7
Serbian Tribology Society SERBIATRIB ‘11 12 th International Conference on Tribology Faculty of Mechanical Engineering in Kragujevac Kragujevac, Serbia, 11 – 13 May 2011 REZULTATI EKSPERIMENTALNIH ISPITIVANJA TRIBOLOŠKIH KARAKTERISTIKA ULJA IZ MOTORA I MENJA A VOZILA Peri Sreten , 1 Nedi Bogdan 2 1 Vojna akademija, Beograd, Srbija, [email protected] 2 Mašinski fakultet Kragujevac, Srbija, [email protected] Apstrakt: Motori i menja ki prenosnici vozila predstavljaju složene tribomehani ke sisteme. Uslovi u kojima se nalaze elementi tribomehani kih sistema su veoma složeni i odre eni su u velikoj meri odgovarju im karakteristikama maziva. Složenost uslova je odre ena: temperaturom elemenata u kontaktu i temperaturom maziva, spoljašnjim optere enjem (odnosno specifi nim pritiskom u zoni kontakta), dinami kim karakterom ostvarivanja kontakta, prenosa snage i kretanja i dr. Postupak ispitivanja triboloških karakteristika ulja za podmazivanje u toku eksploatacije se sastoji u slede em:uzorkovanje ulja iz realnog tribomehani kog sistema, utvr ivanje u a produkata habanja u ulju i merenje triboloških karakteristika tribomehani kog sistema u modelskim uslovima uz koriš enje uzorkovanog ulja kao maziva. Analiza uzoraka ulja koja u sebi sadrže estice nastale habanjem omogu ava da se u ranim fazama koriš enja sistema oceni stanje triboloških svojstava. U ovom radu e biti prikazani rezultati eksperimentalnih istraživanja triboloških karakteristika uzorkovanih ulja iz motora i menja a vozila Mercedes O 345, PUCH 300GD i PINZGAUER 710M koja su bila u eksploataciji. Realizovanim ispitivanjima konstatovano je da dolazi do promena triboloških karakteristika ulja za podmazivanje u motorima i menja ima vozila. Ove promene su u direktnoj zavisnosti od stanja svih elemenata tribomehani kog sistema, odnosno u zavisnosti od njihovih funkcionalnih karakteristika. Klju ne re i: tribološke karakteristike, tribomehani ki sistem, analiza ulja, podmazivanje. 1. UVOD Težište eksperimentalnog istraživanja, realizovanog u ovom radu, stavljeno je na mazivo, kao nosioca informacija o stanju sistema u celini. Ispitivanja sprovedena na ve em broju razli itih tehni kih sistema, koji su identifikovani kao tribomehani ki, pokazala su da se u najve em broju slu ajeva promena funkcionalnosti elemenata i kompletnog sistema iskazuje kroz promene osobina maziva. To potvr uje da se promena triboloških karakteristika uljnog punjenja može usvojiti za ocenu stanja sistema. U cilju potpunog sagledavanja ponašanja ulja i davanja kona ne ocene njegovog uticaja na performanse sistema, izvršena su tribološka ispitivanja maziva, koja se svrstavaju u grupu modelskih ispitivanja. Prilikom realizacije modelskih ispitivanja vrši se uzorkovanje ispitivanog elementa (ulja) iz realnog sistema i simuliraju uslovi kontakta. Ovim putem mogu e je do i do velikog niza podataka koji sa dovoljnom pouzdanoš u ukazuju na stanje sistema i daju predvi anje njegovog daljeg ponašanja. Jednoveremeno, kod modelskih ispitivanja mogu e je obezbediti ponovljivost postupka uzorkovanja i ispitivanja, a na osnovu toga i uporedljivost rezultata i ocenu istog elementa u razli itim laboratorijama. Realizacija ovih ispitivanja ne zahteva izradu skupih prototipova, pa su i sa tog aspekta pogodna. Program eksperimentalnog ispitivanja uticaja maziva na motore i prenosnike snage motornih vozila obuhvatio je definisanje uslova ispitivanja navedenih elemenata, formiranje mernog lanca (slika 1), tribološka ispitivanja ulja i obradu dobijenih rezultata. Ispitivanja triboloških karakteristika ulja vršena su u Laboratoriji za 12 th International Conference on Tribology – Serbiatrib’11 405

SERBIATRIB ‘11tribolab.mas.bg.ac.rs/proceedings/2011/405-411.pdfTopografija površine novog diska [3] Slika 9. Topografija površine novog bloka [3] Slika 10. Topografija površine

