Milyen kenőanyagok vannak egy tisztán elektromos járműben és mire kell odafigyelni a kiválasztás során?

Az autóipar villamosítása nem csupán a hajtáslánc cseréjét jelenti, hanem a tribológia (súrlódástan és kenéstechnika) teljes átalakulását is. Bár a közhiedelem szerint az elektromos autók (BEV – Battery Electric Vehicle) „gondozásmentesek”, ez tévedés. Sőt, bizonyos szempontból a tisztán elektromos járművek kenőanyagai sokkal speciálisabb és szélsőségesebb követelményeknek kell megfeleljenek, mint belső égésű motorral szerelt társaiké.

Ez a cikk áttekinti a legfontosabb folyadék- és kenőanyag-kategóriákat, kiemelve, hogy miért kritikus a megfelelő specifikációjú termék kiválasztása.

Legutóbbi cikkünkben egy belsőégésű autót, egy 1995-ös Piros Fiat Coupe-t mutattunk be. Ezt a cikket IDE KATTINTVA nézheti meg.

Az elektromos hajtás új kihívásai: Miért nagyobb az igénybevétel?

Mielőtt a konkrét anyagokra térnénk, értenünk kell, milyen fizikai hatások érik a kenőanyagokat egy BEV-ben. A belső égésű motorokhoz (ICE) képest három fő területen jelentkezik drasztikus eltérés:

• Fordulatszám és Nyomaték: Míg egy dízelmotor ritkán forog 4-5000 fölé, az elektromotorok rotorja elérheti a 20 000+ fordulat/percet is. Ez hatalmas centrifugális erőt és nyíróhatást jelent az olajfilmre. Emellett a villanymotor nyomatéka azonnal, 0 fordulatszámtól rendelkezésre áll, ami lökésszerű terhelést ró a fogaskerekekre.
• Elektromos kompatibilitás: A modern „wet e-motor” (nedves motor) konstrukciókban a kenőanyag közvetlenül érintkezik a tekercseléssel és az áram alatt lévő réz alkatrészekkel. Az olajnak szigetelőnek (dielektromosnak) kell lennie, miközben nem korrodálhatja a rezet.
• Hőmenedzsment: A kenőanyagnak nemcsak kennie kell, hanem rendkívül hatékonyan el is kell vezetnie a hőt a motorból és az inverterből, gyakran nagyon szűk hőmérsékleti tartományban.

Hajtóműolaj és Reduktor folyadékok (E-Fluids)

Az elektromos autókban nincs hagyományos sebességváltó, helyette egy fix áttételű reduktor (lassító áttétel) és differenciálmű található. Bár ez egyszerűbbnek tűnik, az ide való olaj (gyakran E-Fluid néven hivatkozva) speciális.

Főbb tulajdonságok és kiválasztási szempontok:

• Alacsony viszkozitás: A hatékonyság (hatótáv) növelése érdekében ezek az olajok rendkívül hígak, hogy minimalizálják a folyadéksúrlódást.
• Habzásgátlás: A 20 000-es percenkénti fordulatnál a hagyományos olajok felhabosodnának, ami a kenőképesség elvesztéséhez és kavitációhoz vezetne. A BEV hajtóműolajok extrém habzásgátló adalékolással rendelkeznek.
• Rézkorrózió elleni védelem:Mivel a folyadék érintkezhet az elektromotor tekercselésével, kulcsfontosságú, hogy az adalékok ne lépjenek reakcióba a rézzel (ellentétben a hagyományos váltóolajok kénes adalékaival).

Mire figyeljünk: Szigorúan tilos hagyományos manuális váltóolajat vagy általános ATF folyadékot tölteni a reduktorba, hacsak a gyártó kifejezetten nem azt írja elő. A rossz választás rövidzárlatot vagy a tekercselés szigetelésének feloldását okozhatja.

Hűtőfolyadékok (Thermal Management Fluids)

Az akkumulátor az elektromos autó legdrágább alkatrésze, élettartama pedig kizárólag a hőmérséklettől függ (ideális esetben 15-35°C között). A hűtőrendszer gyakran integrált: hűti az akkumulátort, az invertert és a motort is.

A két fő típus:

• Indirekt hűtés (Víz-glikol alapú): Hasonló a hagyományos autókhoz, de a korróziógátló adalékok (inhibitorok) eltérőek lehetnek.
• Direkt hűtés (Immerziós hűtés): A cellák közvetlenül egy speciális dielektromos folyadékban „fürdenek”.

