TRIBOTECHNICKÁ DIAGNOSTIKA V DOPRAVĚ

Doc. RNDr. Jaroslava Machalíková, CSc.Univerzita PardubiceDopravní fakulta Jana PerneraKatedra provozní spolehlivosti, diagnostiky

a mechaniky v dopravěDislokované pracoviště Česká Třebová

Tribotechnická diagnostika

Technická diagnostika souhrn opatření, která slouží k bezdemontážnímu zjištění stavu technických systémů a jejich zhodnoceníTribotechnická diagnostika (TTD) využívá mazivo jako cenný zdroj informací o technickém stavu strojního mechanismu

Tribotechnická diagnostika:Tribotechnická diagnostika:

fyzikální a fyzikálně-chemické kontrolní metody pro posuzování stupně opotřebení provozních kapalin,

• při důsledném uplatňování přináší značné úspory,

• získané analytické údaje poskytují kromě diagnostické informace i informaci prognostickou.

Posláním TTD je

• zjišťovat a hodnotit výskyt cizích látek a částic v mazivu,

• včas upozornit na příznaky poruchy,

• (případně) lokalizovat místo závady.

Současně lze pomocí TTD sledovat i degradační proces samotného mazivaa docílit tak jeho ekonomického využití.

Snižování negativních účinků průmyslu a dopravy

na životní prostředí je umožněno:

• zdokonalováním konstrukce třecích uzlů,

• používáním kvalitnějších maziv (s delšími výměnnými lhůtami) a nových druhů maziv,

• využitím regenerace opotřebených maziv,

• důsledným aplikováním TTD.

Průmyslové technologie a životní prostředí VŠB-TU Ostrava, 30. 5. 2002

• ekonomické• ekologické

V provozu dopravních a průmyslových zařízení je požadován vysoký stupeň provozní spolehlivosti - za cenu nadměrné bezpečnostní rezervy nehospodárné využití oleje.

Optimalizace využití ropných maziv má důvody

V mnoha případech výměnné lhůty

neodpovídají optimálním vyměňovaný olej může být nadměrně opotřebený, nesplňuje požadavky, kladené na kvalitní mazivo, může být vyměňován olej, který

ještě mohl plnit svou funkci (výměna je nevýhodná zvláště z ekonomického hlediska).

není-li provedena analýza, vyměňuje se olej, aniž jsou známy jeho momentální vlastnosti.

Optimalizace výměny olejů souvisí se stanovením rychlosti

znehodnocování olejové náplně, s úrovní kvality mazání, s rychlostí opotřebení mazaných

prvků.

TTD umožňuje:

sledovat stav opotřebení strojního zařízení na základě stanovení otěrových kovů v mazivu,

určit životnost maziva zjištěním stupně jeho znečištění a degradace,

stanovit optimální dobu pro výměnu maziva.

Význam TTD pro provoz - prodloužení dobrého technického stavu

mechanismů,- zabezpečení vysoké provozní spolehlivosti,- úspory energie, surovin, pohonných hmot,

maziv, konstrukčních materiálů i lidské práce,

- úspory při prevenci havarijních stavů zařízení i při snižování spotřeby maziv příspěvek ke snižování zátěže životního prostředí.

2. Experimentální část FTIR spektrometrie v analýze olejů

pro hnací vozidla ČD+ klasické metody TTD+ sledování účinků přísady

Bishop's Original, sledování procesu opotřebení olejů

pro vznětové motory autobusů, vytvoření databáze

- vlastností olejů dostupných v ČR- vlastních FTIR-spekter.

FTIR-spektrometrie

= technika vhodná především pro identifikaci a strukturní charakterizaci zejména organických sloučenin.

Je založena na měření absorpce infračerveného záření o různé vlnové délce analyzovaným materiálem.

Metoda zeslabené úplné reflektance (ATR),- princip násobného úplného odrazu záření na fázovém rozhraní vzorku a měřicího krystalu z materiálu o vysokém indexu lomu (ZnSe).

