ANALIZA ZMIAN SMARNOŚCI OLEJU SILNIKOWEGO STOSOWANEGO W SILNIKU CEGIELSKI-SULZER 3AL25/30

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

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

BADANIA NAD MODYFIKOWANIEM WARUNKÓW PRACY ŁOŻYSK ŚLIZGOWYCH SILNIKÓW SPALINOWYCH

BADANIA WŁAŚCIWOŚCI TRIBOLOGICZNYCH BRĄZU CuSn12Ni2

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

CHARAKTERYSTYKI TRIBOLOGICZNE OLEJU SMAROWEGO EKSPLOATOWANEGO W SILNIKU OKRĘTOWYM

CZTEROKULOWA MASZYNA TARCIA ROZSZERZENIE MOŻLIWOŚCI BADAWCZYCH W WARUNKACH ZMIENNYCH OBCIĄŻEŃ

BADANIA SMARNOŚCI WYBRANYCH PALIW ZASTĘPCZYCH STOSOWANYCH W TRANSPORCIE SAMOCHODOWYM

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

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

OCENA WŁASNOŚCI SMARNYCH WYBRANYCH ŚRODKÓW SMAROWYCH STOSOWANYCH W EKSPLOATACJI URZĄDZEŃ DŹWIGOWYCH

WPŁYW DODATKU NA WŁASNOŚCI SMAROWE OLEJU BAZOWEGO SN-150

Badania tribologiczne dodatku MolySlip 2001G

Analiza i ocena smarności olejów w ujęciu energetycznym i działania układu tribologicznego

BADANIA WŁAŚCIWOŚCI SMARNYCH OLEJU SILNIKOWEGO TITAN TRUCK PLUS 15W40 MODYFIKOWANEGO PREPARATEM EKSPLOATACYJNYM O DZIAŁANIU CHEMICZNYM

PRZECIWZUŻYCIOWE POWŁOKI CERAMICZNO-METALOWE NANOSZONE NA ELEMENT SILNIKÓW SPALINOWYCH

BADANIA WŁAŚCIWOŚCI TRIBOLOGICZNYCH POLIAMIDU PA6 I MODARU

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

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

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

Wpływ dodatku Molyslip 2001E na właściwości. przeciwzużyciowe olejów silnikowych

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

ĆW 6. aparatu czterokulowego dotycząą oceny własno. ci smarnych olejów i smarów zgodnie z zaleceniami Polskiej Normy [8].

WŁAŚCIWOŚCI TRIBOLOGICZNE WARSTWY POWIERZCHNIOWEJ CRN W WARUNKACH TARCIA MIESZANEGO

BADANIA WŁAŚCIWOŚCI TRIBOLOGICZNYCH SMARU PLASTYCZNEGO MODYFIKOWANEGO PROSZKIEM PTFE I MIEDZI

Q = 0,005xDxB. Q - ilość smaru [g] D - średnica zewnętrzna łożyska [mm] B - szerokość łożyska [mm]

ZAKŁAD POJAZDÓW SAMOCHODOWYCH I SILNIKÓW SPALINOWYCH ZPSiSS WYDZIAŁ BUDOWY MASZYN I LOTNICTWA

METODY BADANIA SMARNOŚCI I ICH ROZDZIELCZOŚĆ

Smary plastyczne europejskie normy klasyfikacyjne i wymagania jakościowe

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

ZAKRES AKREDYTACJI LABORATORIUM BADAWCZEGO Nr AB 170

Opis produktu. Zalety

WPŁYW MODYFIKACJI OLEJU NANOCZĄSTECZKAMI MIEDZI NA JEGO EFEKTYWNOŚĆ SMAROWANIA

Łożyska ślizgowe - podstawowe rodzaje

INVESTIGATION OF INFLUENCE OF UTILIZATION DEGREE OF THE SYNTETIC MOTOR OIL ON FRICTIONAL PARAMETERS

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

PROBLEMY NIEKONWENCJONALNYCH UKŁADÓW ŁOŻYSKOWYCH. Łódź, maja 1997 r.

INVESTIGATIONS OF BOUNDARY FRICTION OF USED MOTOR OIL IN CONDITION OF VARIABLE LOAD

MASZYNA MT-1 DO BADANIA WŁASNOŚCI TRIBOLOGICZNYCH ZE ZMIANĄ NACISKU JEDNOSTKOWEGO

Zachodniopomorski Uniwersytet Technologiczny INSTYTUT INŻYNIERII MATERIAŁOWEJ ZAKŁAD METALOZNAWSTWA I ODLEWNICTWA

OCENA WŁAŚCIWOŚCI TRIBOLOGICZNYCH POWŁOK UZYSKANYCH DROGĄ METALIZACJI NATRYSKOWEJ

EFEKTY EKSPLOATACYJNE SILNIKA SPALINOWEGO SMAROWANEGO PREPARATEM EKSPLOATACYJNYM O DZIAŁANIU CHEMICZNYM

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

Analiza trwałości eksploatacyjnej oleju silnikowego

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

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

OCENA ODPORNOŚCI NA UTLENIANIE ORAZ WŁAŚCIWOŚCI SMARNYCH KOMPOZYCJI OLEJU ROŚLINNEGO

Politechnika Poznańska Wydział Inżynierii Zarządzania. Wprowadzenie do techniki tarcie ćwiczenia

