smeerolie kroniek
Maandblad voor de leden van de Vereniging Smeerolieondernemingen Nederland. 56e jaargang nr. 6 Augustus/september 2008 Uitgave: Vereniging Smeerolieondernemingen Nederland Redactiecommissie: P. Evers A.J. Kok (voorzitter) C. Lock, redactiesecretaresse R.J.E.A. van der Vlugt A.G.B. van der Waal
Olieboeren in de Formule 1 De Formule 1 is alweer in de tweede helft van het seizoen 2008. De eerste races van het seizoen werden verreden in het Verre Oosten, wat voor de echte diehards betekende, dat ze midden in de nacht het bed uit moesten om de live televisiebeelden te kunnen zien. Deze liefhebbers kunnen voorlopig weer uitslapen in het weekend, nu de wedstrijden gewoon op zondagmiddag te zien zijn.
Administratie: Postbus 93002 2509 AA Den Haag Telefoon: 070 3490752 Fax: 070 3490775 E-mail:
[email protected] Website: www.smeerolievereniging.nl Abonnementen: voor smeerolieondernemingen, geen lid van de V.S.N., € 60,- per jaar; extra abonnementen voor leden V.S.N. € 30,- per jaar; overigen € 45,- per jaar. Advertentietarieven: op aanvraag bij de administratie Druk:
Drukkerij All•in ISSN: 0166-7645 © Niets uit deze uitgave mag worden verveelvuldigd en/of openbaar gemaakt door middel van druk, fotokopie, microfilm of op welke andere wijze ook, zonder voorafgaande schriftelijke toe stemming van de uitgever.
In dit nummer Olieboeren in de Formule 1
41
Benelux Smeeroliecongres
43
Start cursus tribologie oktober 2008
43
Nieuwe vloeistoffen voor moderne transmissies
44
Het belang van regelmatig olie verversen bij personenauto’s
47
UEIL Annual Congress 2008
48
Agenda
48
De Formule 1 is altijd het summum van de autosport geweest, waarbij op technisch gebied steeds de uiterste grenzen worden opgezocht. De ontwerpers vinden steeds weer nieuwe technologieën om de bolides sneller te maken. De laatste jaren zijn het echter vooral de reglementen van de Wereld Autosport Federatie FIA, die bepalen wat mogelijk is en niet de grenzen van de technologie. De FIA bedenkt vrijwel ieder jaar extra richtlijnen met als doel de auto’s veiliger -lees langzamer- te maken. Daarnaast tracht men de onderlinge verschillen tussen de teams te verkleinen om hiermee de wedstrijden spannender te maken. De rondetijden tonen echter aan, dat dit maar nauwelijks lukt en dat de constructeurs kennelijk ondanks de beperkende maatregelen toch steeds weer meer snelheid uit de auto’s weten te krijgen. Nieuwe regels voor 2008 Sinds seizoen 2007 is het motorontwerp 'bevroren'. Er mag technisch niets veranderd worden zonder uitdrukkelijke
toestemming van de FIA. Het toerental mag maximaal 19.000 omw./min. bedragen. De motor moet minimaal twee raceweekenden (zaterdag en zondag) worden gebruikt en de versnellingsbak zelfs vier. Het idee hierachter is, dat een grotere betrouwbaarheid een ongebreidelde vermogenstoename zou moeten beletten. Als onverhoopt toch een van deze componenten voortijdig wordt gewisseld, wordt de auto 10 plaatsen naar achteren gezet op de startopstelling, als de wissel vóór de kwalificatie plaatsvindt en naar de achterste startplaats bij vervanging erna. Alle motoren zijn vanaf dit jaar voorzien van een speciaal voor de FIA gebouwde gestandaardiseerde elektronische motorregeling. Deze computer bevat geen z.g. rijderhulpmiddelen meer, zoals traction control, wat het doorslaan van de wielen moet voorkomen bij gasgeven en launch control, een volautomatisch startsysteem, waarbij de auto zich na één druk op de knop zelf als een raket van de startstreep lanceert. Voor het publiek is het prachtig: Veel vaker dan voorheen gaan auto’s in de rondte, als de coureur in een bocht iets te gretig op het gas gaat staan en ook wordt er af en toe een start behoorlijk verprutst. Banden Het contact van de auto met het asfalt wordt gevormd door vier kleine stukjes rubber. De band is dan ook een van de belangrijkste onderdelen van een Formule 1 voertuig. Momenteel is het Japanse 41
