The Evaluation of Tribological Properties of Mineral Oils-R600a Refrigerant Mixtures under Starved Lubrication Conditions

• Autorzy: Górny Kasper , Stachowiak Arkadiusz , Tyczewski Przemysław , Zwierzycki Wiesław

Identyfikatory

DOI

10.5604/01.3001.0013.5432

Warianty tytułu

PL

Ocena właściwości tribologicznych olejów mineralnych przeznaczonych do stosowania z węglowodorowymi czynnikami chłodniczymi w warunkach skąpego smarowania

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

In refrigeration compressors, the amount of oil in tribocontacts in certain situations may be insufficient. In this case, poor lubrication conditions may occur. There may also be a situation in which the areas of lubrication lack lubricant and the lubrication of the friction pairs will be carried out by only the refrigerant. The requirements related to legal regulations and concerning refrigerants result in the return to the use of natural substances such as hydrocarbons. These substances do not contribute to the enlargement of the ozone hole and the greenhouse effect. The most commonly used refrigerant in the group of low-capacity devices is R600a (isobutene). The article verifies the test method allowing one to assess lubricity properties of oils for refrigeration compressors in the mixture with a refrigerant under the conditions of poor lubrication. The article also contains the results of wear tests which allow one to assess and contrast lubricity properties of oil–refrigerant mixtures for three mineral oils of the same viscosity grade under the conditions of poor lubrication in cooperation with R600a. The tests were performed for the air, R600a, mineral oils, and oil–refrigerant mixtures.

PL

W sprężarkach chłodniczych może wystąpić sytuacja, w której ilość oleju w węzłach tarcia jest niewystarczająca, co powoduje niedostateczne warunki smarowanie. Może również zaistnieć sytuacja, w której środka smarnego zabraknie w obszarach tarcia, a smarowanie węzłów będzie realizowane tylko przez czynnik chłodniczy. Wymuszenia związane z przepisami prawnymi dotyczącymi czynników chłodniczych skutkują powrotem do stosowania naturalnych substancji, np. węglowodorów. Są to substancje, które nie przyczyniają się do powiększania dziury ozonowej oraz efektu cieplarnianego. Najpowszechniej stosowanym czynnikiem chłod-niczym w grupie urządzeń o małej wydajności jest R600a (izobutan). W artykule przedstawiono weryfikację metody badań pozwalających na ocenę właściwości smarnych olejów do sprężarek chłodniczych w mieszaninie z czynnikiem chłodniczym w warunkach skąpego smarowania. Umieszczono również wyniki badań zużyciowych pozwalających na ocenę i porównanie właściwości smar¬nych mieszanin olej–czynnik chłodniczy dla trzech olejów mineralnych o tej samej klasie lepkości w warunkach skąpego smarowania przy współpracy z czynnikiem chłodniczym R600a. Badania wykonywano dla powietrza, czynnika chłodniczego R600a, olejów mineralnych oraz mieszanin olej–czynnik chłodniczy.

Słowa kluczowe

EN

oil/refrigerant mixture; lubricity; starved lubrication conditions

PL

olej/czynnik chłodniczy; smarność; warunki skąpego smarowania

• Wydawca: Stowarzyszenie Inżynierów i Techników Mechaników Polskich
• Czasopismo: Tribologia
• Rocznik: 2019
• Tom: nr 3
• Strony: 39--44
• Opis fizyczny: Bibliogr. 22 poz., rys.

Twórcy

autor

Górny Kasper

• Poznan University of Technology, Institute of Machines and Motor Vehicles, Piotrowo 3 Street, 60-965 Poznań, Poland

autor

Stachowiak Arkadiusz

• Poznan University of Technology, Institute of Machines and Motor Vehicles, Piotrowo 3 Street, 60-965 Poznań, Poland

autor

Tyczewski Przemysław

• Poznan University of Technology, Institute of Machines and Motor Vehicles, Piotrowo 3 Street, 60-965 Poznań, Poland

autor

Zwierzycki Wiesław

• Poznan University of Technology, Institute of Machines and Motor Vehicles, Piotrowo 3 Street, 60-965 Poznań, Poland

