OCENA SMARNOŚCI MIESZANIN ESTRÓW METYLOWYCH KWASÓW TŁUSZCZOWYCH OTRZYMYWANYCH Z OLEJÓW ROŚLINNYCH W OLEJU NAPĘDOWYM



Podobne dokumenty
BADANIE SMARNOŚCI OLEJU NAPĘDOWEGO Z DODATKIEM ESTRÓW OLEJU RZEPAKOWEGO PRZY UŻYCIU APARATU HFRR

WPŁYW PALIWA RME W OLEJU NAPĘDOWYM NA WŁAŚCIWOŚCI SMARNE W SKOJARZENIU STAL ALUMINIUM

OCENA WŁAŚCIWOŚCI SMARNYCH WYBRANYCH PALIW POCHODZENIA ROŚLINNEGO I NAFTOWEGO

Ocena właściwości tribologicznych paliw roślinnych w aspekcie wpływu na proces zużycia aparatury wtryskowej silników o zapłonie samoczynnym

WŁASNOŚCI SMARNE WYBRANYCH KOMPOZYCJI BIOPALIW DO SILNIKÓW O ZAPŁONIE SAMOCZYNNYM

BADANIA SMARNOŚCI WYBRANYCH PALIW ZASTĘPCZYCH STOSOWANYCH W TRANSPORCIE SAMOCHODOWYM

BADANIA WŁAŚCIWOŚCI TRIBOLOGICZNYCH BRĄZU CuSn12Ni2 W OBECNOŚCI PREPARATU EKSPLOATACYJNEGO O DZIAŁANIU CHEMICZNYM

BADANIA ZUŻYCIA ELEMENTÓW UKŁADU WTRYSKOWEGO SILNIKA O ZAPŁONIE SAMOCZYNNYM ZASILANEGO PALIWAMI ROŚLINNYMI

OCENA WŁASNOŚCI SMARNYCH PALIW RZEPAKOWYCH EXAMINATION OF SAME RAPE FUEL LUBRICATION PERFORMANCES

OCENA ZUŻYCIA PALIWA PRZEZ SILNIK O ZAPŁONIE SAMOCZYNNYM PRZY ZASILANIU WYBRANYMI PALIWAMI

BADANIA WŁAŚCIWOŚCI TRIBOLOGICZNYCH BRĄZU CuSn12Ni2

Euro Oil & Fuel Biokomponenty w paliwach do silników Diesla wpływ na emisję i starzenie oleju silnikowego

OCENA ODPORNOŚCI NA UTLENIANIE ORAZ WŁAŚCIWOŚCI SMARNYCH KOMPOZYCJI OLEJU ROŚLINNEGO

ROZPORZĄDZENIE MINISTRA GOSPODARKI 1) z dnia 22 stycznia 2009 r. w sprawie wymagań jakościowych dla biopaliw ciekłych 2)

ROLA AKTYWNYCH POWIERZCHNIOWO POCHODNYCH SILIKONÓW JAKO DODATKÓW MODYFIKUJĄCYCH WŁAŚCIWOŚCI SMARNE WODY

WPŁYW DODATKU NA WŁASNOŚCI SMAROWE OLEJU BAZOWEGO SN-150

METODY BADANIA SMARNOŚCI I ICH ROZDZIELCZOŚĆ

OCENA PORÓWNAWCZA ZUśYCIA PALIWA SILNIKA CIĄGNIKOWEGO ZASILANEGO BIOPALIWEM RZEPAKOWYM I OLEJEM NAPĘDOWYM

ON INFLUENCE OF DIESEL OIL SORT ON FRICTION AND WEAR PROCESSES Tarkowski Piotr, Paluch Roman Katedra Pojazdów Samochodowych Politechnika Lubelska

WPŁYW NIEKONWENCJONALNYCH DODATKÓW: α BN, SFR I POLY TFE NA WŁAŚCIWOŚCI SMARNOŚCIOWE I REOLOGICZNE OLEJU BAZOWEGO

Leszek Gil *, Piotr Ignaciuk **

ZAKRES AKREDYTACJI LABORATORIUM BADAWCZEGO Nr AB 170

BADANIA WŁAŚCIWOŚCI TRIBOLOGICZNYCH POLIAMIDU PA6 I MODARU

NIEKTÓRE WŁASNOŚCI MIESZANIN OLEJÓW ROŚLINNYCH I PALIW DO SILNIKÓW O ZAPŁONIE SAMOCZYNNYM

Piotr Ignaciuk *, Leszek Gil **, Stefan Liśćak ***

BADANIA EKSPLOATACYJNE OLEJU RZEPAKOWEGO JAKO OLEJU SILNIKOWEGO

CZTEROKULOWA MASZYNA TARCIA ROZSZERZENIE MOŻLIWOŚCI BADAWCZYCH W WARUNKACH ZMIENNYCH OBCIĄŻEŃ

FUNCTIONAL AGRIMOTOR TESTING SUPPLIED BY THE VEGETABLE ORIGIN FUELS BADANIE FUNKCJONALNE SILNIKA ROLNICZEGO ZASILANEGO PALIWAMI POCHODZENIA ROŚLINNEGO

