Leszek Chybowski
Rok wydania: 2023
ISBN 978-83-64434-56-3
W monografii w holistyczny sposób przedstawiono wyniki badań dotyczących wpływu rozcieńczenia oleju smarowego olejem napędowym w kontekście zmian właściwości fizykochemicznych oleju smarowego oraz właściwości mgły olejowej wytworzonej z mieszaniny oleju smarowego z olejem napędowym.
W związku z rozbieżnymi opiniami w literaturze naukowej dotyczącymi wpływu lub braku wpływu rozcieńczenia oleju smarowego olejem napędowym na ryzyko eksplozji w skrzyni korbowej, postawiona została hipoteza, że olej napędowy stanowiący zanieczyszczenie oleju smarowego zwiększa ryzyko powstania eksplozji w skrzyni korbowej bezwodzikowego silnika spalinowego w związku z niezależnym oddziaływaniem szeregu czynników, takich jak: pogorszenie względem czystego oleju właściwości smarnościowych oleju rozcieńczonego paliwem, zwiększenie względem czystego oleju lotności i poprawa właściwości zapłonowych oleju rozcieńczonego paliwem, zwiększenie względem czystego oleju udziału kropel o najmniejszych średnicach we mgle olejowej wytworzonej z oleju rozcieńczonego. W celu weryfikacji hipotezy zrealizowano wieloelementowy plan badawczy mający na celu wszechstronne opisanie wpływu rozcieńczenia oleju smarowego olejem napędowym na powstawanie gorących miejsc w skrzyni korbowej, które są elementem koniecznym do zainicjowania procesu tworzenia wybuchowej (białej) mgły olejowej w skrzyni korbowej oraz dla inicjacji zapłonu mieszaniny palnej. Badaniom poddano mieszaniny oleju smarowego z olejem napędowym w różnym stężeniu oleju smarowego w mieszaninie (0%, 1%, 2%, 5%, 10%, 20%, 30%, 40%, 50%, 75% i 100% wag.). Jako oleje smarowe do wytworzenia tych mieszanin wykorzystano dwa najpowszechniejsze w okrętowych instalacjach smarowania obiegowego silników bezwodzikowych jednogatunkowe oleje smarowe należące do klas lepkościowych SAE 30 i SAE 40. Jako olej napędowy wybrano paliwo spełniające wymagania kategorii dla paliw żeglugowych DMX. Dla pełnego zakresu stężeń oleju napędowego w badanych olejach smarowych określono właściwości reologiczne, tribologiczne i zapłonowe tych mieszanin. Dodatkowo badaniu poddano mgłę olejową wygenerowaną mechanicznie z mieszanin 0%, 2%, 5%, 10%, 20%, 50% i 100% wag. oleju napędowego w oleju smarowym należącym do klasy lepkościowej SAE 40. Określono charakterystykę morfologiczną kropel mgły olejowej, w tym przepuszczalność światła, rozkład wielkości kropel, wybrane średnice percentylowe kropel, wybrane średnie średnice ważone kropel oraz udział procentowy kropel o średnicach istotnych dla powstania białej mgły olejowej (≤ 5 μm), odpowiedzialnej za eksplozje w skrzyniach korbowych silników spalinowych. Dla określonych poszczególnych parametrów fizykochemicznych mieszanin oraz wskaźników opisujących charakterystykę morfologiczną mgły olejowej dokonano oceny zmienności tych wielkości oraz przeanalizowano korelację pomiędzy poszczególnymi wartościami a poziomem rozcieńczenia oleju smarowego olejem napędowym. Wyciągnięto szereg wniosków, a przeprowadzone badania potwierdziły istnienie szeregu związków między rosnącym poziomem rozcieńczenia oleju smarowego olejem napędowym a czynnikami wpływającymi na zwiększenie ryzyka wystąpienia eksplozji w skrzyni korbowej, takimi jak intensyfikacja zacierania się współpracujących elementów (wzrost sił tarcia w parach tribologicznych), szybsze odparowywanie oleju (zwiększenie lotności, obniżenie temperatury zapłonu oleju) czy intensyfikacja tworzenia się kropel mgły olejowej o najmniejszych średnicach kropel (zwiększenie liczby kropel i zmniejszenie ich średnic). Uzyskane wyniki badań potwierdziły prawdziwość postawionej hipotezy badawczej.