TM 11/2012 - TechMagazín

16Tribotechnika, mazivaVliV prachu na poškození motoruTéměř 20 % pevniny je klasifikováno jako poušť, což představuje značné nároky na mazánímechanizmů. Hlavními důsledky pro stroje pracující v prašných prostředích je potýkání ses negativními projevy prachu a zejména vyšším potenciálem opotřebení.V minulosti výrobci strojů negativní projevy prachuminimalizovali zvýšením frekvence výměnných intervalů.To byl tradiční zavedený postup. V současnédobě se jeden tým odborníků snaží ověřit, zda jetento postup stále nutný při současné modernítechnologii maziv.Mark Wilkes, produktový manager motorovýcholejů společnosti Lubrizol, spolupracoval s týmem,který navrhl srovnávací studie zabývající se vlivemprachu na opotřebení motoru, jeho výkon a celkovouživotnost. V projevu na 8. konferenci Základovýcholejů a aditiv v Dubaji poznamenal, žestudie vznikla z důvodu posouzení, zda je problémprachu ještě reálný a významný. Cílem studie tedybylo definovat, jaké částice se vyskytují v prachu,zda se tento prach skutečně dostane do olejovénáplně a pokud ano, tak jakou cestou. Dále bylyidentifikovány částice, které vstupují do motoru,a jejich vliv na opotřebení.Tato studie byla provedena ve Spojených Arabskýchemirátech, v zemi, která je známá pro své velmisuché podmínky a náročné prostředí. Nejprve bylyodebrány vzorky z různých silnic, aby se zjistilo,jaké prachové částice jsou přítomny v okolí. Kromětoho byly odebrány vzorky i z vyšších nadmořskýchvýšek, kam byl prach z pouště zanesen větrem.Tato měření byla uskutečněna proto, že částicepolétavého prachu a písku se liší velikostí, tvarema brusnými vlastnostmi.Úsady ve vozidlech - částice, které byly nalezenyv motorech - byly zkoumány, aby se identifikovalo,jak se dostaly do motoru, a byl zkoumán i vzduchovýfiltr z hlediska toho, jaké částice zachycuje.Vzorek kalu z olejové náplně pomohl dopátrat částice,které byly z oleje separovány, a použitý olejovýfiltr poskytnul informace o částicích, které zachytil.Tým definoval velikosti částic, které mají největšívliv na opotřebení motoru. Jde o prachové částicevelikosti 1 až 125 mikrometrů. Pro porovnání, jílovitéčástice mají velikost do 3,9 mikrometru, nánosovésedimenty od 31,25 do 62,5 mikrometru a velmijemné částice písku od 62,5 do 125 mikrometrů.Částice těchto velikostí mohou projít kolem pístu,pístního kroužku a stěny válce a dostat se tak doolejové náplně.Vzorky odebrané ze silnic obsahovaly převážněčástice o velikosti 100 až 1000 mikrometrů. Naopakvzorky naváté větrem ve vyšších nadmořskýchvýškách ukázaly vyšší četnost částic o velikosti do100 mikrometrů. Testy ukázaly, že vzduchový filtrzachycuje částice větší než 100 mikrometrů. Vzorkyodebrané ze silnice měly střední velikost částice253 mikrometrů, vzorky z vyšší nadmořské výšky113 mikrometrů, a střední velikost částic zjištěnýchv motoru byla 136 mikrometrů.Z toho tedy vyplývá, že prach nasávaný do motoruje tvořen jemným prachem unášeným větrem, taki většími částicemi prachu ze silnic, které se do sánídostávají od ostatních vozidel. Kromě toho, elementárníanalýzy odhalily přítomnost velmi tvrdýchminerálů v prachu, včetně uhličitanu vápenatého,vápníku, oxidu vápenatého, křemičitanu vápenatého,oxidu křemičitého a dalších křemičitanůželeza. Tyto sloučeniny výrazně přispívají k opotřebenímotoru. Ferografické snímky ze vzorku kaluz motoru ukázaly na přítomnost písku o velikostiod 10 do 110 mikrometrů. Dle společnosti Lubrizolmají největší vliv na poškození