2.3.2 Točka tečenja
Je najnižja temperatura, pri kateri olje steče. Temperatura 3 °C nad točko, kjer se olje preneha gibati, se označi kot točka tečenja določenega olja. Ko olje preneha teči, pomeni, da je prišlo do povečane kristalizacije voska in da je olje doseglo zelo viskozno stopnjo [2].
2.3.3 Plamenišče
Je temperatura, pri kateri se pare maziva ob prisotnosti plamena vžgejo [2].
Maziva
16
2.3.4 Točka gorenja
Je temperatura, pri kateri nastane dovolj pare, da se mešanica pare maziva in zraka vžge in trajno gori. Pomembno je predvsem zaradi varnosti. Za običajna olja je plamenišče pri okoli 210 °C, medtem ko je točka gorenja pri okoli 230 °C [2].
2.3.5 Penjenje
Maziva vedno vsebujejo določeno količino zraka. Penjenje je proces, ki nastane zaradi manjših zračnih mehurčkov na površini maziva. Vzrok za penjenje je lahko prekomerno mešanje, neustrezna raven mazalnega olja, uhajanje zraka ali kavitacija. Problematično je predvsem pri aplikacijah, ki delujejo pri visokih hitrostih (hitro tekoči zobniki, črpalke,…).
Pena deluje kot toplotni izolator, kar lahko povzroča težave z uravnavanjem temperature olja. Za preprečevanje penjenja maziva vsebujejo aditive proti penjenju, ki jih bomo opisali v nadaljevanju [6].
2.3.6 Oksidacijska stabilnost
Je odpornost maziva na molekularni razpad ali prerazporeditev pri povišanih temperaturah v normalnem zračnem okolju ob prisotnosti kisika. Maziva lahko oksidirajo, če so izpostavljena zraku pri povišanih temperaturah, kar ima zelo velik vpliv na življenjsko dobo olja. Močno oksidirana olja namreč slabše ščitijo pred korozijo, poviša se jim viskoznost, kar ima za posledico višje temperature. Stopnja oksidacije je odvisna od stopnje rafinacije, temperature, prisotnosti kovinskih katalizatorjev in delovnih pogojev. Oksidacijska stabilnost se lahko izboljša z odstranitvijo aromatov ogljikovodikovega tipa in molekul, ki vsebujejo žveplo [2].
2.3.7 Nevtralizacijsko število
Je količina KOH (kalijev hidroksid) v [mg], ki je potrebna za nevtralizacijo kislin ali alkalnih spojin v 1 g maziva [mgKOH/g]. Rezultat se zapiše kot skupno kislinsko število (TAN) za kisla olja in kot skupno bazno število (TBN) za alkalna olja. Pri TAN se navaja količina KOH potrebna za nevtralizacijo enega grama olja. TAN je merilo vsebnosti kislin v olju.
Nanaša se na večino olj, ki so največkrat rahlo kisla [2].
Maziva
17
2.3.8 Gostota in specifična teža
Tako kot viskoznost se tudi gostota maziv spreminja s temperaturo, vendar manj kot viskoznost [2]. Odvisnost gostote od temperature je zapisana v enačbi 2.8.
𝜌0= 𝜌𝑟𝑒𝑓− 0,6 ∙ (𝑇0− 𝑇𝑟𝑒𝑓) (2.8)
𝜌0 … delovna gostota [kgm-3] 𝑇0 … delovna temperatura [°C]
𝜌𝑟𝑒𝑓 … referenčna gostota [kgm-3] 𝑇𝑟𝑒𝑓 … referenčna temperatura [°C]
2.3.9 Električne lastnosti 2.3.9.1 Električna prevodnost
Električna prevodnost je merilo elektrostatične napolnjenosti tekočine. Izražena je v [pS/m].
Poleg tega, da je odvisna od vrste tekočine, nanjo vpliva tudi koncentracija nosilcev naboja.
