Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Fuel lubricity and its laboratory evaluation

Wojtyniak Małgorzata

Journal of civil engineering and transport

|

2022

|

Vol. 4, No. 1

47--59

EN

This literature review paper discusses the subject of lubricating properties of liquid hydrocarbon-based fuels and laboratory bench tests applied in lubricity evaluation. The analysis was made in order to highlight the importance of fuel lubricity evaluation, especially application of relatively rapid laboratory tests. Inadequate lubricity may lead to an excessive wear of fuel injection system components and in some cases - even to catastrophic failure what, in turn, manifests itself in higher replacement costs, shortened service life, inefficient engine performance and increased tailpipe emissions. Nowadays, when more and more rigorous emissions standards for transportation fuels are continuously established, the satisfactory fuel lubricity is of great importance. Lubricity determines the antiwear behaviour of the lubricant over the regime of boundary lubrication when the moving surfaces are separated only by a very thin fluid film adhering to them. The most important role in forming such films is played by polar compounds and aromatic hydrocarbons that are naturally present in crude oil derived fuels. However, the refinery processes applied in fuel production remove them, thus reducing the lubricity. Fuel lubricity problems were first defined in the mid-1960s and resulted from more severe refining and treatment processes applied in the production of aviation kerosene. In those days, injection equipment failures in aircraft turbine engines were reported. Then, in the late 1980s, similar problems were revealed after the implementation by US and NATO forces of “The Single Fuel Forward” policy which mandated that all military vehicles must be operable with kerosene-based fuel. Lubricity problems regarding diesel fuel emerged in the late 1990s when some countries set limits on the sulphur and aromatic hydrocarbon content in this fuel. The paraffinic diesel fuel produced by the Fischer-Tropsch synthesis or hydrotreatment process that is more commonly applied nowadays also possesses very low lubricating properties. Generally, to provide good fuel lubricity, various additives are applied andbench tests are mostly employed to estimatetheir effectiveness. Since 1960 many test rigs have been developed. Several interlaboratory test programs were carried out to select the best bench tests that would show good correlation with field experience. Among them, only BOCLE, HFFR, and SLBOCLE test methods become industry standards.

PL

W artykule przedstawiono tematykę właściwości smarnych ciekłych paliw węglowodorowych oraz przegląd laboratoryjnych metod oceny smarności. Celem przeprowadzenia niniejszej analizy była chęć podkreślenia ważności problematyki oceny smarności paliw, w szczególności za pomocą relatywnie szybkich metod laboratoryjnych. Niewłaściwa smarność może prowadzić do nadmiernego zużycia elementów układu wtrysku paliwa, a w pewnych przypadkach - nawet do uszkodzenia aparatury wtryskowej, co w konsekwencji powoduje wyższe koszty wymiany, krótszą żywotność, zmniejszone osiągi silnika i wzrost emisji. Obecnie, w sytuacji kiedy normy emisji są coraz bardziej restrykcyjne, smarność jest szczególnie istotnym parametrem określającym jakość paliw. Smarność określa właściwości przeciwzużyciowe w warunkach tarcia granicznego. Tarcie zachodzi wówczas pomiędzy bardzo cienkimi warstwami substancji smarującej zaadsorbowanymi na powierzchniach współpracujących. Najważniejszą rolę w tworzeniu takich warstw odgrywają związki polarne oraz węglowodory aromatyczne występujące w ropie naftowej. Jednakże, w wyniku procesów rafineryjnych stosowanych podczas produkcji paliw, większość związków polarnych jest usuwana, co w efekcie prowadzi do obniżenia smarności. Problem smarności paliw pojawił się po raz pierwszy wlatach sześćdziesiątych XX wieku i był spowodowany stosowaniem głębokiego rafinowania oraz procesów uszlachetniania stosowanych w produkcji nafty lotniczej. Konsekwencją stosowania tak wytwarzanego paliwa było wiele przypadków uszkodzeń aparatury wtryskowej turbinowych silników lotniczych. Później, w latach osiemdziesiątych, problemy wynikające z niedostatecznej smarności paliw pojawiły się po wdrożeniu przez Stany Zjednoczone i NATO tzw. koncepcji jednolitego paliwa pola walki (The Single Fuel Forward”), która polega na stosowaniu we wszystkich pojazdach wojskowych paliwa przeznaczonego standardowo do silników odrzutowych. Z kolei, problem smarności oleju napędowego pojawił się na początku lat dziewięćdziesiątych, kiedy zaczęto wprowadzać ograniczenia dotyczące zawartości siarki i węglowodorów aromatycznych w tym paliwie. Parafinowy olej napędowy produkowany metodą syntezy Fischera-Tropscha lub w procesach uwodornienia, który jest coraz powszechniej stosowany, również charakteryzuje się niską smarnością. Aby nadać paliwom odpowiednie właściwości smarne stosowane są różnego rodzaju dodatki. Ocenę skutecznościdziałania tych dodatków prowadzi się najczęściej za pomocą metod laboratoryjnych. Od momentu pojawienia się problemów wynikających z niedostatecznej smarności paliw zostało opracowanychwiele metod laboratoryjnych oceny tego parametru. Przeprowadzono również kilka programów badań międzylaboratoryjnych mających na celu wybranie testów wykazujących największą korelację z badaniami w warunkach rzeczywistych. Spośród ocenianych testów tylko BOCLE, HFFR oraz SLBOCLE uzyskały status metod badań normowych.