Bridgestone de enige bandenleverancier in de Formule 1 en ook hier hanteert de FIA een paar beperkende maatregelen. Elke rijder heeft 14 sets banden ter beschikking, waarvan 4 sets bedoeld zijn voor de testritten op vrijdag. Elk weekend is er een keuze uit twee typen “droogweerband”. Eén met een relatief zachte rubbersamenstelling en één harde. De zachte band geeft uiteraard meer grip, maar slijt veel sneller dan de harde. Tijdens de race moeten allebei de bandtypen minimaal één keer worden gebruikt. Om dit te kunnen controleren, is de zachtere band voorzien van een duidelijke witte streep midden op het loopvlak. Als het tijdens de race regent, vervalt deze regel en kan vrij worden gekozen uit twee typen regenband, de zogenoemde intermediate en de full-wet of moessonband. De intermediate heeft een gematigd grof profiel en relatief harde compound, zodat hij ook nog geruime tijd functioneert op een opdrogende baan. De moessonband heeft een profiel met grote waterkanalen en zulk zacht rubber, dat hij op een droge baan al na enkele ronden door oververhitting aan flarden gaat. Brandstof en smeerolie Oliemaatschappijen zijn eigenlijk altijd betrokken geweest bij de autosport. Meestal als leverancier voor de zo noodzakelijke brandstof en smeermiddelen, maar soms alleen als geldverstrekkende sponsor. Al enkele jaren is ook het brandstofreglement in de Formule 1 uiterst strikt. De brandstof mag uitsluitend bestaan uit componenten, die ook in gewone “straat-benzine” voorkomen. Dit jaar is het verplicht om 5,75% biobrandstof toe te passen. Een aantal jaren geleden waren de regels nog een stuk losser met als resultaat, dat er allerlei exotische chemicaliën werden gebruikt. Op zeker moment waren er brandstoffen in gebruik, die bijna 100 pk meer vermogen leverden dan een standaard benzine. De huidige brandstofregels werken tweeledig. Natuurlijk wordt het motorvermogen beteugeld, maar ook worden de brandstofleveranciers uitgedaagd tot technologische hoogstandjes om binnen de zeer krappe richtlijnen toch een optimale brandstof te formuleren, die net die paar honderdsten van een seconde winst oplevert, die het verschil kan zijn tussen winnen en verliezen. Binnen de marges worden verschillende benzines voor verschillende circuits 42
gemaakt. Zo is op langzame circuits als Monaco en Budapest het topvermogen niet zo belangrijk als op snelle circuits als Montreal of Magny Cours. Er wordt op de langzame circuits gekozen voor een benzine met lagere dichtheid, want bij het veelvuldig accelereren en remmen is elk grammetje van invloed. Een zo laag mogelijk verbruik is altijd belangrijk. Het bepaalt het moment waarop je in de pits moet komen en hoe lang je dan stilstaat om te tanken. Bij de in de racerij toegepaste smeerolie werd lange tijd alleen maar gekeken naar een zo betrouwbaar mogelijke smering van de diverse onderdelen. Traditioneel werd dan ook altijd gekozen voor relatief hoogvisceuze producten. Shell onderkende al lang geleden het belang van een laag brandstofverbruik en de bijdrage, die smeerolie daaraan kon leveren. Tegenwoordig worden zeer dunne motor- en transmissieoliën toegepast, die desondanks in staat zijn de extreem belaste Formule 1 auto’s heel te houden. Een laag brandstofverbruik, dankzij de uitgekiende benzine en smeeroliën, hielp Ferrari al meerdere Grands Prix te winnen. Zij konden een paar ronden langer door te rijden, terwijl de concurrentie voor een tankstop naar binnen moest. Vooral Michael Schumacher was daar een meester in. Als andere coureurs moesten tanken “trapte” hij -geholpen door een lichte auto met nog maar weinig benzine aan boord- enkele ronden heel hard door en pakte daarmee vaak een beslissende voorsprong. Dat deze dunne smeermiddelen desondanks maximale bescherming geven, is te zien in Figuur 1, dat toont hoe de betrouwbaarheid van Ferrari is verlopen, sinds in 1996 de samenwerking met Shell werd hervat.
olieanalyse daar aanleiding toe geeft, worden er voor de wedstrijd nog noodzakelijke reparaties uitgevoerd, om te voorkomen, dat motor of versnellingsbak tijdens de race de geest geeft. Daarnaast werken gedurende het hele jaar nog eens meer dan 80 technici en wetenschappers van allerlei disciplines aan specifieke projecten voor Ferrari. De in de Formule 1 opgedane kennis wordt daarbij weer gebruikt voor de consumenten producten. Zo is de topbenzine V-Power zeer verwant aan de brandstof, die in de Formule 1 wordt gebruikt. In een test op het circuit van Barcelona vorig jaar oktober was Michael Schumacher met “gewone” V-Power benzine per ronde maar een paar tienden langzamer dan met de Formule 1 brandstof. Ook de brandstofbesparende motor- en transmissieoliën maken direct gebruik van Formule 1 technologie.
