Voiteluaineiden vaikutus raskaiden ajoneuvojen polttoaineen kulutukseen. Kari Kulmala Neste Oil Oyj / Komponentit / Perusöljyt

Koko: px

Aloita esitys sivulta:

Download "Voiteluaineiden vaikutus raskaiden ajoneuvojen polttoaineen kulutukseen. Kari Kulmala Neste Oil Oyj / Komponentit / Perusöljyt"

Juha Korpela
8 vuotta sitten
Katselukertoja:

1 Voiteluaineiden vaikutus raskaiden ajoneuvojen polttoaineen kulutukseen Kari Kulmala Neste Oil Oyj / Komponentit / Perusöljyt 1

2 Esityksen sisältö: Yleistä tietoa moottoriöljyistä ja niiden viskositeettiluokituksesta Raskaan kaluston moottoriöljyjen markkinaosuuksista ja trendeistä eli muutoksista viime vuosina Polttoaineensäästömittausten toteutuksesta ja niiden tulokset Tulosten varmentaminen kenttäkokeilla Yhteenveto ja johtopäätökset 2

ja trendeistä eli muutoksista viime vuosina Polttoaineensäästömittausten

3 Moottoriöljyjen tyypillinen koostumus: Lisäaineet: p-% p Perusöljyt p-% p - DI-paketti* ~10-20 p-% p - VM** ~5-10 p-% p Tyypillisesti perusöljy- osuus koostuu 2-3:sta 2 erilaista perusöljystä (yhteensä ~70-80p 80p-%) * DI = Detergent Inbibitor paketti. Sisältää mm. peseviä, jakauttavia ja hapetuksen kestoa parantavia yhdisteitä. ** VM = Viskosity Modifier. Viskositeettia säätävä polymeeri. 3

perusöljystä (yhteensä ~70-80p 80p-%) * DI = Detergent Inbibitor paketti. Sisältää mm.

4 Moottoriöljyjen viskositeettiluokituksesta: Talviluokitus: 15W W / 5W / 10W / 15W Mitä alhaisempi talviluokitus, sitä nopeammin moottoriöljy alkaa voitelemaan moottoria kylmissä olosuhteissa. 4 Kesäluokitus: (20) / 30 / 40 Mitä suurempi kesäluokitus, sitä korkeampi öljyn viskositeetti ja sitä paksumpi on moottoria kulumiselta suojaava öljykalvo.

5 Raskaan kaluston moottoriöljyjen markkinaosuudet Euroopassa v. 2004: 5 Lähde: Chevron Oronite 2005

6 Viime vuosien muutokset (trendi) raskaan kaluston moottoriöljymarkkinoilla: Lisääntynyt kysyntä SAE 10W-30 ja 10W-40 luokkien moottoriöljyillä, joiden suorituskyky yhtenevä parhaiden SAE 15W-40 luokan öljyjen kanssa. 10W-Moottoriöljyt ovat hinnaltaan kilpailukykyisiä perinteisiin 15W-tuottesiin nähden ja niillä on tiedetty olevan polttoaineensäästö-potentiaalia. Markkinoille tullut yhä lisääntyvässä määrin ohuita, erittäin suorituskykyisiä SAE 0W- tai 5W-30 luokan moottoriöljyjä. Mahdollistavat erittäin pitkät öljynvaihtovälit ja siten minimoivat huollossa käyntien lukumäärän. Öljyjä mainostetaan myös huomattavalla polttoaineen säästöllä. Kiristyvät moottoreiden päästövaatimukset nostavat uusien moottoriöljyjen laatuvaatimuksia. 6 Mitkään raskaan kaluston moottoriöljyjen suorituskykyhyväksynnät (ACEA, API tai merkkikohtaiset MB, MAN, Volvo, Scania, Renault, Cummins) eivät vielä sisällä polttoaineen säästömittauksia!

Markkinoille tullut yhä lisääntyvässä määrin ohuita, erittäin suorituskykyisiä SAE 0W- tai 5W-30 luokan moottoriöljyjä.