KSZTAŁTOWANIE WŁAŚCIWOŚCI UŻYTKOWYCH EKOLOGICZNYCH BAZ OLEJOWYCH ZŁOŻONYCH Z OLEJU RZEPAKOWEGO I PRODUKTÓW JEGO TRANSESTRYFIKACJI

Results of the tests on the lubricity of some biofuels

Ocena emisji składników spalin silnika wysokoprężnego zasilanego mieszaninami oleju napędowego z estrami metylowymi oleju rzepakowego

ROZPORZĄDZENIE MINISTRA GOSPODARKI. z dnia 9 grudnia 2008 r. w sprawie wymagań jakościowych dla paliw ciekłych. (tekst jednolity)

Ocena produktów przetwarzania olejów roślinnych pochodzących z małej agrorafinerii metodami chromatograficznymi

OCENA WPŁYWU PALIW DO SILNIKÓW O ZAPŁONIE SAMOCZYNNYM NA MOŻLIWOŚĆ ZACIERANIA ELEMENTÓW PAR PRECYZYJNYCH

T R I B O L O G I A 99. Alicja LABER *

WŁAŚCIWOŚCI TRIBOLOGICZNE WARSTWY POWIERZCHNIOWEJ CRN W WARUNKACH TARCIA MIESZANEGO

WZÓR RAPORTU DLA KOMISJI EUROPEJSKIEJ. 1. Informacje dotyczące instytucji sporządzającej raport.

Problemy z silnikami spowodowane zaklejonymi wtryskiwaczami Wprowadzenie dodatku do paliwa DEUTZ Clean-Diesel InSyPro.

WŁAŚCIWOŚCI TRIBOLOGICZNE OLEJÓW ROŚLINNYCH JAKO POTENCJALNYCH BAZ ŚRODKÓW SMAROWYCH

WPŁYW WYBRANYCH DODATKÓW TYPU CHO NA WARTOŚĆ NAPIĘCIA POWIERZCHNIOWEGO BAZOWEGO OLEJU NAPĘDOWEGO CON

NAFTA-GAZ wrzesień 2009 ROK LXV

WZÓR RAPORTU DLA RADY MINISTRÓW

BADANIA WŁAŚCIWOŚCI TRIBOLOGICZNYCH SMARU PLASTYCZNEGO MODYFIKOWANEGO PROSZKIEM PTFE I MIEDZI

OCENA POZIOMU ZUŻYCIA PALIWA PRZEZ SILNIK O ZAPŁONIE SAMOCZYNNYM PRZY ZASILANIU FAME I FAEE

WSPÓŁODDZIAŁYWANIE DODATKÓW TECHNOLOGICZNYCH ZAWARTYCH W OLEJACH HANDLOWYCH Z PREPARATEM EKSPLOATACYJNYM O DZIAŁANIU CHEMICZNYM

BADANIA NAD MODYFIKOWANIEM WARUNKÓW PRACY ŁOŻYSK ŚLIZGOWYCH SILNIKÓW SPALINOWYCH

Badanie zużycia stali 100Cr6 w środowisku paliw alternatywnych

ESTRY METYLOWE POCHODZENIA ZWIERZĘCEGO JAKO PALIWO ROLNICZE. mgr inż. Renata Golimowska ITP Oddział Poznań

WPŁYW BIODODATKÓW OTRZYMANYCH Z ODPADOWYCH PRODUKTÓW RAFINACJI OLEJU RZEPAKOWEGO NA WŁAŚCIWOŚCI TRIBOLOGICZNE ESTROWEGO OLEJU SMAROWEGO

PRZECIWZUŻYCIOWE POWŁOKI CERAMICZNO-METALOWE NANOSZONE NA ELEMENT SILNIKÓW SPALINOWYCH

Walidacja rozszerzonego zakresu stosowania metody HFRR do oceny smarności olejów napędowych z biokomponentami

ANALIZA PORÓWNAWCZA WŁASNOŚCI SMARNYCH OLEJU MASZYNOWEGO AN-46 PRZED I PO PROCESIE EKSPLOATACJI

Marlena Owczuk Biodiesel, a ochrona środowiska. Studia Ecologiae et Bioethicae 4,

