• Płyny w pojazdach – jakie wyzwania dla warsztatów oznaczają? Co z obsługą pojazdów elektrycznych, jakie oleje dobrać do reduktorów? 
• Wielobiegowe skrzynie określają kierunek zmian w sektorze olejowym. 
• Serwis reduktora EV: krok po kroku. 

Większość pojazdów elektrycznych (electric vehicle – EV) ma jednostopniową przekładnię redukcyjną, która przenosi moment obrotowy z silnika na koła. Prosta konstrukcja jest możliwa dzięki temu, że w przeciwieństwie do silników spalinowych jednostki elektryczne dostarczają maksymalny moment od zerowych obrotów.

Silnik elektryczny zachowuje wysoką efektywność w szerokim zakresie prędkości. To pozwala zrezygnować z klasycznych skrzyń biegów, choć istnieją wyjątki (jak w modelach Porsche Taycan i Audi e-tron GT z przekładnią dwubiegową na tylnej osi, zaprojektowaną dla poprawy osiągów i zasięgu przy wysokich prędkościach).

Reduktor (często nazywany w EV skrzynią biegów), choć konstrukcyjnie prostszy, pracuje w znacznie trudniejszych warunkach niż tradycyjne przekładnie: wałek wejściowy przekładni osiąga prędkość rzędu 10–20 tys. obr./min, która wynika z charakterystyki pracy silnika elektrycznego, występują wyższe temperatury pracy ze względu na bezpośrednie połączenie z jednostką napędową, znajduje się w bezpośrednim sąsiedztwie układów wysokiego napięcia (400–800 V).

Dodatkowo brak klasycznego okresu „rozgrzewania” oznacza natychmiastowe obciążenie oleju pełnym momentem. To sprawia, że zastosowany olej musi łączyć funkcje smarowania, chłodzenia i izolacji elektrycznej, działając w temperaturach roboczych 80–120°C.

SYSTEM E-AXLE – integracja napędu w jednej obudowie

Coraz częściej producenci stosują kompaktowe systemy e-Axle, w których w jednej obudowie zintegrowano silnik elektryczny, elektronikę mocy (inwerter) i przekładnię redukcyjną. Takie rozwiązanie jest tańsze, prostsze w produkcji i efektywniejsze energetycznie, ale stawia jeszcze wyższe wymagania płynom eksploatacyjnym.

Olej reduktora może dodatkowo chłodzić uzwojenia silnika elektrycznego poprzez bezpośredni kontakt lub wymienniki ciepła oraz mieć kontakt z elementami wykonanymi z miedzi, aluminium i różnorodnymi materiałami izolacyjnymi.

W takich układach kluczowe stają się wła-ściwości dielektryczne oleju – wysoka wytrzymałość elektryczna i niska przewodność zapobiegają zwarciom. Utrata właściwości izolacyjnych może prowadzić do uszkodzeń kosztownych podzespołów elektronicznych.

Wyzwania związane z płynami w pojazdach 

Producenci olejów podkreślają, że eksploatacja przekładni redukcyjnych w samochodach elektrycznych stawia przed płynami kilka unikalnych wyzwań:

• Kompatybilność z miedzią – nieodpowiedni olej może przyspieszać korozję uzwojeń wykonanych z miedzi.
• Przewodność elektryczna – płyn musi mieć ściśle kontrolowane właściwości elektryczne, ponieważ zbyt wysoka przewodność może powodować zwarcia, a zbyt niska utrudnia odprowadzanie ładunków elektrostatycznych.
• Przewodność cieplna – tylko oleje o wysokiej przewodności cieplnej skutecznie chłodzą silnik i przekładnię.
• Stabilność lepkości – niska lepkość jest korzystna dla sprawności i zasięgu, ale nie może prowadzić do utraty filmu smarnego i wzrostu zużycia przekładni.
• Odporność na wysoki moment obrotowy – EV generują pełny moment od zerowych obrotów (w przeciwieństwie do silników spalinowych), co mocno obciąża zęby kół przekładni od momentu ruszenia pojazdu.

Oleje dedykowane do EV – kluczowe parametry techniczne 

W przypadku olejów dla reduktorów w pojazdach elektrycznych coraz częściej spotyka się szczegółowe dane techniczne, które nie są jedynie marketingowymi hasłami – producenci informują o lepkości, gęstości, zgodności materiałowej, a także strukturze dodatków. Warsztat, który zna te parametry, lepiej zrozumie, jakie są wymagania producenta pojazdu i jaki olej faktycznie spełnia warunki stosowane w samochodach elektrycznych.