7 FE-testit HD Energia-projektissa: Laaja testimatriisi sisälsi useiden eri valmistajien kaupallisten moottoriöljyjen lisäksi muutamia Neste Oil Oyj:n kehitysvaiheessa olevia moottoriöljyformulaatiota. Kattava otos eri viskositeettiluokkien öljyjä: 0W-30:stä 15W-40:een. Referenssiöljynä kaupallinen 15W-40 moottoriöljy, joka täytti mm. ACEA E3 ja E5-02 (E7-04), APICH-4 (CI-4), MB ja Volvo VDS-3 vaatimukset. Polttoaineena kaupallinen vähärikkinen diesel. Polttoaineen kulutusmittauksen mittauspisteet (8kpl) valittiin ESC- päästömittaussyklistä, siten että öljyjen väliset erot olisivat mahdollisimman suuret. Polttoaineen kulutusmittaukset suoritettiin VTT:llä kahdella erilaisella raskaan kaluston moottorilla moottoripenkissä: 7

ACEA E3 ja E5-02 (E7-04), APICH-4 (CI-4), MB 228.3 ja Volvo VDS-3 vaatimukset. Polttoaineena kaupallinen vähärikkinen diesel.

8 Volvo DH285A - Euro 2 linja-auton moottori Valmistaja ja malli Sylintereiden lukumäärä ja sijoittelu Iskutilavuus Ruiskutuspumppu Suurin teho Suurin vääntömomentti VOLVO DH10A-285 6, rivimoottori 9.6 dm 3 sähköisesti ohjattu mekaaninen rivipumppu /min /min Puristussuhde Muuta Päästötaso 20:1 suoraruiskutus, turboahdettu välijäähdytetty Euro 2 ja 8

9 Scania DC Euro 3 kuorma-auton moottori Moottori Merkki Mallivuosi Iskutilavuus, l Sylinterit, lkm Polttoainejärjestelmä Turbo Maksimiteho Maksimivääntö Puristussuhde Päästötaso Scania DC (kuorma-automoottori) ,6 6 suoraruiskutus, sähköisesti ohjattu yksikkösuutinjärjestelmä turbo, välijäähdytys (ilma/ilma) min min -1 18:1 Euro 3 9

Scania DC11 03 340 (kuorma-automoottori) 2000 10,6 6 suoraruiskutus, sähköisesti ohjattu

10 Polttoaineen ominaiskulutustulokset Volvon linja-auton ja Scanian kuorma-auton moottoreilla (0-taso = yleisin kaupallinen 15W-40-luokan raskaan kaluston moottoriöljy) Ominaiskulutusero 15W-40 ref. öljyyn verrattuna, %. 1,00 0,50 0,00-0,50-1,00-1,50-2,00-2,50-3, * = Koeformulaatio 15W-40* 15W-40 Volvo DH285A Euro 2 Scania DC1103 Euro 3 10

Ominaiskulutusero 15W-40 ref. öljyyn verrattuna, %.

11 Polttoaineen ominaiskulutustulokset Volvon linja-auton ja Scanian kuorma-auton moottoreilla (0-taso = yleisin kaupallinen 15W-40-luokan raskaan kaluston moottoriöljy) Ominaiskulutusero 15W-40 ref. öljyyn verrattuna, %. 1,00 0,50 0,00-0,50-1,00-1,50-2,00-2,50-3, W-40* 15W-40 10W-40** 10W-40* * = Koeformulaatio ** = Markkinoilta vanhentuneena poistunut tuote 10W-40 10W-40 10W-40 10W-40* Volvo DH285A Euro 2 Scania DC1103 Euro 3 11

1,00 0,50 0,00-0,50-1,00-1,50-2,00-2,50-3,00 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 15W-40* 15W-40 10W-40** 10W-40* * =

12 Polttoaineen ominaiskulutustulokset Volvon linja-auton ja Scanian kuorma-auton moottoreilla (0-taso = yleisin kaupallinen 15W-40-luokan raskaan kaluston moottoriöljy) Ominaiskulutusero 15W-40 ref. öljyyn verrattuna, %. 1,00 0,50 0,00-0,50-1,00-1,50-2,00-2,50-3, W-40* 15W-40 10W-40* 10W-40* * = Koeformulaatio ** = Markkinoilta vanhentuneena poistunut tuote 10W-40 10W-40 10W-40 10W-40* 10W-30 5W-30 5W-30 0W-30 Volvo DH285A Euro 2 Scania DC1103 Euro 3 12

1,00 0,50 0,00-0,50-1,00-1,50-2,00-2,50-3,00 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 15W-40* 15W-40 10W-40* 10W-40* * = Koeformulaatio

13 Tulosten varmentaminen kahdella 60tkm kenttäkokeella - Volvo 8700 linja-autoilla Volvo 8700 Euro 3 linja-autot: D7C275 moottori ZF 5HP550-N automaattivaihteisto Kokonaispituus: km (2* km) Testipaikka: Oulu. Linja 20 Oulun keskustasta Haukiputaan kirkonkylään Kenttätestien ajankohdat: 1. testi: / testi: 11 / / 2005 Referenssiöljy sama kuin penkkikokeissa: Mineraaliöljypohjainen SAE 15W-40 HDDO ACEA E7 & E5, API CI-4 & CH-4 ja Volvo VDS-3 ym. hyväksynnät Polttoaine: Neste Futura Citydiesel (max rikkipitoisuus 50ppm) Volvo 8700 Vuosimalli

Linja 20 Oulun keskustasta Haukiputaan kirkonkylään Kenttätestien ajankohdat: 1. testi: 03-10 / 2003 2.