Door: Paul Evers
Hebben wij er ook wat aan? Shell is (met een onderbreking van een paar jaar) altijd technologiepartner van Ferrari geweest in de zestig jaar, dat het team actief is. De specifieke brandstoffen en smeermiddelen worden in nauwe samenwerking met de Ferrari constructeurs ontwikkeld. Er zijn minimaal 6 mensen full-time actief voor de Scuderia en zij zijn bij alle Grands Prix aanwezig. In één van de Ferrari trucks is een volledig laboratorium ingericht, waar tijdens het raceweekend olie- en brandstofmonsters worden geanalyseerd. Zo wordt zeker gesteld, dat de benzine te allen tijde aan de specificaties voldoet en als de smeer-
smeerolie kroniek AUGUSTUS/SEPTEMBER 2008
Benelux Smeeroliecongres 30 september 2008 van 9.00 – 16.00 uur Fort St. Gertrudis in Geertruidenberg De organisatie is erin geslaagd een zeer breed programma voor u samen te stellen. Onder het centrale thema 'Onze branche heeft geen toekomst' wordt de nodige aandacht besteed aan ontwikkelingen, bespiegelingen van de wereldwijde smeeroliemarkt en feiten die ook uw business beïnvloeden. Wij hopen dan ook van harte dat u op 30 september 2008 samen met een aantal collega’s van uw onderneming tijd wilt vrijmaken om in een goede ambiance gevoed te worden met belangrijke ontwikkelingen, die uw dagelijkse bedrijfsvoering nu en in de toekomst zullen raken. Programma Gedurende de dag kunt u getuige zijn van de volgende presentaties: - Trends en ontwikkeling van Groep III Basisoliën, door de heer Hans Groen & Mike Pisani, Petronas. - Proper Use of Antioxidants for the Stabilization of Biodegradable Lubricants, by Mr. Jun Dong, Ph. D., Chemtura Corporation - Naphthenic base oils and future prospects, by Mr. Per Klintstam, Ergon Europe MAE, Inc. - Trends en ontwikkelingen op de markt van eindconsumenten, door de heer
Goos Eilander, Trendbox - Guido Thys prikkelt met een mix van humor, tegendraadse benaderingen en een onstuitbare drang tot vereenvoudigen ogen, oren en geest. Rond 16.00 uur besluiten we de dag met een drankje.
Kosten Leden van VSN en LAB betalen € 120,(excl. BTW) per deelnemer. Aanmelden U kunt zich voor dit congres nog aanmelden door een e-mail te sturen naar het VSNsecretariaat (Cynthia Lock,
[email protected])
Start cursus tribologie oktober 2008 Op dinsdag 7 oktober 2008 gaat een nieuwe groep van start met de cursus tribologie. Er zijn in deze groep nog enkele plaatsen beschikbaar. Indien u wilt deelnemen aan de komende cursus, kunt u contact opnemen met het secretariaat van de VSN (
[email protected]). Hieronder volgt enkele praktische informatie over de cursus. Wanneer: Cursusdata niveau 1 en 2 Dinsdag 7 oktober 2008 Dinsdag 28 oktober 2008 Dinsdag 18 november 2008 Dinsdag 9 december 2008 Dinsdag 6 januari 2009 Dinsdag 27 januari 2009 Extra lesdagen voor niveau 2 Dinsdag 10 februari 2009 Dinsdag 3 maart 2009 Examen tribologie Vrijdag 27 maart 2009
smeerolie kroniek AUGUSTUS/SEPTEMBER 2008
Tijden De eerste helft van de dag: 9.30 – 12.30 uur De tweede helft van de dag: 13.15 – 16.15 uur Locatie Afhankelijk van het aantal cursisten wordt een locatie gezocht, die voor iedereen goed bereikbaar is. Kosten Voor het cursusboek, de mondelinge begeleiding en het examen Tribologie zijn de volgende prijzen vastgesteld: niveau 1 voor leden VSN € 1.255,- (excl. BTW) niveau 1 voor niet-leden € 1.875,- (excl. BTW) niveau 1 en 2 voor leden VSN € 1.695,- (excl. BTW) niveau 1 en 2 voor niet-leden € 2.490,- (excl. BTW) Deze prijs is inclusief koffie, thee, drankjes en lunch tijdens de cursusdagen. 43
Nieuwe vloeistoffen voor moderne transmissies Naarmate het belang van brandstofverbruikvermindering toeneemt, kijkt de automobielindustrie steeds vaker naar de gehele aandrijflijn voor mogelijke besparingen. Bij automatische transmissies leidt deze aandacht tot een toename van het aantal overbrengingen, het veelvuldig gebruik van de koppelomvormer overbruggende wrijvingskoppelingen met een zekere mate van continu geregelde slip en tot de introductie van nieuwe, verder doorontwikkelde, smeervloeistoffen. In “Infineum Insight” werd onlangs een samenvatting van een voordracht gegeven over deze nieuwe ATF-varianten. De oorspronkelijke voordracht werd gezamenlijk gepresenteerd door Infineum en