Preferencje help
Widoczny [Schowaj] Abstrakt
Liczba wyników

Znaleziono wyników: 8

Liczba wyników na stronie
first rewind previous Strona / 1 next fast forward last
Wyniki wyszukiwania
Wyszukiwano:
w słowach kluczowych:  automotive gear oil
help Sortuj według:

help Ogranicz wyniki do:
first rewind previous Strona / 1 next fast forward last
EN
In this work, the authors analyse the possibility of using a new test method, called the method for the determination of the limiting pressure of seizure poz, to differentiate between the API GL performance levels of automotive transmission and axle oils from the point of view of their EP properties. The new test is performed under conditions of the scuffing of the four-ball tribosystem, initiated by the linearly increasing load, until seizure occurs. In numerous publications, it has been shown that the new test has many pros in comparison with standardised tests used for the assessment of extreme-pressure (EP) properties of lubricants. It exhibits a better resolution and is quicker, cheaper, and its precision is comparable to the precision of the standardised tests of EP properties of lubricants. A representative group of the automotive gear oils of the API GL-1 to GL-5(LS) performance level was tested using a four-ball tribotester with the sliding tribosystem. It has been shown that the method for the determination of the limiting pressure of seizure poz makes it possible to differentiate between most of the API performance levels of the automotive gear oils – both qualitatively (i.e. by the analysis of the friction torque curves) and quantitatively (on the basis of poz values); although, the qualitative way is more effective (better resolution) than the quantitative one. Because the new test method reduces the cost (simple, inexpensive test specimens) and the duration of the testing, it can be applied in R&D industrial labs to verify the quality of automotive gear oils.
PL
Dokonano oceny możliwości zastosowania własnej metody, nazwanej metodą wyznaczania granicznego nacisku zatarcia poz, do różnicowania samochodowych olejów przekładniowych pod względem klas jakościowych API z punktu widzenia właściwości przeciwzatarciowych. Badania tą metodą wykonywane są w warunkach zacierania czterokulowego węzła tarcia, zainicjowanego liniowo rosnącym obciążeniem, aż do wystąpienia zatarcia. W licznych publikacjach dowiedziono, że nowa metoda badawcza wykazuje wiele zalet w porównaniu ze znormalizowanymi metodami badań właściwości przeciwzatarciowych środków smarowych – badania nową metodą pozwalają uzyskać lepszą zdolność rozdzielczą, a do tego są szybsze, tańsze i ich precyzja jest porównywalna z precyzją znormalizowanych badań właściwości przeciwzatarciowych środków smarowych. Zbadano reprezentatywną grupę samochodowych olejów przekładniowych klasy jakościowej od API GL-1 do GL-5(LS), wykorzystując aparat czterokulowy ze ślizgowym węzłem tarcia. Wykazano, że metoda wyznaczania granicznego nacisku zatarcia poz pozwala, w sposób jakościowy (na podstawie analizy przebiegu momentu tarcia) i ilościowy (na podstawie uzyskanych wartości wskaźnika poz), różnicować samochodowe oleje przekładniowe pod względem klas jakościowych API, chociaż sposób jakościowy jest bardziej efektywny (lepsza zdolność rozdzielcza) w porównaniu ze sposobem ilościowym. Ponieważ nowa metoda badawcza pozwala na redukcję kosztów badań (wykorzystuje się tu proste, tanie próbki testowe) oraz ich czasochłonności, może być efektywnie wykorzystana w przemysłowych laboratoriach badawczo-rozwojowych w celu weryfikacji jakości samochodowych olejów przekładniowych.
EN
The paper presents the results of research aimed at differentiation between the API GL performance levels of automotive gear oils. Tribological tests were conducted with the use of two different tribotesters. A four-ball apparatus and a crossed-cylinder wear tester were employed. Several dozen oils were tested, and various standardised measurements of their lubricating properties have been determined. Then, the measurements of the tribological properties were related to the particular API GL performance levels and the results obtained in the two tribotesters were compared. The most known measurements, which characterise the antiwear and extreme-pressure properties of lubricants, were determined with the use of the four-ball apparatus. Using the crossed-cylinder wear tester, the load-carrying capacity of the oil has been assessed through the Brugger test. The statistical analysis of the research results has shown the possibility of the differentiation between the API GL performance levels of automotive gear oils on the basis of the Brugger test. The Brugger test is characterised by relatively low time-consumption, and the crossed-cylinder wear tester is relatively inexpensive, thus this approach may give significant benefits to the laboratory testing automotive gear oils.