  • Upload
    others

  • View
    7

  • Download
    0

Embed Size (px)

Citation preview

Page 1: SERBIATRIB ‘11tribolab.mas.bg.ac.rs/proceedings/2011/405-411.pdfTopografija površine novog diska [3] Slika 9. Topografija površine novog bloka [3] Slika 10. Topografija površine

Serbian Tribology Society

SERBIATRIB ‘1112th International Conference on

TribologyFaculty of Mechanical

Engineering in Kragujevac

Kragujevac, Serbia, 11 – 13 May 2011

REZULTATI EKSPERIMENTALNIH ISPITIVANJA TRIBOLOŠKIH KARAKTERISTIKA ULJA IZ MOTORA I

MENJA A VOZILA

Peri Sreten ,1 Nedi Bogdan2

1Vojna akademija, Beograd, Srbija, [email protected] 2Mašinski fakultet Kragujevac, Srbija, [email protected]

Apstrakt: Motori i menja ki prenosnici vozila predstavljaju složene tribomehani ke sisteme. Uslovi u kojima se nalaze elementi tribomehani kih sistema su veoma složeni i odre eni su u velikoj meri odgovarju imkarakteristikama maziva. Složenost uslova je odre ena: temperaturom elemenata u kontaktu i temperaturom maziva, spoljašnjim optere enjem (odnosno specifi nim pritiskom u zoni kontakta), dinami kim karakterom ostvarivanja kontakta, prenosa snage i kretanja i dr. Postupak ispitivanja triboloških karakteristika ulja za podmazivanje u toku eksploatacije se sastoji u slede em:uzorkovanje ulja iz realnog tribomehani kog sistema, utvr ivanje u eš a produkata habanja u ulju i merenje triboloških karakteristika tribomehani kog sistema u modelskim uslovima uz koriš enje uzorkovanog ulja kao maziva. Analiza uzoraka ulja koja u sebi sadrže estice nastale habanjem omogu ava da se u ranim fazama koriš enja sistema oceni stanje triboloških svojstava. U ovom radu e biti prikazani rezultati eksperimentalnih istraživanja triboloških karakteristika uzorkovanih ulja iz motora i menja a vozila Mercedes O 345, PUCH 300GD i PINZGAUER 710M koja su bila u eksploataciji. Realizovanim ispitivanjima konstatovano je da dolazi do promena triboloških karakteristika ulja za podmazivanje u motorima i menja ima vozila. Ove promene su u direktnoj zavisnosti od stanja svih elemenata tribomehani kog sistema, odnosno u zavisnosti od njihovih funkcionalnih karakteristika.

Klju ne re i: tribološke karakteristike, tribomehani ki sistem, analiza ulja, podmazivanje.

1. UVOD

Težište eksperimentalnog istraživanja, realizovanog u ovom radu, stavljeno je na mazivo, kao nosioca informacija o stanju sistema u celini. Ispitivanja sprovedena na ve em broju razli itihtehni kih sistema, koji su identifikovani kao tribomehani ki, pokazala su da se u najve em broju slu ajeva promena funkcionalnosti elemenata i kompletnog sistema iskazuje kroz promene osobina maziva. To potvr uje da se promena triboloških karakteristika uljnog punjenja može usvojiti za ocenu stanja sistema.

U cilju potpunog sagledavanja ponašanja ulja i davanja kona ne ocene njegovog uticaja na performanse sistema, izvršena su tribološka ispitivanja maziva, koja se svrstavaju u grupu modelskih ispitivanja. Prilikom realizacije modelskih ispitivanja vrši se uzorkovanje

ispitivanog elementa (ulja) iz realnog sistema i simuliraju uslovi kontakta. Ovim putem mogu e je do i do velikog niza podataka koji sa dovoljnom pouzdanoš u ukazuju na stanje sistema i daju predvi anje njegovog daljeg ponašanja. Jednoveremeno, kod modelskih ispitivanja mogu eje obezbediti ponovljivost postupka uzorkovanja i ispitivanja, a na osnovu toga i uporedljivost rezultata i ocenu istog elementa u razli itim laboratorijama. Realizacija ovih ispitivanja ne zahteva izradu skupih prototipova, pa su i sa tog aspekta pogodna.

