Study of lubricate oil properties with engine runtime based on fluorescence spectroscopy

• Autorzy: Baszanowska E. , Otremba Z.

Warianty tytułu

PL

Badanie właściwości oleju smarnego w zależności od czasu pracy w silniku w oparciu o fluorescencję

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The efficiency of both land and marine transport strongly depends on the engine operation. It is well known that the efficiency of motor operation depends particularly on the kind of oil and oil working time in ship engine. Lubricating oil deteriorate its features with time of exploitation in the combustion engine. In consequence it leads to that the productivity in engine labour decreases. Therefore there is a need to track of oil features as an indicators of oil quality based on all possible measurement method. The work presents the possibility to monitor of oil quality used in ship engine based on fluorescence of oil. For tests lubricating oil Titan Truck Plus 15W40 in forms for different oil working time in ship engine for specified concentration of oil, were used. To measure the total fluorescence spectra (EEMs) of oil samples spectrofluorometer HITACH F-7000 was applied. In this paper we discuss the shape of EEM spectra and the typical fluorescence peaks for this kind of oil depending on working hours in ship engine.

PL

Na jakość transportu zarówno drogowego jak i morskiego istotny wpływ ma praca silnika. Jak wiadomo, efektywność pracy silnika związana jest z rodzajem użytego oleju jak i czasem zużycia oleju jakiemu poddawany jest on w pracującym silniku. Właściwości użytkowe oleju ulegają pogorszeniu z czasem użytkowania w silniku, co istotnie wpływa na pracę układu napędowego. Dlatego też istnieje konieczność wykorzystywania wszelkiego rodzaju metod badawczych pozwalających śledzić jakość oleju. W artykule przedyskutowano możliwość śledzenia jakości oleju w oparciu o metodę fluorescencji wykorzystując właściwości fluorescencyjne olejów. Do badań użyto olej smarny Titan Truck Plus 15W40 w formie oryginalnej oraz kilku formach przepracowanych w silniku okrętowym odpowiednio długi czas. Badania przeprowadzono dla określonego stężenia oleju rozcieńczonego w n-hexanie dla rozpatrywanych czterech form oleju. Do wyznaczania widm zupełnych (EEMs) oleju w obu formach użyty został spektrofluorymetr HITACH F-7000. W oparciu o zmierzone widma zupełne oleju przedyskutowano ich kształt z czasem zużycia oleju w silniku okrętowym. W oparciu o procedurę normalizacji wyznaczonych widm totalnych oleju dyskutowane jest również występowanie charakterystycznych maksimów fluorescencji dla poszczególnych form oleju z czasem jego pracy w silniku okrętowym.

Słowa kluczowe

EN

fluorescence; excitation-emission spectrum; lubricate oil; ship engine

PL

fluorescencja; widma totalne; olej smarny; silnik okrętowy

• Wydawca: Sieć Badawcza Łukasiewicz - Poznański Instytut Technologiczny
• Czasopismo: Logistyka
• Rocznik: 2015
• Tom: nr 4
• Strony: 2426--2432, CD2
• Opis fizyczny: Bibliogr. 18 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Baszanowska E.

• Gdynia Maritime University, Faculty of Marine Engineering, Physics Department; 81-225 Gdynia; Morska Street 81-87

autor

Otremba Z.

• Gdynia Maritime University, Faculty of Marine Engineering, Physics Department; 81-225 Gdynia; Morska Street 81-87

Bibliografia

• 1. Agoston A., Ötsch C., Jakoby J., Viscosity sensors for engine oil condition monitoring-Application and interpretation of results, Sensors and Actuators A: Physical, Vol. 121, No. 2, pp. 327-332, (2005).
• 2. Baszanowska E., Otremba Z., Spectrofluorimetric characteristics of used lubricating oil, Diagnostyka, Vol. 15, No. 4, 2014, pp. 65-71.
• 3. Baszanowska E., Otremba Z., Application of fluorescence to diagnose the exploitive quality of engine lube oil, Logistyka, No. 6, 2014, pp. 1769-1778.
• 4. Baszanowska E., Otremba Z., Spectral signatures of fluorescence and light absorption to identify crude oils fund in the marine environment, J. Europ. Opt. Soc. Rap. Public., Vol. 9, 2014, pp. 14029.1 – 14029.7.
• 5. Baszanowska E., Zielinski O., Otremba Z., Toczek H.: Influence of oil-in-water emulsions on fluorescence properties as observed by excitation-emission spectra, J. Europ. Opt. Soc. Rap. Public., Vol. 8, No. 13069, 2013, pp. 13069-1 - 1369-5.
• 6. Baszanowska E., Otremba Z., Oil identification based on total synchronous spectra, Journal of KONES Powertrain and Transport, Warsaw, Poland, Vol. 21, No. 2, 15-20, 2014.
• 7. Baszanowska E., Otremba Z., Toczek H., Rohde P.: Fluorescence spectra of oil after it contacts with aquatic environment., Journal of KONES Powertrain and Transport, Warsaw, Poland, Vol. 20, No. 3, 2013. pp.29-34.
• 8. Baszanowska E., Otremba Z., Application of optical fiber sensor to study the engine lubricate oil fluorescence, Logistyka, 2015 (in press).
• 9. Borin A., Ronei J., Poppi R. J.: Application of mid infrared spectroscopy and iPLS for the quantification of contaminants in lubricating oil, Vibrational Spectroscopy, Vol. 37, No. 1, pp. 27-32, (2005).
• 10. Drozdowska V., Freda W., Baszanowska E., Rudź K., Darecki M., Heldt J., Toczek H., Spectral properties of natural and oil polluted Baltic seawater – results of measurements and modelling, Eur. Phys. J. Special Topics, Vol. 222, No. 9, 2013, pp. 2157-2170.
• 11. Geddes C. D., Lakowicz J. R, Review in fluorescence 2005, Springer, 2005.
• 12. Mathew M., A comparison study of gravimetric and ultraviolet fluorescence methods for the analysis of total petroleum hydrocarbons in surface water, Civil Engineering Master's Theses, Paper 1, 2009, http://hdl.handle.net/2047/d10019236 [Online] 2014-08-04.
• 13. Młynarczak A., Investigation of the influence of aftermarket additive on lubricating properties of Titan Truck Plus 15W40 oil used in marine diesel engines, Zeszyty Naukowe Akademii Morskiej w Gdyni, Nr 76, 2012. pp. 62-68, (in Polish).
• 14. Otremba Z., Targowski W., Toczek H., Fluorescence as a scanning method for oil type identification in the sea environment, 2003, KONBiN’03 The 3-rd Safety and Reliability International Conference.
• 15. Seifert W.W., Westcott V. C.: A method for the study of wear particles in lubricating oil, Wear, pp. 27-42, (1972).
• 16. Stuart A. D., Trotman S. M., Doolan K. J., Fredericks P. M.: Spectroscopic Measurement of Used Lubricating Oil Quality, Applied Spectroscopy, Vol. 43, No. 1, pp. 55-60, (1989).
• 17. Voelker P. J., Hedges J. D.: Oil quality sensor measuring bead volume, Patent US5777210A, (1998).
• 18. Wierzcholski K., Miszczak A.: Algorythm for variable pseudoviscosity coefficients under experimental basis, Tribologia, Vol. 44, No.4, 2013, pp.125-136, (in Polish

Uwagi

Opracowanie ze środków MNiSW w ramach umowy 812/P-DUN/2016 na działalność upowszechniającą naukę.