PL
Celem pracy była ocena wpływu właściwości samochodowych olejów przekładniowych (przeznaczonych do ręcznych skrzyń biegów oraz do tylnych mostów) na przeciwdziałanie mikropittingowi kół zębatych. Badania wykonano za pomocą stanowiska przekładniowego T-12U, metodą FZG GT-C/8,3/90. Zbadano trzy samochodowe oleje przekładniowe z bazą mineralną – klasy API GL-3, GL-4 i GL-5, a także olej z bazą syntetyczną (PAO) klasy GL-5. Punktem odniesienia były wyniki badań dwóch olejów przekładniowych przemysłowych; jeden z nich miał bazę biodegradowalną. Nie stwierdzono wpływu klasy jakościowej API GL samochodowych olejów przekładniowych na mikropitting. Olej przekładniowy przemysłowy z bazą biodegradowalną pozwala osiągnąć wysoką odporność na mikropitting, podobnie jak najlepsze oleje przekładniowe samochodowe. Nie stwierdzono korelacji pomiędzy oporami ruchu, właściwościami przeciwzatarciowymi oraz właściwościami związanymi z przeciwdziałaniem pittingowi a odpornością na mikropitting. Natomiast lepkość oleju, a co za tym idzie, grubość filmu smarowego, ma korzystny wpływ na przeciwdziałanie mikropittingowi. Badania nad tą formą zużywania będą kontynuowane.
EN
The aim of the work was to assess the influence of the properties of manual transmission fluids (also called automotive gear oils) on the resistance to micropitting of gears. The FZG GT-C/8,3/90 micropitting test method was performed using a T-12U gear test rig. Three mineral, automotive gear oils of different performance levels were tested – API GL-3, GL-4 and GL-5 oils, as well as a synthetic (PAO) GL-5 oil. For reference, two industrial gear oils were also tested, and one of them was biodegradable oil. The results show that there is no influence of API GL performance levels of automotive gear oils on micropitting. The biodegradable industrial gear oil gives a high resistance to micropitting like the best automotive gear oils. There is no correlation between friction, EP properties, and fatigue (pitting) life and the resistance to micropitting. However, concerning oil viscosity and lubricating film thickness, it exerts a beneficial influence on the resistance to micropitting. The research on micropitting will be continued.
PL
Jednym z istotnych problemów współczesnej tribologii jest różnicowanie olejów smarowych o wysokich właściwościach przeciwzatarciowych (EP – extreme-pressure). Przykładem takich olejów są samochodowe oleje przekładniowe wysokich klas jakości – API GL-3 do GL-5. W artykule przedstawiono nową metodę rozróżniania właściwości takich olejów, a przez to ich jakościowego klasyfikowania, zwaną "metodą zacierania szokowego" i oznaczoną symbolem S-A10/16,6R/120. Dotyczy badań z wykorzystaniem testowej przekładni zębatej i została opracowana w Gear Research Center (FZG) Uniwersytetu w Monachium. Nowa metoda wykonywana jest w znacznie zaostrzonych warunkach (mniejsza szerokość zębów, wyższa prędkość obrotowa i początkowa temperatura badanego oleju, odwrócony kierunek obrotów) niż najczęściej dotychczas stosowana testowa metoda zacierania przekładni, także opracowana przez FZG, oznaczona symbolem A/8,3/90. Dodatkowo, w odróżnieniu od innych przekładniowych testów zacierania, w metodzie zacierania szokowego obciążenia nie zwiększa się stopniowo od wartości najmniejszej, ale obciąża się testowe koła zębate od razu takim obciążeniem ("szokowym"), pod którym spodziewane jest zatarcie. Unika się w ten sposób dotarcia kół, a przez to zwiększa ich podatność na zacieranie. Dokonano weryfikacji nowej metody, badając wiele samochodowych olejów przekładniowych różnych klas jakości API: GL-3, GL-4, GL-4/5, GL-5 i GL-5(LS). Dla odniesienia wykonano badania także olejów najniższej klasy GL-1. Do badań wykorzystano stanowisko przekładniowe o symbolu T-12U, opracowane i wytwarzane w ITeE – PIB. Stwierdzono, że metoda "szokowa" pozwala bez problemu rozróżnić oleje klasy GL-3 od olejów klas wyższych. Chociaż nie ma możliwości różnicowania olejów należących do najwyższych klas jakości – GL-4, GL-4/GL-5 i GL-5, to można różnicować oleje wewnątrz poszczególnych klas. Co bardzo istotne, żaden z badanych olejów nie pozwolił na osiągnięcie stopnia obciążenia niszczącego (będącego miarą właściwości EP badanych olejów) wyższego niż 11, co wskazuje, że wymuszenia w metodzie zacierania szokowego są wystarczające dla różnicowania współczesnych samochodowych olejów przekładniowych. Metoda zacierania szokowego może znaleźć zastosowanie w laboratoriach przemysłu petrochemicznego, ale również w laboratoriach ośrodków zajmujących się pracami rozwojowymi z dziedziny inżynierii powierzchni i inżynierii materiałów na koła zębate.
