OCENA WŁAŚCIWOŚCI TRIBOLOGICZNYCH OLEJÓW SILNIKOWYCH

Transkrypt

1 T R I B O L O G I A 61 Jn GUZIK * OCENA WŁAŚCIWOŚCI TRIBOLOGICZNYCH OLEJÓW SILNIKOWYCH ASSESSMENT OF TRIBOLOGICAL PROPERTIES OF MOTOR OILS Słow kluczowe: chrkterystyk triologiczn olejów, ociążenie zcierjące, zużycie Key-words: triologicl chrcteristic of oils, seizing lod, wer Streszczenie W rtykule przedstwiono wyniki dń triologicznych hndlowych olejów silnikowych, świeżych orz z eksplotcji. Porównno też wyniki dl próek modelowych z dodtkmi przeciwzużyciowymi. Bdni wykonno w zmodernizownym prcie czterokulowym orz w mszynie MT-1. Wyznczono ociążenie zcierjące dnych próek. Dl wyrnych olejów zmierzono też zużycie próek stlowych podczs długotrwłej współprcy węzł mszyny MT-1 smrownego dnymi olejmi. Zużycie próek stlowych podczs smrowni różnymi olejmi porównno n Rys. 4 i 7. * Politechnik Rdomsk, Instytut Eksplotcji Pojzdów i Mszyn, ul. Chrorego 45, Rdom.

2 62 T R I B O L O G I A Opisną procedurę utor uwż z dorą podstwę do oceny włściwości triologicznych olejów smrowych. WPROWADZENIE W poprzednich rtykułch przedstwiono wyniki oznczeń ociążeni zcierjącego dl różnych płynów eksplotcyjnych [L. 1, 2]. Bdni wykonno w zmodernizownym prcie czterokulowym z szykością nrstni ociążeni wynoszącą 40 N/s [L. 3]. Podone szykości nrstni ociążeni stosowne yły wg włoskiej normy [L. 4] i w dnich innych utorów [L. 5]. Rysunek 1 ilustruje wpływ lepkości oleju orz oecności w oleju dodtku przeciwzużyciowego (AW), Rys. 2 przedstwi wpływ rodzju i zwrtości dodtku AW w oleju zowym n ociążenie zcierjące. Skłd próek olejowych podno w Teli c Moment trci [Nm] Ociążenie [N] Rys. 1. Fig. 1. Porównnie ociążeni zcierjącego wyznczonego w prcie czterokulowym z ociążeniem nrstjącym z szykością 40 N/s: ) olej npędowy, ) olej zowy (Hydrorfint II), c) olej zowy + 2% dodtku AW1 The comprison of seizing lod determined in FBA with growing lod t the rte of 40 N/s: ) diesel oil, ) se oil (Hydrorfint II), c) se oil + 2% dditive AW1

3 T R I B O L O G I A Moment trci [Nm] c Ociążenie [N] Rys. 2. Porównnie ociążeni zcierjącego: ) 2%AW1, ) 5%AW1, c) 2%AW2 Fig. 2. The comprison of seizing lod: ) 2%AW1, ) 5%AW1, c) 2%AW2 Porównnie n Rys. 1 pokzuje pewien wpływ lepkości n ociążenie zcierjące. Okzuje się, że oecność dodtku AW zncznie rdziej podwyższ ociążenie zcierjące (Rys. 1 i 2). Otrzymne wyniki potwierdzją przydtność proponownej metody do wstępnego porównni prmetrów triologicznych płynów eksplotcyjnych. Anlogiczne oznczeni wykonno (i przedstwiono w rtykule) tkże dl innych próek olejowych. Dokłdniejsz ocen włściwości triologicznych możliw jest w rdziej skomplikownych oznczenich, np. w węźle mszyny MT-1, gdzie możn wyznczyć zużycie metlowych próek. METODA BADAŃ I OZNACZENIA BADANYCH PRÓBEK Oznczono ociążenie zcierjące w prcie czterokulowym (z szykością nrstni ociążeni 40 N/s), dl wyrnych próek tkże zużycie stlowych próek. Pomiry w mszynie MT-1 wykonno wg oprcownej wcześniej procedury [L. 6]. Po przygotowniu węzł trci i zlniu go dnym olejem zmierzono kolejno: ) zleżność współczynnik trci od ncisku jednostkowego, ) zużycie w czsie długotrwłej współprcy węzł z dnym olejem (dociernie węzł), c) zleżność jk w punkcie ),