2

Analiza wpływu wybranych technologii obróbki kół zębatych o uzębieniu zewnętrznym na warunki smarowania przekładni zębatych stosowanych w napędach przenośników transportowych

Wieczorek A. N.

Autobusy : technika, eksploatacja, systemy transportowe

|

2017

|

R. 18, nr 6

1116--1123, CD

PL

W ramach pracy określono, z użyciem zmodyfikowanej metody obliczeniowej opisanej w normie ISO/TR 15144-1:2014 (E), warunki smarowania typowych przekładni zębatych stosowanych w napędach przenośników. W szczególności zakres prac badawczych obejmował pomiary chropowatości 8 kół zębatych wytworzonych z użyciem trzech technologii wytwarzania. Następnym etapem prac było określenie, z wykorzystaniem wyznaczonych wartości chropowatości Ra, względnej grubości filmu olejowego λ dla kół zębatych wybranych przekładni zębatych. W obliczeniach wykorzystano parametry geometryczne, technologiczne i obciążeniowe zgodne z rzeczywistymi wartościami. Szeroki zakres prac doświadczalnych i obliczeniowych pozwolił na określenie szeregu spostrzeżeń, z których najważniejszymi są: wyznaczana chropowatość powierzchni zębów kół zębatych zależała od kierunku pomiaru, chropowatość mierzona wzdłuż linii zęba była mniejsza niż mierzona wzdłuż kierunku zarysu zęba, analizowane zębate są eksploatowane w warunkach smarowania granicznego lub mieszanego, niekorzystne warunki smarowania analizowanych par kół zębatych tworzących stopnie II lub III przekładni zębatych wynikały z relatywnie niskiej prędkości obrotowej i wysokiej wartości obciążenia.

EN

As a part of the study, the lubrication conditions of typical gear transmissions used in drives of conveyors were determined using the modified calculation method described in ISO/TR 15144-1:2014 (E) standard. In particular, the scope of the research work included measurements of roughness of 8 gear wheels produced with the use of three manufacturing technologies. The next stage of work involved determination of the roughness value Ra, the relative thickness of the oil film λ for the gear wheels of the selected gear transmissions. Geometric, process and load parameters corresponding to the real values were used in the calculations. A wide range of the experimental and calculation work performed allowed making some observations. The most important of them are as follows: the measured value of the roughness of the surface of gear wheel teeth depended on the direction of the measurement; the roughness measured along the flank pitch line was lower than that measured along the tooth profile direction; the gear wheels subjected to the analysis are operated in boundary or mixed lubrication conditions; the unfavourable lubrication conditions of the analysed pairs of gear wheels forming the stage II or III of gear transmissions resulted from a relatively low rotational speed and a high value of the load.