EN
Nowadays, one of the important current problems of tribology is differentiating between oils of high EP (extreme-pressure) properties. Examples of such oils are automotive gear oils of high performance levels API GL-3 to GL-5. The author presents a new test method intended for differentiating between such oils from the point of view of their API performance level. The method is called "scuffing shock test" and denoted as S-A10/16,6R/120. It concerns gear testing and has been developed in the Gear Research Centre (FZG) at the Technical University of Munich. The shock test is carried out under much severer conditions (reduced face width, double rotational speed, higher initial temperature of the tested oil, reverse sense of rotations) than the most often employed FZG gear scuffing test denoted as A/8,3/90. Unlike the other FZG gear scuffing tests, in which the load is increased in stages from the lowest value, in S-A10/16,6R/120 test the expected failure load is applied to an unused gear flank, hence the name "shock test". This prevents the test gears from running-in and in turn increases their susceptibility to scuffing. The shock test has been verified using a series of automotive gear oils of the following API performance levels: GL-3, GL-4, GL-4/5, GL-5 and GL-5(LS). For reference, API GL-1 gear oils, showing the poorest performance, were also tested. A test rig denoted as T-12U, designed and manufactured by ITeE-PIB in Radom, was used. It has been shown that the shock test makes it possible to differentiate between automotive gear oils of API GL-3 performance level and oils of higher levels. Although it is impossible to differentiate between automotive gear oils of the highest specifications (GL-4, GL-4/GL-5, GL-5), one can distinguish between oils belonging to the same performance level. What is particularly important is that none of the tested oil exhibited the failure load stage (being a measure of EP properties of oils tested) higher than 11. This implies that the test conditions in the shock test are severe enough to differentiate between modern automotive gear oils. The presented gear scuffing shock test can be implemented in the R&D laboratories of the petroleum industry, but also in the laboratories of the R&D centres devoted to surface engineering and engineering of advanced materials intended for modern toothed gears.
PL
Zbadano właściwości przeciwzużyciowe oraz wyznaczono współczynnik tarcia dla dwóch samochodowych olejów przekładniowych klasy jakościowej API GL-3 i GL-5, które poddano procesom laboratoryjnego starzenia przez zanieczyszczanie pyłem (w ilości 100, 500 i 1000 ppm), wodą (1, 5 i 10% obj.) i utlenianie (przez 25, 50 i 100 h). Badania wykonano za pomocą aparatu czterokulowego pracującego w styku ślizgowym w umiarkowanych warunkach tarcia. Stwierdzono, że zanieczyszczenie badanych olejów pyłem w warunkach smarowania cienkim filmem olejowym pogarsza ich właściwości przeciwzużyciowe. Obecność wody w stężeniu 1% lub wyższym powoduje gwałtowne pogorszenie właściwości przeciwzużyciowych, szczególnie oleju GL-5. Odmienna sytuacja występuje dla olejów utlenianych – obserwuje się poprawę właściwości przeciwzużyciowych po pierwszym, najkrótszym (25 h) okresie utleniania; po dłuższym czasie termooksydacji następuje pogorszenie tych właściwości, szczególnie widoczne dla oleju GL-3. Zatem czynnikiem najbardziej negatywnie wpływającym na właściwości przeciwzużyciowe oleju przekładniowego jest zanieczyszczenie wodą. Nie stwierdzono korelacji pomiędzy "stopniem" starzenia olejów a wartościami współczynnika tarcia. Wyniki badań tribologicznych zinterpretowano w oparciu o analizy warstwy wierzchniej śladu zużycia za pomocą SEM i EDS.