WPŁYW RODZAJU CIECZY BAZOWEJ SMARÓW PLASTYCZNYCH NA ZUŻYCIE ZMĘCZENIOWE MODELOWEGO WĘZŁA TARCIA

WPŁYW RODZAJU ZAGĘSZCZACZA NA CHARAKTERYSTYKI TRIBOLOGICZNE SMARÓW PLASTYCZNYCH

WPŁYW DODATKU MODYFIKUJĄCEGO AR NA WŁAŚCIWOŚCI TRIBOLOGICZNE EKOLOGICZNYCH SMARÓW PLASTYCZNYCH

SKUTKI EKSPLOATACYJNE SMAROWANIA SILNIKA SPALINOWEGO PREPARATEM EKSPLOATACYJNYM O DZIAŁANIU CHEMICZNYM

OCENA WŁAŚCIWOŚCI SMARNYCH WYBRANYCH PALIW POCHODZENIA ROŚLINNEGO I NAFTOWEGO

1. Obliczenia wytrzymałościowe elementów maszyn przy obciążeniu zmiennym PRZEDMOWA 11

BIODEGRADOWALNE OLEJE SMAROWE DO PRZELOTOWYCH UKŁADÓW SMAROWANIA

SMAROWANIE PRZEKŁADNI

WPŁYW OCZYSZCZANIA OLEJÓW SPRĘŻARKOWYCH NA ICH WŁAŚCIWOŚCI SMARNE

WŁAŚCIWOŚCI TRIBOLOGICZNE OLEJÓW ROŚLINNYCH JAKO POTENCJALNYCH BAZ ŚRODKÓW SMAROWYCH

Ćw. 4. BADANIE I OCENA WPŁYWU ODDZIAŁYWANIA WYBRANYCH CZYNNIKÓW NA ROZKŁAD CIŚNIEŃ W ŁOśYSKU HYDRODYNAMICZNYMM

WPŁYW PROCESU TARCIA NA ZMIANĘ MIKROTWARDOŚCI WARSTWY WIERZCHNIEJ MATERIAŁÓW POLIMEROWYCH

WPŁYW ODKSZTAŁCENIA WZGLĘDNEGO NA WSKAŹNIK ZMNIEJSZENIA CHROPOWATOŚCI I STOPIEŃ UMOCNIENIA WARSTWY POWIERZCHNIOWEJ PO OBRÓBCE NAGNIATANEM

ZESZYTY NAUKOWE NR 1(73) AKADEMII MORSKIEJ W SZCZECINIE. Analiza zmian parametrów użytkowych olejów smarowych okrętowych silników pomocniczych

Pierwszy olej zasługujący na Gwiazdę. Olej silnikowy marki Mercedes Benz.

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

Rok akademicki: 2030/2031 Kod: STC s Punkty ECTS: 2. Poziom studiów: Studia I stopnia Forma i tryb studiów: -

Politechnika Białostocka INSTRUKCJA DO ĆWICZEŃ LABORATORYJNYCH

CHARAKTERYSTYKI TRIBOLOGICZNE NIEKTÓRYCH SMARÓW PLASTYCZNYCH PODDANYCH UGNIATANIU W OBECNOŚCI WODY

Przedsiębiorstwo DoświadczalnoProdukcyjne spółka z o.o. w Krakowie AGROX. ekologiczne oleje i smary dla. ROLNICTWA i LEŚNICTWA

SMAROWANIE. Może także oznaczać prostą czynność wprowadzania smaru pomiędzy trące się elementy.

WPŁYW DODATKU SMARNEGO NA CHARAKTERYSTYKI TRIBOLOGICZNE NISKOTEMPERATUROWEGO SMARU PLASTYCZNEGO

Hydrauliczny olej premium dla przemysłu

KSZTAŁTOWANIE TRIBOLOGICZNYCH WŁAŚCIWOŚCI EKOLOGICZNYCH SMARÓW PLASTYCZNYCH

Przekładnie ślimakowe / Henryk Grzegorz Sabiniak. Warszawa, cop Spis treści

PROBLEMY NIEKONWENCJONALNYCH UKŁADÓW ŁOŻYSKOWYCH Łódź maja 1995 roku

Stanisław LABER BADANIA WŁASNOŚCI EKSPLOATACYJNYCH I SMARNYCH USZLACHETNIACZA METALU MOTOR LIFE PROFESSIONAL

RHEOTEST Medingen Reometr RHEOTEST RN: Zakres zastosowań Smary

MODYFIKOWANIE WŁASNOŚCI SMARNYCH OLEJÓW STOSOWANYCH W SILNIKU ODRZUTOWYM ORAZ W UKŁADACH STEROWANIA LOTEM

Opis produktu. Zalety

Stan krajowego zaplecza badawczego i określenie potrzeb laboratoriów badawczych i przemysłowych w obszarze badania tarcia, zużycia i smarowania