3

Problemy kształtowania technologicznej warstwy wierzchniej w aspekcie odporności na zacieranie. Cz. 1, Prognozowanie zacierania

Wojciechowski Ł.

Tribologia

|

2015

|

nr 5

133--145

PL

Artykuł przedstawia przegląd współczesnej wiedzy dotyczącej mechanizmów inicjujących zacieranie i ocenę stopnia jej wykorzystania w prognozowaniu tego procesu. Wyróżniono pięć podstawowych parametrów/właściwości, które mogą determinować odporność warstwy wierzchniej na ten typ katastroficznego zużywania. Analiza zebranych informacji pozwoliła na stwierdzenie, że w zależności od indywidualnych cech tribosystemu (materiały pary trącej, rodzaj środka smarowego i reżim, w jakim pracuje, środowisko) modele przewidujące początek zacierania mogą bazować na innych przesłankach. Opierając się na takim podejściu do zagadnienia, zaproponowano topologiczną koncepcję kształtowania warstwy wierzchniej o podwyższonej odporności na zacieranie.

EN

The article presents a review of modern knowledge concerning mechanisms of scuffing activation and the evaluation of the level of its application in the prediction of this process. Five basic groups (temperature, debris, energetic, structural and boundary layer durability) of parameters/features were selected that can determine the resistance of the surface layer to this type of catastrophic wear. The analysis of acquired data indicated that models representing the interdependence of individual features of the tribosystem (friction pair materials, the type of the lubricating medium and the regime of its operation, and the environment), which are used to predict the onset of scuffing, can be based on different premises. A topological concept of the surface layer with increased scuffing performance was proposed using this approach. Additionally, a brief terminological analysis of the scuffing definitions was carried out. Some inaccuracies appearing in the scientific works in the context of determining scuffing were indicated.

4

The effect of zinc dithiophosphates on the friction and wear of partially stabilised zirconia. Part III. Lubrication of frictional contact

Margielewski L.

Tribologia

|

2011

|

nr 1

101-116

EN

Lubrication properties of zinc di-n-alkyldithiophosphates (ZDTPs), zinc di(n-nonylphenyl)-dithiophosphate (MAP) and di(di-n-nonylphenyl) dithiophosphate (DAP) depend on the additive molecular structure and its solution concentration. The effectiveness of friction reduction increases with the increasing length of the hydrocarbon chain in the additive molecule and decreases with increasing sliding speed and load. Lubrication tests of ionic-ZrO2, partially stabilised by Y2O3 (PSZ) were performed with the use of a ball-disk tribometer at 25oC. The lubrication mechanism is discussed based on the Stribeck curve. The loads and sliding speed applications were increased so that the friction contacts ranged from hydrodynamic or mixed to boundary lubrication. The hydrodynamic and mixed regimes are extended with the reduction of the boundary lubrication of tested additives. Results of these lubrication experiments are closely related to the results of the adsorption data of additives on PSZ powder from n-decane solutions, particularly with additive surface layer structure as well as on the differential molar enthalpy of adsorption.

