Elektrificatie eist speciale producten
Verbrandingsmotoren in hybrides worden anders gebruikt dan bij conventionele auto’s. Dat stelt speciale eisen aan smeermiddelen, terwijl ook EV’s speciale vloeistoffen nodig hebben. Davy Leus van smeermiddelenfabrikant Liqui Moly vertelt er over tijdens een ATC-lezing van afdeling Arnhem-Nijmegen en Deventer-Zutphen.
Door Peter Aansorgh
Liqui Moly is een Duitse oliefabrikant, maar het bedrijf is eigenlijk ontstaan als fabrikant van additieven. In 1957 startte het met de productie van een vloeibaar olie-additief op basis van molybdeensulfide (MoS2), dertien jaar later bereidde het de activiteiten uit met de productie van motorolie. Het gamma omvat echter meer dan motorolie en additieven: onder de naam Liqui Moly worden ook om serviceproducten, onderhoudsproducten, lijmen en kitten verkocht, alsmede gereedschappen die nodig of handig zijn voor het gebruik van Liqui Moly producten.
Praktisch alternatief
Voor Liqui Moly verandert de markt onder invloed van elektrificatie. “Elektrische auto’s zijn op zich niets nieuws”, vertelt accountmanager Davy Leus in een collegezaal van het ROC in Apeldoorn. “In 1828 ontwierp de Hongaar Anyos Jedlik al een elektromotor en bouwde daar een autootje mee. In 1835 bouwde de Groninger Sibrandus Stratingh een elektrische mini-auto, 3 kg zwaar. In het begin van de 20e eeuw reden er zelfs best veel elektrische auto’s, maar de verbrandingsmotor bleek zoveel praktischer dat deze de elektrische auto uit de markt drukte. In 1973 werd de interesse in de elektrische auto echter weer gewekt dankzij de oliecrisis, daarna werd men zich bewust van de impact van emissies op het milieu en de gezondheid”, vervolgt Davy. “Met de ontwikkeling van lithium-ion batterijen in de jaren 80 leek elektrische mobiliteit ineens weer een bruikbaar alternatief, zeker toen de brandstofprijzen aan het begin van de 21e eeuw omhoog gingen. Er verschenen ook een aantal iconische auto’s, zoals de Toyota Prius hybride in 2000 en de Tesla Roadster in 2008. In 2010 kwam er een hele nieuwe generatie elektrische auto’s, vooral van Renault en Nissan en de BMW i-serie.”
Elektrificatie
Sindsdien breidt elektrificatie van auto’s zich uit als een olievlek. Er is een enorme range aan varianten op de markt gekomen. Er zijn micro-hybrides – oftewel auto’s met stop-startsysteem – en mild hybrides, die remenergie gebruiken om de acceleratie te ondersteunen. Er zijn full hybrids, die zowel op benzine als puur elektrisch kunnen rijden, en daarvan zijn dan weer uitvoeringen die je ook op het stopcontact kunt opladen, de plug-in hybrides, oftewel PHEV. Hybrides zijn er dan ook nog parallel – oftewel auto’s die zowel op de benzinemotor als op de elektromotor kunnen worden voortbewogen – en serieel, waarbij de benzinemotor een dynamo aandrijft, die de batterij oplaadt en samen met de batterij voor de aandrijving van de elektromotoren zorgt. “Vanaf 2035 moeten alle personenauto’s in Europa Elektrisch worden, maar de vraag is of dat uitvoerbaar is. Als iedereen, die in Brussel werkt, morgen met een EV naar het werk gaat en de stekker in de laadpaal stopt, dan wordt er in heel Brussel niet meer gewerkt die dag”, aldus de Vlaming Davy Leus. “De elektrische infrastructuur is daar niet op gebouwd en zou compleet vervangen moeten. In elk geval zullen we nog lang verbrandingsmotoren tegenkomen, zeker in de transportsector. Hoe groter het voertuig, hoe kleiner de kans dat het volledig elektrisch wordt”, denkt Davy. “Maar hoe dan ook, er zijn veel verschillende soorten hybrides en verschillende manieren waarop deze worden gebruikt. Daar moeten speciale smeermiddelen voor worden ontwikkeld.”