Hyundai Kia Motors op de 14e “Fuels and Lubes Asia Conference” gehouden in maart van dit jaar. In de voortdurende zoektocht naar brandstofbesparing heeft de automobielindustrie bijna ieder onderdeel van de auto inmiddels zo vervolmaakt dat aanvullende verbetering alleen nog kan komen van het verbeteren van het nuttig effect van motoren via het compleet herontwerpen daarvan, hetgeen als een te kostbare oplossing wordt gezien. Dit heeft er toe geleid dat fabrikanten meer hun aandacht zijn gaan richten op andere onderdelen van de aandrijflijn, waarbij de transmissie wordt gezien als een onderdeel waar nog grote besparingen mogelijk zijn. Echter, tegelijk met de behoefte aan een lager brandstofverbruik komt de wens om deze geoptimaliseerde transmissies onderhoudsvrij te maken over de gehele levensduur van het voertuig, hetgeen betekent, dat de te gebruiken ATF’s ook in staat moeten zijn, zonder tussentijdse verversing, voldoende bescherming tegen slijtage te bieden over die periode. In de laatste jaren zijn er, in vergelijking met conventionele getrapte automatische overbrengingen, een aantal brandstofbesparende alternatieven bij gekomen, zoals de continu variabele overbrengingen (CVT’s) in vooral Azië en NoordAmerika en de zogenaamde “dual clutch” transmissies in Europa (DCT’s). Daarnaast blijkt (vergeleken met conventionele 4- of 5-traps automaten) dat ook met conventionele getrapte automatische overbrengingen met 6 tot 8 versnellingen aanzienlijke besparingen in verbruik kunnen worden gerealiseerd. Smeertechnische uitdagingen De mogelijkheid om brandstofbesparing te verwerkelijken met meer efficiënt werkende transmissies hangt nauw samen met verdere ontwikkeling van de smeerolietechnologie. Terwijl bij een motorolie de taak van het smeermiddel er in essentie 44
in bestaat zo veel mogelijk de optredende wrijving te verminderen en tegelijkertijd voldoende bescherming te bieden tegen slijtage, is bij transmissies het handhaven van nauwkeurig gedefinieerde wrijvingseigenschappen essentieel. De huidige ATF’s met relatief lage viscositeit moeten niet alleen hun bijdrage leveren aan de reductie van het brandstofverbruik, maar tegelijkertijd aan steeds hogere eisen voldoen ten aanzien van de levensduur van in de transmissie gebruikte onderdelen. Dit uit zich in hogere eisen ten aanzien van het voorkomen en verminderen van trillingen in de aandrijflijn (“anti-shudder capability”) en ten aanzien van het stabiel houden van de wrijvingseigenschappen in verband met de montage van overbruggingskoppelingen met geregelde slip. Daarboven op komen dan nog de eisen voortvloeiend uit levensduurvulling en de gewenste betere antislijtage eigenschappen. Bij de nieuwe automaten, vooral die met meer dan 6 versnellingen, worden de extra overbrengingen verkregen door slimme combinaties van samenwerkende planetaire stelsels. Daardoor worden de afmetingen van de versnellingsbak kleiner en kan tegelijkertijd het toelaatbare ingaande koppel worden verhoogd, met als resultaat snellere acceleratietijden dan bij vroegere ontwerpen. Hoewel deze constructieve veranderingen hebben geleid tot vermindering van het brandstofverbruik, hebben ze als bijeffect dat deze nieuwe automatische transmissies veel moeilijker goed zijn te smeren. ATF met de correcte wrijvings- en antislijtageeigenschappen is essentieel voor het succesvol op de markt brengen van deze nieuwe overbrengingen. De overbruggingskoppelingen met geregelde slip zijn erg effectief in het terugdringen van slipverliezen via de koppelomvormer. Ze zijn echter ook erg gevoelig voor “shudder” – het ontstaan van tril-
