Oleje syntetyczne: era nowoczesnych środków smarnych
W 1949 roku pracujący dla marki Mobil inżynier udoskonalał proces syntezy dodatków. Jego badania nie przynosiły przełomowych rezultatów, ale jedna z otrzymanych substancji przypominała mineralny olej bazowy. Okazało się, że nieznana dotąd substancja pod wieloma względami lepiej radziła sobie ze smarowaniem maszyn w porównaniu z olejami na bazie ropy naftowej. Ten dzień zapisał się w historii jako narodziny pierwszego oleju syntetycznego PAO (polialfaolefinowego) i zapoczątkował nową erę w historii środków smarnych dla motoryzacji i przemysłu. Nowy olej był bardziej odporny na wpływ wysokich temperatur, lepiej kontrolował czystość i utrzymywał film smarny. Co więcej, w porównaniu do olejów mineralnych, produkt syntetyczny był bezparafinowy – czyli zachowywał lepszą płynność nawet w bardzo niskich temperaturach, posiadał wysoki wskaźnik lepkości, dzięki czemu był bardziej uniwersalny w zastosowaniu.W ciągu kolejnych dekad, producenci olejów i smarów opracowali wiele formulacji syntetycznych do coraz większej liczby zastosowań. W latach ’50 i ’60 XX w. producenci środków smarnych opracowali pierwsze syntetyczne oleje turbinowe do silników odrzutowych oraz smary syntetyczne dla branży przemysłowej. W latach ’70 Mobil przedstawił światu pierwszy w pełni syntetyczny olej silnikowy do samochodów osobowych, który skokowo podniósł skuteczność ochrony silnika. Wkrótce potem wprowadzono nowsze oleje silnikowe Mobil 1, które nie tylko podnosiły skuteczność ochrony silnika, ale również ograniczały zużycie paliwa nawet o 5%. W latach ’90 powstały specjalistyczne środki smarne o praktycznie nieskończonej liczbie zastosowań (na przykład producenci żywności mogą korzystać ze środków smarnych spełniających wymagania dla żywności Kosher i Halal).
Syntetyczne środki smarne dały niezliczone możliwości w zakresie podnoszenia wydajności pracy maszyn. Patrząc w przyszłość, dalsze badania i rozwój środków smarnych będą w coraz większym stopniu uwzględniać trendy wykraczające poza produktywność.
Wchodzenie na wyższe poziomy wydajności
Poprawa efektywności pracy urządzeń stała się priorytetem zarówno dla właścicieli firm jak i dla konsumentów. Zakłady przemysłowe zaczęły wdrażać strategie podnoszące efektywność energetyczną, co pomaga walczyć z rosnącymi kosztami energii, a właściciele samochodów osobowych coraz bardziej skłaniają się ku technologiom, które ograniczają spalanie i pozwalają utrzymać pojazd w dobrym stanie technicznym.Środki smarne odgrywają również bezpośrednią rolę w zarządzaniu wydajnością energetyczną. Oleje i smary ograniczają tarcie, które jest główną przyczyną strat energii. Szacuje się, że od 25 do 30 procent energii wytwarzanej w nowoczesnych maszynach pochłania tarcie. Dlatego firmy i konsumenci wyraźnie interesują się rozwojem środków smarnych, które pomagają zwiększyć efektywność energetyczną i obniżyć zużycie paliwa.
Weźmy na przykład oleje silnikowe o niższych klasach lepkości. W pojazdach osobowych, które pokonują krótkie trasy, olej nie ma zbyt wiele czasu na osiągnięcie temperatury roboczej. W takich warunkach oleje konwencjonalne o wyższych klasach lepkości nie dorównują skutecznością ochrony olejom o niskich lepkościach, ponieważ wprowadzenie w ruch części mechanicznych przy zimnym oleju wymaga większej ilości energii.
Oleje syntetyczne o niższych klasach lepkości zapewniają skuteczną ochronę sprzętu dzięki szybszemu obiegowi w układzie smarowania, jednocześnie zmniejszając tarcie podczas rozruchu silnika w niskiej temperaturze, co przekłada się na niższe zużycie paliwa. Dlatego w motoryzacji konwencjonalne oleje mineralne klasy 15W-40 zostały już w znacznym stopniu zastąpione przez produkty syntetyczne o niższych lepkościach takich jak 5W-30, czy też 0W-20.
Powyższe zmiany dotyczą nie tylko motoryzacji, ale również przemysłu. Oleje syntetyczne wyprodukowane z baz olejowych o niskim współczynniku trakcji mogą zwiększyć wydajność sprzętu. Badania dowiodły, że zastosowanie środka smarnego wyprodukowanego z olejów bazowych o niskim współczynniku trakcji pomaga ograniczyć straty energii w wyniku tarcia i zmniejszyć temperaturę w maszynach nawet o 13 °C.
Produkt smarny zwiększający sprawność objętościową i mechaniczną zmniejszy tarcie wewnątrz pompy i wytworzy mniej ciepła. To wskazuje, że wysokie temperatury powodują spadek efektywności energetycznej. Poniższe zdjęcia z kamery termowizyjnej doskonale pokazują różnice w ilości generowanego ciepła w prostych układach hydraulicznych przy zastosowaniu różnych środków smarnych.