BADANIA WPŁYWU PREPARATU EKSPLOATACYJNEGO O DZIAŁANIU CHEMICZNYM NA WŁASNOŚCI SMARNE OLEJU OBIEGOWEGO STOSOWANEGO W SILNIKACH OKRĘTOWYCH

Biopaliwo do silników z zapłonem samoczynnym i sposób otrzymywania biopaliwa do silników z zapłonem samoczynnym. (74) Pełnomocnik:

OKREŚLENIE SKŁADU FRAKCYJNEGO BIOPALIW ROLNICZYCH ZAWIERAJĄCYCH BIOKOMPONENT CSME

ZAKRES AKREDYTACJI LABORATORIUM BADAWCZEGO Nr AB 297

BIODEGRADOWALNE OLEJE SMAROWE DO PRZELOTOWYCH UKŁADÓW SMAROWANIA

WPŁYW WŁAŚCIWOŚCI PALIW MINERALNYCH I ROŚLINNYCH NA PRĘDKOŚĆ NARASTANIA CIŚNIENIA W PRZEWODZIE WTRYSKOWYM I EMISJĘ AKUSTYCZNĄ WTRYSKIWACZA

PROGRAM WDROŻENIA PALIW ALETERNATYWNYCH w MZK SŁUPSKS

Pakiet cetanowo-detergentowy do uszlachetniania olejów napędowych przyjaznych środowisku

BADANIA WŁAŚCIWOŚCI MIESZANINY OLEJU NAPĘDOWEGO Z ESTRAMI METYLOWYMI OLEJU RZEPAKOWEGO

TRANSCOMP XIV INTERNATIONAL CONFERENCE COMPUTER SYSTEMS AIDED SCIENCE, INDUSTRY AND TRANSPORT

CHARAKTERYSTYKI TRIBOLOGICZNE ROŚLINNYCH OLEJÓW BAZOWYCH DLA OLEJÓW HYDRAULICZNYCH

Korelacja wyników badań stabilności oksydacyjnej biopaliw silnikowych uzyskanych za pomocą testu Rancimat oraz Petrooxy

WSPÓŁCZYNNIK TŁUMIENIA AMPLITUDY SYGNAŁU EMISJI AKUSTYCZNEJ JAKO MIARA AKTYWNOŚCI POWIERZCHNIOWEJ DODATKÓW SMARNOŚCIOWYCH

OTRZYMYWANIE BIODIESLA W PROCESIE TRANSESTRYFIKACJI OLEJU ROŚLINNEGO

ZESZYTY NAUKOWE INSTYTUTU POJAZDÓW 1(97)/2014

BADANIA WPŁYWU PREPARATU EKSPLOATACYJNEGO O DZIAŁANIU CHEMICZNYM NA WŁAŚCIWOŚCI SMARNE OLEJU TITAN TRUCK PLUS 15W40 STOSOWANEGO W SILNIKACH OKRĘTOWYCH

ZESZYTY NAUKOWE INSTYTUTU POJAZDÓW 1(92)/2013

Warszawa, dnia 29 grudnia 2017 r. Poz ROZPORZĄDZENIE MINISTRA ENERGII 1) z dnia 20 grudnia 2017 r.

WYZNACZENIE WPŁYWU TEMPERATURY NA LEPKOŚĆ DYNAMICZNĄ BIOPALIW ROŚLINNYCH

OCENA ODDZIAŁYWAŃ POMIĘDZY EKOLOGICZNYM DODATKIEM SMARNYM I DODATKAMI PRZECIWUTLENIAJĄCYMI W SYNTETYCZNEJ BAZIE OLEJOWEJ

CHARAKTERYSTYKI TRIBOLOGICZNE SMARÓW PLASTYCZNYCH WYTWORZONYCH NA MODYFIKOWANYCH OLEJACH ROŚLINNYCH

ANALIZA PROCESU WSTĘPNEJ OBRÓBKI PALIW WE WTRYSKIWACZACH SILNIKÓW POLSKIEJ FLOTY RYBACKIEJ

BADANIE PRZYDATNOŚCI BIOKOMPONENTÓW I GENERACJI DO PALIW STOSOWANYCH DO TURBINOWYCH SILNIKÓW LOTNICZYCH

Cezary I. Bocheński*, Krzysztof Warsicki*, Anna M. Bocheńska** * Politechnika Warszawska

NAUKA I TECHNIKA. Wiesław PIEKARSKI Grzegorz ZAJĄC. 1. Wprowadzenie

Wpływ paliw estrowych na procesy utleniania oleju silnikowego w czasie eksploatacji