lingen in de aandrijflijn – hetgeen door de bestuurder wordt ervaren als het “gaan huiveren” van de auto. Dit “huiveren” van de auto wordt veroorzaakt doordat de gebruikte vloeistof niet over de gewenste wrijvingseigenschappen beschikt. In de meest recente getrapte transmissieontwerpen, waar de geregelde overbruggingskoppeling actiever wordt ingezet en ook meer wordt gestreefd naar een “sportiever” schakelgedrag, is de vloeistofeigenschap om trillingen binnen de perken te houden van een nog groter belang. Nieuwe ATF’s Door Infineum is een nieuwe ATF samengesteld die een lager brandstofverbruik en een langere levensduur van de transmissiecomponenten biedt en die uitstekende resultaten heeft laten zien in recente tests. In reactie op de behoefte om een test te hebben waarmee de stabiliteit van wrijvingseigenschappen van vloeistoffen voor gebruik in koppelomvormers met een continu slippende overbruggingskoppeling kunnen worden vastgesteld, heeft Infineum een test ontwikkeld gebaseerd op de SAE#2 testmachine. Daartoe werd een nieuwe testcyclus ontwikkeld waarbij gekeken wordt naar de verschillende vormen van achteruitgang van een ATF tijdens gebruik, zoals thermische afbraak, gedrag onder hoog koppel/geringe slip condities en oxidatie van de olievoorraad bij hoge temperatuur. De resultaten van deze nieuwe testcyclus blijken goed overeen te stemmen met de ervaringen uit praktijktests. De testresultaten maken ook duidelijk dat de nieuwe ATF technologie de tijd waarover de vloeistof in staat is het optreden van hinderlijke trillingsverschijnselen in de transmissie (“shudder”) te voorkomen, met zo’n 40% weet te verlengen in vergelijking met de gangbare laagvisceuze ATF’s. Hoog belastbare schakelkoppelingen Een andere karakteristiek van de nieuwe transmissies is het gebruik van zeer compacte schakelkoppelingen waarmee de diverse onderdelen van de gebruikte planetaire stelsels naar behoefte worden ingeschakeld. Door deze compactere koppelingen met minder lamellen in het koppelingspakket, kunnen de afmetingen en het gewicht van de transmissies kleiner
smeerolie kroniek AUGUSTUS/SEPTEMBER 2008
worden. Het betekent echter ook dat de ATF blootgesteld wordt aan een hogere warmtebelasting per volume-eenheid tijdens een schakelinghandeling dan in vroegere ontwerpen. Dit leidt tot hogere eisen ten aanzien van de stabiliteit van het wrijvingsgedrag van de ATF en tot hogere eisen ten aanzien van slijtagebeperking van lamellenpakketten. In SAE#2 tests bij gebruik van een aangepast Mercon® testprotocol, bleek de nieuwe technology een aanzienlijk betere slijtagebescherming te geven over 10.000 schakelcycli. Slijtagebescherming Fabrikanten vragen zich af of minder visceuze ATF’s wel voldoende bescherming kunnen bieden tegen slijtage en vermoeiingsverschijnselen van de verschillende transmissie-onderdelen. Om voldoende bescherming te waarborgen, dient de aard en de hoeveelheid antislijtage additieven zorgvuldig afgestemd worden met andere prestatiebeïnvloedende additieven in het
eindproduct. De nieuwe ATF biedt dezelfde bescherming tegen vermoeiingsschade als conventionele ATF’s in de naaldlager vermoeiingstest en in de FZG tandwieltest trad bij belastingstrap 12 geen vreten op, terwijl conventionele ATF’s meestal reeds falen bij belastingstrap 10. Ongeveer 20% van de te realiseren brandstofbesparing bij het gebruik van deze nieuwe meertrapsautomaten is het gevolg van minder vloeistofwrijving. Omdat echter een lagere viscositeit kan bijdragen tot slijtage en vermoeiing van planetaire tandwielstelsels en lagers, moeten de vloeibaarheideigenschappen van de ATF zo zijn afgestemd dat dezelfde minimumviscositeit blijft behouden als bij conventionele ATF’s. Zorgvuldige keuze van een afschuifstabiele viscositeitsindex verbeteraar kan er voor zorgen dat de gewenste minimumviscositeit over de volledige levensduur wordt gewaarborgd. Moderne meertrapsautomaten bieden tastbare verbeteringen op het gebied
In het artikel over de nieuwe ATF eisen voor moderne transmissies komt een aantal technische termen voor die niet meteen voor iedereen onmiddellijk duidelijk zullen zijn. Hieronder een korte toelichting. Overbrugginskoppeling met geregelde slip In veel automatische transmissies wordt de koppelomvormer bij hogere versnellingen door een normale wrijvingskoppeling overbrugd, om zo de in de koppelomvormer altijd optredende slipverliezen te omzeilen. Bij de klassieke "lock up clutch" was dat een kwestie van aan/uit, hetgeen het comfort verminderde omdat inschakeling van de koppeling altijd met een (geringe) schok gepaard ging. Bij de geregelde overbruggingskoppeling wordt deze al eerder en bij alle versnellingen ingeschakeld, maar staat men een variabele en elektronisch gestuurde mate van slip in de overbruggingskoppeling toe. Hierdoor neemt niet alleen het comfort toe, maar kan ook over een breder toerenbereik