SCHMIERSTOFFEIGENSCHAFTEN UND GEBRAUCHTÖLANALYSE

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1 BFF des SS lubes Ausbildungskurs SCHMIERSTOFFEIGESCHAFTE UD GEBRAUCHTÖLAALYSE (Condition Monitoring) Prof. Dr.-Ing. Wilfried J. Bartz

2 Inhalt Tribologie: Reibung, erschleiss und Schmierung Grundöle: Mineralöle, Syntheseöle und Bioöle Grundlagen der Additive Physikalische, chemische und technologische Eigenschaften iskosität Gebrauchtölanalyse (Condition Monitoring) Ferrographie Optische Partikelanalyse

3 Tribologie: Reibungs- und Schmierungszustände

4 A) A) Reibung ackter Oberflächen (z.b. im akuum) Reibung erschleiss sehr hoch B) Trockene Reibung B) Oberfächenschichtreibung (Grenzreibung) Reaktionsschichten: atürliche durch umgebende Atmosphäre (z.b. Oxidschicht, adsorbierte Gasschicht (H2O-Dampf)) Künstlich, durch Oberflächenbehandlung (z.b. Phosphat- oder itridschicht) Reibung erschleiss Hoch, aber niedriger als im Fall A Reibungs-und Schmierungszustände

5 C) Trockenschmierung (-Reibung) auf den Oberflächen Schicht eines Trocken- (Fest-) Schmierstoffs Reibung erschleiss niedrig bis mäßig, aber stets niedriger als im Fall B D) Mischreibung teilweise Oberflächenschichtreibung (Festkörperkontakt) Oberflächenschichtreibung Schmierstoff (Flüssig, Gasförmig, Pastös) Reibung Oberflächenreaktionsschicht erschleiss teilweise Flüssigkeitsreibung (unter Druck stehender Flüssigkeits- oder Gasfilm) niedriger als bei Oberflächenschichtreibung Reibungs-und Schmierungszustände

6 Schmierung bei Mischreibung Betriebsbedingungen Höhere Belastung bzw. Geschwindigkeit verringert die Flüssigkeitsfilmbildung Höhere Temperatur bewirkt dasselbe Beispiele entilschaft und Kipphebel Ring / Zylinder beim TDC Hauptmerkmale Reibungs- und Schmierungszustände Die Belastung wird teilweise durch Flüssigkeitsfilm und durch Grenzreibung getragen erschleißschutz- und EP-Additive spielen eine wichtige Rolle Leistungsabhängige Faktoren iskosität I Chemische Reaktivität Dauerhafter Reaktionsschmierfilm erbesserte Scherfestigkeit durch Reaktionsfilm erbesserte Druckfestigkeit

7 C) Trockenschmierung (-Reibung) auf den Oberflächen Schicht eines Trocken- (Fest-) Schmierstoffs Reibung erschleiss niedrig bis mäßig, aber stets niedriger als im Fall B D) Mischreibung teilweise Oberflächenschichtreibung (Festkörperkontakt) Oberflächenschichtreibung Schmierstoff (Flüssig, Gasförmig, Pastös) Reibung Oberflächenreaktionsschicht erschleiss teilweise Flüssigkeitsreibung (unter Druck stehender Flüssigkeits- oder Gasfilm) niedriger als bei Oberflächenschichtreibung Reibungs-und Schmierungszustände

8 Grenzreibung Betriebsbedingungen Höhere Belastung und Geschwindigkeit Beispiele Getriebe Motor-entilbetrieb Hauptmerkmale Belastung durch Oberflächenkontakt getragen Leistung hängt vonoberflächenschicht ab erschleißschutz- und EP- Additive wichtig Leistungsabhängige Faktoren Chemische Reaktivitättät Dauerhafter Reaktionsschmierfilm erbesserte Scherfestigkeit durch Reaktionsfilm erbesserte Druckfestigkeit Reibungs- und Schmierungszustände

9 E) h Unter Druck stehender Schmierstoff (Flüssig, Gasförmig, Pastös) Oberflächenreaktionsschicht Flüssigkeitsreibung unter Druck stehender Schmierstoff-Film trennt Oberflächen völlig keine Festkörperberührung mehr Druckerzeugung Hydrodynamisch Hydrostatisch Reibung: erschleiss: null niedriger als bei Oberflächenschichtreibung Reibungs-und Schmierungszustände

10 Hydrodynamische Schmierung Hauptmerkmale Betriebsbedingungen ormale Belastung und Geschwindigkeit Beispiele Motorenhauptlager Pleuellager Komplette Trennung der sich bewegenden Oberflächen durch einen flüssigen Schmierfilm iedrige Reibung erschleiß theoretisch ull Leistungsabhängige Faktoren iskosität iskositäts-index Schergefälle Reibungs- und Schmierungszustände

11 Elastohydrodynamische Schmierung Hauptmerkmale Komplette Trennung der sich bewegenden Oberflächen durch einen flüssigen Schmierfilm Betriebsbedingungen Höhere Belastung und Geschwindigkeiten Beispiele Kugel- / Rollenlager ocken & Stößel Elastische erformung nichtkonformer Kontaktoberflächen Leistungsabhängige Faktoren iskosität iskositäts-index iskositäts-druckkoeffizient Reibungs- und Schmierungszustände