Als Folge dieser strengeren Anforderungen entwickeln Lkw-Hersteller effizient und wirtschaftlic Motoren. Diesewicklungen haben direkte Auswirkungen auf die Formulierungen von Motorölen. Beispielsweise reduzieren neue Motorenöltechnologien die Reibung im Motor, was zu Kraftstoffeinsparungen und CO2-Reduzierung führt. Dies wird in diesem Artikel genauer untersucht.
Strengere Umweltanforderungen
Lkw müssen strenge Umweltanforderungen erfüllen, zu denen die begrenzte Emission schädlicher Stoffe wie Kohlenmonoxid (CO), Kohlenwasserstoffe, Stickoxide und Feinstaub gehören. Diese werden durch die Euro-Emissionsstandards geregelt. Im Laufe der Jahre wurden diese Standards erheblich verschärft. Der aktuelle Standard ist Euro VI. Im Vergleich zu seinem Vorgänger, Euro V, ist der Höchstgrenzwert für die NOx-Emission (Stickoxide) um 80 Prozent niedriger. Darüber hinaus erfordert der Standard auch eine Garantie, dass die Emissionen im Laufe der Zeit niedrig bleiben.
Eine neue Ausgabe der ACEA-Spezifikationen soll in der ersten Hälfte von 2021 veröffentlicht werden, und wir erwarten, dass sich Folgendes ändern wird:
- ACEA E4 und E7 (konventionelle Hoch-SAPS-Öle) werden beibehalten für den Einsatz in älteren Lastwagen mit Euro-V-Standard und älteren Modellen.
- ACEA E6 und E9 werden aktualisiert, um neue relevante Tests (Oxidation und Belüftung) einzuschließen, um einen besseren Schutz für moderne Motoren sicherzustellen. Diese Spezifikationen werden als E8 und E11 bekannt sein. (Belüftung ist die Luftzufuhr, die vermieden werden muss - ein Überschuss an Luft im Öl hat eine destabilisierende Wirkung auf den Schmierfilm und verursacht Oxidation).
- ACEA E8 und E11 werden auch 'niedrigviskose' Versionen erhalten - die ACEA F8 und F11. Diese Spezifikationen unterstützen Kraftstoffeinsparungen und helfen somit, CO2-Emissionen zu reduzieren. Näheres dazu erfahren Sie im weiteren Verlauf dieses Artikels.
Anders als bei Autos unterliegen Lastwagen noch nicht der Begrenzung von CO2-Emissionen. Dies liegt daran, dass die Situation bei Lastwagen angesichts der vielen Variationen von Zugmaschinen und Anhängern weit komplexer ist. Diese Informationen werden derzeit erfasst, um Emissionsgrenzen für CO2 festzulegen. In der Europäischen Union wird derzeit eine offene Diskussion über eine Reduzierung um 3 Prozent bis 2030 im Vergleich zu heute (2021) geführt, was eine monumentale Herausforderung wäre. Diese Maßnahme würde bedeuten, dass bis dahin Motoren im Durchschnitt 30 Prozent weniger Dieselkraftstoff nutzen müssten. Ein Teil dieser Reduzierung kann durch Verbesserung der Motorwirkungsgrade erreicht werden, aber es wären auch andere Maßnahmen erforderlich, wie verbesserte Aerodynamik, Reifenwahl, alternative Kraftstoffe und das Fahren in Konvois.
Neue Technologien
Um diese zunehmend strengen Standards zu erfüllen, suchen Lastwagenhersteller kontinuierlich nach Wegen zur Verbesserung ihrer Motoren. Neben Modifikationen an den Motoren selbst haben die Hersteller auch Nachbehandlungssysteme eingeführt, die die freigesetzten schädlichen Substanzen auffangen und in weniger schädliche Substanzen umwandeln. Zu den gängigen Nachbehandlungssystemen gehören der Partikelfilter, der die Partikelemissionen minimiert, indem er sie einfängt, und SCR oder selektive katalytische Reduktion, der NOx in unschädliche Substanzen umwandelt, mit Hilfe von AdBlue. Katalysatoren werden auch eingesetzt, um die Umwandlung von schädlichen Stoffen in unschädliche Stoffe zu beschleunigen.
Konventionelle Öltechnologien reichen nicht aus, um kontinuierlichen Schutz für Nachbehandlungssysteme zu bieten, da sie dazu neigen, zu viel Schwefel, Phosphor und sulfatierte Asche zu enthalten. Nachbehandlungssysteme erfordern sogenannte 'niedrige' und 'mittlere SAPS, die geringere Mengen dieser Stoffe enthalten. 'SAPS' steht für Sulfatierte Asche, Phosphor und Schwefel. Dies erfordert andere Additive als konventionelle Öle. Sulfatierte Asche ist der Rückstand nach dem Verbrennen von Öl. Sulfatierte Asche blockiert den Rußfilter und kann nicht entfernt werden - im Gegensatz zum zurückgehaltenen Ruß. Einige Additive enthalten Phosphor, der sich in Katalysatoren ablagern und deren Funktion beeinträchtigen kann. Schwefel, eine weitere Zutat in Additiven, setzt sich ebenfalls in Katalysatoren ab, sowie an NOx-Sensoren.