Soorten olie
Om een en ander in een juist kader te plaatsen, loopt Davy de basisbeginselen van smeermiddelen nog eens na. “De functies van olie zijn smeren, koelen, reinigen, afdichten en beschermen. Daar is goede motorolie voor nodig. De simpelste olie is minerale olie. Dat is olie die uit aardolie is gedestilleerd. Daardoor bevat het eigenlijk alle oliemoleculen die ongeveer hetzelfde kookpunt hebben, waaronder instabiele, onverzadigde koolwaterstoffen. Die worden echter onschadelijk gemaakt door ze met waterstof te laten reageren. Nu kun je ook motorolie maken door grotere, zwaardere oliemoleculen en paraffine in kleinere moleculen te breken. Dat gebeurt door ze onder invloed van hoge druk en temperatuur met waterstof te laten reageren tot een hydro-crack olie. Echte volsynthetische olie wordt gemaakt door zuivere gasmoleculen als etheen (C2H4) met elkaar te laten reageren tot langere ketens, die poly-alpha-olefinen heten, oftewel PAO’s. De kwaliteit van de verschillende basisoliën wordt nog verbeterd door de toevoeging van additieven: er zijn anti-schuim dopes, detergenten, dispergenten, VI verbeteraars en pour-point depressors, anti-slijtage additieven en friction modifiers. De juiste mix maakt het verschil.”
Kwaliteitsnormen
Er zijn verschillende instituten die zich bezighouden met kwaliteitsnormen voor motoroliën, zoals de SAE, de API, de ACEA, de ILSAC een de JASO. De kwalificaties van deze fabrikanten vind je op de etiketten. “Voor ons zijn met name de API en de SAE erg belangrijk: De API geeft de viscositeit weer, het eerste getal voor de W geeft de koude-start-viscositeit weer, de tweede de viscositeit bij een warme motor. Bij 0° Celsius is een 0W-olie in 3 seconden bij het verste smeerpunt, een 15W doet daar 47 seconden over. Dat wordt steeds belangrijker. Sommige stop-startsystemen zetten de motor ook vlak na de koude start uit als je stopt. Voor de motorslijtage is het dan nog belangrijker dat de smering snel op gang komt.
API-norm geeft de kwaliteitsklasse weer, de S voor benzine (spark), C voor voor diesel (compression ignition). Achter de S of C staat een letter, hoe verder in het alfabet, ho hoger de kwaliteit. In 2020 is de nieuwste klasse verschenen, de SP. De SP en SN, klasse zijn getest op LSPI (low speed pre ignition), een pingelverschijnsel dat waarschijnlijk wordt veroorzaakt door gloeiende oliedruppeltjes, doorgaans bij gedownsizede motoren en GDI-motoren. Bij diesels gaan we inmiddels tot CK-4, de toevoeging 4 geeft aan dat het geschikt is voor grootvolume viertaktmotoren.
Verder is er in 2026 nog een API FA-4-klasse geïntroduceerd, speciaal als specificatie voor emissie- en brandstofbesparing. Die is bedoeld voor XW-30 oliën met een verlaagde HTHS-viscositeit, voor emissie en brandstofbesparing. Die mag alleen worden gebruikt in motoren die er speciaal voor zijn geconstrueerd.”
Ander gebruik
Autofabrikanten moeten de uitstoot en het verbruik van hun motoren verlagen. “Dat heeft constructieve gevolgen, zoals downsizing, downspeeding, stop-start technologie en elektrificatie. Je ziet dat de gemiddelde motortemperatuur daardoor daalt, bij mild hybrids al een beetje, bij full hybrids al meer en bij een PEHV het meeste. De motorolie is bij een PEHV gemiddeld 20 graden kouder. Dat heeft gevolgen, zoals meer condens, meer brandstofverdunning, meer corrosie, meer wrijving, slijtage, meer slib en meer afzettingen. Daarvoor wordt de warme viscositeit steeds lager gekozen, we gaan naar 0W-20, 0W-16, 0W-12 en soms zelfs nog lager. De nieuwe Toyota Aygo heeft een 0W-8 nodig. OW-20 wordt de standaard. De vraag is dan wel, of de invloed van smeerolieverdikking bij diesels zo’n grote invloed heeft, dat het onderhoudsinterval omlaag moet.”
