Λάδια κινητήρα οικονομίας καυσίμου: Επιστημονικό σκεπτικό και αντιπαραθέσεις

Abstract

Δεδομένου ότι ένα σημαντικό μέρος των ενεργειακών απωλειών στον κινητήρα εσωτερικής καύσης προέρχεται από ιξώδη διάχυση, η τάση έχει μετατοπιστεί προς λάδια χαμηλού ιξώδους από SAE 40 και 50 στη δεκαετία του 1960-1980 σε τρέχοντα SAE 20 και χαμηλότερους βαθμούς ιξώδους. Η χρήση λιπαντικών κινητήρα χαμηλού ιξώδους μειώνει σημαντικά τις απώλειες ενέργειας στα κύρια συστήματα ρουλεμάν και εμβόλου/οπής, ενώ οι τριβολογικές καταπονήσεις στο σύστημα βαλβίδων - ειδικά σε κινητήρες με έκκεντρο επίπεδης τάπας - ενδέχεται να αυξηθούν. Αυτό αποτελεί ισχυρό επιχείρημα για την ανάπτυξη νέων κατηγοριών τροποποιητών τριβής και προσθέτων κατά της φθοράς. Ωστόσο, η ανάπτυξη μιας ισορροπημένης σύνθεσης δεν είναι τόσο απλή όσο φαίνεται και μπορεί να προκύψουν πολλές παγίδες λόγω των αλληλεπιδράσεων προσθέτων. Ένα άλλο σοβαρό πρόβλημα είναι ότι ο ορισμός του "λαδιού κινητήρα οικονομίας καυσίμου" είναι μάλλον ασαφής, καθώς εξαρτάται από την επιλογή του λαδιού αναφοράς. Σήμερα, η αξιολόγηση της οικονομίας καυσίμου βασίζεται στις δοκιμές Sequence VIE ή VIF χρησιμοποιώντας έναν βενζινοκινητήρα GM V6 3.6L του 2012. Δεν είναι απροσδόκητο το γεγονός ότι τα αποτελέσματα αυτής της δοκιμής αποδεικνύονται σε μεγάλο βαθμό παραπλανητικά όταν προεκτείνονται σε σύγχρονους κινητήρες χαμηλού κυβισμού με μεγάλη ενίσχυση. Ως εκ τούτου, υπάρχουν επίσης πολλές δοκιμές οικονομίας καυσίμου ειδικά για OEM και διαφορετικά σχέδια κινητήρων συχνά παράγουν αμφιλεγόμενα αποτελέσματα. Επιπλέον, η απόδοση «οικονομίας καυσίμου» του ίδιου λιπαντικού στον ίδιο κινητήρα μπορεί να αλλάξει δραματικά ανάλογα με τον κύκλο οδήγησης. Για παράδειγμα, το λάδι χαμηλού ιξώδους μπορεί να ενισχύσει την οικονομία καυσίμου σε ταχύτητες πλεύσης (όριο υψηλής ταχύτητας / χαμηλού φορτίου) και να υποβαθμίσει την οικονομία καυσίμου κατά την επιθετική οδήγηση στην πόλη (χαμηλή ταχύτητα / υψηλό φορτίο).

Όλες οι προαναφερθείσες περιστάσεις πρέπει να λαμβάνονται υπόψη κατά την προσπάθεια εναρμόνισης των κανονιστικών ισχυρισμών απόδοσης με τις προσδοκίες των πελατών.

Introduction

Τα νέα πρότυπα οικονομίας καυσίμου για τα αυτοκίνητα που θεσπίστηκαν από τις κυβερνήσεις στις μεγάλες οικονομίες της G20 και η αλλαγή στις προτιμήσεις των πελατών λόγω των υψηλών τιμών των καυσίμων μαζί με τους φόρους άνθρακα ασκούν αυξημένη πίεση στους κατασκευαστές αυτοκινήτων. Στις ΗΠΑ, η Εθνική Υπηρεσία Οδικής Ασφάλειας (NHTSA) και η Υπηρεσία Προστασίας του Περιβάλλοντος (EPA) εξέδωσαν πρόσφατα τον κανόνα για ασφαλέστερα προσιτά αποδοτικά καύσιμα (SAFE) οχήματα, ο οποίος θέτει αυστηρά πρότυπα οικονομίας καυσίμου και διοξειδίου του άνθρακα. Αυτά τα πρότυπα ισχύουν για τα επιβατικά αυτοκίνητα και τα ελαφρά φορτηγά και θέτουν έναν κινούμενο στόχο που πρόκειται να αυξηθεί κατά 1,5% σε αυστηρότητα κάθε χρόνο από τα έτη μοντέλου 2021 έως το 2026. Αξίζει να σημειωθεί ότι, αναγνωρίζοντας τις πραγματικότητες της αγοράς, ο πήχης προσδοκιών έχει μειωθεί στα 40,4 mpg που προβλέπεται συνολικός μέσος όρος της βιομηχανίας που απαιτείται οικονομία καυσίμου το MY 2026, σε σύγκριση με την προβλεπόμενη απαίτηση 46,7 mpg σύμφωνα με τα πρότυπα του 2012. Το τελευταίο ήταν και πάλι χαμηλότερο από τους αρχικούς στόχους EPA του 2025 των 62 mpg που ανακοινώθηκαν πριν από μια δεκαετία - το οποίο λίγο αργότερα μειώθηκε σε 56 mpg.

Αυτό δείχνει ότι η πρόοδος είναι μάλλον επώδυνη και οι υπερβολικά φιλόδοξοι στόχοι μπορεί να μην επιτευχθούν χωρίς μια σταθερή τεχνολογική βάση και ισχυρά οικονομικά κίνητρα για την προώθηση της αλλαγής.

Άλλες αγορές ακολουθούν την ίδια τάση, βλ. Σχήμα 1.

Εικ.1 Σύγκριση προτύπων οικονομίας καυσίμου σε βασικές αγορές οχημάτων (Πηγή: ICCT, Σεπτέμβριος 2019)

Στην Ευρώπη, το Ευρωπαϊκό Κοινοβούλιο και το Συμβούλιο εξέδωσαν τον κανονισμό (ΕΕ) 2019/631 που καθορίζει πρότυπα επιδόσεων για τις εκπομπές CO2 από καινούργια επιβατικά αυτοκίνητα και νέα ημιφορτηγά για το 2025 και το 2030. Από το 2021, ο στόχος μέσων εκπομπών για το σύνολο του στόλου οχημάτων της ΕΕ ορίζεται σε 95 g CO2/km. Αυτό αντιστοιχεί σε κατανάλωση καυσίμου περίπου 4,1 l / 100 km (57,4 mpg) βενζίνης ή 3,6 l / 100 km (65,3 mpg) ντίζελ. Οι σημερινές μέσες εκπομπές CO2 για τα καινούργια αυτοκίνητα που πωλούνται στην ΕΕ είναι περίπου 120 g CO2/km. Οι κατασκευαστές αυτοκινήτων πληρώνουν το πρόστιμο είναι 95 ευρώ για κάθε g/km που υπερβαίνει τον στόχο.