al geprofiteerd worden van de rendementsverhoging doordat slechts een deel van het motorvermogen via de koppelomvormer en een ander deel via de overbruggingskoppeling loopt. Weliswaar geeft de slip in die overbruggingskoppeling ook een rendementsverlies, maar dat is geringer dan in de koppelomvormer het geval zou zijn, waardoor het totaal rendement stijgt en derhalve het brandstofverbruik wordt verlaagd. Het idee is op zich niet nieuw, ook bij Voith DIWA overbrengingen werd reeds 50 jaar geleden ernaar gestreefd om het ingaande vermogen te verdelen over een hydrodynamische tak en een mechanische tak met een hoger rendement. Continu variabele overbrengingen (CVT) Bij een CVT zijn er geen vaste overbrengingen, maar kan de overbrenging continu variëren tussen een zeker minimum en maximum. De klassieke vorm daarvan is de variator met een
smeerolie kroniek AUGUSTUS/SEPTEMBER 2008
van brandstofverbruik en acceleratie. Ze stellen echter wel degelijk ook hogere eisen ten aanzien van het te gebruiken smeermiddel in termen van verbeterde en stabielere trillingsdemping van overbruggingskoppelingen, betere en stabielere wrijvingseigenschappen bij de hoger belaste schakelkoppelingen, adequate bescherming tegen slijtage en materiaalvermoeiing bij lagere viscositeit, en ten slotte een voldoende afschuifstabiliteit om de gewenste bescherming over de gehele levensduur te behouden. Het is essentieel om bij het ontwerpen van nieuwe transmissies het ontwikkelen van transmissiecomponenten en smeervloeistof synchroon te laten lopen en zorgvuldig op elkaar af te stemmen, zodat het gewenste lagere brandstofverbruik en de verbeterde levensduur in de praktijk kunnen worden waar gemaakt. Bron: Infineum Insigth juni 2008 Vertaald door Romke van der Vlugt
V-snaar zoals in industriële overbrengingen wordt gebruikt en destijds in de DAF Variomatic. Moderne varianten werken met een stalen duwband (Robert Bosch - Van Doorne Transmissie) of met een stalen ketting zoals bij sommige Audi modellen. De laatste zijn gebaseerd op een kettingtype vergelijkbaar met die zoals gebruikt in sommige industriële PIV-overbrengingen. In theorie is hiermee de beste aanpassing van de transmissie aan de motorkarakteristiek te verkrijgen, in de praktijk zijn dergelijke overbrengingen nog steeds beperkt in het toelaatbare ingangskoppel. “Dual clutch” transmissies Bij versnellingsbakken uitgerust met twee schakelkoppelingen is er in feite sprake van twee versnellingsbakken die in één behuizing zijn samengebouwd. De ene koppeling en versnellingsbak zorgt voor de versnellingen 2, 4, 6, etc en de andere voor de achteruit en 1, 3, 5, etc. Het gaat in eerste instantie om een normale handgeschakelde versnellingsbak, met als voordeel dat de volgende in te schakelen versnelling al van te voren kan worden "klaargezet"; het schakelen bestaat dan uit het ontkoppelen van de ene koppeling en het tegelijkertijd inschakelen van de andere. Hierdoor kan zeer snel en nagenoeg zonder trekkrachtonderbreking worden geschakeld. Met moderne mechatronica is het schakelproces te "robotiseren" de koppelingen kunnen elektronisch worden bediend, er is geen koppelingspedaal meer nodig en bediening kan via "flippers" bij het stuur plaats vinden. De stap van handmatig schakelen via de "flippers" naar volledig automatisch schakelen is dan simpel gemaakt - in het laatste geval spreekt men wel van een "geautomatiseerde handgeschakelde versnellingsbak". Naast het snelle schakelen (hetgeen in de autosport de belangrijkste drijfveer vormde voor deze zogenaamde "sequentiële" bakken) Vervolg op pagina 46
45
hebben dergelijke "automaten" ook een hoog rendement omdat de bij "echte" automaten gebruikelijke koppelomvormer ontbreekt. Ook dit type bak is verre van nieuw: door Alphonse Kégresse werd halverwege de dertiger jaren van de vorige eeuw al een dergelijke constructie ontworpen die destijds zijn plaats had moeten vinden in een 8 cilinder uitvoering van de Citroen Traction Avant. Door de economische malaise in die jaren is het er echter nooit van gekomen. Eén nadeel hebben dergelijke versnellingsbakken - er moet altijd "in volgorde" worden geschakeld, in een keer terugschakelen van 5 naar 2 is niet mogelijk, het patroon 5-4-3-2 ligt vast.