WPŁYW BIOPALIW (FAME) NA WŁAŚCIWOŚCI EKSPLOATACYJNE ROZPYLACZY PALIWA SILNIKA Z ZAPŁONEM SAMOCZYNNYM

MIARY INTERAKCJI W OBRAZACH AFM OBSZARU WĘZŁA TARCIA

Ewidentne wydłużenie czasu eksploatacji maszyn i urządzeń w przemyśle w wyniku zastosowania produktów z grupy Motor-Life Professional

PL B1. Sposób oznaczania zawartości metylowych estrów kwasów tłuszczowych (FAME) w paliwach. UNIWERSYTET ŚLĄSKI W KATOWICACH, Katowice, PL

Ocena stabilności oksydacyjnej paliw do silników o zapłonie samoczynnym według projektowanych wymagań CEN

WPŁYW ZASTOSOWANIA DODATKU ETANOLU DO MIESZANINY OLEJU NAPĘDOWEGO Z ESTREM FAME NA EKONOMICZNE I EKOLOGICZNE WSKAŹNIKI PRACY SILNIKA PERKINS-1104C-44

Impact of fuel bio-component in the form of vegetable oil on cooperating pairs wear

CHARAKTERYSTYKI TRIBOLOGICZNE OLEJU SMAROWEGO EKSPLOATOWANEGO W SILNIKU OKRĘTOWYM

WPŁYW EPOKSYDOWANYCH OLEJÓW SOJOWYCH NA WŁAŚCIWOŚCI SMARNE I FIZYKOCHEMICZNE OLEJÓW ROŚLINNYCH

OCENA ZADYMIENIA SPALIN SILNIKA CIĄGNIKOWEGO ZASILANEGO WYBRANYMI PALIWAMI W EKSPLOATACJI POLOWEJ

KORELACJA WYNIKÓW UZYSKANYCH Z APARATÓW: AMSLERA I TESTERA T-05

Łódź, maja 1997 r. WPŁYW RODZAJU DODATKU USZLACHETNIAJĄCEGO OLEJ NA PRZEBIEG PROCESU SAMOSMAROWANIA ŁOŻYSKA POROWATEGO

PARAMETRY ENERGETYCZNE I ASPEKT EKOLOGICZNY ZASIALNIA SILNIKA ZS PALIWEM MINERALNYM POCHODZENIA ROŚLINNEGO

Wpływ FAME pochodzenia zwierzęcego na stabilność oksydacyjną olejów napędowych

OCENA WŁASNOŚCI SMARNYCH WYBRANYCH ŚRODKÓW SMAROWYCH STOSOWANYCH W EKSPLOATACJI URZĄDZEŃ DŹWIGOWYCH

Wprowadzenie Metodyki badawcze

LOGITRANS - VII KONFERENCJA NAUKOWO-TECHNICZNA LOGISTYKA, SYSTEMY TRANSPORTOWE, BEZPIECZEŃSTWO W TRANSPORCIE

Planowanie Projektów Odnawialnych Źródeł Energii Oleje resztkowe

WPŁYW MODYFIKACJI OLEJU NANOCZĄSTECZKAMI MIEDZI NA JEGO EFEKTYWNOŚĆ SMAROWANIA

PROBLEMY ZASILANIA SILNIKA G9T PALIWEM F-34 ORAZ JEGO MIESZANINAMI Z BIOKOMPONENTEM

ODNAWIALNE ŹRÓDŁA ENERGII JAKO ALTERNATYWA PALIW KONWENCJONALNYCH W POJAZDACH SAMOCHODOWYCH I CIĄGNIKACH

Transkrypt:

4-2009 T R I B O L O G I A 189 Marian Włodzimierz SUŁEK *1, Andrzej KULCZYCKI **, Anna MAŁYSA * OCENA SMARNOŚCI MIESZANIN ESTRÓW METYLOWYCH KWASÓW TŁUSZCZOWYCH OTRZYMYWANYCH Z OLEJÓW ROŚLINNYCH W OLEJU NAPĘDOWYM ASSESSMENT OF LUBRICITY OF MIXTURES OF FATTY ACID METHYL ESTERS DERIVED FROM VEGETABLE OILS IN FUEL OIL Słowa kluczowe: olej napędowy, współczynnik tarcia, smarność, zużycie, biopaliwa, estry metylowe kwasów tłuszczowych, biokomponenty Key-words: diesel fuel, friction coefficient, lubricity, wear, biofuels, fatty acid methyl esters, biocomponents Streszczenie Przedstawione rezultaty badań są częścią programu badawczego, w którym dokonano optymalizacji składu kompozycji oleju napędowego z dodatkami * ** Politechnika Radomska, Katedra Chemii, ul. Chrobrego 27, 26-600 Radom, tel./fax. (048)361-75-89, rektorb@pr.radom.pl Instytut Paliw i Energii Odnawialnej, ul. Jagiellońska 55, 03-301 Warszawa, tel. (022)510-02-00, instytut@ipieo.pl