Program eksperimentalnog ispitivanja uticaja maziva na motore i prenosnike snage motornih vozila obuhvatio je definisanje uslova ispitivanja navedenih elemenata, formiranje mernog lanca (slika 1), tribološka ispitivanja ulja i obradu dobijenih rezultata. Ispitivanja triboloških karakteristika ulja vršena su u Laboratoriji za

12th International Conference on Tribology – Serbiatrib’11 405

Page 2: SERBIATRIB ‘11tribolab.mas.bg.ac.rs/proceedings/2011/405-411.pdfTopografija površine novog diska [3] Slika 9. Topografija površine novog bloka [3] Slika 10. Topografija površine

obradu metala i tribologiju Mašinskog fakulteta u Kragujevcu.

Slika 1. Blok šema mernog sistema

Pri realizaciji ovih ispitivanja neophodno je prethodno odrediti uslove ostvarivanja kontakta: geometriju kontakta; intenzitet i karakter spoljašnjeg optere enja; vrstu optere enja (kontinualno, cikli no i dr.) i brzinu kretanja; temperaturu elemenata u kontaktu; na inpodmazivanja itd.

Detaljnom analizom realnog tribomehani kog sistema utvr uju se prethodno definisani parametri i formiraju elementi kontaktnih parova. Pri ovome potrebno je da elementi kontaktnih parova budu ta no definisanih svojstava (materijal, tvrdo a,stanje površina itd.).

Svi ovi merni lanci se sastoje od odgovaraju emerne opreme koju ine merni senzori, poja ava isignala od senzora, sistemi za akviziciju podataka u ra unar, softver za monitoring signala merene veli ine i ra unarska oprema za uvanje podataka i formiranje i prezentaciju izveštaja merenja.

Ispitivanje je sprovedeno na uljima uzorkovanim iz motora i menja kih prenosnika slede ih vozila: PINZGAUER 710M (PINZ), PUCH 300 GD (PUCH), autobus MERCEDES O 345. Zbog ograni enosti obima rada, nisu prikazivni tabelarni podaci vezani za tehni ke karakteristike razmatranih motora i menja a, kao i podaci o karakteristikama koriš enih maziva.

2. REZULTATI TRIBOLOŠKIH ISPITIVANJA ULJA

U okviru ovog dela prikazani su rezultati eksperimentalnih ispitivanja triboloških karakteristika motornih i menja kih ulja.

Ispitivanje je realizovano periodi nim uzimanjem uzoraka ulja iz motora i menja anavedenih vozila. Osim svežeg ulja („nulti“ uzorak), uzeti su uzorci nakon odre enog broja pre enih km, u ta no definisanim periodi nim intervalima.

00,010,020,030,040,050,060,070,080,090,1

Ko

efic

ijen

t tr

enja

0 10000 20000 30000

Pre eni put, km

Koeficijent trenja motornog ulja iz Mercedesa O 345

0,101 0,0985 0,09830,0968

Slika 2. Koeficijent trenja motornog ulja Mercedesa [3]

0

0,01

0,02

0,03

0,04

0,05

0,06

0,07

0,08

0,09

0,1

Ko

efic

ijen

t tr

enja

0 1000 2000 3000 4000 5000

Pre eni put, km

Koeficijent trenja motornog ulja iz PUCH

0,073 0,0684 0,0723 0,075 0,073

Slika 3. Koeficijent trenja motornog ulja iz PUCH[3]

0

0,01

0,02

0,03

0,04

0,05

0,06

0,07

0,08

0,09

0,1

Ko

efic

ijen

t tr

enja

0 1000 2000 3000 4000 5000

Pre eni put, km

Koeficijent trenja motornog ulja iz PINZ

0,0850,092

0,08350,088

0,0854 0,0817

Slika 4. Koeficijent trenja motornog ulja iz PINZ[3]

Na slikama 2, 3 i 4 prikazani su dijagrami promene koeficijenta trenja uzorkovanih motornih ulja u funkciji od pre enog puta vozila. Može se zaklju iti da se srednje vrednosti koeficijenta trenja izme u bloka i diska pri koriš enju ispitivanih motornih ulja kod svih vozila kre u u granicama od 0,0684 do 0,101. Tako e se može zaklju iti da sa pove anjem pre enog puta koeficijent trenja kod motornog ulja iz Mercedesa O 345 (SAE 10W-40, API klasifikacije CF) postepeno pada, kod motornog ulja iz PUCH (SAE 10W-40, API SG/CE) u po etku pada, dok je kasnije prisutan

12th International Conference on Tribology – Serbiatrib’11 406

Page 3: SERBIATRIB ‘11tribolab.mas.bg.ac.rs/proceedings/2011/405-411.pdfTopografija površine novog diska [3] Slika 9. Topografija površine novog bloka [3] Slika 10. Topografija površine

rast. Kod motornog ulja iz PINZ (SAE 30/S3) koeficijent trenja u po etku raste, a zatim pada.

