Analiza spektralna oleju rzepakowego zastosowanego do smarowania silnika o zapłonie iskrowym

• Autorzy: Misiaszek A. , Zając G.

Warianty tytułu

EN

Spectral analysis of rapeseed oil used to lubricate the engine with spark ignition

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Niniejszy projekt badawczy miał na celu zweryfikowanie przydatności zastosowania techniki spektroskopowej w podczerwieni z odwróconą transformatą Fouriera (FT-IR) do oceny zmian właściwości oleju rzepakowego oraz jego zużycia po przebiegu 500 km, 1000 km, 1500 km, 2000 km, 2500 km, 3000 km. Na podstawie wykonanych badań spektroskopowych przeprowadzono ocenę składu chemicznego stosowanych środków smarowych jak również analizę wpływu ich budowy chemicznej na właściwości odpowiadające za jakość eksploatacji. Przeprowadzone badania wykazały, że spektroskopia w podczerwieni umożliwia charakterystykę struktury chemicznej oleju rzepakowego oraz jego formy po przebiegu w oparciu o identyfikację drgań grup funkcyjnych występujących wewnątrz związku oraz intensywności poszczególnych pasm, zmieniających się wraz z zużyciem oleju rzepakowego. W miarę postępu zużycia oleju rzepakowego w silniku zaobserwowano wzrost polimeryzacji łańcuchów węglowodorowych w próbkach pod wpływem czynnika termicznego. Wytwarzające się wolne rodniki w oleju pod wpływem wzrostu temperatury zainicjowały proces polimeryzacji rozrywając łańcuchy nienasycone i dobudowując do ich struktury dodatkowe łańcuchy węglowodorowe, które zwiększyły masę próbki, a tym samym spowodowały wzrost współczynnika lepkości. Ten niekorzystny proces obniżył wartość użytkową oleju silnikowego dla próbek z dużym przebiegiem. Opisana w niniejszej pracy metoda FT-IR znajduje zastosowanie w diagnostyce pojazdów, gdyż pozwala sprawdzić i obliczyć przebieg silnika po jakim należy wymienić olej silnikowy.

EN

Nowadays, raw materials derived from natural renewable sources are more and more frequently used in industrial practice. In the case of lubricants significant attention is given to vegetable oils used for their production and as a raw material for the production of diesel motor fuels. Fatty acids and esters contained in vegetable oils affect their ability to produce the protective boundary layer. On the basis of spectroscopic studies an assessment of the chemical composition of the used lubricants was carried out as well as an analysis of the impact of their chemical structure on the properties responsible for the quality of exploitation. The study showed that infrared spectroscopy enables characterization of the chemical structure of rapeseed oil and its used form. This is possible due to identification of the vibration of functional groups present within the compound and the intensity of individual bands which varies in accordance with rapeseed oil’s wear. As the wear of canola oil progresses, an increase in polymerization of hydrocarbon chains under thermal medium can be observed in the engine samples. Free radicals generated in the oil under the influence of high temperature initiated the polymerization process tearing unsaturated chains and adding new hydrocarbon chains to their structure. As a result the weight of the sample increased and thereby the viscosity coefficient increased as well. This unfavorable process reduces the value of engine oil for samples with high wear. FT-IR method described in this thesis proved useful in the diagnosis of vehicles as it allows to check and calculate engine mileage after which you need to replace the engine oil.

Słowa kluczowe

PL

olej rzepakowy; olej silnikowy; środki smarne; spektroskopia w podczerwieni z odwróconą transformatą Fouriera; IR; łańcuch węglowodorowy; polimeryzacja; wolne rodniki; smar ekologiczny

EN

rapeseed oil; motor oil; lubricants; Fourier transform infrared spectroscopy FT-IR; hydrocarbon chain; polymerization; ecological lubricants; free radicals

• Wydawca: Sieć Badawcza Łukasiewicz - Poznański Instytut Technologiczny
• Czasopismo: Logistyka
• Rocznik: 2015
• Tom: nr 4
• Strony: 4936--4946, CD 2
• Opis fizyczny: Bibliogr. 14 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Misiaszek A.

autor

Zając G.

• Politechnika Krakowska im. Tadeusza Kościuszki w Krakowie, Wydział Mechaniczny, Instytut Pojazdów Szynowych; 31-864 Kraków; al. Jana Pawła II 37

Bibliografia

• 1. Elżbieta Baran, ,,Wpływ budowy chemicznej bazowych olejów smarowych na ich biodegradowalność i wybrane właściwości eksploatacyjne”, Oficyna Wydawnicza Politechniki Wrocławskiej, Wrocław 2008.
• 2. Oficjalna strona internetowa olejów shell na dzień 26-11-2014, http://www.shell.pl/products-services/on-the-road/consumer-lubricants-tpkg/right-oil.html.
• 3. „Biopaliwa. Transestryfikacja oleju rzepakowego”, Wydział Chemii Uniwersytetu Marii Curie-Skłodowskiej, Zakład Technologii Chemicznej, Lublin 2007.
• 4. Prof. Wiesław Zwierzycki, ,,Oleje Silnikowe- funkcje i właściwości część I”, http://warsztaty.samochodowka.internetdsl.pl/serwishdd/wykaz/oleje/oleje1.htm.
• 5. Marek Litwiński, Paweł Piec; ,,Właściwości tribiologiczne oleju silnikowego w aspekcie spektrometrii w podczerwieni”, czasopismo techniczne Politechniki Krakowskiej, Kraków 2012.
• 6. Podniało Alfred , ,,Paliwa, oleje i smary w ekologicznej eksploatacji”, Wydawnictwo Naukowo-Techniczne, Warszawa 2003.
• 7. Strona internetowa Chemia organiczna on-line, data korzystania: 26-11-2014, http://www.chemorganiczna.com/ciekawe-teksty/17-teksty-o-chemii/89-promieniowanie-podczerwone.html.
• 8. M. Tarasa, Skrypt Uczelniany Uniwersytetu Jagiellońskiego, Collegium Medicum, Katedry Chemii Organicznej, Wydawnictwo Uczelniane, Kraków 2011.
• 9. Z. Kęcki „Podstawy spektroskopii molekularnej”, Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa 2008, (strony 15-26, 56-80, 84-91, 143-155).
• 10. Skrypt, ,,Spektroskopia w Podczerwieni”, Uniwersytetu Jagiellońskiego, Collegium Medicum, Katedry Chemii Organicznej, strona internetowa: file:///C:/Users/Tomek/Desktop/skrypt_IR.pdf.
• 11. Dr inż. Żukowska Grażyna, ,,Wykorzystanie metod spektroskopii FT-IR i spektroskopii Ramana do analizy materiałów organicznych i nieorganicznych”, Laboratorium Metod Badań Materiałów, Warszawa 2008.
• 12. Sadlej J. ,,Spektroskopia Molekularna”, Warszawa 2002.
• 13. Skotnicki Paweł, Kościanowski Jan, ,,Wykorzystanie spektroskopii FT-IR do pomiaru uwolnień do powietrza wybranych zanieczyszczeń z rekomendowanej listy PRTR dla przemysłu mineralnego”, Artykuł w czasopiśmie Scientific Works of Institute of Ceramics and Building Materials, Nr 9, ISSN 1899-3230.
• 14. Silverstein R.M., Webster F.X., Kiemle D.J., ,,Spektroskopowe metody identyfikacji związków organicznych’’, Wydawnictwo PWN, Warszawa, 2007.