PL

Właściwości smarowe di-n-alkiloditiofosforanów cynku (ZDTP), di(mono-n-nonylo-fenylo)ditio-fosforanu cynku (MAP) i di(di-n-nonylofenylo)ditiofosforanu cyku (DAP) zależą od struktury cząsteczki dodatku i jego stężenia w roztworze. Efektywność obniżania tarcia wzrasta ze wzrostem długości łańcucha węglowodorowego cząsteczki dodatku i maleje ze wzrostem prędkością ślizgania i obciążenia. Testy smarowania jonowego ZrO2 częściowo stabilizowanego Y2O3 (PSZ) wykonany był na tribometrze kula-dysk w temperaturze 25°C. Mechanizm smarowania jest omawiany z wykorzystaniem krzywej Stribecka. Zastosowane obciążenia prędkości ślizgania wzrastały tak, że styki tarciowe były smarowane w zakresie od hydrodynamicznego, mieszanego do granicznego. Zakresy mieszanego i hydrodynamicznego smarowania zwiększają się ze zmniejszeniem zakresu smarowania granicznego w wyniku działania przeciw-tarciowego badanych dodatków. Uzyskane wyniki badań smarowania wykazują bliską zależność z wynikami adsorpcji dodatków na proszku PSZ z roztworów n-dekanowych, szczególnie od struktury powierzchniowej warstwy dodatków jak również od różnicowej cząsteczkowej entalpii adsorpcji.

5

Lubricity of organic deposits on friction surface at elevated temperature

Konchits V.V., Korotkevich S.V., Kirpichenko Yu.E., Myshkin N.K.

Tribologia

|

2003

|

nr 1

53--62

EN

The lubricity of organic deposits (D-layer) formed when the lubricant contacts the hot metallic surface has been studied. The load carrying capacity and frictional properties of the D-layers produced by the oil with an additive of the ZnDTP type on platinum have been investigated by electrophysical probing. The emphasis was placed on the effect of temperature in the contact zone on behavior of the D-layers; their possible role in the mechanism of boundary lubrication is discussed.

PL

Autorzy badali smarność warstewek utworzonych ze związków organicznych (tzw. warstewki D) na skutek kontaktu środka smarowego z gorącą powierzchnią tarcia. Wyznaczono przeciwzatarciowe i przeciwcierne właściwości takich warstewek dla powierzchni platyny smarowanej olejem z dodatkiem ZDDP. Szczególną uwagę poświęcono wpływowi temperatury w strefie styku na właściwości warstewek D oraz ich rolę w smarowaniu granicznym.

6

XPS Investigation of the interaction between aluminium alloy and lubricating oil additives

Hu L., Chen J., Kajdas Cz.

Tribologia

|

2001

|

nr 1

7-22

EN

The present paper relates to research focused on the aluminum alloy (Al 2024) interaction with 10 different additives and their impact on tribological characteristics of a steel-on-Al alloy friction contact system. Oil immersion tests of Al 2024 in several lubricants composed of a liquid paraffin containing 2 wt.% of most effective additives were conducted at several temperatures. The formed films on the aluminum alloy surface were tested with Kyowa Model DF.PM one-way reciprocating tribometer against 3.0 mm diameter AISI 52100 steel ball. Friction coefficients and the aluminum alloy wear were measured. Conventional tests lubricated with all the oils were also performed using the same apparatus and SRV friction machine. The composition and chemical states of the formed films on the aluminum alloy were investigated with X-ray electron spectrometry (XPS). The obtained results clearly demonstrate that dibutyl phosphite and zinc dialkyl dithiopho-sphate react with the aluminum alloy at elevated temperatures forming aluminum phosphite or aluminum phosphate, respectively. These two additives were found to be the most effective in lubrication of the investigated steel-on-aluminum alloy system.