Τα νέα πρότυπα οικονομίας καυσίμου της Ιαπωνίας που εκδόθηκαν πριν από ένα χρόνο έθεσαν ως στόχο για μέση οικονομία καυσίμου ισοδύναμου βενζίνης στόλου στα 25,4 χιλιόμετρα ανά λίτρο (59,8 mpg) έως το 2030, περίπου 30% βελτίωση σε σχέση με τον σημερινό μέσο όρο του στόλου.

Αυτοί οι πολιτικοί και οικονομικοί παράγοντες εντείνουν τις προσπάθειες έρευνας και ανάπτυξης που καταβάλλουν οι μεγάλοι κατασκευαστές πρωτότυπου εξοπλισμού στην προσπάθειά τους για καλύτερη απόδοση καυσίμου. Εκτός από τις συντονισμένες προσπάθειες για την ηλεκτροκίνηση των κινητήρων και τη χρήση εναλλακτικών πηγών ενέργειας για τη μείωση των εκπομπών αερίων του θερμοκηπίου (GHG), δίνεται μεγάλη έμφαση στην κατανόηση των τριβολογικών πτυχών των ενεργειακών απωλειών στο σύστημα μετάδοσης κίνησης και στην αξιοποίηση των τρεχουσών εξελίξεων στη μηχανική λίπανσης και τις επιστρώσεις για την ελαχιστοποίηση αυτών των απωλειών. Για να ενθαρρυνθεί αυτή η οικολογική καινοτομία, χορηγούνται στους κατασκευαστές «πιστωτικά μόρια εκπομπών» για την ανάπτυξη καινοτόμων τεχνολογιών οι οποίες θα πρέπει - βάσει ανεξάρτητα επαληθευμένων δεδομένων - να οδηγήσουν σε μειωμένες εκπομπές CO2, ακόμη και αν η διαδικασία δοκιμής που χρησιμοποιείται για την έγκριση τύπου οχήματος δεν αποδεικνύει κανένα αποτέλεσμα. Εκτός αυτού, οι κατασκευαστές λαμβάνουν «πιστωτικά υπερμόρια» για τη διάθεση στην αγορά αυτοκινήτων μηδενικών και χαμηλών εκπομπών (BEV, PHEV) που εκπέμπουν λιγότερο από 50 g CO2/km.

Το κόστος ανάπτυξης, το κόστος υλικών και το κόστος παραγωγής είναι πάντα σημαντικοί παράγοντες όταν πρέπει να αξιολογηθεί το δυναμικό της αγοράς της μιας ή της άλλης προσέγγισης.

Περίπου το ένα τρίτο της κατανάλωσης καυσίμου στα αυτοκίνητα οφείλεται σε απώλειες τριβής [1] με την τριβή του κινητήρα να είναι ένας από τους κύριους ενόχους, βλ. Σχήμα 2.

Εικ.2 Απώλειες ενέργειας σε επιβατικά αυτοκίνητα (Πηγή: www.fueleconomy.gov)

Επομένως, η ανάπτυξη κινητήρων χαμηλής τριβής θεωρείται σημαντικός στόχος [1-3].

Ο ρόλος του λαδιού κινητήρα στην ανάπτυξη κινητήρων χαμηλής τριβής

Οι κινητήρες αυτοκινήτων πιστεύεται ότι λειτουργούν κυρίως στο υδροδυναμικό καθεστώς [4-6]. Επομένως, μειώνοντας το ιξώδες του λιπαντικού, μπορεί κανείς να μειώσει την τριβή του κινητήρα και να βελτιώσει την οικονομία καυσίμου του οχήματος. Το σχήμα 3 εξηγεί πώς λειτουργεί αυτή η στρατηγική: στην αριστερή πλευρά εμφανίζεται η πραγματική καμπύλη ροπής ενός τυπικού κινητήρα παραγωγής 1.6L GDI και στη δεξιά πλευρά εμφανίζεται η καμπύλη ροπής τριβής για τον ίδιο κινητήρα που μετράται χρησιμοποιώντας μια μηχανοκίνητη εξέδρα. Η τριβή «τρώει» περίπου το 1/10 της χρήσιμης ροπής που μπορεί να παράγει ο κινητήρας. Το γεγονός ότι η ροπή τριβής αυξάνεται με τις στροφές του κινητήρα αποδεικνύει το υδροδυναμικό καθεστώς λίπανσης. Επομένως, η αλλαγή σε λιπαντικό χαμηλότερου ιξώδους συμβάλλει στη μείωση της ροπής τριβής στις υψηλές στροφές.

Εικ.3 Η καμπύλη ροπής (l.h.s.) και η καμπύλη ροπής τριβής (r.h.s.) για κινητήρα παραγωγής 1.6L i4 GDI. Παρουσιάζονται επίσης οι κύριες στρατηγικές μηχανικής για τη μείωση της τριβής.

Τις τελευταίες δύο δεκαετίες, υπήρξε μια σταθερή τάση προς λιπαντικά χαμηλότερου ιξώδους, βλ. Σχήμα 4. Έτσι, το πρότυπο SAE J300 αναθεωρήθηκε το 2015 για να συμπεριλάβει τρεις νέους ελαφρύτερους βαθμούς ιξώδους, SAE 16, 12 και 8. Οι βαρύτερες ποιότητες PCMO SAE xW-40, xW-50 και xW-60 γίνονται εξειδικευμένα προϊόντα. Η προδιαγραφή ILSAC GF-6 δεν περιλαμβάνει καν ιξώδη πάνω από SAE 30. Τα λιπαντικά γραναζιών αυτοκινήτων ακολουθούν το παράδειγμά τους: Το πρότυπο SAE J306 αναθεωρήθηκε το 2019 προσθέτοντας βαθμούς ιξώδους SAE 75, 70 και 65.

Για τα επιβατικά αυτοκίνητα, μια αλλαγή από την παλαιού τύπου κατηγορία SAE 10W-40 σε 0W-20 επιφέρει κατά μέσο όρο 5% βελτίωση στην οικονομία καυσίμου υπό τις συνθήκες δοκιμών WLTP και η επακόλουθη μετάβαση στο 0W-8 μπορεί να φέρει επιπλέον 5%, υπό την προϋπόθεση ότι το υλικό του κινητήρα μπορεί να χειριστεί με ασφάλεια ένα τόσο χαμηλό ιξώδες. Για τα βαρέα φορτηγά το αποτέλεσμα είναι πολύ μικρότερο: με τη μετάβαση από το παλαιό SAE 15W-40 σε 5W-20, εξοικονομείται όχι περισσότερο από 2% υπό τις συνθήκες ESC και ακόμη λιγότερο υπό τις συνθήκες ETC. Πολλά παλαιότερα σχέδια HDDE δεν είναι σε θέση να λειτουργήσουν με λάδι χαμηλού ιξώδους.