Przykładowo: ZF Lifeguard eFluid 1 to olej przekładniowy w pełni syntetyczny o gęstości około 0,836 kg/l przy 15°C oraz lepkości kinetycznej w temperaturze 40°C rzędu 19,2 mm²/s. Tradycyjne oleje przekładniowe GL-5 lub ATF, mimo zbliżonej lepkości, nie zapewniają wymaganej odporności dielektrycznej ani nie chronią miedzianych uzwojeń w układach mokrych silników elektrycznych.

Podobne podejście widać w ofercie Castrol ON EV Transmission Fluids, które producent rozróżnia w zależności od konstrukcji silnika elektrycznego. Olej Castrol ON EV Transmission Fluid W3 to w pełni syntetyczny olej przeznaczony do przekładni współpracujących z tzw. mokrymi silnikami elektrycznymi.

Castrol ON EV Transmission Fluid W5 to formuła o obniżonej lepkości, zaprojektowana z myślą o jeszcze lepszym chłodzeniu i zredukowanej przewodności elektrycznej. Ma to kluczowe znaczenie przy eksploatacji silników o dużej mocy i pracy pod wysokim obciążeniem.

Firma TotalEnergies odpowiada na wyzwania EV linią „EV Fluids”, w której wyróżnia 3 technologie:

• Insulat.Ion Augmented zapewnia izolację elektryczną komponentów elektrycznych i hybrydowych. 
• Thermo.Control Augmented umożliwia kontrolę temperatury oraz chłodzenie ogniw baterii, zwłaszcza podczas dużego obciążenia i szybkiego ładowania.
• Compatibility Augmented jest zoptymalizowana pod kątem e-transmisji z uwzględnieniem kompatybilności materiałowej (miedź, elastomery, polimery), ochrony przed zużyciem i korozją.

Z kolei Ravenol rozwija dedykowaną linię płynów EV-Synto, opartych na nowoczesnych bazach syntetycznych. Produkty te charakteryzują się m.in. wysoką stabilnością termiczną, ochroną uzwojeń silnika wykonanych z miedzi, kontrolowaną przewodnością elektryczną oraz odpornością na korozję. To parametry kluczowe dla niezawodnej pracy – zarówno zintegrowanych układów e-Axle, jak i coraz częściej spotykanych wielobiegowych przekładni w samochodach elektrycznych.

Jakie zalecenia dają producenci elektryków? 

Najważniejsze dla warsztatów są wytyczne producentów pojazdów elektrycznych. To one decydują, czy olej ma być wymieniany okresowo, czy też ma być używany przez cały okres eksploatacji pojazdu.

MOŻE ZAINTERESUJE CIĘ TAKŻE

Oleje i smary

Jakie płyny i oleje są niezbędne w elektrykach

Samochody elektryczne zyskują na popularności dzięki swojej ekologicznej naturze i niższym kosztom eksploatacji w porównaniu z tradycyjnymi samochodami spalinowymi. 

Praktyka pokazuje znaczne różnice w podejściu między producentami. Nissan LEAF – instrukcja obsługi jednoznacznie wskazuje, że reduktor ma być zalany wyłącznie płynem Nissan Matic SATF. Producent ostrzega, że użycie innych olejów grozi uszkodzeniem przekładni redukcyjnej oraz utratą gwarancji. W planie serwisowym przewidziano inspekcję co 24 tys. km lub 12 miesięcy, nawet jeśli olej nie jest wymieniany rutynowo.

Hyundai IONIQ 5/6 oraz Kia EV6 – koreańscy producenci nakazują kontrolę reduktora co 60 tys. km. Brak bagnetów wymusza wizytę w autoryzowanym serwisie, który ma odpowiednie narzędzia diagnostyczne.

Tesla Model 3 oraz Model Y – w harmonogramie konserwacji nie przewidziano żadnej wymiany oleju reduktora. Oficjalnie to olej na cały okres eksploatacji pojazdu. W dokumentacji serwisowej znajdują się jednak szczegółowe procedury spuszczania i napełniania płynu w przekładni. Oznacza to, że wymiana jest możliwa i wykonywana przy naprawach lub na życzenie klienta, mimo że nie jest częścią rutynowego serwisu.