EN
In the devices like automotive transmissions a significant degradation of the lubricating oil due to exploitation takes place. It affects the life of components in the transmissions, like gears, rolling bearings, etc. This paper concerns the influence of the gear oil degradation on sliding wear. The tribological tests were performed in a four-ball tester denoted as T-02, designed and manufactured at ITeE-PIB. The antiwear properties of the tested oils were determined in sliding motion at moderate load and sliding speed. Two automotive gear oils of API GL-3 and GL-5 performance level were tested. Prior to the tribological testing, the oils had been contaminated with a special test dust (100, 500, 1000 ppm), distilled water (1, 5, 10% vol.) and oxidised (25, 50, 100 hrs). The way of oil contamination was typical of what takes place in automotive transmissions during exploitation. The contamination of the gear oils by the dust has a deleterious effect under conditions of thin-film lubrication; a drop in the antiwear properties of the oils is rather small. This drop results from the abrasive action of the dust particles. The contamination of the gear oils by water at 1% or higher concentration causes a drastic drop in the antiwear properties of the oils, particularly GL-5 one. The oil oxidation exerts a rather positive effect, particularly for the shortest oxidation time (25 hrs), but for the longest its periods the antiwear properties of the oxidised oil deteriorate (mainly GL-3 oil). From the point of view of the resistance to sliding wear the most dangerous contaminant in automotive gear oils is water. By using SEM and EDS for analysis of the worn surface, the author identified mechanisms of interaction between deteriorated oils and the surface, and related them to the tribological results. So, for oils contaminated with water and oxidised for the longest time periods increase in wear may be related to a decrease in the tendency to forming antiwear layers containing elements like phosphorus, zinc and oxygen (e.g. zinc polyphosphates in case of GL-3 oil containing ZDDP); such layers are known to prevent from creation of adhesive bonds. There is no correlation between the “level” of oil degradation and friction coefficient. It has been concluded that the degradation of the automotive gear oils does not exert a clear-cut negative influence on their antiwear properties, and may even have a positive effect like in case of oil oxidation for a short time.
PL
Zbadano powierzchniową trwałość zmęczeniową modelowego styku tocznego elementów stalowych, smarowanego starzonymi, samochodowymi olejami przekładniowymi klasy jakościowej API GL-3 i GL-5. Starzenie polegało na laboratoryjnym zanieczyszczaniu olejów pyłem, wodą i na utlenianiu. Badania wykonano za pomocą aparatu czterokulowego. Stwierdzono, że starzenie tych olejów zasadniczo przyczynia się do obniżenia powierzchniowej trwałości zmęczeniowej. Wyjątek odnotowano jedynie w przypadku utlenianego oleju klasy GL-5, dla którego trwałość zmęczeniowa albo nie zmienia się, albo następuje nawet jej wyraźny wzrost dla najdłuższych czasów utleniania. W celu interpretacji wyników badań tribologicznych obliczono minimalną grubość filmu EHD, powstającego w styku tocznym, a także wykonano analizy warstwy wierzchniej śladu zużycia za pomocą SEM, EDS i AFM.