Sequentieel geschakelde versnellingsbak uit de dertiger jaren (Kégresse/ Citroen)
Hoog belastbare schakelkoppelingen Zoals bekend worden de diverse onderdelen van planetaire stelsels door middel van lamellenkoppelingen in het oliebad naar behoefte met elkaar verbonden. Door toepassing van andere materialen is men er in geslaagd deze koppelingen aanzienlijk kleiner te maken. Dat betekent dat wanneer ze nog steeds hetzelfde koppel moeten doorleiden, de hoeveelheid af te voeren warmte dezelfde blijft, terwijl er, door de kleinere afmetingen, minder olie tussen zit. Daardoor neemt de warmtebelasting van de olie, uitgedrukt in warmtehoeveelheid per volume-eenheid toe. Combinatie van planetaire stelsels Bij traditionele automaten waren er meestal twee of drie planetaire stelsels achter elkaar geschakeld, hetgeen dan 3, 4 of 5 versnellingen vooruit en een achteruit opleverde. Hiervoor waren relatief veel tandwielen, koppelingen en rembanden nodig waardoor de bak zwaar, groot en gecompliceerd werd. Bij de moderne ontwerpen met 6 tot 8 versnellingen worden minder planetaire stelsels gebruikt, maar deze worden op een intelligente manier gecombineerd. Daardoor is met een aanzienlijk kleiner aantal onderdelen het gewenste aantal overbrengingen te verkrijgen, terwijl de versnellingsbak zowel lichter als kleiner van afmetingen wordt. Door het geringere aantal onderdelen neemt ook de bedrijfszekerheid toe. In de meeste gevallen bestaan deze bakken uit een Pelletier stelsel dat als een soort voorschakelbak werkt (hoog/laag overbrenging) en een daarna aangebracht Ravigneaux stelsel waarbij op een gemeenschappelijke satellietdrager verschillende satellieten zijn gemonteerd die ieder met hun eigen zonnewiel zijn verbonden. Door deze vervlechting kan worden volstaan met een geringer aantal koppelingen en rembanden - die dan wel hoger worden belast omdat ze aanzienlijk frequenter worden geschakeld.
46
smeerolie kroniek AUGUSTUS/SEPTEMBER 2008
Het belang van regelmatig olie verversen bij personenauto’s Steeds weer duiken er verhalen op waarin wordt getwijfeld aan het nut van het regelmatig verversen van de motorolie in overeenstemming met de voorschriften van de autofabrikant. De strekking van deze verhalen is meestal, dat het regelmatige verversen van de olie, zoals voorgeschreven door de voertuigfabrikanten, onnodig zou zijn. Een moderne motorolie zou het naar de mening van deze “experts” meer als 100.000 km zonder problemen uithouden. Er worden dan vaak voorbeelden aangehaald van ervaringen met motoren die onder de meest zware omstandigheden hebben moeten werken, zoals bijvoorbeeld regelmatige ritten over afstanden van 1000 km en of de dagelijkse inzet van een “Pistenbully” op de skihelling. “Zware” omstandigheden Wat zijn eigenlijk die “zware eisen” waaraan een motorolie moet voldoen? “Zwaar” zijn niet ritten over lange afstanden of andere vormen van min of meer continue inzet van een bedrijfsvoertuig. In tegendeel, werkelijk “zware” eisen worden gesteld (zowel aan de motor als als aan de motorolie) bij inzet over zeer korte afstanden of over korte periodes, waarbij de olie zijn normale bedrijfstemperatuur bij lange na niet bereikt. Bij gebruik van bijvoorbeeld de huidige dieselbrandstoffen (die een gedeelte biodiesel kunnen bevatten), zal zich onder deze omstandigheden een zekere hoeveelheid niet of niet volledig verbrande biodiesel via de doorblaasgassen in de motorolie gaan verzamelen. Dit leidt tot een motorolie, die in korte tijd niet meer aan de gestelde eisen kan voldoen en die al vér voor dat een afstand van 100.000 km bereikt is, ernstige motorschade niet meer zal kunnen voorkomen. Lange olieverversingstermijnen van meer dan 100.000 km voor bedrijfsvoertuigen bestaan al veel langer en geven ook geen problemen. Die voertuigen zijn ook dagelijks van ’s morgens tot ’s avonds in bedrijf bij een ideale olietemperatuur van 90º C. Vermoedelijk zouden de fabrikanten van personenauto’s ook zulke lange verversingstijden toestaan, indien deze ook onder deze, min of meer “ideale”, omstandigheden werden gebruikt. In de praktijk bestaat echter meestal het autogebruik uit een reeks van korte ritten van enkele kilometers, zelfs bij een vertegenwoordiger die de hele dag onderweg is van klant tot klant. Om motorschade ook onder die omstandigheden zeker te voorko-
smeerolie kroniek AUGUSTUS/SEPTEMBER 2008
men is het alleen maar verstandig om in overeenstemming met de aanwijzingen van de autofabrikant de olie iedere 15.000 tot 30.000 km te verversen. Verouderings- en afbraakprocessen in de motorolie Onder inwerking van temperatuur, zuurstof, stikstofverbindingen, olieafbraakproducten en bepaalde metalen ontstaan uit de koolwaterstoffen van de motorolie sterk-reactieve moleculen, die in de scheikunde bekend staan als radicalen. Radicalen hebben de neiging om met zichzelf te reageren en daarbij nieuwe radicalen te vormen die vervolgens met elkaar polymeren kunnen vormen. Dat betekent, dat uit eenvoudige koolwaterstoffen zeer grote moleculen ontstaan, die zich tenslotte als lak en drab kunnen afzetten. Met verschillende additieven wordt dit proces vertraagd of verregaand onschadelijk gemaakt. Invloed van additieven Antioxydanten bijvoorbeeld vertragen de vorming van polymeren doordat ze radicalen onschadelijk maken of in ieder geval de polymerisatie (samenklonteren) bemoeilijken. Metaaldeactivatoren en corrosieinhibitoren onderdrukken de katalyserende invloed van metalen op oxidatieproces (veroudering). Dispersanten en detergenten houden de reeds gevormde polymeren in de olie in suspensie, of ontdoen de metaaloppervlakken van reeds afgezette sludge. De door de dispersant/detergent “gevangen” polymeren verwijdert men uit de olie met het oliefilter. De veroudering van de olie wordt echter niet volledig gestopt, maar gaat in feite steeds sneller, omdat toch steeds meer radicalen worden gevormd. Die dan in een kettingreactie op hun beurt weer verdere radicalen genereren, die tenslotte ook polymeriseren. Na enige tijd gaat dat zo snel, dat als dit proces eenmaal is begonnen, in korte tijd de gehele motorolie in een kettingreactie is doorgepolymeriseerd.