4 64 T R I B O L O G I A le po docierniu węzł. Wyniki zpisywno n ieżąco w komputerze i przeliczno n jednostki fizyczne po zkończeniu pomirów. Oznczeni wg ) i c) wykonno w wrunkch trci miesznego (v = 0,1 m/s; p = 0 25 MP). W rtykule przedstwiono zmierzoną wrtość zużyci oydwu próek stlowych (po uśrednieniu) podczs docierni wg pkt. ) przy ustlonych wymuszenich: v = 0,4 m/s; p = 12,5 MP. Opisne oznczeni zużyci próek stlowych wykonno w zmodernizownej mszynie trciowej MT-1 pokznej n Rys. 3 [L. 7]. W Teli 1 podno skłd i lepkości kinemtyczne dnych próek. Prók 10 różni się zncznie lepkością od próki 8, gdyż n dolewki podczs eksplotcji stosowno olej 0W/40. c Rys. 3. Widok mszyny MT-1 (), jej węzł trci () orz schemt węzł trci (c): 1 prók stlow, 2 przeciwprók, 3 prók dnego oleju, T tempertur, v prędkość ślizgni, p ncisk jednostkowy Fig. 3. View of MT-1 mchine (), its friction pir () nd scheme of friction pir (c): 1 steel smple, 2 ntismple, 3 smple of tested oil, T-temperture, v sliding speed, p pressure

5 T R I B O L O G I A 65 Tel 1. Skłd i lepkość kinemtyczn dnych próek Tle 1. Composition nd kinemtic viscosity of the test smples Nr próki Oznczenie i skłd próki olejowej Lepkość kinemtyczn w temperturze 40ºC, mm 2 /s 1 Olej npędowy 2,76 2 Olej zowy hydrorfint II (H2) 92,13 3 AW1, 2% roztwór dodtku AW, rodzj 1 w H2 91,4 4 AW1, 5% roztwór dodtku AW, rodzj 1 w H2 86,1 5 AW2, 2% roztwór dodtku AW, rodzj 2 w H2 88,4 6 Olej silnikowy SAE 15W/40, SF/CC 117,58 7 Olej silnikowy SAE 10W/40 107,70 8 Olej silnikowy SAE 5W/50, SJ/CF 105,02 9 Prók nr 8 + 2% wody 105,37 10 Prók nr 8 po przeiegu ok. 20 tys. km 86,32 WYNIKI BADAŃ N Rysunku 4 porównno zużycie próek stlowych w węźle mszyny MT-1 smrownym olejmi modelowymi zwierjącymi dodtki AW, dl których n Rys. 2 przedstwiono ociążenie zcierjące c zużycie [!m] czs [h] Rys. 4. Zużycie próek stlowych podczs docierni węzł mszyny MT-1 smrownego olejem zowym z dodtkmi przeciwzużyciowymi: ) 2%AW1, ) 5%AW1, c) 2%AW2 Fig. 4. Wer of steel smples during running-in process in friction pir of MT-1 mchine luricted with se oil with nti-wer dditives: ) 2%AW1, ) 5%AW1, c) 2%AW2

6 66 T R I B O L O G I A N Rys. 5 porównno ociążenie zcierjące dl hndlowych olejów silnikowych opisnych w Teli ,5 4 Moment trci [Nm] 3,5 3 2,5 2 1,5 1 0, Ociążenie [N] Rys. 5. Ociążenie zcierjące podczs smrowni węzł olejem: ) pr. 6, ) pr. 7 Fig. 5. Sizing lod determined in FBA luricting with oil: ) smple 6, ) smple 7 N Rys. 6 porównno ociążenie zcierjące zmierzone podczs smrowni węzł świeżym olejem syntetycznym (prók 8 wg T. 1), tym smym olejem znieczyszczonym zemulgowną wodą (pr. 9) orz olejem po przeiegu 20 tys. km (pr. 10). N Rys. 7 porównno zużycie próek stlowych w węźle MT-1 smrownym tymi olejmi. Rys. 6. Ociążenie zcierjące wyznczone w prcie czterokulowym smrownym olejem: ) prók 8, ) prók 9, c) prók 10 Fig. 6. Sizing lod determined in FBA luricting with oil: ) smple 8, ) smple 9, c) smple 10