14 0,5 0 Yhdistetyt polttoaineensäästötulokset ominaiskulutusmittauksista Volvon linjaauton moottoreilla sekä moottoripenkissä että kenttätestissä (Nollataso = 1yleisin mineraaliöljypohjainen 15W-40-luokan 2 raskaan kaluston moottoriöljy) 3 SAE 10W-40* SAE 10W-30 SAE 5W-30 Polttoaineen säästö 15W-40 ref. öljyyn verrattuna, % -0,5-1 -1,5-2 -2,5-3 -1,95-1,37 * = Koeformulaatio -2,52-1,07-2,17-1,73 Ominaiskulutusmittaukset Volvo DH285A - VTT Kenttätesti - Oulu 2003: Volvo 8700 (D7C275) 2. Kenttätesti - Oulu : Volvo 8700 (D7C275) 14

15 Johtopäätökset: Raskaan kaluston polttoaineen kulutusta voidaan pienentää käyttämällä SAE 30-luokan moniasteöljyjä (OW / 5W / 10W). Yhdellä automerkkillä saatuja tuloksia ei voi yleistää. Suoritettujen mittausten perusteella moottoriöljyn vaikutus polttoaineen kulutukseen on suurempi Volvon moottoreissa kuin Scanian moottoreissa. Moottorin kuormitus vaikuttaa merkittävästi polttoaineensäästöön: Kuormitus moottorikokeessa: Volvo DH285A Euro 2 Scania DC1103 Euro 3 25 % % % 75 tai 100% ~1% ~1% 0W-30 ~0.5% 5W- tai 10W-30 Erot olivat suurimmillaan pienillä kuormilla, jolloin kitkahäviöiden suhteellinen osuus on suuri. Mittaukset alustadynamometrillä kahdella erilaisella yhdistelmällä tukivat yllä olevan taulukon tuloksia SAE 30- luokan öljyille. VTT:n kehittämässä Helsinki-Lahti moottoritiesyklissä mitat erot öljyjen välillä olivat <<1%. 15

Moottorin kuormitus vaikuttaa merkittävästi polttoaineensäästöön: Kuormitus moottorikokeessa: Volvo DH285A Euro 2 Scania DC1103 Euro 3 25 % 3.3-4.8% 1.2-1.6% 75 tai 100% ~1% ~1% 0W-30 ~0.

16 Johtopäätökset: Polttoaineen kulutusmittaukset moottoripenkissä ja kenttätesteissä antoivat yhdensuuntaiset, samaa suuruusluokkaa olevat tulokset. 15W-40 moottoriöljyjen vaihtaminen 0W- / 5W- tai 10W-30 luokan moottoriöjyyn mahdollistaa ~2% pienemmän polttoaineen kulutuksen Volvon moottoreissa ja 1% Scanian moottoreissa. Lisäksi ohuemmilla ja/tai suorituskykyisemmillä voimansiirtolinjan öljyjen käytöllä on mahdollista saavuttaa 0.5% säästö polttoaineen kulutukseen Voiteluaineilla voidan saavuttaa muutaman, 1-33 %-yksikön% säästö polttoaineen kulutuksessa. Samalla pakokaasupäästöt ilmakehään pinentyvät! 16

1% Scanian moottoreissa. Lisäksi ohuemmilla ja/tai suorituskykyisemmillä voimansiirtolinjan öljyjen käytöllä on mahdollista saavuttaa 0.

Samankaltaiset tiedostot

POLTTOAINEEN LAADUN VAIKUTUS POLTTOAINEEN KULUTUKSEEN RASKAASSA DIESELMOOTTORISSA

PROJEKTIRAPORTTI PRO3/P5115/04 04.02.2004 POLTTOAINEEN LAADUN VAIKUTUS POLTTOAINEEN KULUTUKSEEN RASKAASSA DIESELMOOTTORISSA Kirjoittajat Timo Murtonen Julkisuus: Julkinen VTT PROSESSIT Suorittajaorganisaatio