Εικ.4 Η συνεχιζόμενη τάση προς χαμηλότερο ιξώδες και χαμηλότερα λιπαντικά SAPS

Ωστόσο, υπάρχει ένα πρωταρχικό εμπόδιο για τη μείωση του ιξώδους του λιπαντικού όλο και περισσότερο: είναι η φθορά [7-11]. Το πάχος της υδροδυναμικής λιπαντικής μεμβράνης είναι ευθέως ανάλογο με το ιξώδες του λιπαντικού. Επομένως, για να διατηρηθεί το υδροδυναμικό καθεστώς λίπανσης, θα πρέπει να τροποποιηθούν οι προδιαγραφές φινιρίσματος της επιφάνειας και να αναβαθμιστεί η αντλία λαδιού και το σύστημα φιλτραρίσματος λαδιού [7]. Χωρίς αυτό, ο κίνδυνος υπερβολικής φθοράς είναι πραγματικός και δεν μπορεί να αγνοηθεί, βλ. Σχήματα 5-6

Εικ.5 Προσομοίωση ΔBSFC και χάρτες υγείας ρουλεμάν για σύγχρονο κινητήρα επιβατικού αυτοκινήτου (μετά το D.E. Οι Sander et al. [8])

Fig. 5 δείχνουν τον προσομοιωμένο χάρτη ΔBSFC για έναν σύγχρονο κινητήρα επιβατικού αυτοκινήτου και προσομοιωμένο χάρτη υγείας ρουλεμάν για τον ίδιο. Στη μέση, εμφανίζεται η αλλαγή στο BSFC κατά την αλλαγή από SAE 0W-20 (η αριστερή πλευρά) σε 0W-8 (στη μέση), η πράσινη περιοχή που αντιστοιχεί σε βελτιωμένη οικονομία καυσίμου, η κόκκινη περιοχή - σε υποβαθμισμένη οικονομία καυσίμου. Έως και 20% μείωση του BSFC είναι εφικτή. Δυστυχώς, το μέγιστο αποτέλεσμα περιορίζεται σε λάθος μέρος του χάρτη: μεσαίες έως υψηλές στροφές κινητήρα και χαμηλό φορτίο. Τέτοιες συνθήκες ισχύουν για κινητήρα που ανεβάζει στροφές στο ρελαντί. Κοντά στο "γλυκό σημείο" του κινητήρα, η επίδραση στο BSFC μειώνεται στο 10%. Ωστόσο, η πιο ενοχλητική παρατήρηση είναι η κόκκινη περιοχή στις χαμηλές στροφές και το υψηλό φορτίο του κινητήρα, καθώς αυτό δεν σημαίνει μόνο υποβαθμισμένη οικονομία καυσίμου αλλά και αυξημένο κίνδυνο φθοράς [5,7-12]. Αυτό επιβεβαιώνεται από την κύρια προσομοίωση υγείας ρουλεμάν.

Παρόμοιες τάσεις έχουν παρατηρηθεί για κινητήρες ντίζελ βαρέως τύπου, βλ. Σχήμα 6. Στην πραγματικότητα, η αναντιστοιχία είναι ακόμη πιο εμφανής σε αυτήν την περίπτωση, καθώς το μέγιστο αποτέλεσμα εξοικονόμησης καυσίμου έρχεται σε χαμηλό φορτίο και υψηλές στροφές, ενώ η μεγαλύτερη φθορά συμβαίνει σε υψηλό φορτίο και χαμηλές στροφές, κοντά στο γλυκό σημείο του κινητήρα. Για πολλούς κινητήρες, τα προβλήματα ξεκινούν ήδη κατά την αλλαγή από το παλαιού τύπου API CJ-4 ή τον συμβατό με προηγούμενες εκδόσεις διάδοχό του API CK-4 σε ελαφρύτερο λιπαντικό κινητήρα FA-4. Ταυτόχρονα, ορισμένοι νέοι κινητήρες – π.χ. από τη Scania και την DAF – μπορούν να χρησιμοποιήσουν με ασφάλεια λιπαντικά τόσο ελαφριά όσο το 5W-20 και ακόμη και το 0W-16.

Εικ.6 Πιθανά προβλήματα φθοράς με το εξαιρετικά χαμηλό ιξώδες HDEO (μετά τους P. Klejwegt et al. [9])

Τα παραπάνω παραδείγματα δείχνουν ότι κάτω από συνθήκες χαμηλής ταχύτητας - υψηλού φορτίου μπορεί να αποτύχει το λιπαντικό φιλμ. Τα προβλήματα σε υψηλές ταχύτητες συνδέονται κυρίως με ανεπαρκή χωρητικότητα αντλίας λαδιού και μπορούν να αντιμετωπιστούν με τη χρήση μεταβλητών αντλιών. Σε υψηλές στροφές κινητήρα, οι αδρανειακές δυνάμεις που δρουν στην παλινδρομική ομάδα και τα αποτελέσματα σπηλαίωσης παίζουν επίσης αυξημένο ρόλο. Αυτό μπορεί να προκαλέσει προβλήματα με το μικρό άκρο της διεπαφής της ράβδου σύνδεσης / πείρου καρπού και των ρουλεμάν. Γενικά, τα λιπαντικά χαμηλότερου ιξώδους τείνουν να είναι λιγότερο επιρρεπή σε σπηλαίωση.

Δεδομένου ότι το υδροδυναμικό φιλμ καταρρέει όταν δεν υπάρχει σχετική κίνηση μεταξύ των επιφανειών τριβής, τα προβλήματα φθοράς που σχετίζονται με την εισαγωγή λιπαντικών χαμηλού ιξώδους επιδεινώνονται περαιτέρω λόγω της τεχνολογίας αυτόματης εκκίνησης-διακοπής [13,14]. Η χρήση ηλεκτρικών αντλιών λαδιού και ρουλεμάν κυλίνδρων για εκκεντροφόρο άξονα και άξονα εξισορρόπησης συμβάλλει στην άμβλυνση του προβλήματος. Δοκιμάστηκαν επίσης οι στροφαλοφόροι άξονες που στηρίζονταν σε ρουλεμάν, αλλά δεν ήταν πρακτικοί.