Veliki koeficijent trenja ( =0,101) kod svežeg motornog ulja (nulti uzorak) SAE 10W-40, API klasifikacije CF (autobusi Mercedes O 345), koji je ve i nego kod koriš enih ulja poti e od sastava ulja koje sadrži ZnDDP (cinkdialkilditiofosfat), ijaformulacija je razli ita od formulacije kod menja kih ulja, zbog prirode i uslova kontakta koji vladaju u motoru. ZnDDP kao aditiv vrši tri zna ajne funkcije i to kao aditiv antioksidant,protiv korozije i protiv habanja. Njegovo delovanje kao antioksidanta je u uslovima relativno niskih temperatura (do 100 °C), a ukoliko se primenjuje kod viših temperatura (slu aj u motornim uljima) dolazi do termi ke razgradnje, usled ega svi produkti nastali na ovaj na in deluju vlastitim mehanizmom kao inhibitori oksidacije.

Na slikama 5, 6 i 7 prikazani su dijagrami promene širine traga habanja uzorkovanih motornih ulja u funkciji od pre enog puta vozila.

00,10,20,30,40,50,60,70,80,9

1

Šir

ina

tra

ga h

ab

anja

, m

m

0 10000 20000 30000

Pre eni put, km

Širina traga habanja motor. ulja iz Mercedesa O 345

0,378 0,40 0,4150,494

Slika 5. Širina traga habanja motornog ulja Mercedes [3]

00,10,20,30,40,50,60,70,80,9

1

Širi

na t

raga

hab

an

ja, m

m

0 1000 2000 3000 4000 5000

Pre eni put, km

Širina traga habanja motornog ulja iz PUCH

0,48 0,5150,59 0,625 0,645

0,485

Slika 6. Širina traga habanja motornog ulja iz PUCH[3]

00,10,20,30,40,50,60,70,80,9

1

Šir

ina

tra

ga h

aba

nja

, m

m

0 1000 2000 3000 4000 5000

Pre eni put, km

Širina traga habanja motornog ulja iz PINZ

0,360,365 0,382

0,525 0,550,61

Maksimalne visine profila na referent. dužinama, na dužini ocenjivanja

Slika 7. Širina traga habanja motornog ulja iz PINZ[3]

Sa pove anjem pre enog puta širina pojasa (traga) habanja diska raste kod ispitivanih motornih ulja iz sva tri vozila i to: kod ulja iz Mercedesa O 345 do vrednosti 0,494 mm; kod ulja iz PUCH do vrednosti 0,645 mm i kod ulja iz PINZ do vrednosti 0,61 mm. Porast širine traga habanja u po etnomperiodu se može objasniti uhodavanjem diska i bloka, a u stvarnosti bi odgovaralo po etnom koriš enju vozila sa novim uljem.

Približan konstantan rast širine habanja diska, u funkciji pre enog puta, može se tuma iti uticajem pove anja produkata habanja u ulju i promeni podmazuju ih karakteristika ulja (usled postepene degradacije ulja) u toku ispitivanja.

Pre po etka realizacije eksperimenta izvršena su merenja hrapavosti površina diskova i blokova pomo u ure aja Talysurf. Parametri topografije površine bloka i diska, koji se mere navedenim ure ajem, prikazani su u tabeli 1.

Tabela 1. Parametri topografije površine (Talysurf–6)

Rt1-Rt5,m

Ra, mSrednje aritmeti ko odstupanje profila na dužini ocenjivanja

Rq, mSrednje kvadratno odstupanje profila na dužini ocenjivanja

Ry, m Maksimalna visina profila, maksimalna Rti vrednostRtm, m Srednja Rti vrednost Rv, m Najve a dubina udubljenja profila Rp, m Najve a visina ispup enja profila Sm, m Srednji korak ispup enja profila

q, o Srednji kvadratni ugao nagiba profila

RskKoeficijent asimetrije profila, mera simetrije krive raspodele amplituda

RkuKurtosis, mera zaoštrenosti krive raspodele amplituda

S, m Srednji korak lokalnih ispup enja profila

R3z, mSrednja vrednost rastojanja tre eg po visini ispup enja i tre eg po dubini udubljenja na referent. dužini profila

Rpm, m Srednja vrednost Rpi odre enih na referent. dužin.