PL

Badano wpływ oleju parafinowego zawierającego różne dodatki na właściwości tribologiczne układu tarciowego stal-stop aluminium Al 2024. Przeprowadzone eksperymenty obejmowały: (i) testy imersyjne Al 2024 w oleju zawierającym 2% badanego dodatku, (ii) oznaczenie wpływu utworzonego w warunkach testu imersyjnego filmu na zmianę współczynnika tarcia i zużycia stopu w układzie tarciowym kulka stalowa/Al 2024 (tribometr Kyowa DF.PM) oraz (iii) konwencjonalnie smarowane testy tribologiczne w takim samym układzie materiałowym, przeprowadzone w takim samym układzie materiałowym na maszynie tarciowej SRV. Skład chemiczny filmów imersyjnych i obszarów zużycia stopu Al badano za pomocą spektroskopii fotoelektronów wybijanych promieniowaniem rentgenowskim (XPS). Stwierdzono, ze fosforyn dibutylu (DBP) i ZDDP reagują z powierzchnią stopu Al tworząc odpowiednio fosforyn i fosforan aluminium. Spośród przebadanych 10 dodatków DBP i ZDDP dają najlepsze efekty smarowania układu tarciowego stal LH15/A12024.

7

Wear behaviour and tribochemical reactions of low molecular alcohols under boundary lubrication of the steel-on-aluminium system.

Kajdas Cz., Obadi M.

Tribologia

|

1999

|

nr 3

273-287

EN

Tribochemistry of Alcohols is very complex and important from the practical piont of view. This paper relates to the research aiming at better understanding of the aliphatic alcohol tribochemistry.Using mostly the steel ball-on-alluminium disc friction system experiments were carried out to generate tribochemical reaction s on the aluminium discto analyse the formed deposits FTIR surface analysis was used.New adsorptionbandsmostly in the region of 1530-1550 cm-1 were found They are asssigned to the specific structure of organometallic compounds with -in many cases-include duble bonding in the reion of 1600-1650 cm-1.It was also found that the dissocitation constant (pKa)values of C1-C$alcohols control the steel ball wear for both steel-on-aluminium and steel-on-steelsystems.

PL

W niniejszym artykule przedstawiono wyniki badań, mających na celu zrozumienie tribochemii alkoholi alifatycznych. Eksperymenty, polegające na generowaniu reakcji tribochemicznych na powierzchni dysku aluminiowego, przeprowadzano głównie w układzie tarciowym stal-aluminium. Do analizy odłożonych depozytów zastosowano mikrospektrofotometrię FTIR. Stwierdzono obecność nowych pasm absorpcyjnych zwłaszcza w obszarze 1530-1550 cm-1.Są one przypisywane specyficznej strukturze związków organometalicznych które w wielu przypadkach posiadaja wiązanie podwójne 91600-1650cm-1) Stwierdzono również że wartośc stałej dysocjacji pKa) dla alkoholi C1-C4 wpływa na wielkość zużycia kulki stalowej zarówno w układzie tarciowym stal-aluminium jak również w układzie sta-stal.

8

Unsaturated oxygen compounds as antiwear addities for lubricants

Molenda J., Kajdas Cz., Makowska M., Grądkowski M.

Tribologia

|

1999

|

nr 3

323-331

EN

This paper presents findings regarding an antiwear efficiency of allyl ethers ( with various functional groups).It was found that their efficiency depends on the chemical structure and particulary- on the presence of hydroxyl groups.Oxygen-containing products of tribochemical reactions greatly influence the sacrifical film formation.

PL

W artykule przedstawiono wyniki badań dotyczących efektywnosci antyzużyciowej estrów allilowych( z różnymi grupami funkcyjnymi). Stwierdzono,że ich efektywnośc zależy od struktury chemicznej związku, a zwłaszcza obecności grup hydroksylowych.Produkty zachodzących przemian tribochemicznych, zawierające atomy tlenu, w dożym stopniu wpływaja na tworzenie się warst ochronnych.

9

Identyfikacja produktów przemian tribochemicznych n-heksadekanu

Grądkowski M., Makowska M.

Tribologia

|

1999

|

nr 6

801-808

PL

Badano produkty konwersji n-heksadekanu (model bazy olejowej) powstające podczas tarcia granicznego w węźle ze stali. Wśród produktów oksydacji tribochemicznej, odłożonych na powierzchni tarcia, występowały głównie związki tlenoorganiczne (kwasy, ketony, estry), a w obecności tlenku miedzi powstawały także alkohole i alkeny.