190 T R I B O L O G I A 4-2009 estrów metylowych kwasów tłuszczowych (FAME Fatty Acid Methyl Esters) otrzymanych z olejów roślinnych, które znalazłyby zastosowanie jako ekologiczne paliwa do silników z zapłonem samoczynnym (diesla). Jako potencjalne dodatki modyfikujące właściwości smarne oleju napędowego zaproponowano roztwory mieszanin FAME. Dla wytypowanych kompozycji biopaliw wykonano badania tribologiczne, z wykorzystaniem aparatu realizującego ruch posuwisto-zwrotny kulki po płaszczyźnie z wysoką częstotliwością (HFRR High Frequency Reciprocating Ring Ballon-Flat). Badania prowadzone były dla: skojarzenia materiałowego stal stal i styku skoncentrowanego. Właściwości tribologiczne określono przez: opory ruchu, zużycie i stopień pokrycia filmem smarnym. Celem przeprowadzonych badań było podjęcie próby otrzymania korelacji między mierzonymi wielkościami charakteryzującymi tarcie a udziałem procentowym biododatków w oleju napędowym. Wykazano, że już przy 10% udziale dodatku mieszaniny FAME z oleju rzepakowego z FAME z oleju słonecznikowego w stosunku 1:1 w oleju napędowym, współczynnik tarcia maleje o ok. 30%, a zużycie zmniejsza się prawie dwukrotnie względem oleju napędowego, co może być wynikiem wzrostu trwałości filmu smarnego. WPROWADZENIE Oleje napędowe (ON) stanowią podstawowy nośnik energii stosowany do napędu silnika spalinowego o zapłonie samoczynnym. Najważniejszymi cechami oleju napędowego są: pompowalność, filtrowalność, niska korozyjność, stabilność chemiczna i zdolność do samozapłonu, charakteryzowana przez liczbę cetanową. Na jakość paliw wpływa znacząco ich poziom smarności. Składnikami oleju napędowego zwiększającymi smarność są cięższe węglowodory i związki siarki. Dodatki te mogą niekorzystnie wpływać na materiały konstrukcyjne układów paliwowych i olejowych. Stwierdzono szkodliwy wpływ siarki na stabilność termiczną i termooksydacyjną oraz skłonność do wywoływania korozji metali. Ponadto produkty spalania paliw, bogate w tlenki SO 2 i SO 3 zanieczyszczają środowisko naturalne (kwaśne deszcze). Z kolei redukcja zawartości siarki w produktach naftowych, do poziomu poniżej 50 mg/kg, spowodowana wymogami ekologicznymi, doprowadziła do obniżenia właściwości smarnych olejów napędowych [L. 1 4]. Konsekwencją opisanych zmian stała się konieczność wprowadzenia do konwencjonalnych paliw nowych, nietoksycznych, ekologicznie bezpiecznych dodatków smarnościowych. Podane kryteria spełniają dodatki