ANALIZA ZACIERANIA ELEMENTÓW POMPY WTRYSKOWEJ ROZDZIELACZOWEJ CAV DPA ZASILANEJ MIESZANINĄ ON I EETB

Shell Morlina S4 B 220 Zaawansowany przemysłowy olej łożyskowy i obiegowy

Zastosowanie sztucznych sieci neuronowych do modelowania zużycia przy tarciu granicznym

BADANIE WPŁYWU DODATKU PANTHER 2 NA TOKSYCZNOŚĆ SPALIN SILNIKA ZI

INSTRUKCJA DO ĆWICZEŃ LABORATORYJNYCH

ZESZYTY NAUKOWE NR 10(82) AKADEMII MORSKIEJ W SZCZECINIE. Analiza zmian właściwości użytkowych olejów smarowych firmy BP w czasie ich eksploatacji

ZESZYTY NAUKOWE NR 5(77) AKADEMII MORSKIEJ W SZCZECINIE. Wyznaczanie granicznej intensywności przedmuchów w czasie rozruchu

DIAGNOSTYKA INTENSYWNOŚCI ZUŻYCIA OLEJU SILNIKOWEGO W CZASIE EKSPLOATACJI

12/ Eksploatacja

Badania tribologiczne ślizgowych węzłów obrotowych z czopami z powłoką TiB 2

Metoda i urządzenie nowej generacji do badania tribologicznych właściwości środków smarowych

ZUŻYCIE STALI 100Cr6 OKREŚLANE JEJ TWARDOŚCIĄ I PARAMETRAMI WYMUSZEŃ W WARUNKACH SMAROWANIA OLEJEM TRANSOL 150 Z DODATKIEM 3% MoS 2

STATYCZNA PRÓBA ROZCIĄGANIA

CHARAKTERYSTYKI TRIBOLOGICZNE SMARÓW PLASTYCZNYCH WYTWORZONYCH NA MODYFIKOWANYCH OLEJACH ROŚLINNYCH

PROBLEMY NIEKONWENCJONALNYCH UKŁADÓW ŁOŻYSKOWYCH Łódź, maja 1997 r.

POPRAWA WARUNKÓW PRACY WĘZŁA TARCIA POPRZEZ ZASTOSOWANIE PREPARATÓW EKSPLOATACYJNYCH DO OLEJU SMAROWEGO

PL B1. Politechnika Białostocka,Białystok,PL BUP 16/02. Roman Kaczyński,Białystok,PL Marek Jałbrzykowski,Wysokie Mazowieckie,PL

Cena netto (zł) za osobę. Czas trwania. Kod. Nazwa szkolenia Zakres tematyczny. Terminy

Rok akademicki: 2030/2031 Kod: RBM ET-s Punkty ECTS: 2. Poziom studiów: Studia II stopnia Forma i tryb studiów: Stacjonarne

NIEZAWODNOŚĆ OLEJU W ASPEKCIE UKŁADU SMAROWANIA PODZESPOŁU MECHANICZNEGO

PORÓWNANIE WŁASNOŚCI SMARNYCH WODY, EMULSJI OLEJU W WODZIE TYPU HFA-E ORAZ OLEJU TOTAL AZOLLA 46 JAKO CZYNNIKÓW ROBOCZYCH W UKŁADACH HYDRAULICZNCYH

Transkrypt:

Małgorzata Malinowska, Dominik Zera Akademia Morska w Gdyni ANALIZA ZMIAN SMARNOŚCI OLEJU SILNIKOWEGO STOSOWANEGO W SILNIKU CEGIELSKI-SULZER 3AL25/30 Smarność to zdolność oleju do tworzenia warstwy granicznej, której zadanie polega na zmniejszaniu oporów tarcia oraz ochronie współpracujących powierzchni. Stanowi cechę zespołową, ponieważ zależy zarówno od własności oleju, jak i od współpracujących powierzchni. Do porównania smarności wykorzystuje się metody polegające na niszczeniu warstwy granicznej. Przykładem urządzenia do pomiaru własności przeciwzatarciowych oraz przeciwzużyciowych jest aparat czterokulowy, za którego pomocą wyznacza się obciążenie zespawania, wskaźnik zużycia pod obciążeniem, obciążenie zacierające oraz graniczny nacisk zatarcia. W artykule przedstawiono wyniki pomiarów własności smarnych oleju silnikowego MARINOL RG 1240 pracującego w silniku Cegielski-Sulzer 3AL25/30 po różnym czasie pracy. Słowa kluczowe: olej silnikowy, smarność, warstwa graniczna, aparat czterokulowy, obciążenie zacierające, graniczny nacisk zatarcia. WSTĘP Smarność nie jest cechą fizyczną oleju; to pojęcie umowne, charakteryzujące zachowanie środka smarowego podczas tarcia granicznego. Parametr ten określa się jako zdolność do tworzenia warstwy granicznej, w wyniku adsorpcji chemicznej i fizycznej na ciałach stałych. Zadanie warstw granicznych polega na zmniejszaniu oporów tarcia oraz ochronie przed nadmiernym zużyciem i zacieraniem współpracujących powierzchni. Własności smarne nie zależą jedynie od oleju, ale również od współpracujących elementów (właściwości materiałów konstrukcyjnych, geometrii styku oraz rodzaju wykonywanego ruchu) i ich obciążenia. Dlatego smarność bywa nazywana własnością zespołową (oleju i ciała stałego), w odróżnieniu na przykład do lepkości, która jest cechą indywidualną oleju [7]. Smarność płynu eksploatacyjnego nabiera wyjątkowego znaczenia w warunkach, w których ze względu na małe prędkości, duży nacisk jednostkowy lub wysoką temperaturę nie jest możliwe pełne pokrycie powierzchni trących grubą warstwą oleju i uzyskania tarcia płynnego [4]. Składnikami olejów zwiększającymi smarność są między innymi tłuszcze roślinne lub zwierzęce oraz produkty starzenia, takie jak żywice, asfalty i kwasy organiczne, dlatego eksploatowane oleje mają lepszą smarność od świeżych. Istnieje możliwość polepszenia zdolności smarnych olejów poprzez dodatki organicznych związków tlenu, siarki, fosforu, które znane są pod ogólną nazwą

