών.

Τα πλήρως ηλεκτρικά οχήματα παρουσιάζουν μια διαφορετική σειρά προκλήσεων. Οι ηλεκτροκινητήρες γενικά λειτουργούν σε υψηλό αριθμό στροφών, περίπου στις 12.000 έως 18.000 στροφές ανά λεπτό (rpm), γεγονός που απαιτεί από τα λιπαντικά να αντέχουν σε αυτές τις απαιτητικές συνθήκες, ακόμα και για κινητήρες υψηλής απόδοσης που φτάνουν τις 24.000 rpm. Ο αριθμός στροφών προβλέπεται να έχει αυξητικές τάσεις στο μέλλον.

Για παράδειγμα, κινητήρες που λειτουργούν στις 30.000 rpm προετοιμάζονται ήδη για την επόμενη γενιά ηλεκτρικών οχημάτων και ήδη υπάρχουν πειραματικά σχέδια σύγχρονων κινητήρων εσωτερικού μόνιμου μαγνήτη (Internal Permanent Magnet Synchronous Motors, IPMSM) που φτάνουν τις 100.000 rpm. Έχοντας υπόψη αυτόν τον εξαιρετικά υψηλό αριθμό στροφών, η συμβατότητα των υλικών και η ανάγκη για αποτελεσματικές λύσεις ψύξης, περιπλέκουν περαιτέρω την ανάπτυξη κατάλληλων λιπαντικών για την ηλεκτροκίνηση.

Η αντιμετώπιση αυτών των προκλήσεων απαιτεί καινοτόμες λύσεις, τόσο όσον αφορά στα υλικά των εξαρτημάτων, όσο και στα απαραίτητα λιπαντικά. Σε αυτή την κατεύθυνση, έχουν ήδη υπάρξει αρκετές εξελίξεις σε βασικό επίπεδο που θα υποστήριζαν τόσο τα υβριδικά όσο και τα ηλεκτρικά οχήματα, σε ό,τι αφορά στις ανάγκες λίπανσης. Τα συνθετικά λιπαντικά χαμηλότερου ιξώδους είναι ένα καλό παράδειγμα λιπαντικού που θα μπορούσε να ωφελήσει σημαντικά τα υβριδικά οχήματα, προσφέροντας βελτιωμένη ροή σε συνθήκες ψυχρής εκκίνησης.

Για τους ηλεκτρικούς κινητήρες υψηλών ταχυτήτων, αναπτύσσονται μέθοδοι όπως η λίπανση με ώθηση και η λίπανση με ψεκασμό, καθώς η παραδοσιακή λίπανση με διαβροχή, είναι συχνά ανεπαρκής. Τέλος, τα υδατοδιαλυτά λιπαντικά διερευνώνται για τις ανώτερες ψυκτικές τους ιδιότητες. Ωστόσο, μολονότι αυτές οι λύσεις αναμένεται να είναι πιο ολοκληρωμένες στο μέλλον, βρίσκονται ακόμη στο στάδιο της έρευνας.

Οι κατασκευαστές λιπαντικών αναζητούν διαρκώς νέους τρόπους βελτίωσης της βιωσιμότητας και της αξιοπιστίας των εξαρτημάτων του οχήματος. Μία πιθανότητα που δείχνει πολλά υποσχόμενη είναι η ανάπτυξη λιπαντικών με τεχνολογία φιλμ χαλκού. Η τεχνολογία προσφέρει μοναδικές προστατευτικές ιδιότητες έναντι φθορών που σχετίζονται με το υδρογόνο, οι οποίες κυριαρχούν στις τριβολογικές επαφές.

Η συγκεκριμένη τεχνολογία, ιδίως με χρήση οργανομεταλλικών ενώσεων χαλκού, είναι συμβατή με τα συστήματα των ηλεκτρικών οχημάτων, αποφεύγοντας ζητήματα όπως η διάβρωση του χαλκού που περιορίζει τη χρήση άλλων προσθέτων. Η υψηλότερη συγγένεια των προσθέτων χαλκού με τις επιφάνειες των ηλεκτροκινητήρων, τα καθιστά δυνητικά πιο αποτελεσματικά από τις παραδοσιακές επιλογές με βάση τον ψευδάργυρο.

Επιπλέον, παρόλο που ο χαλκός θεωρείται προαγωγός οξείδωσης, τα πρόσθετα χαλκού δεν είναι. Στην πραγματικότητα, οι δοκιμές οξείδωσης δείχνουν ότι τα πρόσθετα χαλκού δρουν συνεργιστικά με τα αντιοξειδωτικά. Ως εκ τούτου, τα συνθετικά λιπαντικά που χρησιμοποιούν την τεχνολογία φιλμ χαλκού, χαρακτηρίζονται από μεγάλη διάρκεια ζωής.