Οι συνθέσεις λιπαντικών στροφαλοθαλάμου μπορούν να ρυθμιστούν με ακρίβεια για βέλτιστη απόδοση υπό συγκεκριμένες συνθήκες. Για παράδειγμα, το λάδι κινητήρα μπορεί να σχεδιαστεί για να αποδίδει καλύτερα σε υψηλές στροφές κινητήρα και θερμοκρασία, όπως συμβαίνει με τα αγωνιστικά λιπαντικά. Ωστόσο, το αγωνιστικό λάδι δεν θα ήταν καλή επιλογή για αυτοκίνητα στο δρόμο σε αστική κυκλοφορία stop-and-go. Αντίθετα, μπορεί κανείς να σχεδιάσει λάδι κινητήρα για να αποδώσει καλύτερα στην κυκλοφορία της πόλης stop-and-go, αλλά τότε μπορεί να αποτύχει να κερδίσει το "Donut" που εξοικονομεί πόρους.

Σε αντίθεση με τα αγωνιστικά λιπαντικά, τα κύρια λιπαντικά έχουν σχεδιαστεί για να εξισορροπούν ένα μεγάλο αριθμό διαφορετικών ιδιοτήτων, ένα είδος συνειδητής και αναπόφευκτης αλλαγής παραδείγματος από το «να είσαι καλύτερος σε κάτι» στο «να είσαι αρκετά καλός σε όλα. Δεδομένου ότι η αποδοτικότητα καυσίμου θεωρείται ως μια εξαιρετικά σημαντική πτυχή απόδοσης - στην πραγματικότητα, πολλές εγκρίσεις OEM το απαιτούν ρητά - η μετάβαση σε χαμηλότερα ιξώδη θα συνεχιστεί. Θα πρέπει να αναγνωρίσουμε, ωστόσο, ότι τα λάδια οικονομίας καυσίμου δεν έχουν πολύ οικονομικό νόημα για τον τελικό καταναλωτή – μιλάμε για εξοικονόμηση καυσίμου περίπου 100 ευρώ σε σύγκριση με κίνδυνο 1000 ευρώ εάν το λάδι είναι πολύ λεπτό και προκαλεί υπερβολική φθορά του κινητήρα. Ωστόσο, το όφελος αυτών των λαδιών συγκεντρώνεται στους κατασκευαστές αυτοκινήτων. Εάν τα οχήματά τους μπορούν να εξοικονομήσουν 1-2% καύσιμο χρησιμοποιώντας ένα ειδικό λιπαντικό οικονομίας καυσίμου, τότε αυτός ο OEM μπορεί να μειώσει δραστικά το ποσό των προστίμων που μπορεί να χρειαστεί να πληρώσουν.

Χρήση τροποποιητών τριβής σε λιπαντικά στροφαλοθαλάμου

Οι αυξημένες απαιτήσεις απόδοσης λιπαντικών εξηγούν τη σταθερή αύξηση του μεριδίου αγοράς για συνθετικά λιπαντικά τις τελευταίες δύο δεκαετίες. Τα συνθετικά βασικά έλαια έχουν πολλαπλά πλεονεκτήματα: καλύτερη συνοχή ιδιοτήτων, υψηλότερη σταθερότητα οξείδωσης, καλύτερες ιδιότητες ροής σε χαμηλή θερμοκρασία, χαμηλή πτητικότητα κ.λπ., βλ. Σχήμα 7 Σε συνδυασμό με κατάλληλα πρόσθετα, τα συνθετικά βασικά έλαια μπορούν να χρησιμοποιηθούν για την κατασκευή λιπαντικών με εξαιρετικές ιδιότητες. Ένας τύπος προσθέτων αξίζει ιδιαίτερης μνείας όσον αφορά τα λιπαντικά κινητήρα οικονομίας καυσίμου: οι τροποποιητές τριβής. Οι τροποποιητές τριβής είναι ένα απαραίτητο εργαλείο για την «έξυπνη μηχανική λαδιού», βλ. Σχήμα 3.

Εικ.7 Μετάβαση προς την εξοικονόμηση καυσίμου πλήρως συνθετικό λάδι κινητήρα

Οι τροποποιητές τριβής μπορούν χονδρικά να ομαδοποιηθούν σε δύο μεγάλες κατηγορίες: (1) συστήματα σωματιδίων (PTFE, γραφίτης, γραφένιο, MoS2, WS2, IF-WS2, νανοβορικό οξύ, νανοσωματίδια ελαϊκού χαλκού/χαλκού κ.λπ.)· (2) συστήματα σχηματισμού στιβάδας προσρόφησης, τα οποία με τη σειρά τους μπορεί να είναι μονομοριακά (μονοελαϊκή γλυκερόλη, μονοελαϊκή σορβιτάνη, λιπαρά τριγλυκερίδια, εστέρες υδροξυκαρβοξυλικών οξέων, φωσφορικοί εστέρες, βορικοί εστέρες, λιπαρά οξέα, λιπαρά αμίδια, λιπαρές αμίνες, θειωμένα λίπη κ.λπ.) και πολυμερή (μεθακρυλικά, πολυεστέρες, πολυαιθέρες, πολυαμίδια, πολυμερισμένα φυτικά έλαια κ.λπ.). Το κύριο πλεονέκτημα των συστημάτων σωματιδίων είναι η σχετικά υψηλή χημική σταθερότητά τους, ενώ το κύριο μειονέκτημά τους είναι η τάση για διαχωρισμό. Τα συστήματα σωματιδίων τείνουν να καθιστούν τη σύνθεση λιπαντικού αδιαφανή στην εμφάνιση, κάτι που δεν είναι πάντα αποδεκτό. Ένα σύστημα τροποποίησης τριβής σωματιδίων χρησιμοποιείται, για παράδειγμα, στη συσκευασία προσθέτων λαδιού κινητήρα Lubrizol 21307. Τα συστήματα διαμόρφωσης στρωμάτων προσρόφησης είναι πολυάριθμα: υπάρχουν εκατοντάδες εμπορικά προϊόντα στην αγορά.

Η κύρια διαφορά μεταξύ μονομοριακών και πολυμερών τροποποιητών τριβής είναι η συμπαγής των προσροφημένων στρωμάτων. Ενώ τα μονομοριακά OFM τείνουν να παράγουν πυκνά μοριακά στρώματα που μοιάζουν με βούρτσα, τα πολυμερή OFM παράγουν στρώματα προσρόφησης που μοιάζουν με πηκτή. Αυτά τα στρώματα προκαλούν απώθηση μεταξύ των επιφανειών – με τον ίδιο τρόπο που κάνουν τα πολυμερή διασκορπιστικά – συμβάλλοντας στο λεγόμενο φαινόμενο «υπερλιπαντικότητας»: τείνουν να μετατοπίζουν την καμπύλη Stribeck προς τα αριστερά επεκτείνοντας το εύρος λίπανσης πλήρους υμενίου προς υψηλότερα φορτία [2,16]. Ωστόσο, δεν μειώνουν απαραίτητα την τριβή στο καθεστώς λίπανσης πλήρους μεμβράνης.