94 ZESZYTY NAUKOWE AKADEMII MORSKIEJ W GDYNI, nr 96, grudzień 2016 dodatków typu EP (ang. extreme pressure). Największej smarności wymaga się od olejów, które wykorzystuje się do bardzo obciążonych łożysk ślizgowych, czyli do pracy w warunkach, w których może dochodzić do okresowego przerwania klina smarowego oraz przechodzenia z tarcia płynnego na mieszane [3, 7, 9]. 1. METODY POMIARU SMARNOŚCI Do porównania smarności, czyli wielkości siły wiązań między molekułami smaru tworzącymi warstwę graniczną z powierzchnią, można zastosować pomiar ciepła adsorpcji za pomocą kalorymetrów. Jednak najczęściej korzysta się z metod polegających na niszczeniu warstwy granicznej. Niewątpliwie do zalet takich badań laboratoryjnych należy zaliczyć krótki czas trwania oraz względnie niską cenę testów, chociaż wyniki mogą odbiegać od rzeczywistości ze względu na specjalne modelowe warunki [2]. Własności smarne olejów można wyznaczyć na podstawie pomiarów [7]: wielkości nacisku, przy którym następuje zerwanie warstewki oleju; czasu potrzebnego do zerwania tej warstewki; wielkości zużycia powierzchni smarowanych. Urządzenia do pomiaru własności smarnych klasyfikuje się na dwa sposoby [7, 8]: według geometrii styku jako: ze stykiem punktowym, liniowym lub powierzchniowym, według rodzaju ruchu wyróżnia się: ruch toczny, ślizgowy i toczno-ślizgowy. W tabeli 1 porównano charakterystyki kilku najpopularniejszych maszyn do pomiaru smarności: czterokulową, Timkena, Falexa, Almen-Wielanda, FZG oraz Vickersa. Tabela 1. Podstawowe charakterystyki kilku maszyn do badania właściwości smarnych oraz przeciwżyciowych substancji smarującej [7] Table 1. Basic characteristics of several machines to study the lubricating properties [7] Maszyna badawcza Maszyna czterokulowa Skojarzenie trące Rodzaj styku Zastosowanie testów punktowy badanie właściwości przeciwzużyciowych olejów smarnych, smarów plastycznych i innych cieczy eksploatacyjnych Timken liniowy badanie właściwości przeciwzużyciowych smarów plastycznych

M. Malinowska, D. Zera, Analiza zmian smarności oleju silnikowego stosowanego w silniku Cegielski-Sulzer... 95 cd. tab. 1 Maszyna badawcza Skojarzenie trące Rodzaj styku Zastosowanie testów Falex liniowy badania właściwości stałego filmu smarującego, właściwości przeciwzużyciowych olejów smarnych oraz właściwości smarów plastycznych Almen- -Wieland powierzchniowy badanie właściwości przeciwzużyciowych i maksymalnego obciążenia olejów smarnych oraz smarów plastycznych FZG liniowy badanie właściwości przeciwzużyciowych olejów smarnych i smarów plastycznych, w szczególności olejów przekładniowych Vickers punktowy badanie właściwości przeciwzużyciowych termooksydacyjnych cieczy hydraulicznych, olejów turbinowych, olejów przekładniowych 2. NORMY Polska Norma 76/C-04147 Badanie własności smarnych olejów i smarów rekomenduje przeprowadzenie prób na aparacie czterokulowym, na którym przeprowadza się badania i ocenę w warunkach statycznych oraz dynamicznych. Własności przeciwzatarciowe środka smarnego ocenia się za pomocą [4, 5, 10]: obciążenia zespawania P z najniższe obciążenie nadane, przy którym w warunkach ustalonych nastąpi zespawanie obracającej się kulki z trzema kulkami nieruchomymi, wskazujące na przekroczenie poziomu największego nacisku, jaki jest w stanie przenieść warstwa smarująca; wskaźnika zużycia pod obciążeniem I h oblicza się go na podstawie wyników 10 biegów wykonanych przy kolejnych obciążeniach poprzedzających obciążenie zespawania lub częściowo wykonanych, a częściowo przyjętych z tabeli zamieszczonej w normie. Natomiast trwałość warstwy smarnej oraz określenie warunków zniszczenia warstwy i rozpoczęcia zacierania oceniane są za pomocą: obciążenia zacierającego P t najniższe obciążenie, przy którym w warunkach ustalonych normą nastąpi wyraźny wzrost oporów w węźle tarcia wskazujący na przerwanie warstewki smarującej;