4-2009 T R I B O L O G I A 191 oparte na surowcach ze źródeł odnawialnych, a w szczególności estry metylowe kwasów tłuszczowych otrzymywane z olejów roślinnych. Na rynku europejskim i światowym estry metylowe występują jako dodatki do oleju napędowego lub w postaci czystej jako tzw. biodiesel (100% estrów metylowych). Biodiesel ma wiele zalet w zestawieniu z konwencjonalnym olejem napędowym. Do najważniejszych z nich możemy zaliczyć: biodegradowalność, brak obecności szkodliwych pierwiastków i związków aromatycznych [L. 1 5]. Wyższa liczba cetanowa biodiesela poprawia osiągi silnika, natomiast dzięki wyższej temperaturze zapłonu zapewnione jest bezpieczeństwo przeciwpożarowe podczas magazynowania [L. 4 11]. Liczne dane literaturowe dotyczące wykorzystania estrów metylowych jako biokomponentów budzą wciąż wątpliwości i zastrzeżenia, głównie wśród producentów samochodów oraz użytkowników. Pomimo prowadzonych prac z tego zakresu istnieje potrzeba dalszych systematycznych badań potwierdzających możliwość stosowania tego rodzaju paliw alternatywnych. Podjęta problematyka ma charakter aplikacyjny i dotyczy optymalizacji składu kompozycji biopaliw ze względu na właściwości tribologiczne [L. 6, 7]. MATERIAŁ I METODY Estry metylowe kwasów tłuszczowych otrzymano metodą transestryfikacji olejów: rzepakowego, sojowego, słonecznikowego, rycynowego, lnianego w obecności katalizatora alkalicznego w firmie TECHNO-ORG Wrocław. Podstawowe właściwości i skład produktu podany został przez tę firmę [L. 12]. Przedmiotem badań był olej napędowy (przejściowy bez dodatków, produkcji PKN Orlen) oraz roztwory: 10 i 30% wag. FAME z oleju rzepakowego w oleju napędowym, 10 i 30% wag. mieszanin FAME z oleju rzepakowego i jednego z czterech FAME otrzymanych z oleju: sojowego, słonecznikowego, rycynowego i lnianego, w stosunku wagowym 1:1 w oleju napędowym. czystych mieszanin FAME otrzymanych z oleju rzepakowego i jednego z czterech FAME otrzymanych z oleju: sojowego, słonecznikowego, rycynowego i lnianego, w stosunku wagowym 1:1. Dla porównania uzyskanych rezultatów do badań wykorzystano również czyste estry metylowe z oleju rzepakowego, zgodnie z metodyką przedstawioną w literaturze [L. 1]. Badania prowadzono w Instytucie Paliw i Energii Odnawialnej w Warszawie, z użyciem testera tribologicznego, realizującego ruch po-

192 T R I B O L O G I A 4-2009 suwisto-zwrotny (HFRR) zgodnie z PN-EN ISO 1256-1. Metoda HFRR pozwala, przy małej objętości badanego paliwa, na obserwację procesu powstawania filmu smarnego w obszarze smarowania granicznego oraz umożliwia ocenę zużycia adhezyjnego i frettingowego, również w warunkach małej prędkości poślizgu. W warunkach małych wartości prędkości ogranicza się wpływ ciepła generowanego podczas tarcia oraz wpływ lepkości na warunki pomiaru [L. 1]. Badania prowadzono w następujących warunkach: częstotliwość drgań 50 Hz, obciążenie 2 N, długość skoku 1 mm, temperatura paliwa 60 C, czas testu 75 min. Współczynnik tarcia µ pomiędzy próbkami wyznaczono, korzystając ze wzoru: F µ =, P gdzie F jest siłą tarcia, a P obciążeniem wyrażonym w N. Średnicę skazy WS 1,4 wyznaczono na podstawie pomiaru średnicy śladu zużycia powstałego na kulce testowej. Następnie wielkość tę skorygowano do normalnego ciśnienia pary wodnej równego 1,4 kpa [L. 1 5, 7]. Miarą stopnia pokrycia trących powierzchni filmem smarnym jest rezystancja kontaktu elementów par ciernych. Tworzeniu filmu smarnego oddzielającego elementy trące odpowiadają duże wartości rezystancji, a dla bezpośredniego kontaktu metalicznego rezystancja jest równa zeru. W czasie trwania testu liczba przerwań filmu smarnego jest rejestrowana elektronicznie i wyrażana procentowo [L. 1]. WŁAŚCIWOŚCI TRIBOLOGICZNE Dokonano oceny właściwości tribologicznych kompozycji oleju napędowego z udziałem mieszaniny estrów metylowych kwasów tłuszczowych. Za najważniejsze uważano uzyskanie na drodze eksperymentalnej korelacji między mierzonymi wielkościami charakteryzującymi tarcie a udziałem mieszanin estrów otrzymywanych z dwóch różnych olejów roślinnych, a także stężeniem tej mieszaniny w oleju napędowym. Do tego celu wykorzystano tester tribologiczny, w którym realizowany jest ruch posuwisto-zwrotny kulki po płaszczyźnie z wysoką częstotliwością (HFRR High Frequency Reciprocating Ring Ball-on-Flat).