EN
In the devices like automotive transmissions a significant degradation of the lubricating oil due to exploitation takes place. It affects the life of components in the transmissions, like gears, rolling bearings, etc. This paper concerns the influence of the gear oil degradation on one of the dominating forms of wear of toothed gears and rolling bearings - rolling contact fatigue (pitting). The tribological tests were performed in a four-ball tester denoted as T-03, designed and manufactured at ITeE - PIB. The 10% surface fatigue lives for the tested oils (L10) were determined in rolling motion according to IP 300/82 standard. Two automotive gear oils of API GL-3 and GL-5 performance level were tested. Prior to the tribological testing, the oils had been contaminated with a special test dust (100, 500, 1000 ppm), distilled water (1, 5, 10% vol.) and oxidised (25, 50, 100 hrs). The main constituents of the dust were inorganic particles: SiO2 (72,4% wt.) and Al2O3 (14,2%), and the maximum particle size did not exceed 0,08 žm. The way of oil contamination was typical of what takes place in automotive transmissions during exploitation. It has been observed that the degradation of the automotive gear oils generally exerts a negative influence on the rolling contact fatigue life. The only exception is for the oxidised GL-5 oil - the fatigue life either does not change or even significantly improves for the longest periods of oil oxidation. A drop in the fatigue life for oils contaminated with the dust results from producing numerous surface defects due to action of dust particles - the defects act like stress raisers accelerating surface fatigue cracks. An increasing frequency of stress cycles due to passing of dust particles through the contact zone also adds to a decrease in the fatigue life. For the oxidised oils deterioration of the resistance to pitting results from a drop in the sulfur concentration in the wear track surface layer (sulfur comes from lubricating additives). The sulfur compounds may cause the "flattening" of asperities, which reduces contact stress (EHL) and in turn improves the fatigue life. So, their lower concentration in the wear track is accompanied by a lower fatigue life. Also a negative role of the iron oxides produced on the wear track surface cannot be neglected - they lead to creation numerous defects being potential nuclei for pits, and in this way reducing the fatigue life. One cannot neglect possible hydrogen embrittlement of the steel specimens due to the oil oxidative decomposition, which accelerates fatigue crack initiation. Yet another factor affecting the surface fatigue is related to decreasing of the concentration of lubricating additives in the oxidised oil; in the case of highly corrosive EP additives in the GL-5 oil their decrease has a positive effect on the resistance to pitting. Surface analyses of the wear track for oils contaminated with water has not revealed the reasons for a drop in the surface fatigue life. Probably it results from lowering the oil viscosity followed by a decrease in the thickness of EHL film leading to more frequent action of surface asperities, hence more frequent cyclic stress. Hypothetically, hydrogen embrittlement may also be at stake. An effect of iron oxides in the worn surface and hydrogen embrittlement of steel specimens on rolling contact fatigue needs more investigation.
PL
Zbadano właściwości przeciwzatarciowe dwóch samochodowych olejów przekładniowych klasy jakościowej API GL-3 i GL-5, które poddano procesom laboratoryjnego starzenia przez zanieczyszczanie pyłem, wodą i utlenianie. Badania wykonano za pomocą aparatu czterokulowego pracującego w styku ślizgowym. Stwierdzono, że ani obecność pyłu, ani wzrost jego koncentracji w badanym oleju praktycznie nie wpływa na właściwości przeciwzatarciowe. Natomiast zanieczyszczenie oleju wodą powoduje pogorszenie tych właściwości. Utlenianie ma wpływ raczej pozytywny, ale gdy trwa dłużej, właściwości przeciwzatarciowe mogą ulec pogorszeniu (olej GL-3). Wyniki badań tribologicznych zinterpretowano w oparciu o analizy warstwy wierzchniej śladu zużycia za pomocą SEM i EDS. Niniejsze badania przeprowadzono w ramach projektu badawczego 8 T07B 001 21 finansowanego przez Komitet Badań Naukowych.
