Témata
Reklama

Porovnanie odolnosti minerálnych olejov

Príspevok sa zaoberá porovnaním zmeny viskozitných charakteristík minerálnych automobilových olejov rôznych výrobcov v závislosti na kontaminácii oleja a tepelnej záťaži. Analyzované oleje sú určené pre používanie v zážihových a vznetových motoroch. Výsledkom analýz je určenie najvhodnejšieho typu oleja v závislosti na jeho odolnosti voči zriedeniu naftou, teplote a obsahu aditív zlepšujúcich VI (viskozitný index) pre používanie v naftových motoroch.

Medzi najdôležitejšie vlastnosti mazacích olejov je ich schopnosť priľnavosti k povrchu mazanej súčasti a vytvorenie súvislej vrstvy s dostatočnou únosnosťou a s malým vnútorným odporom trenia počas prevádzky stroja. Mazaciu schopnosť oleja najlepšie vyjadruje viskozita. Viskozita oleja nie je veličina stála. Je práve naopak veľmi premenlivá a závislá na teplote, tlaku, druhu prúdenia a na látkovom zložení mazacieho oleja [1].

Nedodržanie prevádzkových podmienok stroja alebo netesnosti palivového alebo chladiaceho systému sú najčastejšou príčinou nepriaznivej zmeny hodnoty viskozity. Pri nadmernom zaťažení sa zvyšuje prevádzková teplota a tlak. Netesnosti systému umožňujú prenikanie nežiadúcich kvapalín do olejového systému a následne vedú k zmene viskozity oleja. V dôsledku toho dochádza k nepriaznivému poklesu viskozity oleja, nadmernému opotrebovaniu trecích častí a zvýšenej degradácii oleja. Zanedbaním údržby strojov a dlhodobým pôsobením nafty v olejovom systéme dochádza k vzniku úsad a poklesu mazacej schopnosti oleja. Vplyv teploty a tlaku všetky chemické procesy v oleji urýchľuje a produkty opotrebovania trecích častí pôsobia ako katalyzátory oxidácie [2].

Reklama
Reklama
Reklama
Priebeh viskozity olejov v závislosti na riedení s naftou
Priebeh viskozity olejov v závislosti na teplote
Hodnoty bodu vzplanutia a bodu odparovania
Zväčšenie objemu olejov po zahriatí na bod vzplanutia

Viskozita a viskozitný index

Častým problémom vyskytujúcim sa v prevádzke naftových motorov je štartovanie v zimnom období. V našich klimatických podmienkach sa najčastejšie používajú oleje do teplôt –15 až –20 °C, ale nie všetky poskytujú jednoduché štartovanie za hraničných teplôt. Pri hraničných teplotách záleží na základe oleja, z čoho bol daný olej vyrobený a aký je obsah jeho aditív zlepšujúcich VI. Viskozita a viskozitno-teplotná závislosť charakterizovaná viskozitným indexom je dôležitá vlastnosť maziva, ktorá je odvodená od chemického zloženia kvapalného maziva. Všeobecne viskozita rastie s veľkosťou molekúl. Z uhľovodíkov majú najmenšiu viskozitu alkány. Viskozita cykloalkánov i aromátov pri rovnakej molekulovej hmotnosti s počtom kruhov rastie. Pri zväčšujúcom počte kruhov v molekule sa zväčšuje viskozita výraznejšie v polyaromátoch ako v polycykloalkánoch. Charakter a štruktúra zlúčenín prítomných v kvapalnom mazive rovnakým spôsobom ovplyvňuje i zmenu jeho viskozity s teplotou. N-alkány a iso-alkány majú vysoký VI. N-alkány sa musia z olejov odstraňovať odparafínovaním, lebo majú vysoký bod tuhnutia. Iso-alkány majú výborné nízko teplotné vlastnosti. Cyklické uhľovodíky majú VI horší než alkány. S rastúcim pomerom cyklicky viazaných uhlíkov k uhlíkom alkánovým v molekule klesá VI, ale zároveň sa zlepšujú ich nízkoteplotné vlastnosti. Aromáty majú nízky VI a nižšiu odolnosť voči teplote ako nasýtené uhľovodíky [3]. Vysoká hodnota viskozitného indexu olejov znamená, že zmena viskozity je pri zmene teploty malá.

Odparovanie maziva v prevádzke je dôležitým činiteľom z hľadiska strát oleja a bezpečnosti pri jeho použití a manipulácii. Odparovanie olejov pripravených z ropy sa zmenšuje prípravou veľmi úzkych frakcií. Horľavosť a možnú tvorbu výbušných zmesí olejových pár so vzduchom je možné posudzovať pomocou stanovenia bodu vzplanutia a bodu horenia, čo súvisí s chemickým a frakčným zložením oleja [4].

Našou úlohou bolo zistiť, ktorý z vybraných olejov je najviac odolný prevádzkovým podmienkam a problémom, ktoré sa v prevádzke najčastejšie vyskytujú. Preto boli na zistenie odolnosti olejov vybraté skúšky, ktoré sú popísané v nasledujúcej časti článku.