4-2009 T R I B O L O G I A 193 Badania prowadzone były dla skojarzenia materiałowego stal stal i styku skoncentrowanego. Właściwości tribologiczne określono przez: opory ruchu, zużycie, którego miarą jest współczynnik tarcia i średnica skazy kulki WS1,4 oraz przez stopień pokrycia powierzchni trących filmem smarnym. Rezultaty badań przedstawiono na Rysunkach 1 3. Wspólczynnik Współczynnik tarcia 0,40 0,30 0,20 0,10 Olej napędowy FAME z oleju rzepakowego FAME z oleju rzepakowego/sojowego (1:1) w oleju napędowym FAME z oleju rzepakowego/słonecznikowego (1:1) w oleju napędowym FAME z oleju rzepakowego/rycynowego (1:1) w oleju napędowym FAME z oleju rzepakowego/lnianego (1:1) w oleju napędowym 0,00 0 10 30 100 Stężenie [% wag.] Rys. 1. Zależność współczynnika tarcia od stężenia i rodzaju mieszaniny dwóch estrów metylowych w stosunku 1:1 w oleju napędowym Fig. 1. Dependence of friction coefficient on concentration and kind of mixtures of fatty acid methyl esters in fuel oil, weight ratio: 1:1 Wykazano, że mieszaniny powodują obniżenie współczynnika tarcia (µ) o ok. 30% względem oleju napędowego. Współczynnik tarcia nie zależy praktycznie od stężenia i dla mieszanin utrzymuje się na poziomie wartości ok. 0,14. Zależność stopnia pokrycia powierzchni trących filmem smarnym od rodzaju i stężenia mieszanin estrów metylowych kwasów tłuszczowych przedstawiono na Rysunku 2. Zmniejszenie oporów ruchu dobrze koresponduje z wynikami pomiaru stężenia filmu olejowego. Dla oleju napędowego jego wartość wynosi 86%. Dla paliw zawierających biododatki zaobserwowano wzrost stopnia pokrycia filmem smarnym, nawet do 98%. Wyniki te świadczą o zdolności tworzenia się trwałych warstw granicznych na powierzchniach trących. Zależność skorygowanej średnicy śladu zużycia (WS1,4) od stężenia i rodzaju mieszaniny przedstawiono na Rysunku 3.

194 T R I B O L O G I A 4-2009 Stopień pokrycia [%] 100 80 60 40 20 0 0 10 30 100 Stężenie [% wag.] Olej napędowy FAME z oleju rzepakowego w oleju napędowym FAME z oleju rzepakowego/sojowego (1:1) w oleju napędowym FAME z oleju rzepakowego/słonecznikowego (1:1) w oleju napędowym FAME z oleju rzepakowego/rycynowego (1:1) w oleju napedowym FAME z oleju rzepakowego/lnianego (1:1) w oleju napędowym Rys. 2. Zależność stopnia pokrycia powierzchni trących filmem smarnym od stężenia i rodzaju mieszaniny dwóch estrów metylowych w stosunku 1:1 w oleju napędowym Fig. 2. Dependence of lubricant film concentration on concentration and kind of mixtures of fatty acid methyl esters in fuel oil, weight ratio: 1:1 Skorygowana średnica śladu zużycia WS1,4 [um] 400 300 200 100 0 Olej napędowy FAME z oleju rzepakowego FAME z oleju rzepakowego/sojowego (1:1) w oleju napędowym FAME z oleju rzepakowego/słonecznikowego (1:1) w oleju napędowym FAME z oleju rzepakowego/rycynowego (1:1) w oleju napędowym FAME z oleju rzepakowego/lnianego (1:1) w oleju napędowym 0 10 30 100 Stężenie [% wag.] Rys. 3. Zależność skorygowanej średnicy śladu zużycia (WS 1,4) od stężenia i rodzaju mieszaniny dwóch estrów metylowych w stosunku 1:1 w oleju napędowym Fig. 3. Dependence of corrected wear scar diameter (WS 1.4) on concentration and kind of mixtures of fatty acid methyl esters in fuel oil, weight ratio: 1:1

4-2009 T R I B O L O G I A 195 Stwierdzono znaczący wpływ dodatku mieszanin na efektywne zmniejszenie średnicy skazy. Dla mieszanin czystych estrów metylowych, jak i ich roztworów obserwuje się spadek wartości o ok. 30% względem oleju napędowego. Zaobserwowano, że większy wpływ na zmniejszenie zużycia ma rodzaj mieszaniny niż jej stężenie w ON. Najniższe wartości średnicy śladu zużycia (WS1,4) mieszczące się w przedziale od 191 do 207 µm, uzyskano dla mieszanin dwóch FAME z oleju rzepakowego i słonecznikowego w oleju napędowym. PODSUMOWANIE Celem prowadzonych badań było wskazanie, że mieszaniny estrów metylowych kwasów tłuszczowych jako dodatki do oleju napędowego korzystnie modyfikują jego właściwości smarne. Jako miarę smarności przyjęto zmiany oporów ruchu i zużycie zmierzone przy stałym obciążeniu 2 N. Stwierdzono obniżenie wartości współczynnika tarcia i średnicy skazy (WS1,4) o ok. 30% względem bazy (ON). Należy nadmienić, że dla oleju napędowego, jak i jego roztworów skorygowana średnica skazy jest zdecydowanie mniejsza niż określają to wymogi Światowej Karty Paliw (WS1,4 = 400 µm). Okazuje się, że bardziej znaczący wpływ na zużycie ma skład zastosowanej mieszaniny niż jej stężenie w oleju napędowym. Wśród wytypowanych kompozycji biopaliw najkorzystniejsze rezultaty uzyskano dla mieszaniny FAME z oleju rzepakowego i słonecznikowego w stosunku 1:1 w oleju napędowym. Stwierdzono, że procentowy udział filmu smarnego w pokryciu powierzchni, w warunkach tarcia jest wyższy dla kompozycji zawierających biododatki niż dla oleju napędowego i kształtuje się w zakresie 87 98%. Na podstawie uzyskanych wyników można twierdzić, że dla obciążenia 2 N zastosowanie mieszanin estrów jest równie skuteczne jak czystych estrów. Potwierdzeniem tej tezy są rezultaty badań tribologicznych prowadzonych wg omawianej metodyki dla roztworów czystych estrów metylowych [L. 1]. Ma to znaczenie praktyczne, ponieważ testy HFRR są jednym z ważniejszych normatywnych testów określających właściwości smarne paliw. Praca jest finansowana przez Ministerstwo Edukacji i Nauki Projekt Badawczy nr 3T08A 071 28.