EN
In the devices like automotive transmissions a significant degradation of the lubricating oil due to exploitation takes place. It affects the life of components in the transmissions, like gears, rolling bearings, etc. This paper concerns the influence of the gear oil degradation on one of the dominating forms of wear of toothed gears - scuffing. The tribological tests were performed in a four-ball tester denoted as T-02, designed and manufactured at ITeE-PIB. The extreme-pressure properties of the tested oils were determined in sliding motion. For this purpose scuffing propagation was analysed according to a test method developed at the Tribology Department. Two automotive gear oils of API GL-3 and GL-5 performance level were tested. Prior to the tribological testing, the oils had been contaminated with a special test dust (100, 500, 1000 ppm), distilled water (1, 5, 10% vol.) and oxidised (25, 50, 100 hrs). The main constituents of the dust were inorganic particles: SiO2 (72,4% wt.) and Al2O3 (14,2%), and the maximum particle size did not exceed 0,08 žm. The way of oil contamination was typical of what takes place in automotive transmissions during exploitation. It has been observed that neither the presence of the dust, nor its concentration in the oil, affects the oil's extreme-pressure properties. The reason is that scuffing brings about such intensive wear as the abrasive action of the dust does not matter. The contamination of the gear oils by water has a deleterious effect - it is observed for 1% or more water in the GL-3 oil and 10% of water in case of GL-5 one. The oil oxidation exerts a rather positive effect, but for the longest its period the extreme-pressure properties of the oxidised oil deteriorate (GL-3 oil). By using SEM and EDS for analysis of the worn surface, the author identified mechanisms of interaction between deteriorated oils and the surface, and related them to the tribological results. So, the wear scar surface layer was greatly modified by the presence of some elements coming from active compounds in the lubricating additives, like sulfur or phosphorus. This modification is a result of physical and chemical adsorption followed by tribochemical reactions of active compounds in lubricating additives with the surface. Shortly speaking, chemical compounds of S and P prevent creation of adhesive bonds or enable their shearing, in this way protecting the surface from scuffing. This is why both for the oils contaminated with water and GL-3 oil oxidised by 100 hrs a lower content of S and/or P in the wear scar surface layer accompanies poorer extreme-pressure properties. It has been concluded that the degradation of the automotive gear oils does not exert a clear-cut negative influence on their extreme-pressure properties, and may even have a positive effect. Of course other than scuffing forms of wear like e.g. rolling contact fatigue (typical of rolling bearings) should also be taken into account with regard to gear oil degradation. It is a subject of another paper presented at this congress.
8
Content available remote Metoda jakościowej klasyfikacji samochodowych olejów przekładniowych
PL
Omówiono kryteria i celowość zastępowania kosztownych i czasochłonnych badań stanowiskowych, wykorzystujących rzeczywiste elementy maszyn lub ich zespoły, badaniami na prostych próbkach. Zaproponowano, opracowaną w Zakładzie Tribologii ITeE, nową metodę oceny środków smarowych, realizowaną za pomocą aparatu czterokulowego w warunkach liniowo rosnącego obciążenia. Analizowany jest przebieg zacierania aż do momentu stwierdzenia zatarcia węzła, a także zużycie kulek nieruchomych. Zbadano możliwości wykorzystania metody dla jakościowego klasyfikowania samochodowych olejów przekładniowych (według API GL), bez potrzeby wykonywania serii testów stanowiskowych. W tym celu zbadano blisko 20 handlowych olejów przekładniowych. Stwierdzono, że metoda pozwala na ocenę skuteczności działania zawartych w nich dodatków smarnościowych, a także na jakościowe klasyfikowanie takich olejów. Ma to duże znaczenie utylitarne, gdyż badania czterokulowe pozwalają na znaczną redukcję kosztów, eliminując (przynajmniej na etapie badań wstępnych) konieczność bardzo drogich testów stanowiskowych. Niebagatelny jest także bardzo krótki czas realizacji badań z zastosowaniem nowej metody, w porównaniu do testów stanowiskowych. Nowa metoda może być zatem skutecznie stosowana w laboratoriach przemysłowych, a także uczelnianych i instytutowych przy opracowywaniu optymalnych kompozycji olejów smarowych, szczególnie przekładniowych.
EN
Criteria and rationale for substitution of bench testing for costly and time-consuming component tests have been described. A new test method for investigation of lubricants under extreme pressure conditions has been proposed. The method has been developed at the Tribology Department of ITeE, and is realised using a four-ball tester. During a run the load increases continuously. To assess a tested oil, one should analyse the scuffing propagation until seizure (the stop of the relative movement of the balls) occurs, as well as wear of the stationary balls. The authors have assessed suitability of the proposed method for classification of automotive gear oils with respect to API GL quality levels, without a necessity for performing component tests. About 20 commercial, automotive gear oils were tested. The authors have stated that - using the method - it is possible to investigate the action of AW and EP additives in gear oils, as well as classify such oils. This allows for resigning (at least at the preliminary stage) from very expensive component tests. This is of significant economic importance, since four-ball tests allow to find an optimum, economic oil formulation at a relatively low cost. A very short time of the realisation of the new test method, in comparison with component tests, is its additional advantage. So, the new method can be successfully employed at petroleum laboratories, especially for formulation of gear oils.
first rewind previous Strona / 1 next fast forward last
JavaScript jest wyłączony w Twojej przeglądarce internetowej. Włącz go, a następnie odśwież stronę, aby móc w pełni z niej korzystać.