Bibliografia

• 1. USTAWA o substancjach zubożających warstwę ozonową oraz o niektórych fluorowanych gazach cieplarnianych (Dz.U.2015.881).
• 2. ROZPORZĄDZENIE PARLAMENTU EUROPEJSKIEGO I RADY (UE) NR 517/2014 w sprawie fluorowanych gazów cieplarnianych i uchylenia rozporządzenia (WE) nr 842/2006.
• 3. Kałuża J.: Syntetyczne czynniki chłodnicze – co dalej? Chłodnictwo i Klimatyzacja, 2018, nr 2, s. 63–64.
• 4. Calm J. M.: The next generation of refrigerants – historical review, considerations, and outlook. Int. J. Refrig. 31, 2008, pp. 1123–1133.
• 5. Górny K., Stachowiak A., Tyczewski P., Zwierzycki W.: Evaluation of lubricating properties of mixtures of mineral oils with refrigerant R600a, Tribologia 3/2016, pp. 98–108.
• 6. Górny K., Tyczewski P., Zwierzycki W.: Description of the experimental method and procedure of model wear test of refrigeration compressors’ parts. Solid State Phenomena, 225, 2014, pp. 85–92.
• 7. Górny K., Stachowiak A., Tyczewski P., Zwierzycki W.: Lubricity evaluation of oil-refrigerant mixtures with R134a and R290, International Journal of Refrigeration 69 (2016), pp. 261–271.
• 8. Górny K., Stachowiak A., Tyczewski P., Zwierzycki W.: Research idea and methodology for determining test parameters for lubricity evaluation of oil / refrigerant mixtures, Tribologia 3/2015, pp. 33–42.
• 9. Górny K., Stachowiak A., Tyczewski P., Zwierzycki W.: Effect of flushing fluid addition on lubricity of refrigerant compressor oils, Tribologia 2/2017, pp. 59–66.
• 10. Górny K., Stachowiak A., Tyczewski P., Zwierzycki W.: Lubricity of oil-refrigerant mixtures with R600a under starved lubrication conditions, Tribologia 3/2018, pp. 43–50.
• 11. Matsumoto T., Kaneko M., Kawaguchi Y.: Evaluations of PVE Lubricants for Refrigeration and Air Conditioning system with the Low GWP Refrigerants. IOP Conf. Series: Materials Science and Engineering 2017; 232.
• 12. Chen Y., Hung J. T., Tang H. H., Tsaih J. S.: POE Lubricant Candidates For Low GWP Refrigerants. International Refrigeration and Air Conditioning Conference 2016; Paper 1783.
• 13. Karnaz J.: Evaluating Lubricants For Lower GWP Refrigerant Compressor Operations. In: Proc of International Refrigeration and Air Conditioning Conference 2017; Paper 1239: pp.1–10.
• 14. Bhuttaa M. U., Khan Z. A., Garland N., Ghafoor A. A.: Historical Review on the Tribological Performance of Refrigerants used in Compressors. Tribology in Industry 2018; 40(1): pp. 19–51.
• 15. Yoon H., Sheiretov T., Cusano C.: Scuffing behavior of 390 aluminum against steel under starved lubrication conditions, Wear, vol. 237, no. 2, pp. 163–175, 2000, doi: 10.1016/S0043-1648(99)00321-X.
• 16. Sariibrahimoglu K., Kizil H., Aksit M. F., Efeoglu I., Kerpicci H.: Effect of R600a on tribological behavior of sintered steel under starved lubrication, Tribology International, vol. 43, no. 5, pp. 1054–1058, 2010, doi: 10.1016/j.triboint.2009.12.035.
• 17. Mishra S. P., Polycarpou A. A.: Tribological studies of unpolished laser surface textures under starved lubrication conditions for use in air-conditioning and refrigeration compressors, Tribology International, vol. 44, no. 12, pp. 1890–1901, 2011, doi: 10.1016/j.triboint.2011.08.005.
• 18. Birol Y., Birol F.: Sliding wear behaviour of thixoformed AlSiCuFe alloys, Wear 265, 2008, pp. 1902–1908.
• 19. Takesue M., Tominaga S.: Wear and Scuffing Characteristics of Polyvinylether (PVE) in an HFC Atmosphere. In: Proc. of International Refrigeration and Air Conditioning Conference, Paper 440, 1998, pp. 379–384.
• 20. Tanaka M., Matsuura H., Taira S., Nakai A.: Selection of a Refrigeration Oil for R32 refrigerant and Evaluation of the Compressor Reliability. In: Proc. of International Compressor Engineering Conference, Paper 2299, 2014, pp. 1–10.
• 21. Muraki M., Tagawa K., Dong D.: Refrigeration Lubricant Based on Polyolester for Use With HFCs and Prospect of Its Application With R-22 (Part 1). Tribological Characteristics. In: Proc. of International Refrigeration and Air Conditioning Conference, Paper 33, 1996, pp. 273–278.
• 22. Hadfield M., Garland N. P.: Environmental implications of hydrocarbon refrigerants applied to the hermetic compressor. Mater. Design 26, 2005, pp. 578–586.

Uwagi

Opracowanie rekordu w ramach umowy 509/P-DUN/2018 ze środków MNiSW przeznaczonych na działalność upowszechniającą naukę (2019).