196 T R I B O L O G I A 4-2009 LITERATURA 1. Sułek M.W., Kulczycki A., Małysa A.: Assessment of lubricity of compositions of fuel oil with biocomponents derived from rapeseed, Wear, przyjęty do druku. 2. Sułek M.W., Kulczycki A., Małysa A.: Właściwości fizykochemiczne i tribologiczne kompozycji estrów metylowych kwasów tłuszczowych i oleju napędowego, Tribologia 3/2007, 255 270. 3. Sułek M.W., Kulczycki A., Małysa A.: Właściwości smarne kompozycji estrów metylowych kwasów tłuszczowych i oleju napędowego, Tribologia, 27 43 Wyd. ITeE, 2/2006. 4. Sułek M.W., Kulczycki A., Małysa A.: Ocena jakościowa paliw na bazie biokomponentów, Towaroznawcze Problemy Jakości, 2(7) 2006, 30 40. 5. Sułek M.W., Kulczycki A., Małysa A.: Właściwości smarne biopaliw na bazie estrów metylowych kwasów tłuszczowych i oleju napędowego, Zadania polskiego sektora paliwowego w promocji biopaliw, Centralne Laboratorium Naftowe, Warszawa, marzec 2006. 6. Norma PN-EN ISO 12156-1 Ocena smarności z zastosowaniem aparatu o ruchu posuwisto-zwrotnym wysokiej częstotliwości (HFRR). 7. Piekoszewski W., Szczerek W., Tuszyński M.: The Action of Lubricants Under Extreme Conditions in a modified Four-Ball Tester, Wear, 249, (2001), 188 193. 8. Kulczycki A., Kajdas Cz.: New approach to account for independent tribological test results that cannot be correlated in a simple way; Międzyn. Konf. Tribology Science and Application ; Wiedeń; kwiecień 2003. 9. Matyschok H.: Odnawialne, oparte na olejach roślinnych, alternatywne paliwo do silników wysokoprężnych, Chemik 2001, 54, 59. 10. Hreczuch W., Mittelbach M., Hałas J., Bekiesz J.: Produkcja i główne kierunki wykorzystania estrów metylowych kwasów tłuszczowych, Przemysł Chemiczny, 2000, 79, 111. 11. Dunn R.O., Bagby M.O.: Low Temperature Properties of Trigliceride Based Diesel Fuels, J. Am. Oil Chemist s Soc., 1995, 72, 895. 12. Materiały informacyjne firmy Techn.-Org, Wrocław 2007. Recenzent: Marian SZCZEREK Summary The results presented are a part of the research program aimed at the optimisation of diesel fuel containing fatty acid methyl esters

4-2009 T R I B O L O G I A 197 (FAME) derived from vegetable oils. The esters could be applied as an ecological fuel for diesel engines. FAME solutions were proposed as additives modifying the lubricity of diesel fuel. For the bio-diesels selected, tribological tests using high frequency reciprocating ring ball-on-flat apparatus were performed. The tests were carried out for steel-steel and concentrated contact. The tribological properties are described as motion resistance and the level of coverage by the lubricating film. The purpose of the research was to determine the correlation between the friction characteristics measured and the content of bio-additives in diesel fuel. It was proved that, at 10% content of the mixtures, the friction coefficient was reduced by 20% and wear was reduced 2-fold, as compared to diesel oil. This can be a result of an increase of the durability of the lubricating film.

198 T R I B O L O G I A 4-2009