| Titel | Untersuchungen zur Reibwertminderung durch Ruß in Gebrauchtölen von Dieselmotoren |
| Autor | W. Mach, J. Bölter, A. Thate, P. Mössner |
| Infos zum Autor | Wolfgang Mach, Jens Bölter, IAVF Antriebstechnik GmbH, Im Schlehert 32, 76137 Karlsruhe Andreas Thate, Phillip Mössner, Karlsruher Institut für Technologie (KIT), Institut f. Kolbenmaschinen, Kaiserstraße 12, 76131 Karlsruhe |
| Inhalt | Zusammenfassung Rußhaltige Gebrauchtöle aus Dieselmotoren reduzieren die Reibung bei Mischreibung erzeugen aber bei erhöhten Belastungen höheren Verschleiß als die zugehörigen Frischöle (DGMK-Projekt Nr. 588). Eine der Ursachenhypothesen besagt, dass Ruß verschleißerhöhend wirkt, weil durch die Absenkung des Reibkoeffizienten im Reibkontakt nicht genügend Energie zur Verfügung steht, um chemische Reaktionen der Schmierstoffadditive zu starten (Energiedefizitmodel). U.a. zur Überprüfung dieses Models und zur Ursachenermittlung der Reibwertminderung bei Mischreibung erfolgten in dem Nachfolgevorhaben (DGMK-Projekt 689) Versuche in einem Stift- Scheibe-Tribometer mit kontinuierlichen Messungen von Reibung und Verschleiß. Um einzelne Effekte gegeneinander abgrenzen zu können, wurden Versuche mit den Reibpartnern Fe-Fe und DLC-Keramik durchgeführt. Als Öle wurden ein volladditiviertes Frischöl, das zugehörige Gebrauchtöl sowie ein Weißöl ohne und mit Ruß verwendet. Resultate: - Schmierstoffruß führt auch bei Verwendung von Weißöl ohne oberflächenwirksame Additive zu Reibwertminderungen. Es können hier keine Energie benötigenden Additivreaktionen stattfinden, die den Reibwert erhöhen. Dies ist ein deutlicher Hinweis, dass Ruß als Festkörperschmierstoff wirkt. - Nicht alle den Reibwert erhöhenden Reaktionen werden durch Schmierstoffruß behindert. Gebrauchtöl mit noch funktionierender Additivreserve erzeugt höhere Reibwerte als ein Weißöl mit vergleichbarem Rußgehalt. Trotz teilweise sehr niedriger Flächenpressungen und dementsprechend geringer Energieeinträge in den tribologischen Kontakt erfolgen Einlaufvorgänge gekennzeichnet durch Reibwerte, die bei unveränderter äußerer Last abnehmen. Eine Energieschwelle, ab der Additivreaktionen gestartet werden, ist nicht erkennbar. Das Energiedefizitmodell kann als weitgehend widerlegt betrachtet werden. Abstract Used oils containing soot from Diesel engines reduce friction at mixed lubrication but increase wear at enhanced loads compared to the according fresh oils (DGMK project 588). One of the hypotheses to explain the root cause for this behavior says, that soot increases wear, because due to the reduction of friction in the tribological contact there is not enough energy available to start chemical reactions of anti wear additives (energy deficit hypothesis). For revising this model and for finding reasons for the reduction of friction at mixed lubrication, investigations were carried out in a pin-on-disk tribometer with online measurements of friction and wear (DGMK project 689). Friction partners made of Fe-Fe and DLC-ceramic were selected in order to differentiate between specific effects. A modern, high-additive oil and its soot loaded used oil, and a base oil without and with soot were used as lubricants. Results: - Soot reduces friction even when base oils are used which do not contain surface active anti wear additives. As in this case no reaction can take place which needs energy for starting reactions of additives and thus enhances the friction coefficient, soot seems to act as a solid-particle lubricant. - Not all of the additive reactions which increase friction, are stopped by soot. Soot loaded oil with additives which are still working, generates higher friction values than a base oil containing comparable soot concentration. In spite of partially very low pressures and accordingly very low energy input into the tribological contact, runningin processes take place which are characterized by decreasing friction when load keeps constant. A threshold energy from which on additive reactions are started, could not be observed. The energy deficit hypothesis could be considered as being refuted. |
| Datum | 2011 |