Οι πυκνά συσκευασμένες δομές που μοιάζουν με βούρτσα φαίνεται να παρέχουν το καλύτερο αποτέλεσμα μείωσης τριβής σε εργαστηριακές δοκιμές εξέδρας, όπως HFRR, pin-on-disk, Cameron-Plint, MTM κ.λπ. Από την άλλη, είναι πιο επιρρεπείς να εκτοπίσουν άλλα επιφανειακά ενεργά είδη λόγω ανταγωνιστικής προσρόφησης. Για παράδειγμα, το μονοελαϊκό γλυκερύλιο μπορεί να εκτοπίσει αποτελεσματικά το φωσφοροθειοϊκό μολυβδαίνιο από την επιφάνεια. Για τον ίδιο λόγο, τα πρόσθετα μολυβδαινίου χάνουν αποτελεσματικότητα όταν αναπτύσσονται σε συνδυασμό με ορισμένα βασικά έλαια εστέρα.

Τα μικτά συστήματα μπορούν να συνδυάζουν την υπερλιπαντικότητα με την οριακή λιπαντικότητα. Για παράδειγμα, το πολυμερισμένο φυτικό έλαιο περιέχει συνήθως μικρές ποσότητες λιπαρών οξέων και μερικών εστέρων γλυκερόλης. Τα πολυμερή μόρια παρέχουν στερική άπωση μεταξύ των επιφανειών τριβής, ενώ τα λιπαρά οξέα και οι εστέρες μερικής γλυκερίνης ενισχύουν την οριακή λιπαντικότητα [17]. Πολλά εμπορικά συστήματα OFM παρουσιάζουν την ίδια ιδιότητα (για παράδειγμα, Perfad 3000 από την Croda). Αυτός ο τύπος συμπεριφοράς μπορεί εύκολα να προσομοιωθεί σε εργαστηριακές δοκιμές συνδυάζοντας κοινά βελτιωτικά VI, όπως το PIB ή το πολυστυρόλιο, με μονοελαϊκή γλυκερόλη ή μονοελαϊκή σορβιτάνη.

Τα OFM που σχηματίζουν επιφανειακή γέλη είναι λιγότερο πιθανό να εμπλακούν σε ανταγωνιστική προσρόφηση, καθώς έχουν λιγότερες "άγκυρες" ανά μονάδα επιφάνειας. Αυτό επιτρέπει σε κάποιον να αναπτύξει σκευάσματα που συνδυάζουν ευνοϊκές ιδιότητες ακραίας πίεσης με το φαινόμενο "υπερλιπαντικότητας". βλέπε, για παράδειγμα, Εικ. 8 [18].

Ένα παρόμοιο φαινόμενο υπερλίπανσης μπορεί να βιωθεί ενώ περπατάτε στα ολισθηρά βράχια της ακτής. Η λάσπη των φυκιών που αναπτύσσεται στα βράχια διατηρεί ένα αρκετά παχύ στρώμα νερού, το οποίο λειτουργεί ως λιπαντικό μεταξύ των ποδιών σας και της επιφάνειας του βράχου. Χωρίς αυτή τη λάσπη, η δύναμη του φιλμ νερού δεν θα ήταν αρκετή για να στηρίξει τα πόδια σας. Τα στρώματα προσρόφησης που σχηματίζονται από τέτοια πρόσθετα υπερλιπαντικότητας που σχηματίζουν επιφανειακή πηκτή είναι ιξωδοελαστικά (ή ψευδοπλαστικά) και έχουν ευεργετικό τριβολογικό αποτέλεσμα καθώς μειώνουν την τριβή και τη φθορά, καθώς και τη σχετική διάχυση ενέργειας και τη διέγερση θορύβου. Βοηθούν επίσης στη διαλυτοποίηση των σωματιδίων ενεργώντας ως πολυμερή διασκορπιστικά. Η δύναμη διάσπασης μεταξύ δύο επιφανειών παρουσία τέτοιων προσθέτων μπορεί να μετρηθεί άμεσα χρησιμοποιώντας μικροσκοπία ατομικής δύναμης, Σχήμα 9 [13]

Εικ.8 Συνεργιστικό σύστημα τροποποιητή τριβής που περιέχει έναν τροποποιητή πολυμερούς τριβής και ένα πρόσθετο moly [18]

Εικ.9 Μετρήσεις AFM που δείχνουν την απωστική δύναμη που οφείλεται στο επιφανειακό στρώμα πηκτής που σχηματίζεται από ένα επιφανειοδραστικό πρόσθετο υπερλιπαντικότητας συμπολυμερούς [13]

Ελαιοδιαλυτοί τροποποιητές ανόργανης τριβής, όπως φωσφοροδιθειοϊδικά μολυβδαίνιο, λιπαρά αμίδια μολυβδαινικού και βολφραμικού οξέος, Το φωσφοροδιθειοϊκό αντιμόνιο, οι βορικοί εστέρες μπορούν να λειτουργήσουν με δύο διαφορετικούς τρόπους: Πρώτον, δρουν με προσρόφηση - και η συγγένειά τους με τις μεταλλικές επιφάνειες είναι συνήθως υψηλότερη από ό, τι για τα OFM. Δεύτερον, μπορούν να υποστούν τριβομετάλλαξη υπό ακραίες συνθήκες πίεσης ή/και διάτμησης, εναποθέτοντας στερεά στρώματα λιπαντικού στις επιφάνειες τριβής που έρχονται σε επαφή. Έτσι, τα παράγωγα μολυβδαινίου μετατρέπονται σε MoS2, βολφράμιο – σε WS2, βορικό άλας – σε βορικό οξύ κ.λπ. Με αυτόν τον τρόπο, οι τροποποιητές ανόργανης τριβής διαδραματίζουν ουσιαστικό ρόλο στη διαδικασία εκκίνησης [19]. Αυτή η ιδιότητα χρησιμεύει επίσης ως βάση για μηχανικό φινίρισμα επιφανειών [20] και έχει ως αποτέλεσμα μειωμένη τριβή και φθορά, βλ. Σχήμα 10.