7 T R I B O L O G I A 67 Rys. 7. Porównnie zużyci próek podczs docierni węzł mszyny MT-1 smrownego olejem: ) prók 8, ) prók 9, c) prók 10 Fig. 7. The comprison wer of steel smples during running-in process in MT-1 mchine luricting with oil: ) smple 8, ) smple 9, c) smple 10 OMÓWIENIE WYNIKÓW I WNIOSKI Wyznczenie ociążeni zcierjącego jest dorą i szyką metodą porównni jkości olejów smrowych powżnie różniących się włściwościmi triologicznymi. Gdy różnice są niewielkie (linie i n Rys. 2, 5 orz 6), konieczne są dokłdniejsze oznczeni. Pomir zużyci próek stlowych w węźle mszyny MT-1 różnicuje tkie oleje. Wyniki n Rys. 4 pozwlją rozróżnić próki różniące się zwrtością dodtku AW. Z kolei Rys. 7 potwierdz, że dny olej syntetyczny po przeiegu 20 tys. km m jeszcze dore włściwości triologiczne (czyli wymieniono go zyt wcześnie), smrownie węzł emulsją wodno-olejową pogrsz zużycie próek jedynie w pierwszym okresie. N podstwie otrzymnych wyników możn sformułowć wnioski: 1. Pomir ociążeni zcierjącego może yć wstępną metodą oceny włściwości triologicznych płynów eksplotcyjnych. 2. Pomir zużyci próek stlowych w mszynie MT-1 różnicuje włściwości triologiczne dnych olejów. 3. Nleży wyjśnić w dlszych dnich, czy otrzymne wyniki zużyci próek przy smrowniu emulsją wodno-olejową dotyczą tylko dnego oleju, czy też innych olejów smrowych.

8 68 T R I B O L O G I A LITERATURA 1. Guzik J.: Chrkterystyki triologiczne płynów eksplotcyjnych, Triologi 2/2008, s Guzik J.: Pomir włściwości triologicznych olejów smrowych, Bezpieczeństwo i ekonomik użytkowni smochodów ciężrowych i utousów, wyd. PR. Rdom 2007, s Mciąg A., Olszewski W., Guzik J.: Czterokulow mszyn trci. Rozszerzenie możliwości dwczych w wrunkch zmiennych ociążeń, mt. konf. XXVI Szkoł Triologiczn, Łódź Niedzic 2003, s Norm FIAT Kłdoński T.: O normtywnych dnich smrności n prcie czterokulowym, Triologi, 1, 1990, s Guzik J.: Zminy włściwości triologicznych w procesie trci powodowne tworzeniem eksplotcyjnej wrstwy wierzchniej, Prce Nukowe Wydz. Mechnicznego Politechniki Rdomskiej, nr 1, 2002, s Guzik J., Mciąg A.: Mszyn MT-1 do dni włsności triologicznych ze zminą ncisku jednostkowego, mt. konf. XXVI Szkoł Triologiczn, Łódź Niedzic 2003, s Summry Recenzent: Andrzej KULCZYCKI Results of triologicl properties of fresh nd used commercil oils were presented in this rticle. Effects for model smples with ntiwer dditives were compred. We used Four Bll Apprtus (FBA) nd MT-1 mchine for the tests. Seizing lod of the smples wer determined. Wer of steel smples for selected oils during prolonged collortion MT-1 friction pir (luricted with tests oils) were mesured. Wer of steel smples during luriction process with vrious oils were compred in the Fig. 4 nd 7. The uthor considers descried procedure s good sis to ssessment of triologicl properties lue oils.