96 ZESZYTY NAUKOWE AKADEMII MORSKIEJ W GDYNI, nr 96, grudzień 2016 granicznego nacisku zatarcia p oz nacisk w skojarzeniu trącym przy nadanym obciążeniu, obliczany na podstawie średniej średnicy skaz powstałych na kulkach dolnych, w czasie biegu maszyny. Oprócz wspomnianych wskaźników narzuconych przez normę istotne jest również określenie zachowania płynu eksploatacyjnego w węźle tarcia na różnych etapach badania w warunkach dynamicznych (rys. 1). moment tarcia (MT) zużycie I etap niszczenie warstwy granicznej II etap zużywanie III etap stabilizacja oporów tarcia czas Rys. 1. Moment tarcia w funkcji czasu [11] Fig. 1. Friction torque as a function of time [11] Wykres siły tarcia w funkcji czasu dzieli się na trzy kluczowe etapy badania [4, 5, 11]: I etap. Niszczenie warstwy granicznej oceniany za pomocą dwóch kryteriów: czas trwałości warstwy granicznej τ mierzony od momentu rozruchu do początku gwałtownego wzrostu siły tarcia, co świadczy o przerwaniu warstwy granicznej; wytrzymałość warstwy granicznej H to wartość rzędnej momentu tarcia w chwili przerywania. Mając na uwadze to, że przerwanie warstwy granicznej odbywa się na mikropowierzchniach, siła tarcia jest tym większa, im na większej liczbie mikronierówności niszczona jest warstwa graniczna. Im wytrzymalsza warstwa graniczna, tym mniejsza siła tarcia w chwili początku przerywania. II etap. Zużywanie warstwy granicznej kryteria oceny: zużycie L praca włożona na zużycie charakteryzowana polem pod krzywą obrysowującą pik siły; czas regeneracji warstwy granicznej τ r charakteryzuje czas powrotu do tarcia w warunkach ustalonych, a także średnią siłę tarcia w czasie etapu zużywania. III etap. Stabilizacja oporów tarcia ustabilizowanie oporów tarcia na poziomie O r. W wyniku zwiększenia powierzchni tarcia, a tym samym zmniejszenia nacisków jednostkowych, powstają warunki do wytworzenia węzła tarcia pracującego w zakresie tarcia granicznego, a nawet hydrodynamicznego.

M. Malinowska, D. Zera, Analiza zmian smarności oleju silnikowego stosowanego w silniku Cegielski-Sulzer... 97 3. MASZYNA CZTEROKULOWA Do przeprowadzenia badań wykorzystano tribometr z głowicą czterokulową T-02U (rys. 2). Aparat wyznacza właściwości przeciwzatarciowe i przeciwzużyciowe olejów oraz smarów, zgodnie z polską normą PN-76/C-04147, a także z normami międzynarodowymi: ASTM D 2783, ASTM D 2596, ASTM D 4172, ASTM D 2266, IP 239, DIN 51350, Fiat 50500 oraz IP 300 [8, 12]. Rys. 2. Tribometr z głowicą czterokulową T-02U Fig. 2. Four-ball tribometer T-02U Aparat stanowi maszyna tribologiczna o styku punktowym oraz ruchu ślizgowym, której prędkość ślizgania najczęściej jest stała, zmienia się natomiast obciążenie styku w granicach 0 8000 N, temperatura środka smarującego ustalona. Skojarzenie trące tworzą cztery kule (rys. 3) wykonane ze stali łożyskowej o twardości 62,7 HRC oraz średnicy 12,7 mm. Trzy z nich są zamieszczone w gnieździe, gdzie wlewa się badaną substancję, a czwarta znajduje się w uchwycie, który w czasie badania obraca się z ustaloną prędkością. Trzy kule w pojemniku są dociskane za pomocą dźwigni, siłą zmienną w sposób ciągły bądź skokowy [7, 12].