R3y, mNajve e rastojanje tre eg po visini ispup enja i tre eg po dubini udubljenja na referentnoj dužini.

12th International Conference on Tribology – Serbiatrib’11 407

Page 4: SERBIATRIB ‘11tribolab.mas.bg.ac.rs/proceedings/2011/405-411.pdfTopografija površine novog diska [3] Slika 9. Topografija površine novog bloka [3] Slika 10. Topografija površine

Parametri topografije površina novog diska i bloka, kao i diskova na kraju ispitivanja uzoraka motornog ulja prikazani su u tabeli 2. Dobijene vrednosti srednjeg aritmeti kog odstupanja ozna ene su sa Ra.

Tabela 2. Parametri topografije površina novog diska i bloka na referentnoj dužini i diskova na kraju ispitivanja uzoraka motornog ulja

Na kraju eksperimenta (ispitivanja)Veli ina

Novidisk disk Merc.

diskPUCH

disk PINZNoviblok

Rt1 2.0 2.5 2.1 3.0 2.45Rt2 1.8 2.3 3.5 3.5 1.66Rt3 2.1 2.1 2.6 2.1 1.77Rt4 2.3 2.1 2.4 3.4 1.23Rt5 1.9 2.9 2.9 3.2 1.48Ra 0.48 0.36 0.41 0.41 0.357Rq 0.61 0.46 0.54 0.55 0.429

Ry (Rmax) 2.3 2.9 3.5 3.5 2.45Rtm 2.0 2.4 2.7 3.0 1.72Rv 1.4 1.8 1.9 2.1 1.07Rp 2.1 1.3 1.7 2.1 1.38Sm 62 40 64 50 202

q 3.0 4.5 3.8 4.6 1.7Rsk 0.5 -0.5 -0.2 -0.1 -0.3Rku 3.1 3.4 4.0 4.3 2.5

S 17 18 24 21 4.1R3z 1.6 1.8 2.0 2.3 1.23Rpm 1.2 1.0 1.0 1.3 0.92R3y 1.8 2.0 2.6 2.8 1.49

Na slikama od 8 do 12 su prikazane topografije površina novog bloka i diska na referentnoj dužini, kao i diskova na kraju ispitivanja motornog ulja iz razmatranih vozila.

Slika 8. Topografija površine novog diska [3]

Slika 9. Topografija površine novog bloka [3]

Slika 10. Topografija površine diska na kraju ispitivanja motornog ulja iz Mercedesa [3]

Slika 11. Topografija površine diska na kraju ispitivanja motornog ulja iz PUCH [3]

Slika 12. Topografija površine diska na kraju ispitivanja motornog ulja iz PINZ [3]

Na slikama 13, 14 i 15 prikazani su dijagrami promene koeficijenta trenja uzorkovanih menja kih ulja u funkciji od pre enog puta vozila.

0

0,01

0,02

0,03

0,04

0,05

0,06

0,07

0,08

0,09

0,1

Ko

efic

ijen

t tr

enja

0 10000 20000 30000 40000

Pre eni put, km

Koeficij. trenja menja kog ulja iz Mercedesa O 345

0,08530,0876 0,08845 0,09050,0913

Slika 13. Koeficijent trenja menja kog ulja Mercedes [3]

0

0,01

0,02

0,03

0,04

0,05

0,06

0,07

0,08

0,09

0,1

Ko

efic

ijen

t tr

enja

0 1000 2000 3000 4000 5000

Pre eni put, km

Koeficijent trenja menja kog ulja iz PUCH0,0987

0,08 0,0814 0,0795 0,0763

0,0877

Slika 14. Koeficijent trenja menja kog ulja iz PUCH[3]

12th International Conference on Tribology – Serbiatrib’11 408

Page 5: SERBIATRIB ‘11tribolab.mas.bg.ac.rs/proceedings/2011/405-411.pdfTopografija površine novog diska [3] Slika 9. Topografija površine novog bloka [3] Slika 10. Topografija površine

0

0,01

0,02

0,03

0,04

0,05

0,06

0,07

0,08

0,09

0,1

Ko

efic

ijen

t tr

enja

0 1000 2000 3000 4000 5000

Pre eni put, km

Koeficijent trenja menja kog ulja iz PINZ

0,0670,066 0,061 0,058 0,059 0,063

Slika 15. Koeficijent trenja menja kog ulja iz PINZ [3]

Srednje vrednosti koeficijenta trenja izme ubloka i diska pri koriš enju ispitivanih menja kihulja kod svih vozila kre u se u granicama od 0,058 do 0,0987.Sa pove anjem pre enog puta koeficijent trenja kod menja kog ulja iz Mercedesa O 345 (PRISTA ATF) postepeno raste, kod menja kog ulja iz PUCH (UAMS) postepeno pada. Kod menja kog ulja iz PINZ (HIP 90) koeficijent trenja u po etku pada, a zatim raste.