Koelvloeistof
Hybrides, EV’s en waterstof-auto’s stellen ook andere eisen aan koelvloeistof: “Batterijen zijn enorm geëvolueerd, de actieradius is groter geworden en ze kunnen ultrasnel laden. Dat zorgt voor veel warmteontwikkeling. Het batterijpakket moet dus gekoeld – en ’s winters verwarmd – met een indirect koelsysteem met koelvloeistof. Maar vanwege de hoge voltages is de elektrische geleidbaarheid van koelvloeistof erg belangrijk”, vertelt Davy. Daarvoor is een speciale koelvloeistof op basis van water en ethyleenglycol nodig. Hetzelfde geldt voor brandstofcellen. Het membraan van een brandstofcel mag 80 tot 90 graden worden. Wordt het heter, dan verliest het membraan zijn structurele integriteit. De cellen van de stacks moeten dus gekoeld. Ook daar is een speciale koelvloeistof voor, oorspronkelijk ontwikkeld voor de Toyota Mirai, met niet-ionische additieven. Deze koelvloeistof is nauwelijks elektrisch geleidend en heeft een optimale warmteafvoer. De juiste keuze van de koelvloeistof is dus ook erg belangrijk: wil je weten welke olie en welke koelvloeistof je nodig hebt, dan kun je dat vinden op de Liqui Moly website of in de Liqui Moly app.”
Transmissie
Ook een EV heeft een transmissie, met een versnelling voor vooruit, een neutraal en een achteruit. In de toekomst worden ook EV’s met een multispeed transmissie verwacht, omdat daarmee energie bespaard kan worden. Voor beide geldt dat de belasting anders is dan bij een transmissie van een verbrandingsmotor. Het maximum koppel is vanaf laag toerental beschikbaar over het gehele toerenbereik constant. Dat stelt speciale eisen aan de transmissie-olie: een goede olie vermindert het energieverlies in de transmissie en verbetert de levensduur. Liqui-Moly heeft daarom uiteraard ook een transmissie-olie ontwikkeld de LM EV510, onder ander voor Tesla, en de EV520 voor onder meer Cadillac en Ford.
Remvloeistoffen
Remmen worden bij EV’s ook anders belast. “Door remenergieterugwinning wordt er minder op de conventionele rem geremd”, vertelt Davy. “De remmen en de remvloeistof bewegen minder. De “slapende” vloeistof veroorzaakt puntcorrosie, wat zorgt voor ruwheid in remleidingen en ABS-regeleenheden. Dat kan leiden tot lekkages, verlies van remvloeistof, trager reagerende ABS-systemen en vastgeroeste remzuigers. Er is dus een remvloeistof nodig die beter beschermt tegen roest en die snel reageert. Hij moet dus een lage viscositeit hebben en een hoog “nat” kookpunt. Daarnaast speelt ook de elektrische geleidbaarheid weer een rol, aangezien sommige remleidingen dicht bij hoogspanningskabels liggen, waar 400 tot 800 Volt op staat. Magnetische velden kunnen remvloeistof elektrolytisch ontbinden en dat geeft weer elektrochemische Corrosie. Liqui Moly heeft daarvoor remvloeistof DOT5.1 EV ontwikkeld.”
Brandstof
Een laatste probleemgebied van de hybride is het brandstofsysteem. Hybrides doen vaak langer met een tank benzine. De kwaliteit van benzine – en zeker E10 – gaat er in de loop der tijd op achteruit, met vervuiling en gomvorming in het brandstofsysteem tot gevolg. Liqui Moly heeft hiervoor een brandstofadditief ontwikkeld, dat het brandstofsysteem reinigt, vocht bindt, afzettingen verwijdert en beschermt tegen corrosie. Het stabiliseert de brandstof en gaat veroudering tegen. Handig dus voor hybride rijders die echt stekkeren…
Vond u dit een goed artikel? Dan zou ik het op prijs stellen als u me op een kop koffie trakteert! U kunt een kleine bijdrage storten via de “donatie” knop in de menubalk. Bij voorbaat dank!