98 ZESZYTY NAUKOWE AKADEMII MORSKIEJ W GDYNI, nr 96, grudzień 2016 Rys. 3. Skojarzenie trące maszyny czterokulowej; 1 kulka górna, 2 kulki dolne, 3 uchwyt kulki górnej, 4 naczynie z badanym środkiem [6] Fig. 3. The association rubbing four-ball tribometer; 1 upper ball, 2 lower balls, 3 upper handle balls, 4 dish with oil [6] W tabeli 2 przedstawiono podstawowe parametry pracy maszyny [12]. Tabela 2. Parametry pracy aparatu czterokulowego T-02U [12] Table 2. The parameters of four-ball tribometer T-02U [12] Rodzaj parametru Rodzaj ruchu Geometria styku toczenie Wartość skoncentrowany (punktowy) Nominalna średnica kulki 12,7 mm (0,5 ) Prędkość obrotowa Obciążenie do 1800 obr/min do 7848 N 4. BADANY OLEJ SILNIKOWY Do badań wykorzystano trzy próbki oleju silnikowego firmy Lotos Marinol RG 1240. Próby różniły się stopniem przepracowania w silniku Cegielski-Sulzer 3AL25/30 znajdującym się w laboratorium Wydziału Mechanicznego Akademii Morskiej w Gdyni (zespół spalinowo-elektryczny składający się z silnika spalinowego trzycylindrowego, czterosuwowego typu 3AL 25/30 Cegielski-Sulzero mocy 396 kw napędzającego prądnicę elektryczną). Marinol RG 1240 jest olejem typu TPEO (ang. trunk piston engine oil) przeznaczonym do smarowania okrętowych silników bezwodzikowych, pracujących na paliwie lekkim. Zawiera dodatki o charakterze myjąco-dyspergującym, przeciwutleniającym, przeciwkorozyjnym, przeciwrdzewnym oraz przeciwzużyciowym. Olej spełnia wymagania klasyfikacji jakościowej API CD (American Petroleum Institute, kategoria CD) w zastosowaniu do olejów okrętowych. Charakterystykę oleju przedstawiono w tabeli 3 [10].

M. Malinowska, D. Zera, Analiza zmian smarności oleju silnikowego stosowanego w silniku Cegielski-Sulzer... 99 Tabela 3. Charakterystyka oleju Marinoil RG 1240 [10] Table 3. Characteristics of Marinoil RG 1240 [10] Lp. Wymagania Metody badania Jednostka Wartość 1. Lepkość kinematyczna w 100 C ASTM D-445 mm 2 /s 14,3 2. Temperatura płynięcia ASTM D-5950 C -21 3. Temperatura zapłonu PN-EN ISO 2592 C 260 4. Liczba zasadowa ASTM D-2896 mgkoh/g 12,8 5. Wskaźnik lepkości ASTM D-2270 98 Pierwszą serię badanych próbek stanowił olej świeży, drugą serię olej używany po 600 godzinach pracy w silniku, trzecią olej używany po pracy 750 godzin. 5. BADANIE Badanie przeprowadzono tylko w warunkach dynamicznych, pod wzrastającym w sposób ciągły obciążeniem, podczas którego rejestrowano zmiany wartości momentu tarcia aż do uzyskania zatarcia kulek. Zatarciem nazywa się tu przekroczenie granicznej wartości momentu tarcia, wynoszącej 10 Nm. Wartość tę przyjęto ze względu na trwałość uchwytu kulki górnej w aparacie czterokulowym. Warunki testu są następujące: prędkość narastania obciążenia: 409 N/s; prędkość obrotowa wrzeciona: 500 obr/min; obciążenie początkowe: 0 N; obciążenie maksymalne: 7200 N; czas badania: 18 s; sposób smarowania: zanurzeniowy. Na rysunku 4 przedstawiono modelową krzywą momentu tarcia M t. Obciążenie P t w punkcie 1, pod którym moment tarcia zaczyna nagle rosnąć, nazywane jest obciążeniem zacierającym [1]. Metoda badania zakłada kontynuowanie wzrostu obciążenia oraz rejestrację wartości momentu tarcia, do osiągnięcia punktu 2, w którym następuje zatarcie węzła, czyli przekroczenie granicznej wartości momentu tarcia. Obciążenie w tym punkcie nazwano granicznym obciążeniem zatarcia i oznaczono symbolem P oz. Jeżeli w czasie biegu badawczego nie stwierdzi się zatarcia, to za graniczne obciążenie zatarcia przyjmuje się maksymalne uzyskane obciążenie węzła [1, 2].

100 ZESZYTY NAUKOWE AKADEMII MORSKIEJ W GDYNI, nr 96, grudzień 2016 obciążenie węzła (P) moment tarcia (Mt) PozP Mt = 10 Nm Mt zatarcie P Pt 1 inicjacja zacierania 0 czas Rys. 4. Modelowa krzywa momentu zatarcia M t, uzyskana w warunkach ciągłego wzrostu obciążenia P; 1 rozpoczęcie zacierania, 2 zatarcie [1] Fig. 4. Model curve friction torque Mt, obtained under conditions of continuous increase in load P; 1 start of mashing, 2 blurring [1] Odporność na zacieranie wyznaczono na podstawie wskaźnika obciążenia zacierającego P t oraz granicznego nacisku zatarcia p oz, który odpowiada nominalnemu naciskowi na powierzchni śladu zużycia przy zatarciu węzła lub pod koniec biegu (gdy zatarcie nie wystąpi). Oblicza się go ze wzoru [8]: poz poz = 0,52, (1) gdzie: d średnia średnica śladu zużycia na kulkach [mm] (rys. 5), 0,52 współczynnik wynikający z rozkładu sił w czterokulowym węźle tarcia. Graniczny nacisk zatarcia, w sposób pośredni, opisuje również odporność na zużycie badanego węzła pracującego w ruchu ślizgowym. Im wyższa wartości p oz, tym skuteczniejsze działanie środka smarowego po przerwaniu filmu smarowego. d 2 Rys. 2. Ślady zużycia na kulkach Fig. 5. Wear traces on the balls Średnie wielkości z pięciu biegów obciążenia zacierającego P t oraz granicznego obciążenia zatarcia P oz dla badanych prób zamieszczono w tabeli 4. Natomiast wyliczony graniczny nacisk zatarcia p oz przedstawiono na wykresie kolumnowym na rysunku 6. Zgodnie z teorią olej eksploatowany ma wyższe parametry smarnościowe niż olej wcześniej nieużywany, co potwierdzają wyniki.