47
Meer additieven? Men zou nu kunnen aannemen, dat het hiervoor beschreven proces door het gebruik van meer antioxydanten is te beheersen. Dat is echter niet het geval, omdat op een gegeven moment toch een dusdanige hoeveelheid radicalen aanwezig is, dat het proces niet meer beheersbaar is door een antioxidant. Het verouderingsproces onder invloed van gevormde radicalen is verbonden met de vorming van zuren. Deze zuren moeten worden geneutraliseerd. Een neutralisatie zou door toevoeging van grote hoeveelheden basische verbindingen mogelijk zijn. Om dezelfde reden als hierboven zou na het begin van de kettingreactie steeds sneller en vaker nagevuld moeten worden. De gevormde neutralisatieproducten zouden samen met de polymeren elk filtersysteem steeds sneller doen dichtslibben, d.w.z. de filters zouden met steeds kortere intervallen moeten worden vervangen. Tegen slijtage beschermende additieven in motoroliën verzekeren een minimale slijtage tijdens het draaien van motor. Deze additieven reageren met metaaloppervlakken, die door wrijving zeer heet worden waarbij het gevaar van lasvorming ontstaat. De antislijtage additieven vormen een chemische verbinding met het metaal en leiden er toe dat eventueel ontstane lasjes zonder grote beschadiging van de loopvlakken kunnen worden “losgescheurd”. De additieven worden daarbij dus verbruikt en kunnen alleen door navullen worden vervangen. Hetzelfde geldt ook voor de corrosieinhibitoren.
gebeurt dit bij biodiesel echter in onvoldoende mate. Na enige tijd wordt dan ook niet meer gesmeerd met motorolie maar met een mengsel van (verontreinigde) motorolie met een zeker aandeel biodiesel. In het gebied van de hogere temperaturen verdampen met de tijd alle laagkokende bestanddelen van de motorolie. De motorolie dikt daardoor in en dat leidt tot een hoger brandstofverbruik dan nodig. Conclusie Na lezing van het bovenstaande zal het duidelijk zijn, dat de motorolie na een zekere tijd niet meer in een toestand is, die geacht kan worden de motor voldoende tegen slijtage te beschermen. Omdat de autofabrikanten de gebruiker een langdurig storingvrij willen garanderen, adviseren ze de motorolie na verloop van tijd te verversen. Daarbij worden nu termijnen geadviseerd van 15.000 tot 30.000 km en het is verstandig om die niet te overschrijden.
Invloed van de brandstof Er moet ook rekening worden gehouden met een zekere hoeveelheid brandstof, die in de motorolie terecht komt. Rijdt de auto bijvoorbeeld op normale dieselbrandstof (mag tegenwoordig tot 5 procent biobrandstof bevatten) dan wordt de motorolie bij veelvuldig te koud draaien langzaam met biobrandstof aangelengd. Normale dieselbrandstof verdampt grotendeels bij de gewone olietemperaturen. Door de lage dampdruk van biodiesel
Tekst: Dr. Wolfgang Schütz Vertaald door Harald de Haan
UEIL Annual Congress 2008 Dit jaar wordt het UEIL congres gehouden van 23 tot en met 25 oktober 2008 in Warschau. Als thema is gekozen voor: 'Lubricant raw materials – Technology and Supply'. Nadere informatie over het volledige programma van dit congres is te vinden op de site www.ueil.org Via deze website kunt u zich ook aanmelden voor het congres.
AGENDA CONGRESSEN – SYMPOSIA – TENTOONSTELLINGEN 2008 22 – 23 september 30 september 23-25 oktober 28 – 30 oktober 4 – 6 november 27 november
48
EAAC 2008 Benelux Smeeroliecongres UEIL Annual Congress 2008 Klein Transport Vakbeurs Auto Professioneel Vakbeurs Fleet Management Expo
Frankfurt am Main Geertruidenberg Warschau Gorinchem Hardenberg Houten
smeerolie kroniek AUGUSTUS/SEPTEMBER 2008