motoru prachovéčástice o velikosti 1-125 mikrometrů a tento účinekje umocněn tvrdostí nerostů, které byly analyzoványve vzorcích.Po potvrzení, že prach se skutečně do motoru dostává,si tým kladl za cíl zhodnotit, do jaké mírymá vliv na velikost opotřebení součástek motoru.Výsledky testů opotřebení vzorků bez prachu neprokázalyžádné výrazné opotřebení (obr.1).Obr. 1: Vzorky bez přítomnosti prachových částicProfil povrchu byl měřen v oblasti horní a dolníúvratě zkušebního stavu a poté zhruba uprostředpo dvou zkušebních procesech. Naopak profilometrievzorku oleje s prachem zaznamenala výraznéopotřebení (obr. 2).Obr. 2: Vzorky s přítomností křemíkuExpertní tým provedl zkoušky s použitím vložekválců dle průmyslového testu CEC-L-101-08OM501LA, který je součástí specifikací kategorie Edle ACEA z roku 2010. Test probíhal na zkušebnímstavu, který se skládal ze stojanu a kmitajícího ramenaa byl mazán motorovým olejem pro nákladníautomobily viskozitní třídy SAE 15W-40 jednakObr. 3: Opotřebení stěny válces a poté bez přídavku křemíku tak, aby se simulovalypodmínky kontaminace olejové náplně prachem,který byl nalezen ve vzorcích. Následné vyhodnocenístěny válce zjistilo, že při použití oleje bez prachuse oleštění válců (bore polishing) vyskytuje jen vevelmi malé míře a honování válce zůstává jasněrozeznatelné. Avšak u vzorku oleje s přítomnostíkřemíku zkouška ukazuje vyšší míru oleštění válce,honování je sice stále viditelné, ale již nedostatečnépro přilnavost mazacího filmu (obr. 3).Testy provedené společností Lubrizol potvrzují,že přítomnost prachu v oleji zvyšuje opotřebenía nadměrná přítomnost tvrdých abrazivních částicpovede ke zvýšení spotřeby paliva, ztrátě výkonua nakonec k poruše motoru. V suchých podmínkáchnebo v aplikacích pracujících v prašném prostředí,se částice prachu dostávají přes vzduchový filtr domotoru. Vzduchové filtry zachycují většinu částicprachu, ale některé se přeci jen dostávají až donáplně motorového oleje.Měřením byla zjištěna velikost částic, které nejvíce poškozujímotor. Vyšší tvrdost částic přispívá ke zvýšenípotenciálu opotřebení součástek motoru. Výsledkytěchto testů potvrdily doporučení, že v prašných podmínkáchje více než důležitávýkonnost oleje a jeho pravidelnévýměny, což zabraňujeakumulaci prachových částicv náplni.Podle Wilkese, má studiejasné dopady pro výměnnéintervaly. Výsledky ukazují,že prach v oleji je stále reálný problém a to nejenv pouštních krajinách a suchých podnebích. Jdeo samostatný problém týkající se výkonnosti maziv.V konečném důsledku může problém prachuovlivňovat prodloužení výměnných intervalů v prašnýchpouštních podmínkách.Stejně tak to ovšemplatí pro moderní motorys prodlouženými intervalyv méně náročných podmínkách.V oblasti Středníhovýchodu historicky dominovalymazací oleje základovéskupiny Group I, ale díky rychlému vývojia tlaku výrobců zařízení na zdokonalené mazacívlastnosti jsou tyto oleje již zcela vytlačeny základovýmioleji Group II a Group III. Bez ohledu na zvyšujícíse výkonnost, i tak prach zůstává problémem,a tak jediným možným řešením zůstává pečlivédodržování výměnných intervalů. To samozřejměmusí vzít do úvahy i výrobcizařízení a přizpůsobit taksvé doporučení u zařízenía strojů, které jsou provozoványv prašném prostředí.Zkracování výměnných intervalůovšem naráží na majitelerozsáhlých vozovýchparků, kde je tlak z hlediskanákladů na provozní kapalinyna prodlužování těchtovýměnných lhůt. ■Ing. Karel Kudrna, CastrolLubricants (CR), s.r.o.38 11/2012