Dijagram na slici 13 pokazuje da je koeficijent trenja kod uzoraka rabljenog menja kog ulja Prista ATF (iz Mercedesa O 345) ve i od koeficijenta trenja nultog uzorka (sveže ulje). Na povišenim radnim temperaturama dolazi do reakcije izme uaditiva iz ulja i površine koja se podmazuje, raspadanja ZnDDP (cinkdialkilditiofosfat) i njegovog prelaska u oblik slobodnog radikala. Na ovaj na in se usporava proces oksidacije ulja u menja u tokom njegovog rada.U koriš enom menja kom ulju Prista ATF nalaze se, na opisan na in formirani slobodni radikali, koji zbog funkcije ZnDDP (antioksidant) ne uti u na smanjenje trenja i habanja.

Uticaj degradacije menja kog ulja i pove anjakoncentracije produkata habanja ogleda se, za vreme triboloških ispitivanja, u ve em koeficijentu trenja i habanju.

Analizom dijagrama na slici 14 može se uo itida je koeficijent trenja pri ispitivanju nultog (svežeg) uzorka menja kog ulja UAMS (iz PUCH) ve i nego pri ispitivanju sa rabljenim uzorcima. Uzrok ovakvog koeficijenta trenja treba tražiti u samoj strukturi ulja, koja je formulisana sumpor-fosfornim bespepelnim EP antihabaju im aditivom. Fosfor ima osobinu da pri kontaktnoj temperaturi od 700 C reaguje sa metalom i gradi metal–fosfid koji kao hemijska prevlaka štiti površinu od habanja, dok sumpor na temperaturi od 900 C pri reakciji sa metalom gradi metal–sulfid koji se odlikuje velikom tvrdo om i ne dozvoljava habanje površine. Posledica formiranja hemijskih slojeva velike tvrdo e na dodirnim površinama je veliko trenje iskazano koeficijentom trenja.

Rabljeno menja ko ulje UAMS sadrži u sebi polarna jedinjenja nastala reakcijom aditiva i metala usled oksidacije (posebno izražena kod povišenih radnih temperatura). Na taj na informirana polarna jedinjenja se, prilikom triboloških ispitivanja, vezuju za metalne površine bloka i diska i obrazuju sloj koji predstavlja metalni sapun. Na taj na in oformljeni mazivi sloj spre ava kontakt površina bloka i diska, usled ega se stvaraju uslovi da po etno grani no podmazivanje prelazi u elastohidrodinami ko podmazivanje. Posledica toga je manji koeficijent trenja i manje habanje, kao i mogu nost da do e do proklizavanja površina.

0

0,1

0,2

0,3

0,4

0,5

0,6

0,7

0,8

0,9

1

Šir

ina

trag

a h

aban

ja, m

m

0 10000 20000 30000 40000

Pre eni put, km

Širina traga habanja menja. ulja iz Mercedesa O 345

0,51 0,562

0,68 0,7520,69

Slika 16. Širina traga habanja menja . ulja Mercedes [3]

0

0,1

0,2

0,3

0,4

0,5

0,6

0,7

0,8

0,9

1

Šir

ina

trag

a h

aban

ja, m

m

0 1000 2000 3000 4000

Pre eni put, km

Širina traga habanja menja k. ulja iz PUCH

0,711 0,7510,8 0,833

0,729

Slika 17. Širina traga habanja menja . ulja iz PUCH[3]

0

0,1

0,2

0,3

0,4

0,5

0,6

0,7

0,8

0,9

1

Šir

ina

trag

a h

aban

ja, m

m

0 1000 2000 3000 4000 5000

Pre eni put, km

Širina traga habanja menja kog ulja iz PINZ

0,583 0,585 0,615 0,625 0,6430,676

Slika 18. Širina traga habanja menja kog ulja iz PINZ[3]

12th International Conference on Tribology – Serbiatrib’11 409

Page 6: SERBIATRIB ‘11tribolab.mas.bg.ac.rs/proceedings/2011/405-411.pdfTopografija površine novog diska [3] Slika 9. Topografija površine novog bloka [3] Slika 10. Topografija površine

Na slikama 16, 17 i 18 prikazani su dijagrami promene širine traga habanja uzorkovanih menja kih ulja u funkciji od pre enog puta vozila.