Εικ.10 Επίδραση του ZDDP και των ανόργανων τροποποιητών τριβής στην τριβή του συστήματος βαλβίδων (μετά τους Ashworth et al. [21])

Επίδραση του λαδιού κινητήρα στην τριβή του κινητήρα για διαφορετικά σχέδια κινητήρα

Όπως έχει ήδη αναφερθεί στην εισαγωγή, η αλλαγή σε λιπαντικό χαμηλότερου ιξώδους βοηθά στη μείωση της τριβής του κινητήρα. Ο καλύτερος τρόπος για να το δείξουμε αυτό είναι χρησιμοποιώντας μηχανοκίνητες εξέδρες κινητήρων [4,13]. Τα σχήματα 11-13 δείχνουν δεδομένα ροπής τριβής για δύο διαφορετικούς βενζινοκινητήρες. Χρησιμοποιήθηκαν μεταχειρισμένοι αλλά λειτουργικοί κινητήρες παραγωγής 2L i4 για την κατασκευή των εξεδρών. Οι εξέδρες λειτουργούσαν χωρίς πίεση, χρησιμοποιώντας μια εξωτερική ηλεκτρική αντλία λαδιού χωρίς παλμό για την παροχή λαδιού. Επίσης, χρησιμοποιήθηκε ένας βαρύς τροχός μύγας για τη μείωση του θορύβου δεδομένων. Η κύρια διαφορά μεταξύ των κινητήρων ήταν η επιφάνεια οπής του κυλίνδρου: ακονισμένος χυτοσίδηρος έναντι θερμικά ψεκασμένου και ο τύπος του συστήματος βαλβίδων: μηχανικός κάδος άμεσης δράσης (DAMB) έναντι οπαδού δακτύλου κυλίνδρου (RFF). Το

Fig. 11 δείχνει την επίδραση της θερμοκρασίας λαδιού στην τριβή του κινητήρα. Όπως αναμενόταν, η χαμηλότερη θερμοκρασία λαδιού συνδέεται με υψηλότερη τριβή. Για τον παλαιότερο σχεδιασμό κινητήρα (κινητήρας A: Ford Duratec) χρησιμοποιώντας συμβατικές οπές κυλίνδρων από χυτοσίδηρο και ένα σύστημα βαλβίδων DAMB, υπάρχει μια μικρή αύξηση της τριβής στο άκρο των χαμηλών στροφών: αυτό μπορεί να αποδοθεί στην κατάρρευση του υδροδυναμικού λιπαντικού φιλμ και στην υπερβολική οριακή τριβή στο σύστημα βαλβίδων και στην παλινδρομική ομάδα. Για το νεότερο σχεδιασμό κινητήρα (Κινητήρας Β: Mercedes Benz M133) με οπές επικαλυμμένες με ψεκασμό και σύστημα βαλβίδων RFF, η ροπή τριβής εξαρτάται σχεδόν γραμμικά από τις στροφές του κινητήρα. Αυτό δείχνει ότι ο νέος σχεδιασμός επιτρέπει την αποτελεσματική αποτροπή της τριβής των ορίων. Το

Σχήμα 12 δείχνει την επίδραση του βαθμού ιξώδους λαδιού σε θερμοκρασία λειτουργίας 90oC. Η μετάβαση από την παλαιού τύπου κατηγορία SAE 10W-40 σε 0W-16 επιτρέπει σχεδόν διπλάσια μείωση της τριβής του κινητήρα σε υψηλές στροφές. Ωστόσο, το αποτέλεσμα γίνεται προοδευτικά μικρότερο όταν πηγαίνετε σε χαμηλότερες στροφές. Είναι ενδιαφέρον ότι για τον παλαιότερο κινητήρα, το λάδι χαμηλότερου ιξώδους δίνει την υψηλότερη τριβή στο άκρο χαμηλών στροφών. Για άλλη μια φορά, αυτό δείχνει ότι η κατάρρευση του υδροδυναμικού λιπαντικού φιλμ μπορεί να είναι ένα πραγματικό πρόβλημα.

Τέλος, το σχήμα 13 δείχνει πώς η τριβή του κινητήρα ανταποκρίνεται στη χρήση ενός τροποποιητή τριβής στη σύνθεση του λιπαντικού. Μπορεί κανείς να δει ότι ο κινητήρας με σύστημα βαλβίδων DAMB και συμβατικές οπές κυλίνδρων από χυτοσίδηρο κερδίζει περισσότερα οφέλη από την ανάπτυξη τροποποιητών τριβής από τον κινητήρα με βαλβίδα RFF και θερμικά ψεκασμένες οπές. Αυτό δείχνει ότι η ανάπτυξη τροποποιητών τριβής έχει νόημα μόνο όταν υπάρχει σημαντική συμβολή της οριακής τριβής στη συνολική απώλεια ενέργειας.

Εικ.11 Η επίδραση της θερμοκρασίας λαδιού στην τριβή του κινητήρα: l.h.s. - Κινητήρας A, r.h.s. - Κινητήρας B.

Εικ.12 Η επίδραση του βαθμού ιξώδους λαδιού στην τριβή του κινητήρα στους 90oC: l.h.s. - Κινητήρας A, r.h.s. - Κινητήρας B.

Εικ.13 Η επίδραση του τροποποιητή τριβής μολυβδαινίου στην τριβή του κινητήρα: l.h.s. - Κινητήρας A, r.h.s. - Κινητήρας B.

Είναι σημαντικό να κατανοήσουμε ότι διαφορετικοί τροποποιητές τριβής μπορεί να ανταγωνίζονται μεταξύ τους για κενές επιφανειακές θέσεις και μπορεί επίσης να ανταγωνίζονται με μια άλλη σημαντική κατηγορία προσθέτων που υπάρχουν πάντα σε συνθέσεις λιπαντικών στροφαλοθαλάμου - τα απορρυπαντικά [22]. Ως αποτέλεσμα, δύο διαφορετικές συνθέσεις λαδιού που έχουν ακριβώς τις ίδιες ιξωδομετρικές ιδιότητες μπορεί να εξακολουθούν να έχουν διαφορετική οικονομία καυσίμου, αν και οι διακυμάνσεις σχεδόν ποτέ δεν υπερβαίνουν το 1%.

Ορισμένες πληροφορίες σχετικά με τους υβριδικούς κινητήρες

Οι υβριδικοί κινητήρες δημιουργούν νέες προκλήσεις για τους παρασκευαστές λαδιού: δεδομένου ότι ο κινητήρας εσωτερικής καύσης δεν ανάβει μόνιμα κατά τη χρήση του αυτοκινήτου, ενδέχεται να αποτύχει να φτάσει σε εύκρατο ρυθμό εργασίας. Αυτό δημιουργεί συνθήκες συμπύκνωσης νερού στα τοιχώματα του κυλίνδρου ισχύος, ακολουθούμενη από συσσώρευση νερού στο στροφαλοθάλαμο. Δεδομένου ότι τα OFM είναι επιφανειακά ενεργά, βοηθούν στη διαλυτοποίηση του νερού και το απομακρύνουν από το στροφαλοθάλαμο. Τα ηλεκτρονικά συστήματα ελέγχου του συστήματος μετάδοσης κίνησης πρέπει να ενεργοποιούν τον κινητήρα εσωτερικής καύσης κατά διαστήματα για να θερμαίνουν το λάδι και να εξατμίζουν την περίσσεια νερού.