Τα πρώιμα αποτελέσματα από μεγάλο αριθμό δοκιμών σε πραγματικές συνθήκες, καθώς και από ανάλογο αριθμό εργαστηριακών δοκιμών, οι οποίες χρησιμοποιούν την τεχνολογία φιλμ χαλκού στα λιπαντικά στροφαλοθαλάμου, έχουν δείξει ποσοτικοποιήσιμα οφέλη απόδοσης. Αυτή η τεχνολογία έχει δείξει ότι όχι μόνο μειώνει την τριβή, αλλά παρέχει επίσης προστασία από τη φθορά, η οποία είναι ζωτικής σημασίας για την απόδοση και την αποδοτικότητα.

Προκειμένου να ξεπεραστούν οι προκλήσεις σχετικά με τη λίπανση, ο τομέας της ηλεκτροκίνησης θα μπορούσε να υιοθετήσει ένα συνεργατικό μοντέλο για να ενισχύσει τη συνεργασία μεταξύ μηχανολόγων μηχανικών και κατασκευαστών λιπαντικών.

Φέρνοντας κοντά σχεδιαστές εξοπλισμού και λιπαντικών νωρίς στη διαδικασία ανάπτυξης, η βιομηχανία μπορεί να δημιουργήσει προσαρμοσμένες λύσεις για το ευρύ φάσμα των εξαρτημάτων ενός ηλεκτρικού οχήματος. Αυτή η προσέγγιση απαιτεί ανοιχτή επικοινωνία, συνεργατικά προγράμματα δοκιμών και κοινή χρήση δεδομένων, εστιάζοντας στην ανάπτυξη εξατομικευμένων λύσεων αντί για προϊόντα ευρείας εφαρμογής. Ο εξορθολογισμός των διαδικασιών έγκρισης είναι επίσης κρίσιμος για την ενθάρρυνση της καινοτομίας, ειδικά από μικρότερες εταιρείες.

Αγκαλιάζοντας νέες προσεγγίσεις και τεχνολογίες λιπαντικών, καθώς και ενισχύοντας τη συνεργασία, η αυτοκινητοβιομηχανία μπορεί να ξεπεράσει τις προκλήσεις της λίπανσης των ηλεκτρικών οχημάτων. Καθώς η υιοθέτηση αυτών των οχημάτων συνεχίζει να αυξάνεται, ασκείται πίεση στους κατασκευαστές να κάνουν τα οχήματα τους αξιόπιστα και, χάρη στις τελευταίες εξελίξεις, υπάρχει μία ξεκάθαρη οδός προς ένα βιώσιμο, αποτελεσματικό μέλλον.

Αν και θα ήταν σωστό να είμαστε προσεκτικοί σχετικά με την πρόβλεψη που δηλώνει ότι όλα τα οχήματα θα είναι ηλεκτρικά μέσα στα επόμενα 20 χρόνια, η αγορά ηλεκτρικών οχημάτων πρόκειται μόνο να αναπτυχθεί. Αυτή η ανάπτυξη αναμένεται να οδηγήσει σε πωλήσεις άνω των 10 εκατομμυρίων μονάδων μόνο στην περιοχή Ασίας - Ειρηνικού το 2029.

Υπάρχει ελπίδα ότι μια πιο ρεαλιστική πολυτεχνολογική προσέγγιση μπορεί να επιτύχει ουδετερότητα ως προς τις εκπομπές άνθρακα στο μέλλον. Εκτός από την ηλεκτροκίνηση, οι κυψέλες καυσίμου, οι κινητήρες υδρογόνου και τα ανανεώσιμα καύσιμα, έχουν τη δυναμική να διαδραματίσουν το καθένα το ρόλο του. Αυτή η διαφοροποιημένη στρατηγική είναι απαραίτητη για να ξεπεραστούν οι περιορισμοί των πόρων, τα τρέχοντα μείγματα παροχής ενέργειας και το αποτύπωμα άνθρακα που σχετίζεται με την κατασκευή και την ανακύκλωση μπαταριών.

Με πληροφορίες από apacoutlookmag.com

ΜΕΤΑΦΡΑΣΗ - ΕΠΙΜΕΛΕΙΑ: ΣΥΝΤΑΚΤΙΚΗ ΟΜΑΔΑ RAWMATHUB.GR