Sa pove anjem pre enog puta širina pojasa habanja diska raste kod ispitivanih menja kih ulja iz sva tri vozila i to: kod ulja iz Mercedesa O 345 do vrednosti 0,752 mm; kod ulja iz PUCH do vrednosti 0,833 mm i kod ulja iz PINZ do vrednosti 0,676 mm. Vidljiv je konstantan rast širine habanja diska, u funkciji od pre enog puta, što je posledica uticaja pove anja produkata habanja u ulju i promene podmazuju ih karakteristika ulja (usled postepene degradacije ulja) u toku ispitivanja.

Pre po etka ispitivanja mereni su parametari topografije diskova i blokova radi provere njihove hrapavosti. Ukoliko hrapavost nekog elementa zna ajno odstupa od ostalih, on se ponovno brusi ili se izostavlja iz ispitivanja.

Parametri topografije površina novog diska i bloka, kao i diskova na kraju ispitivanja uzoraka menja kog ulja prikazani su u tabeli 3.

Tabela 3. Parametri topografije površina novog diska i bloka na referentnoj dužini i diskova na kraju ispitivanja uzoraka menja kog ulja

Na kraju eksperimenta (ispitivanja) Veli ina

Novidisk Disk Merc. Disk PUCH Disk PINZ

Noviblok

Rt1 1.6 4.8 2. 1.1 1.82Rt2 2 3.7 1.3 1.0 1.13Rt3 2.3 5.0 1.1 1.2 1.67Rt4 1.9 4.2 1.3 1.0 1.24Rt5 1.9 3.7 1.4 1.0 1.63Ra 0.28 0.54 0.2 0.17 0.303Rq 0.35 0.75 0.26 0.22 0.375Ry 2.3 5.0 2.1 1.2 1.82

Rtm 2.0 4.3 1.4 1.0 1.5Rv 1.4 3.7 1.6 0.7 1.04Rp 1.0 1.7 0.6 0.5 0.99Sm 36 64 45 41 168

q 3.3o 4.9o 2.3o 1.9o 0.9o

Rsk -0.2 -1.1 -1.2 -0.4 0.1Rku 3.0 5.6 6.1 2.9 2.6

S 15 23 16 16 51R3z 1.4 2.7 1.0 0.9 0.99Rpm 0.8 1.4 0.5 0.4 0.74R3y 1.6 3.9 1.1 0.9 1.15

Na slikama od 19 do 23 su prikazane topografije površina novog bloka i diska na referentnoj dužini, kao i diskova na kraju ispitivanja menja kog ulja iz razmatranih vozila.

Slika 19. Topografija površine novog diska [3]

Slika 20. Topografija površine novog bloka [3]

Slika 21. Topografija površine diska na kraju ispitivanja menja kog ulja iz Mercedesa [3]

Slika 22. Topografija površine diska na kraju ispitivanja menja kog ulja iz PUCH [3]

Slika 23. Topografija površine diska na kraju ispitivanja menja kog ulja iz PINZ [3]

3. ZAKLJU AK

Rezultati koji su dobijeni tokom ispitivanja sadrže informacije o koeficijentu trenja, sili trenja, širini i dubini traga habanja, obliku habanja kontaktne površine bloka, promeni koeficijenta trenja i temperature u toku vremena ostvarivanja kontakta, parametre topografije površine bloka i diska pre i posle ispitivanja, trag habanja na bloku i disku i dr. Radi ispitivanja dinamike procesa ostvarivanja kontakta vršen je kontinualni zapis signala sile i koeficijenta trenja radi kasnije obrade.

Na osnovu realizovanih ispitivanja dobijeni su odgovaraju i histogrami promene koeficijenta trenja mereni nakon odre enog vremena ostvarivanja kontakta na tribometru u zavisnosti od uzorka ulja, odnosno pre enog puta vozila, kao i širine pojasa habanja bloka.

Sprovedena ispitivanja i dobijeni rezultati omogu ili su da se identifikuju odre ene tribološke pojave koje se doga aju u motorima i menja ima razmatranih vozila. Identifikovane su tribološke pojave koje se odnose na trenje preko koeficijenta trenja, pojave habanja preko širine pojasa habanja i dubine habanja.