Analýzy olejov

Skúška odolnosti olejov v závislosti od riedenia

Analýza bola vykonaná meraním doby prietoku oleja v závislosti s riedením oleja s naftou. Objem pridanej nafty v olejoch bol 5 % obj. a 10 % obj. Merala sa aj doba prietoku čistého oleja bez pridania nafty. Na analýzu bol použitý Fordov prietokový pohárik. Je to pohárik z nehrdzavejúcej ocele o objeme 100 ml s uzatváracím kohútom prichyteným na stojane. Doba prietoku bola meraná pre objem 100 ml.

Skúška odolnosti olejov v závislosti od teploty

Analýza bola vykonaná meraním doby prietoku oleja s rastúcou teplotou. Olej bol ohrievaný na teploty 50, 100 a 150 °C. Prietok oleja bol meraný aj pri laboratórnej teplote 25 °C. Na analýzu bol rovnako použitý Fordov prietokový pohárik. Doba prietoku bola meraná pre olej s objemom 100 ml.

Stanovenie bodu vzplanutia a bodu odparovania

Bod vzplanutia je najnižšia teplota, pri ktorej pary oleja po priblížení plameňa vzplanú a okamžite zhasnú. Je to bezpečnostná a kvalitatívna charakteristika čistých olejov. Závisí od zloženia oleja, čiže od jeho destilačnej frakcie. Bod vzplanutia bol stanovený v otvorenom tégliku pomocou vyhrievacej komory BV 90. Vyhrievacia komora je odporová pec vybavená topným telesom, ktorá slúži na ohriatie vzorky s digitálnym zaznamenávaním teploty. Prístroj je vybavený horákom s prívodom plynu umiestneným nad ohrievanou vzorkou.

Bod odparovania vyjadruje teplotu, pri ktorej sa nad ohrievaným olejom vyvíjajú viditeľné pary, ale nedošlo ešte k ich vzplanutiu.

Zisťovanie zmeny objemu oleja

Skúška bola vykonaná meraním objemu oleja po zohriatí na teplotu jeho bodu vzplanutia a porovnaná s objemom oleja pred zahriatím. S nárastom teploty rastie objem oleja vplyvom množstva aditív zlepšujúcich VI. Väčší obsah VI aditív zlepšuje štartovaciu schopnosť olejov pri nízkych teplotách.

Vyhodnotenie výsledkov

Z  piatich olejov určených pre prevádzku vznetových motorov bolo na základe porovnávania absolútnych hodnôt nameraných viskozít zistené, že najvhodnejší je olej s označením 3. Tento olej bol najodolnejší vplyvu nafty a teploty. V skúške na stanovenie bodu odparovania a bodu vzplanutia bol na treťom mieste. Pri stanovení odolnosti pri nízkych teplotách sa umiestnil na druhom mieste.

Doc. Ing. Hekmat Al Hakim, CSc., RNDr. Janka Mihalčová, PhD., Ing. Ľuba Bičejová

Katedra prevádzky technologických systémov

Fakulta výrobných technológií TU v Košiciach so sídlom v Prešove

Literatúra:

[1] Al Hakim, H., Blažovský, J.: Tribológia a servis strojov. Prešov 2002, TU FVT, ISBN 80-7099-875X

[2] Mihalčová, J., Beník, J.: Hodnotenie technického života mazacích kvapalín. Štúdia, Košice, VLTSÚ Košice, 2004

[3] Václavíčková, I.: Výroba a vlastnosti základových olejů. Tribotechniké informace, 1, 2005, str. 4–7

[4] Blaškovič, P., Balla, J., Dzimko, M.: Tribológia. Alfa Bratislava 1990, ISBN 80-05-00633-0

FVT TU Košice

//web.tuke.sk/fvtpo/

mihalcja@fvt.sk

Reklama
Vydání #5
Kód článku: 80512
Datum: 12. 05. 2008
Rubrika: Trendy / Průmyslové kapaliny
Autor:
Firmy
Související články
Nanoaditivace lubrikantů

Využití nanomaziv v moderních technologiích zaznamenává výrazný pokrok. Nanomazivo je nový prostředek skládající se z částic o velikosti nanometrů rozptýlených v základním mazivu. Použití nanoaditiv ve formě nanočástic má vysokou účinnost z důvodu jejich vysoké chemické a biologické aktivity. Aditivace maziv nanočásticemi je jednou z možných cest k řešení problémů s likvidací bakterií a tím zlepšení biologické, chemické a technologické stability procesních kapalin. V článku je sledován vliv aditivace lubrikantů nanočásticemi oxidu křemičitého (SiO2) na součinitel tření a opotřebení.

Výzvy při lisování hliníku

Vzhledem k neustále se zvyšujícím požadavkům na snižování spotřeby paliv automobilovém průmyslu, musí výrobci hledat cesty ke snižování hmotnosti automobilů všech produktových řad. Vedle používání ocelí AHSS a UHSS jsou hliníkové slitiny velmi atraktivní a životaschopnou možností pro výrobce. Novější typy oceli mohou být zpracovány podobným způsobem původně používaným po generace. Hliníkové materiály mají mnoho výhod i nevýhod oproti oceli, které musí být pečlivě zváženy.