Μια άλλη σημαντική πτυχή για την οποία τα OFM είναι τόσο σημαντικά για τα λάδια κινητήρων για υβριδικά αυτοκίνητα είναι η πρόσθετη εξοικονόμηση καυσίμου. Τα υβριδικά τείνουν να χρησιμοποιούν λιπαντικά χαμηλού και εξαιρετικά χαμηλού ιξώδους: από 0W-20 (Volvo, Mercedes) έως 0W-8 (Honda). Το ιξώδες λαδιού έχει την κυρίαρχη επίδραση στην οικονομία καυσίμου στο όριο υψηλής ταχύτητας-χαμηλού φορτίου. Ωστόσο, αυτό το καθεστώς λειτουργίας είναι σχετικά ασήμαντο στην πραγματική ζωή. Από την άλλη, τα OFM συμβάλλουν στη βελτίωση της οικονομίας καυσίμου στο όριο χαμηλής ταχύτητας-υψηλού φορτίου που βρίσκεται πιο κοντά στο γλυκό σημείο του κινητήρα και είναι το πιο ενδιαφέρον από πρακτική άποψη. Εκτός αυτού, τα OFM συμβάλλουν στην ελαχιστοποίηση της εξάρτησης από ανόργανους τροποποιητές τριβής που μπορεί να είναι δυνητικά επιβλαβείς για τον εξοπλισμό ελέγχου καυσαερίων. Το σχήμα 14 δείχνει ότι οι οργανικοί τροποποιητές τριβής μπορούν να ανταγωνιστούν με επιτυχία το MoDTC όσον αφορά το φαινόμενο μείωσης τριβής.

Εικ.14 Δεδομένα δοκιμών MTM που συγκρίνουν δύο εμπορικούς τροποποιητές οργανικής τριβής με MoDTC σε βασικό έλαιο PAO. Χρησιμοποιήθηκαν οι ακόλουθες συνθήκες δοκιμής: SRR 50%, φορτίο 36N, θερμοκρασία 100oC.

Τελευταίος αλλά εξίσου σημαντικός: τα πολυμερή OFM λειτουργούν καλά σε συνδυασμό με ελαιοδιαλυτό πολυαιθέρα (OSP) και βασικά έλαια εστέρα που χρησιμοποιούνται συχνά σε λιπαντικά εξαιρετικά χαμηλού ιξώδους (βαθμοί 0W-8 και 0W-12), ενώ τα πρόσθετα μολυβδαινίου αποδεικνύονται λιγότερο αποτελεσματικά σε αυτήν την περίπτωση.

Στην Ιαπωνία, η μετάβαση στο πετρέλαιο SAE 0W-20 ξεκίνησε ήδη γύρω στο 1980 και το πρώτο προϊόν τύπου SAE 0W-16 (δεν υπήρχαν ονομασίες J300 για βαθμούς ιξώδους sub SAE 20 εκείνη την εποχή) εισήχθη το 2010. Σήμερα, η Honda και η Toyota προωθούν ενεργά την τεχνολογία SAE 0W-8 που φέρνει κατά μέσο όρο 3-4% βελτίωση στην οικονομία καυσίμου σε σχέση με το SAE 0W-20. Η νέα δοκιμή οικονομίας καυσίμου JASO έχει αναπτυχθεί και πιθανότατα θα αντικαταστήσει την υπάρχουσα ακολουθία VIF στη μελλοντική προδιαγραφή ILSAC GF-7. Η ανάπτυξη του νέου προτύπου – γνωστού ως JASO M364:2019 – και της προδιαγραφής λαδιού – JASO GLV-1 – ολοκληρώθηκε το 2019 [23]. Για τη δοκιμή οικονομίας καυσίμου, μπορεί να χρησιμοποιηθεί είτε ο κινητήρας Toyota 2ZR-FXE 1.8L είτε ο κινητήρας Nissan MR20DD 2.0L. Τα προτεινόμενα όρια οικονομίας καυσίμου για τη νέα προδιαγραφή JASO GLV-1 είναι >1,1% (πυροδότηση) και >2,0% (μηχανοκίνητο) σε σύγκριση με το λιπαντικό αναφοράς SAE 0W-16. Το ILSAC GF-7 δεν είναι πιθανό να έρθει πριν από το 2025 - αν έρθει καθόλου, λαμβάνοντας υπόψη όλα τα εμπόδια, τις καθυστερήσεις, το απαγορευτικό κόστος και την περιορισμένη χρησιμότητα της κατηγορίας ILSAC GF-6.

Τελικές παρατηρήσεις

Το λάδι κινητήρα είναι ένα σημαντικό στοιχείο στην ανάπτυξη κινητήρων χαμηλής τριβής. Η μετάβαση σε λάδι κινητήρα χαμηλού ιξώδους είναι ένας αποτελεσματικός τρόπος μείωσης των απωλειών τριβής στους κινητήρες εσωτερικής καύσης. Ωστόσο, το λάδι χαμηλού ιξώδους τείνει να θέτει σε κίνδυνο την προστασία από τη φθορά, απαιτώντας την ανάπτυξη τροποποιητών τριβής και προσθέτων κατά της φθοράς σε συνθέσεις λιπαντικών στροφαλοθαλάμου. Μαζί με την ευρύτερη υιοθέτηση των συνθετικών βασικών ελαίων, οι τροποποιητές τριβής αναμένεται να διαδραματίσουν όλο και πιο σημαντικό ρόλο στο μέλλον.

Σύγκρουση συμφερόντων

Οι συγγραφείς δηλώνουν ότι η έρευνα διεξήχθη απουσία εμπορικών ή οικονομικών σχέσεων που θα μπορούσαν να ερμηνευτούν ως πιθανή σύγκρουση συμφερόντων.

Συνεισφορές συγγραφέων

Ο Boris Zhmud βρίσκεται πίσω από τη γενική ιδέα του άρθρου και τα ερευνητικά δεδομένα. Ο Arthur Coen και η Karima Zitouni έχουν συνεισφέρει στην ενότητα σχετικά με τη χρήση διαφόρων κατηγοριών τροποποιητών τριβής.

Acknowledgements

Robert Ο Ian Taylor ευχαριστείται για την εμπνευσμένη συζήτηση και τα σχόλια σχετικά με τις δοκιμές τριβής του κινητήρα. Ευχαριστούμε τον Peter Klejwegt που μοιράστηκε την εμπειρία του με το λιπαντικό κινητήρα οικονομίας καυσίμου για εφαρμογές βαρέως τύπου.