M. Malinowska, D. Zera, Analiza zmian smarności oleju silnikowego stosowanego w silniku Cegielski-Sulzer... 101 Tabela 4. Wyniki przeprowadzonych badań na aparacie czterokulowym T-02U Table 4. The results of the tests on the four ball tribometer T-02U Próbka Średnia średnica śladu zużycia d [mm] Obciążenie zacierające P t [N] Graniczne obciążenie zatarcia P oz [N] Olej świeży 2,64 2720 3700 Olej po 600 h pracy 2,27 2125 7200 Olej po 750 h pracy 2,83 2050 6350 Olej wcześniej nieużywany ma najniższą wartość granicznego nacisku zatarcia wynoszącą 276,4 N/mm 2, natomiast olej po przepracowaniu 600 h najwyższą 736,1 N/mm2. Warto wspomnieć, że w przypadku środka smarowego z najwyższym wynikiem granicznego nacisku zatarcia w każdym z pięciu biegów aparatu nastąpiło odnowienie filmu olejowego, czyli zatarcie nie nastąpiło. Olej najdłużej pracujący w silniku zatarł się dwa razy z pięciu biegów tribometru, a średnia wartość p oz wyniosła 414,2 N/mm 2. Dwie sytuacje mogły wywołać taki efekt: pierwsza zbyt duża ilość produktów starzenia w oleju, druga między poborami próbek dokonano dolewki oleju tzn. odświeżenia oleju. [N/mm 2 ] olej świeży olej po 600 h pracy olej po 750 h pracy Rys. 6. Otrzymane wyniki granicznego nacisku zatarcia Fig. 6. Results of the limiting pressure of seizure Z wykresów otrzymanych podczas biegów aparatu czterokulowego odczytano, porównano i zestawiono w tabeli 5 następujące parametry: czas trwałości warstwy granicznej τ, wytrzymałość warstwy granicznej H, czas regeneracji warstwy granicznej τ r oraz stabilizację oporów tarcia O r. Czas trwałości warstwy granicznej jest najdłuższy dla świeżego oleju (7,36 s), a maleje wraz ze zużyciem próbki (dla 750 h nawet o ponad 2 s). Identyczny efekt zauważa się w przypadku wytrzymałości warstwy granicznej dla świeżego oleju występuje najwyższa jej wartość (10 Nm), co oznacza najmniejszą siłę tarcia w chwili rozpoczęcia przerywania warstwy.

102 ZESZYTY NAUKOWE AKADEMII MORSKIEJ W GDYNI, nr 96, grudzień 2016 W przypadku wszystkich biegów badania świeżego oleju następuje zatarcie, dlatego nie jest możliwe wyznaczenie czasu regeneracji oraz momentu stabilizacji. Dla olejów przepracowanych czas τ r w warunkach ustalonych wydłuża się wraz z godzinami pracy: dla 600 h wynosi 5,15 s, natomiast dla 750 h 6 s. Ostatni parametr, tj. stabilizacja oporów tarcia O r, maleje wraz ze zużyciem. Tabela 5. Wyniki przeprowadzonych badań na aparacie czterokulowym T-02U Table 5. The results of the tests on the four ball tribometer T-02U Próbka Czas trwałości warstwy granicznej τ [s] Wytrzymałość warstwy granicznej H [Nm] Czas regeneracji warstwy granicznej τ r [s] Stabilizacja oporów tarcia O r [Nm] Olej świeży 7,36 10,000 Olej po 600 h pracy Olej po 750 h pracy 5,60 8,325 5,15 3,05 5,35 8,255 6,00 2,93 Po dokładnej analizie wykresów momentu tarcia wszystkich próbek oleju można wnioskować, że badany olej silnikowy nie był odświeżany, a znaczne pogorszenie własności przeciwzatarciowych oraz przeciwzużyciowych jest efektem zaawansowanego procesu jego starzenia. Dzięki otrzymanym wynikom zaprojektowano modelową krzywą zmiany własności smarności w funkcji czasu pracy oleju silnikowego (rys. 7). Z wykresu odczytano, że wraz ze zużyciem oleju jego własności wzrastają, jednak po przekroczeniu pewnej wielkości granicznej ze względu na zbyt dużą zawartość produktów starzenia oraz zanieczyszczeń smarność oleju istotnie maleje. Dla badanego oleju ekstremum funkcji występuje w okolicach sześćsetnej godziny pracy ze względu na niewielką liczbę prób oleju autorzy nie są w stanie określić dokładnej wartości. własności smarne czas pracy oleju silnikowego Rys. 3. Zależność własności smarności w funkcji czasu pracy oleju Fig. 7. The lubricity properties versus operation time