Maziva pro potravinářský průmysl

Společnost Fuchs vyrábí oleje a maziva už více než 85 let – pro téměř všechny aplikace a odvětví. S více než sto tisíci zákazníky a padesáti společnostmi po celém světě je Fuchs předním světovým nezávislým výrobcem olejů a maziv.

Související články
Vlastnosti moderních plastických maziv

Průmyslová odvětví neustále vyhledávají plastická maziva, jež nabízejí nejkvalitnější technické parametry mazání – lepší mechanickou stabilitu, zvýšenou odolnost vůči smyku a vodě, účinnější ochranu proti korozi a stálý výkon jak při vysokých, tak nízkých teplotách.

Reklama
Reklama
Reklama
Reklama
Související články
Vynález bezolejového technologického maziva

Před 35 lety v klidné ulici v Evanstonu (USA) vyvinul Art Dampts vůbec první vysoce výkonné bezolejové mazivo pro lisování kovů. Pan Dampts strávil většinu své kariéry ve výzkumném centru IRMCO, které nyní nese jeho jméno.

Čistící síla pro hydraulické systémy

Majitelé podniků a provozovatelé strojů neustále hledají nové způsoby, jak zefektivnit produktivitu výroby a zvýšit svou konkurenceschopnost. Údržba hydraulických zařízení se však stále více potýká se znečištěním hydraulického systému kaly a usazeninami. Tyto usazeniny snižují efektivitu práce strojů, způsobují zbytečné prostoje a snižují celkovou produktivitu práce a navyšují celkové náklady.

MKU_Maziva pro obrábění ozubených kol

Ještě před několika lety se musela k dosažení optimálního obrobení ozubených kol použít velká paleta různých obráběcích kapalin, situaci navíc komplikovaly různorodé povrchy a tepelné zatížení. Dnes je situace přehlednější. Vhodným výběrem pokročilých obráběcích kapalin lze výrobu ozubených kol významně zefektivnit.

Plastické mazivo pro vysoce zatížená ložiska

Plastická maziva typu Total Ceran využívají moderní typ zpevňovadla na bázi modifikovaného kalciumsulfonátového komplexu.

Filtrace kapalin odstředivou silou

Firma technology-support, s. r. o., výhradní zástupce renomovaného výrobce vysokotlakých chladicích systémů ChipBlaster, nyní nabízí pod obchodním názvem CentraBlast filtrační čerpadla na bázi odstředivky.

Oleje pro operace lisování

Lze i dnes výrazně snížit náklady a zvýšit produktivitu při tváření kovů za studena? Proces tváření za studena je doprovázen třením, proto je nutné použít mazivo, které zabraňuje zadírání nástrojů. Tím se sníží deformační odpor a zvýší kvalita povrchu tvářeného dílu. Srovnáme-li spotřebu klasických olejů při lisování s ekologickými oleji, pak oleje řady Luba a Solester na bázi rostlinných esterů a polymerů, vyvinuté společností Molydal, vykazují nižší množství spotřebovaného oleje na vylisování stejného výlisku, prodlužují životnost lisovacích nástrojů, neobsahují žádné nebezpečné látky a jsou snadno odstranitelné. Při jejich výrobě se používají látky z obnovitelných přírodních zdrojů.

Servisní zásah zabránil odstávce kulového mlýnu

I při poruše klíčového zařízení pro zpracování suroviny lze díky použití opravného mazání zabránit přerušení výroby a s tím spojeným ztrátám.

Mycí stůl pro biologické čištění součástí

Pro ekologické čištění strojních dílů jsou nabízeny mycí stoly, které čistí na biologické bázi. V jakých případech jsou tyto stoly na mytí součástek vhodné? Co dokážou? A co nedokážou?

Kompaktní trubkový výměník tepla s lamelami

Trubkový výměník s lamelami na straně oleje je optimální pro chlazení oleje v mazacích nebo hydraulických agregátech. Je velmi kompaktní, vysoce účinný, spolehlivý a s výborným poměrem výkonu a ceny.

Elektroizolační oleje

Elektroizolační oleje nebo též transformátorové oleje se používají do výkonných transformátorů, kde plní chladicí a izolační funkci. Můžeme se tedy setkat s transformátory, které jsou chlazeny vzduchem (malé transformátory), s velkými transformátory chlazenými olejem nebo s transformátory bez olejové náplně (vinutí je zalito v izolační pryskyřici).

Reklama
Předplatné MM

Dostáváte vydání MM Průmyslového spektra občasně zdarma na základě vaší registrace? Nejste ještě členem naší velké strojařské rodiny? Změňte to a staňte se naším stálým čtenářem. 

Proč jsme nejlepší?

  • Autoři článků jsou špičkoví praktici a akademici 
  • Vysoký podíl redakčního obsahu
  • Úzká provázanost printového a on-line obsahu ve špičkové platformě

a mnoho dalších benefitů.

... již 25 let zkušeností s odbornou novinařinou

      Předplatit