Mire figyeljünk a kiválasztásnál?

• Vezetőképesség (Low Conductivity): Ez a legkritikusabb paraméter. Még indirekt rendszereknél is előnyben részesítik az alacsony vezetőképességű folyadékokat. Ha szivárgás történik az akkumulátorházon belül, a hagyományos fagyálló rövidzárlatot és tüzet okozhat („thermal runaway”).
• Hosszú élettartam: Sok BEV hűtőfolyadékot az autó teljes élettartamára terveznek (fill-for-life), de csere esetén csak a gyári specifikációjú „Low-C” folyadék használható.

Fékfolyadékok

Furcsának tűnhet, de az elektromos autók fékfolyadéka is más igénybevételnek van kitéve. Mivel a lassítások 80-90%-át a regeneratív fékezés (visszatöltés) végzi, a mechanikus fékek ritkán működnek.

A probléma: Korrózió

A hagyományos autókban a fékezés során keletkező hő elpárologtatja a fékrendszerbe bejutó nedvességet. Az elektromos autóknál a fékek gyakran „hidegek” maradnak, így a víz felhalmozódhat a rendszerben, ami a munkahengerek berohadásához vezet.

Mire figyeljünk?

• Olyan fékfolyadékot válasszunk, amely magas nedves forrásponttal rendelkezik, de ami még fontosabb: kiemelkedő korróziógátló tulajdonságokkal.
• Jellemzően a DOT 5.1 vagy a kifejezetten „EV Brake Fluid” jelölésű termékek az ajánlottak, amelyek alacsony viszkozitásuk révén gyorsabb reakcióidőt tesznek lehetővé az ABS/ESP rendszereknek.

Kenőzsírok

A gördülőcsapágyak (kerékcsapágyak, motorcsapágyak) kenése kritikus a zajkomfort és az élettartam szempontjából.

Kiemelt szempontok:

• Zajcsökkentés (NVH – Noise, Vibration, Harshness): Mivel nincs motorzaj, ami elnyomná a futómű hangjait, a csapágyaknak rendkívül csendesnek kell lenniük. Ezt speciális, „alacsony zajszintű” zsírokkal érik el.
• Kóboráramok elleni védelem: Az elektromotorok csapágyainál felléphet az ún. EDM (Electric Discharge Machining) jelenség. A nagyfrekvenciás áramok „átütnek” a csapágygolyókon és a futópályán, mikrokrátereket és bordás kopást okozva.
• Megoldás: Vagy elektromosan vezető zsírokat használnak a földelés biztosítására, vagy szigetelő (pl. kerámia) csapágyakat speciális szintetikus zsírokkal.

Dielektrikumok (Szigetelő folyadékok)

Ez a kategória gyakran átfedésben van a hajtóműolajokkal és a hűtőfolyadékokkal, de funkciójuk miatt külön is érdemes említeni őket. Olyan helyeken alkalmazzák, ahol a folyadék feszültség alatt álló alkatrészeket vesz körül (pl. teljesítmény-elektronika, inverter, immerziós akkumulátor hűtés).

Kulcsparaméterek:

• Átütési szilárdság (Dielectric Strength): Meg kell akadályoznia az ívhúzást az alkatrészek között.
• Lobbanáspont: Mivel elektromos hibák esetén szikra keletkezhet, a folyadéknak rendkívül magas lobbanásponttal kell rendelkeznie a tűzbiztonság érdekében.

Összefoglaló táblázat a kiválasztáshoz

Konklúzió

Az elektromos járművek kenőanyag-kiválasztása nem tűr kompromisszumot. A nagyfeszültségű rendszerek, a réz alkatrészek jelenléte és az extrém fordulatszámok miatt a „hagyományos” megoldások gyakran alkalmatlanok, sőt veszélyesek. Szervizeléskor mindig ellenőrizze, hogy a termék rendelkezik-e az adott gyártó (OEM) jóváhagyásával és kifejezetten „EV Ready” minősítéssel bír-e.

A cikk szerzője: Bajomi Vilmos „Olajos Vili”

Ha kenéstechnikai tanácsadásra van szüksége, vagy segítséget keres a megfelelő kenőanyagok kiválasztásához, forduljon hozzánk bizalommal az alábbi elérhetőségeken:

E-mail: olajosvili@gmail.com

Telefon: +36 30 285 8781