Zkoušky motorových olejů z KV Hnací vozidla řady 810

- DKV Letohrad, DKV Č. Třebová. Stanoveny základní charakteristiky

(Tvz, kinematická viskozita, obsah vody, NRL v směsi HEO směsi odstředěním),

Vzorky analyzovány s využitímFTIR-spektrometruVector 22, Bruker:spektrální rozsah 600 - 4000 cm-1,

rozlišení 4 cm-1, počet scanů 32.

FTIR spektrometr Vector 22 (Bruker)

FTIR spektrum oleje M7 ADS III

Polohapíku/pásu

[cm-1]

Sloučenina Poznámka

3640 - 3540 Voda V esterových olejích3600 - 3150(maximum3400)

Voda V ropných olejích

3540 Rozklad esterů2000 Saze1800 - 1670 Oxidační produkty1748 Estery Syntetické oleje1650 - 1600 Nitrosloučeniny1180 - 1120 Sirné sloučeniny Sirné přísady, síra

z paliva1070, 1040 Ethylenglykol Chladicí kapalina1025 - 960 Protiotěrové přísady ZDDP1000 Vysokoteplotní

antioxidantZDDP

990 - 960 Protiotěrové přísady TCP815 - 805 Nafta755 - 748 Petrolej Lehčí složky

Typické pásy v FTIR-spektrumotorového oleje

Rozdílové FTIR-spektrum

FTIR-spektrum oleje M7 ADS III z hnacího vozidla řady 810(1 - nepoužitý olej, 2 až 6 - odběry po přibližně 4.000 km)

Testy: vozidla řady 810 (DKV Letohrad):810 512-4: vozidlo zkoušené

(M 7 ADS III + Bishop‘s Original)810 339-2: vozidlo referenční

(M 7 ADS III bez přísady)

další vozidla: ř. 714, 730, 742, 810(DKV Č. Třebová)

Motory LIAZ ML 634 (ř. 810)- velmi náročné na kvalitu mazacího oleje, používání maziva jakosti minimálně SAE 15W/40 by mělo být samozřejmostí.

V případě, že se i v průběhu dlouhodobého ověřování prokáže pozitivní vliv přípravků Bishop‘s Original (včetně příznivého výsledku ekonomické rozvahy), měla by tato řada hnacích vozidel být ošetřena přednostně.

FTIR spektra: BO - přísada Bishops’Original,M7 ADS III - čistý nepoužitý olej,512 - zkoušené vozidlo, 339 - referenční vozidlo

Doporučení: Používání oleje M7ADS III.

(v zimním období - použití nově zavedeného olejeM7 ADS III 15W – 40).

Využití FTIR spektrometriepři sledování motorových olejů hnacích vozidel ČD.

pokračování testů přísady Bishop‘s Original

Zkoušky motorových olejů z AD analyzovány vzorky motorových

olejů (autobusy ČSAD České Budějovice a.s., DZ Písek)

Výměny prováděny v pevných kilometrických intervalech

Do výběru zahrnuto 16 vozidel průměrného stáří 8,9 roku (Karosa, Vysoké Mýto), provozována ve všech druzích dopravy (městská, linková meziměstská, zájezdová).

Pro běžnou praxi provozovatelů silničních vozidel lze doporučit: Důsledné provádění TTD s využitím

konvenčních, podle možnosti i náročnějších moderních instrumentálních metod.

Budování regionálních laboratoří poskytujících služby v oblasti TTD

Používání oleje SHELL Rimula Super a SHELL Rimula D v DZ Písek lze hodnotit jako vhodné.

Vybudování databáze Pro každý olej se uvádí: obchodní název výrobku, jméno výrobce + logo, aktivní odkaz na webovou prezentaci, pro jaké motory je olej určen, viskozitní třída SAE, výkonnostní

specifikace (ACEA, API aj.), název a umístění datového souboru FTIR

spektra oleje na CD_RW disku, poznámky,

parametry oleje (hustota, kinematická viskozita při 40 C, kinematická viskozita při 100 C, viskozitní index, teplota vzplanutí, teplota tuhnutí, TBN).

Spektra jsou ukládána ve formátu OPUS. Knihovna v současné době obsahuje údaje o 22 olejích z dosud proměřených osmdesáti; její součástí je uživatelská příručka.

Okno formuláře databáze

Tiskový výstup databáze

Děkuji Vám za pozornost.