W przypadku starszych egzemplarzy Tesli Model S oraz Model X, produkowanych do ok. 2018 r., w dokumentacji pojawiały się zapisy o wymianie płynu przekładniowego po upływie 12 lat lub przy przebiegu 240 tys. km. Na forach internetowych można znaleźć relacje właścicieli, którzy twierdzą, że niektórzy dealerzy sugerowali znacznie krótsze interwały – nawet coroczną wymianę, zwłaszcza przy intensywnej eksploatacji.

Warto jednak podkreślić, że nie było to oficjalne stanowisko producenta i później z tej praktyki zrezygnowano. W nowszych modelach Tesli procedura wymiany płynu już nie figuruje w harmonogramach serwisowych. BMW iX/i4 – niemiecka marka stosuje podejście hybrydowe: oficjalnie na cały okres eksploatacji, ale z możliwością wymiany co 100 tys. km. w przypadku intensywnej eksploatacji. Podobne stanowisko zajmują Audi e-tron i Mercedes EQS, pozostawiając decyzję o wymianie serwisantom w zależności od warunków użytkowania pojazdu.

Serwis reduktora EV – kontrola i wymiana oleju 

Dla warsztatów najważniejsze jest rozróżnienie między kontrolą a wymianą. Kontrola obejmuje sprawdzenie szczelności zbiornika, poziomu płynu, ocenę korka magnetycznego i ewentualne pobranie próbki.

Wymiana wykonywana jest w określonych sytuacjach: przy naprawach reduktora, stwierdzonych wyciekach, przegrzewaniu reduktora lub silnika elektrycznego, lub zużyciu oleju. Przykładowa procedura serwisowa obejmuje:

• odkręcenie magnetycznego korka spustowego i spuszczenie oleju (proces powinien trwać kilka minut – Tesla podaje ok. 10 min),
• inspekcję osadów zebranych na magnesie,
• zastosowanie nowej uszczelki i przykręcenie korka spustowego,
• napełnienie odpowiednią ilością oleju zgodnego z zaleceniami producenta pojazdu,
• kontrolę szczelności po krótkiej jeździe testowej.

Należy także pamiętać o aspektach gwarancyjnych – użycie nieautoryzowanego płynu może być podstawą do odmowy pokrycia kosztów naprawy przez producenta pojazdu.

Konsekwencje użycia niewłaściwych olejów 

Zastosowanie płynów niespełniających wymagań producenta może prowadzić do poważnych problemów. Oprócz typowego zużycia elementów mechanicznych i przegrzewania oleju w pojazdach elektrycznych występuje dodatkowo ryzyko:

• przyspieszonej korozji miedzi w uzwojeniach silnika elektrycznego,
• zakłóceń pracy inwertera i elektroniki mocy w układach e-Axle,
• utraty właściwości dielektrycznych i wystąpienia zwarć,
• utraty gwarancji producenta pojazdu.

Wielobiegowe skrzynie i nowe plany 

Choć większość EV korzysta z jednostopniowych reduktorów, branża powraca do idei przekładni wielobiegowych. Porsche Taycan i Audi e-tron GT już dziś stosują dwubiegową skrzynię na tylnej osi. Z kolei ZF twierdzi, że EV mogłyby skorzystać z trzybiegowych przekładni – z najniższym biegiem do holowania i trudnych podjazdów, średnim do codziennej jazdy i najwyższym do szybkiej jazdy autostradowej.

Po przekroczeniu 70 km/h skrzynia przerzuca przełożenie na wyższy bieg, obniżając obroty silnika dla większej efektywności, co może dać nawet 5% większy zasięg na autostradzie. Firma ZF produkuje już trójbiegową przekładnię montowaną na osi, która oferuje wysoki moment na kołach i lepszy zasięg, chociaż nie ogłoszono jeszcze, które marki ją zastosują.

Równolegle ZF rozwija 8HP evo – ośmiobiegową przekładnię automatyczną dla pojazdów hybrydowych, która w wersji spalinowo-elektrycznej (plug-in hybrid electric vehicle – PHEV) oferuje moc elektryczną do 200 kW maksymalny moment elektryczny 600 Nm. Widać więc wyraźnie, że przyszłość to nie tylko pojazdy EV, ale też zaawansowane hybrydy wymagające zastosowania specjalistycznych płynów.

Wraz z nowymi rozwiązaniami pojawiają się wyższe wymagania dla płynów – stabilność lepkości w szerszym zakresie prędkości i temperatur, odporność na pienienie, jeszcze wyższa przewodność cieplna oraz kompatybilność z coraz bardziej zaawansowanymi układami elektronicznymi. Producenci olejów muszą zatem nadążyć za ewolucją technologii napędowych.

Źródło: Materiały redakcyjne