12th International Conference on Tribology – Serbiatrib’11 410

Page 7: SERBIATRIB ‘11tribolab.mas.bg.ac.rs/proceedings/2011/405-411.pdfTopografija površine novog diska [3] Slika 9. Topografija površine novog bloka [3] Slika 10. Topografija površine

12th International Conference on Tribology – Serbiatrib’11 411

Realizovanim ispitivanjima konstatovano je da dolazi do promena triboloških karakteristika ulja za podmazivanje u motorima i menja ima vozila. Navedene promene su u direktnoj zavisnosti od stanja svih elemenata tribomehani kog sistema, odnosno u zavisnosti od njihovih funkcionalnih karakteristika.

LITERATURA

[1] B. Ivkovi , A. Rac: Tribologija, Jugoslav Tribology Society, Kragujevac, 1995.

[2] M. Babi : Monitoring ulja za podmazivanje, Kragujevac, 2004.

[3] S. Peri : Doprinos razvoju metoda dijagnostike stanja sa aspekta fizi ko hemijskih i triboloških karakteristika ulja kod motornih vozila, doktorska disertacija, Beograd, 2009.

[4] S. Peri : Uticaj na ina eksploatacije menja kog prenosnika guseni nog vozila na fizi ko-hemijske karakteristike sredstva za podmazivanje, Magistarski rad, Mašinski fakultet Beograd, 2006.

[5] S. Peri , B. Nedi : „Monitoring oil for lubrication of tribomechanical engine assemblies”, Journal of

the Balkan tribological association, Volume 16, pages 242-257, University of Sofia, Bulgaria, 2010.

[6] S. Peri , B. Nedi , M. Vuruna: Monitoring Physical and Chemical characteristics Oil for Lubrication, Journal Tribology in industry, Volume 31, No 3-4, December 2009, pp. 59-66, University of Kragujevac - Faculty of Mechanical Engineering.

[7] Peri S., Nedi B., Vuruna M., Peši Z.: Contribution to diagnostics of technical condition tribology assemblies transmitters of vehicles, 6thInternational conference on tribology, BALKANTRIB 08, 12-14 June 2008, Sozopol, Bulgaria, pages BT-095-1 - BT-095-4.

[8] A. E. Yousif, Liquid-Solid Lubricants I Conditions Pertinent to Isothermal Elastohydrodynamic Line Contact Lubrication, Tribology in Industry, vol. 31, No. 1&2, pp. 23-31, p. 47-52, 2009.

[9] M. Ripa, C. Spanu, S. Ciortan, Characterisation of Hydraulic Oils by Shear Stability and Extreme Pressure Tests, Tribology in Industry, vol. 30, No. 3&4, pp. 23-31, p. 48-57, 2008.

[10] L. V. Markova, N.K.Myshkin, C.V. Ossia, H. Kong Fluorescence Sensor For Characterization Of Hydraulic Oil Degradation, Tribology in Industry, vol. 29, No. 1&2, pp. 23-31, p. 33-36, 2007.

RESULTS OF EXPERIMENTAL RESEARCH TRIBOLOGICAL CHARACTERISTICS OIL FROM ENGINES AND POWER

TRANSMITTERS OF VEHICLES

Abstract: Engines and power transmitters of vehicles are complex tribomechanical systems. Conditions of

the elements of tribomechanical system are very complex and determinate great deal by the adequate

characteristics of lubricants. Complexity of conditions is determinated by: temperature of elements in

contact and temperature of lubricant, outer load (specific pressure in contact zone), dynamic character of

making contact and power and motion transmission.

Investigation procedure of tribological characteristics of lubricant during exploitation consists of following:

oil sampling from real tribomechanical system; establishing of wear products participation in oil and

measuring tribological characteristics of tribomechanical system in model conditions using sampled oil as

lubricant.

Analysis of oil samples which contain particles, created as results of wear, enable evaluation of system

tribology condition in different phases of system exploatation.

In this project, it will be presented results of experimental research tribological characteristics oil was

sampled from engines and power transmitters of vehicles, Mercedes O 345, PUCH i PINZGAUER 710M,

that were exploited. During realized investigations it was concluded that changes in tribological

characteristics of lubricant in engine and power transmitters appear. These changes directly depend on

condition of all elements of tribomechanical system, from their functional characteristics. Keywords: tribological characteristics, tribomechanical systems, Oil Analysis, lubrication.