References

1.  K. Holmberg, Π. Andersson, Α. Erdemir. Παγκόσμια κατανάλωση ενέργειας λόγω τριβής στα επιβατικά αυτοκίνητα. Tribology International, 47 (2012) 221.
2. B. Zhmud, Ανάπτυξη ενεργειακά αποδοτικών λιπαντικών και επιστρώσεων για εφαρμογές αυτοκινήτων, Tribology and Lubrication Technology 67(9) (2011) 42.
3. B. Zhmud, Επιδίωξη για καλύτερη οικονομία καυσίμου: Η μείωση της τριβής του κινητήρα βοηθά στη μεγιστοποίηση των μιλίων ανά γαλόνι, The Vehicle Component 5 (2012) 18.
4. R.I. Taylor, N. Morgan, R. Mainwaring, T. Davenport, Πόση μικτή / οριακή τριβή υπάρχει σε έναν κινητήρα - και πού είναι; Proc IMechE Μέρος Ι: J. Μηχανική τριβολογία 234 (2020) 1563.
5. B. Zhmud, Τριβολογία κινητήρα: ένας ακανθώδης τρόπος από το εργαστήριο στο πεδίο, Lube 154 (2019) 20.
6. R.I. Taylor, Ρ.Κ. Coy, Βελτιωμένη απόδοση καυσίμου με σχεδιασμό λιπαντικού: Μια κριτική, Proc. Ινστ. Μηχ. Μηχ. 214 (1999) 1.
7. B. Tatievski, B. Zhmud, "Λάδια κινητήρα οικονομίας καυσίμου: Επιστημονική λογική και αντιπαραθέσεις», στο Proc. 20th International Colloquium Tribology, Στουτγάρδη, Γερμανία, 12-14 Ιανουαρίου 2016.
8. D.E. Sander, H. Allmaier, C. Knauder, F. Strömstedt, Δυνατότητες και κίνδυνοι μείωσης της τριβής με μελλοντικά λάδια κινητήρων εξαιρετικά χαμηλού ιξώδους. MTZ Παγκοσμίως 79 (2018) 21.
9. P. Kleijwegt, R. ter Rele, M. Sabater Ferret, R. van den Bulk, "Global heavy-duty engine oil specifications and their impact on current and next generation lubricants" Benelux Smeermiddelen Congres, Retie, Belgium, 26 Sep 2019.
10. G. Lechner, A. Knafl, Δ. Ασσάνης, Σ. Τσερεγούνης, M. McMillan, S. Tung, P. Mulawa, E. Bardasz, S. Κάλυμμα, Επιδράσεις λαδιού κινητήρα στην τριβή και τις εκπομπές ενός ελαφρού πετρελαιοκινητήρα άμεσου ψεκασμού 2.2L, Μέρος 1 - Αποτελέσματα δοκιμών κινητήρα. Τεχνικά έγγραφα ΣΑΕ 2002-01-2681.
11. S. Tung, M. McMillan, G. Hong, E. Bardasz, Επιδράσεις λαδιού κινητήρα στην τριβή και τη φθορά χρησιμοποιώντας εξαρτήματα κινητήρων ντίζελ άμεσου ψεκασμού 2.2L για δοκιμές πάγκου, Μέρος 2: Αποτελέσματα τριβολογικών δοκιμών πάγκου και επιφανειακές αναλύσεις. Τεχνικά έγγραφα ΣΑΕ 2004-01-2005.
12. B. Zhmud, E. Tomanik, "Βελτιστοποίηση της τριβολογίας εμβόλου/οπής: Ο ρόλος των προδιαγραφών επιφάνειας, του πακέτου δακτυλίων και του λιπαντικού." International Colloquium Tribology, Esslingen, Γερμανία, 28-30 Ιανουαρίου 2020.
13. B. Zhmud, Β. Tatievski, "Προετοιμασία για το ILSAC GF-6: Πλεονεκτήματα των πλήρως συνθετικών λιπαντικών κινητήρων για την ενίσχυση της οικονομίας καυσίμου." Παγκόσμιο Συνέδριο Τριβολογίας, Πεκίνο, Κίνα, Σεπ. 17-22, 2017.
14. B. Zhmud, "Τρέχουσες εξελίξεις στα λιπαντικά στροφαλοθαλάμου". European Base Oil &; Lubricants Summit, Ρότερνταμ, Ολλανδία, 20-21 Νοεμβρίου 2019.
15. H. Αιχμές, Πρόσθετα τροποποιητών τριβής, Trib. Λετ. 60 (2015) 5.
16. B. Zhmud, M. Roegiers, Τα νέα βασικά έλαια αποτελούν πρόκληση για τη διαλυτότητα και τη λιπαντικότητα, Tribology and Lubrication Technology 65(7) (2009) 34.
17. M. Roegiers, Β. Zhmud, Tribological performance of ionized vegetable oils as lubricity and fatty oiliness additives in lubricants and fuels, Lubrication Science 21 (2009) 169.
18. M.C. Southby, Χ. Gao, Γ. Chen, Γ.Α. Πηγούνι, B.L. Parke, Lubricating composition, WO Patent 2015193395, 23 Δεκεμβρίου 2015.
19. S. Li, R. Zhang, Y. Jin, Y. Wang, S. Tung, Tribocarbonisation ενός συνθετικού λαδιού κινητήρα σε λιπασμένη επαφή ολίσθησης δακτυλίου εμβόλου/κυλίνδρου εμβόλου και η σχέση της με την τριβή και τη φθορά. Εφημερίδα της συνθετικής λίπανσης 20 (2003) 203.
20. B. Zhmud, "In-manufacture running-in of engine components by using the Triboconditioning® process", στο M. Abdel Wahab (Ed.): FFW 2018, LNME, σ. 671–681, 2019.
21. S. Ashworth, K. Mistry, A. Morina, A. Neville, Τριβόμετρο μονού εκκεντροφόρου για την αξιολόγηση τριβολογικών παραμέτρων και τριβοχημείας του οπαδού του συστήματος βαλβίδων με επικάλυψη DLC. Tribology - Υλικά, Επιφάνειες &; Διεπαφές, 6 (2012) 31.
22. S. Li, R. Zhang, Y. Jin, Y. Wang, S. Tung, Ανταγωνιστικές επιφανειακές αλληλεπιδράσεις κρίσιμων προσθέτων με εξαρτήματα δακτυλίου εμβόλου/επένδυσης κυλίνδρου υπό λιπασμένες συνθήκες θραύσης. Tribology Συναλλαγές 46 (2003) 200.
23. S. Yoshida, K. Yamamori, S. Hirano, T. Sagawa, et al., Η ανάπτυξη των προδιαγραφών λιπαντικών βενζινοκινητήρων αυτοκινήτων χαμηλού ιξώδους επόμενης γενιάς JASO GLV-1. Τεχνικό Έγγραφο ΣΑΕ 2020-01-1426