M. Malinowska, D. Zera, Analiza zmian smarności oleju silnikowego stosowanego w silniku Cegielski-Sulzer... 103 PODSUMOWANIE Oleje smarowe spełniają wiele funkcji podczas eksploatacji silników. Własności smarności odpowiadają za zmniejszanie oporów tarcia oraz ochronę przed nadmiernym zużyciem, a także zacieraniem współpracujących powierzchni. Podczas eksploatacji olej ma kontakt z wysoką temperaturą, wysokim ciśnieniem, powietrzem, produktami spalania, paliwem czy produktami zużycia współpracujących części, wskutek czego dochodzi do nieodwracalnych zmian własności oleju. W pracy analizowano, za pomocą aparatu czterokulowego, olej silnikowy Marinol RG 1240 po różnym czasie przepracowania w silniku Cegielski-Sulzer 3AL25/30. Właściwości smarne oraz przeciwzużyciowe oleju rosną wraz z jego starzeniem. Graniczny nacisk zatarcia w oleju przepracowanym wzrasta blisko trzykrotnie w stosunku do oleju świeżego. Jednak ciągły wzrost tych właściwości może być hamowany przez wzrost liczby zanieczyszczeń. Na podstawie otrzymanych wyników stworzono modelową krzywą zmiany własności smarności w funkcji czasu pracy dla badanego oleju silnikowego. Poznanie charakteru oddziaływań silnik olej i wyciągnięcie prawidłowych wniosków diagnostycznych może przysparzać dużych trudności. Wymaga systematycznej kontroli stanu oleju, gromadzenia wyników analiz, które umożliwią śledzenie trendów zmian parametrów oleju w ciągu dłuższego czasu jego eksploatacji. W analizie środka smarowego bardzo pomocne byłyby informacje o częstotliwości oraz wielkości dolewek oleju świeżego, a także podejmowanych zabiegach pielęgnacyjnych silnika. Odpowiedni monitoring środków smarowych pozwala na wydłużenie trwałości i okresów eksploatacji oraz zmniejszenie awaryjności silnika, a co za tym idzie zmniejszenie kosztów użytkowania. LITERATURA 1. Gielniewski R., Górski K., Lotko W., Michalczewski R., Analiza zacierania elementów pompy wtryskowej rozdzielaczowej CAV DPA zasilanej mieszaniną ON i EETB, Tribologia, 2013, nr 4. 2. Kondrat Z., Badanie właściwości smarnych substancji smarowych za pomocą aparatu czterokulowego, instrukcja do zajęć laboratoryjnych z przedmiotu eksploatacja maszyn, Politechnika Białostocka, Białystok 2013. 3. Krupowies J., Badania i ocena zmian właściwości użytkowych olejów urządzeń okrętowych, Wydawnictwo Naukowe Akademii Morskiej w Szczecinie, Studia, 2009, nr 49. 4. Laber S., Badania własności eksploatacyjnych i smarnych uszlachetniacza metalu motor life professional, Uniwersytet Zielonogórski, Instytut Maszyn i Pojazdów, Zielona Góra 2003. 5. Maciąg M., Stałe kompleksowe charakteryzujące system tribologiczny, Tribologia, 2006, nr 5. 6. Młynarczak A., Badanie wpływu preparatu eksploatacyjnego o działaniu chemicznym na właściwości smarne oleju Titan Truck Plus 15W40 stosowanego w silnikach okrętowych, Zeszyty Naukowe Akademii Morskiej w Gdyni, 2012, nr 76, s. 62 68.

104 ZESZYTY NAUKOWE AKADEMII MORSKIEJ W GDYNI, nr 96, grudzień 2016 7. Total Polska Sp. z o.o., Przemysłowe środki smarne poradnik, Warszawa 2003. 8. Tuszyński W., Rogoś E., Nowoczesne metody badania właściwości tribologicznych olejów smarowych, Nafta Gaz, 2010, nr 10, s. 927 935. 9. Zwierzycki W., Oleje smarowe. Dobór i użytkowanie, Rafineria nafty Glimar, Instytut Technologii Eksploatacji w Radomiu, Gorlice 1996. 10. www.lotosoil.pl/resource/show/14718.pdf [maj 2016]. 11. www.tribologia.eu /ptt/try/tr05.htm [maj 2016]. 12. www.wm.am.gdynia.pl/wp-content/uploads/2011/10/tribometr_czterokulowy.pdf [kwiecień 2014]. THE OIL ENGINE LUBRICITY VARIATION ANALYSIS OF ENGINE OIL APPLIED IN CEGIELSKI-SULZER MOTOR 3AL25/30 Summary The lubricity of engine oils is the ability of oil to create the boundary layer, which reduces friction and protects the mating surfaces. It is not individual property of oils, because depends on both the nature of the engine oil and the mating surfaces. For the measurement of lubricity using a method involving the destruction of the boundary layer The tribological tests were conducted with the use of a four-ball apparatus, which allows you to determine the parameters: the welding load, the wear under load the seizing load, the limiting pressure of seizure. In this paper the author presented the results of measurements of properties of lubricity engine oil Marinol RG 1240 working in the engine Cegielski-Sulzer 3AL25 / 30 at different time of overwork. Keywords: lubricating oil, engine oil, lubricity, boundary layer, four-ball tribometer, seizing load, the limiting pressure of seizure.