EN

It has been investigated n-hexadecane (model base of lube oil) conversion products formed under boundary friction conditions, in steel-steel system. Among tribochemical oxidation products, accumulated on the friction surface, there were mainly organic compounds containing oxygen (acids, ketones, esters) and during the friction in a presence of copper oxide - alcohols and alkenes as well.

10

Tribochemiczna charakterystyka wybranych związków winyliwych w aspekcie oddziaływań przeciwzużyciowych

Molenda J., Grądkowski M., Makowska M., Kajdas C.

Tribologia

|

1998

|

z. 3

318-329

PL

Wykazano wpływ struktury chemicznej wybranych związków winylowych (1-heksadeken, styren, 4-allili-2metoksyfenol, 3-alliloksy-1,2-propanodiol) na właściwości smarne kompozycji zawierającej 1% (m/m) dodatkuw modelowej substancji bazowej (n-heksadekan).Najwyższą efektywnością charakteryzowały się kompozycje zawierające winylowe związki tlenoorganiczne, które podczas tarcia tworzą organiczne warstwy protektorowe, związane z powierzchnią metalu. Na podstawie badań spektrometrycznych (FTIR, SEM/EDS) scharakteryzowano kierunki konwersji strukturalnej wytypowanych związków.

EN

It has been exhibited the influence of chemical structure of some vinyl - type compounds ( 1-hexadecene,styrene, 4-allyl-2methoxyphenol,3-allyloksy-1,2-propanediol) on the lubricity of compositions containing 1% (m/m) additive in the model base n-hexadecane).The compositions with vinyl-type oxygencompounds have been the most efficient.During friction they are forming sacrifical films which are bonded to the metal surface.on the ground of specrometric analysis (FTIR, SEM/EDS) it has been characterized directions of the compounds structural conversion.

11

Triboaktywnośc nienasyconych związków tlenoorganicznych

Molenda J., Makowska M., Grądkowski M., Kajdas C.

Tribologia

|

1998

|

z. 3

339-352

PL

w artykule przedstawiono rezultaty badań oddziaływań antyzużyciowych eterów allilowych i stwierdzono , że ich zdolność do redukcji zużycia uzależniona jest od struktury chemicznej, a w szczegóności od obecności i położenia grupy hydroksylowej.Zidentyfikowane produkty triboreakcji wskazują , iż istotne znaczenie w tworzeniu warst ochronnych odgrywają struktury tlenoorganiczne, powstające podczas tarcia

EN

It has been shown findings regraded antiwear effect of allyl ethers and ascertained that their efficiency depend on the chemical structure and particularly- on presence and position of hydroxyl groups .Indetified reactions products have shovn that organic structures containing oxygen atoms, formed during friction, are of great importance in sacrifical film formation.

12

Badanie właściwości przeciwzużyciowych 1-alkenów w układzie stal-stal

Grądkowski M., Makowska M., Molenda J.

Tribologia

|

1998

|

z. 3

330-337

PL

W artykule zaprezentowano wyniki badań tribologicznych ( w Układzie tarciowym stal- stal ) wybranych 1-alkenów,zastosowanych jakododatkiprzeciwzużyciowe w n-heksadekanie jako modelowej substancji smarowej.Wykazano wpływ długości łańcucha węglowodorowego modyfikatora na redukcję zuzycia elementów węzła.Strukturę chemiczną, powstających w wyniku tarcia związków organicznych, identyfikowano metodą mikrospektrofotometrii FTIR.

EN

The paper presente results of tribological tests (in steel-steel tribosystem) od some 1-alkenes.They have been used as antiwear additives in the model base (n-hexadecane ). It has been exhibited yhe influence of thr modifier hydrocarbon chain lenght on the reduction of tribosystem elements wear.Compounds formed during friction have been identified by FTIR microspectrophotometry.