Die ersten Spezifikationen für niedrig-SAPS- und mittel-SAPS-Öle kamen vor über zehn Jahren auf den Markt. Heutzutage sind niedrig-SAPS- und mittel-SAPS-Motoröle für die Mehrheit der Euro-VI-Motoren weit verbreitet und erfüllen Ölspezifikationen, die reduzierte SAPS-Grenzwerte vorschreiben. Beispiele hierfür sind ACEA E6 und E9, API CJ-4, CK-4 und FA-4 sowie Herstellerspezifikationen wie MB 228.51, Volvo VDS 4 und MAN M3677. Darüber hinaus werden Hybrid- und Elektro-Lkw eine definitive Position in der Lkw-Welt einnehmen. In einer sehr fernen Zukunft wird erwartet, dass heutige Verbrennungsmotoren nicht mehr in neuen Lastwagen installiert werden - das langfristige Ziel ist 'Null-Emissionen' von Lastwagen.
Niedrige Viskosität, Kraftstoffeinsparung und CO2-Reduzierung
Kraftstoffeinsparungen und damit verbundene CO2-Reduzierungen können durch die Reduzierung der Reibung im Motor erreicht werden. Reibung an Stellen von Metall-auf-Metall-Kontakt kann mit speziellen synthetischen Basisölen und Additiven (Reibungsminderern) verhindert werden.
'SAE 0W-20 Öl mit einer niedrigen HTHS-Viskosität kann im Vergleich zu konventionellem SAE 10W-40 Lkw-Öl eine Kraftstoffeinsparung von drei bis fünf Prozent bewirken.'
Zusätzlich hat die Verringerung der Viskosität - insbesondere bei hohen Temperaturen und hohen Scherungsraten (HTHS-Viskosität) den zusätzlichen Vorteil, den Energieaufwand für das Pumpen des Öls im System zu reduzieren. Eine HTHS-Viskosität von 3,5 cP bei 150 Grad Celsius war immer das untere Limit für Lastwagen, aber neuere Spezifikationen für Motorenöle (API FA-4 und die bevorstehenden ACEA F8 und F11) schreiben niedrige HTHS-Viskositäten vor. Der Trend geht derzeit in Richtung SAE 5W-30 Öl, während sich viele Lkw-Hersteller auf SAE 0W-20 konzentriert haben. Abhängig von den Fahrbedingungen kann ein SAE 0W-20 Öl mit niedriger HTHS-Viskosität eine Kraftstoffeinsparung von drei bis fünf Prozent im Vergleich zu einem konventionellen SAE 10W-40 Lkw-Öl bewirken.
In Zukunft können zusätzliche Anforderungen gestellt werden, wie z. B. Anforderungen an die Oxidationsstabilität oder die Verwendung von alternativen Kraftstoffen. Der Verschleißschutz wird ebenfalls verstärkt in den Fokus rücken, da dünnere Öle das Risiko von Metall-auf-Metall-Kontakt erhöhen. Wie Motorenöl wird auch Getriebeöl langsam, aber sicher dünner, um den Kraftstoffverbrauch zu reduzieren und die CO2-Emissionen zu senken. Dünne Öle haben schließlich weniger Fließwiderstand und benötigen weniger Energie, um sie im System zu pumpen.
Eurol-Palette und Innovationen
- Niedrig- und mittel-SAPS-Lkw-Öle sind seit mehreren Jahren Teil der Eurol-Palette. Die Formulierungen werden regelmäßig aktualisiert, um den neuesten Versionen verschiedener Spezifikationen gerecht zu werden.
- Globence 10W-30 und 15W-40: Öle basierend auf ACEA E9 und API CJ-4 und abgeleiteten OEM-Spezifikationen
- Marathol 10W-40 und Marathol FE 5W-30: Öle basierend auf ACEA E6 und API CI-4 und abgeleiteten OEM-Spezifikationen
- Geo-max 10W-40 und Geo-max FE 5W-30: eine Kombination der zuvor genannten Profile. Diese Öle haben eine breite Abdeckung für globale Lkw-Spezifikationen.
- Die neueste Serie ist die Geo-max SA-Serie (5W-40, 10W-30 und 15W-40), die eine Fortsetzung der Globence-Produkte darstellt, indem sie AI CK-4 und abgeleitete Spezifikationen erfüllen.
- Entwicklung der neuen Eurol Specialty E-Line, spezielle Schmierstoffe für schwere elektrische Geräte wie Bulldozer und Bagger.
- Die Eurol Specialty Motoröl- und Kraftstoffadditive, die für mehr Effizienz, weniger Verschleiß und geringere Emissionen sorgen.
Marathol FE 5W-30 und Geo-max FE 5W-30 sind niedrig-SAPS-Öle mit zusätzlichen Kraftstoff sparenden Eigenschaften. In naher Zukunft erwarten wir die Einführung von SAE 5W-30 Ölen, die über weitere Kraftstoff sparende Eigenschaften verfügen. Diese Öle werden dann die API FA-4 (und abgeleitete OEM-Spezifikationen) sowie die erwarteten ACEA F8 und F11 Spezifikationen (und abgeleitete OEM-Spezifikationen) erfüllen.
Die Ingenieure in unserem Forschungs- und Entwicklungszentrum arbeiten ständig an der Entwicklung und Verbesserung von Produkten und Technologien. Wir behalten die Marktentwicklungen genau im Auge, um sicherzustellen, dass unsere Produkte die Eigenschaften haben, die für maximale Leistung erforderlich sind.