Za primer lahko vzamemo vodo. Destilirana voda ni zelo prevodna, ko pa ji dodamo npr.
sol, kisline in baze, se njena električna prevodnost zelo poveča [7].
2.3.9.2 Dielektričnost
Dielektričnost (oznaka 𝜀) je snovna konstanta, ki opisuje obnašanje dielektrika v električnem polju. Definirana je kot razmerje gostote električnega polja 𝐷 in jakosti električnega polja 𝐸 v snovi, ki izpolnjuje ves prostor, kjer je električno polje [8]. Definirana je v enačbi 2.9.
𝐷 = 𝜀 ∙ 𝐸 (2.9)
𝐷 … gostota električnega polja [Asm-2] 𝜀 … dielektričnost [AsV-1 m-1 ]
𝐸 … jakost električnega polja [Vm-1]
2.4 Aditivi
Bazna olja običajno ne izpolnjujejo številnih zahtev različnih aplikacij, kot so motorji z notranjim zgorevanjem in menjalniki, zato jim je potrebno dodati različne kemične dodatke (aditive). S tem izboljšamo lastnosti olja ali odpravimo njegove neželene lastnosti. Aditivi so topni v olju, njihova količina pa znaša približno od 5 % do 20 % [3].
Maziva
18
Aditivi se običajno dodajajo v paketih, pri čemer poznamo dva osnovna paketa [1, 9]:
- aditivi za izboljšanje trenja in obrabe:
- modifikatorji trenja (angl. FM – Friction Modifiers), - protiobrabni aditivi (angl. AW – Anti Wear),
- aditivi za visoke tlake (angl. EP – Extreme Pressure);
- aditivi za delovanje / vzdrževanje stanja:
- antioksidanti,
- antikorozijski aditivi,
- aditivi kontrole kontaminacije, - izboljševalci viskoznosti, - inhibitorji pene,
- zniževalci točke tečenja.
2.4.1 Modifikatorji trenja (FM)
Ti aditivi so sestavljeni iz molekul, ki imajo običajno na eni strani polaren del (glavo), s katerim se vežejo (adsorbirajo) na površino [1]. Njihova naloga je zmanjševanje trenja in obrabe, uporabljamo pa jih pri nizkih temperaturah in nizkih tlakih (nekaj 100 MPa). Znani so po tem, da so zelo občutljivi na temperaturo in izgubijo svoje sposobnosti v primeru, da temperatura doseže vrednosti 50–80 °C. Njihovi predstavniki so alkoholi, maščobne kisline ter njihovi amidi in estri [9].
2.4.2 Protiobrabni aditivi (AW)
Ščitijo površine pri višjih temperaturah (120–160 °C) in višjih obremenitvah, kar je seveda medsebojno povezano. Običajno na površini tvorijo mila in amorfne plasti. Osnove za te aditive so cink, fosfor ali žveplo [1].
2.4.3 Aditivi za visoke tlake (EP)
Delujejo pri temperaturah preko 160 °C in visokih tlakih (nekaj GPa). Ti aditivi so kemijske spojine, ki vsebujejo agresivne elemente, kot na primer žveplo. S površino reagirajo v obliki rahle korozije, pri čemer tvorijo novo (žrtveno) nizko strižno plast. Njihova naloga je preprečevanje adhezije in s tem zmanjševanje trenja in obrabe. Lahko preprečujejo oksidacijo [1, 9].
2.4.4 Antioksidanti
Njihova naloga je upočasnjevanje oksidacije, ki prispeva k dvigu viskoznosti in kislosti olja, kar povečuje trenje in obrabo. Uporabljajo se pri višjih temperaturah, kjer so olja bolj dovzetna za oksidacijo. Zanje je značilno, da med delovanjem razpadejo, kar pomeni težko nadzorovanje oksidacije pri visokih temperaturah [9].
Maziva
19
2.4.5 Antikorozijski aditivi
Ločimo dve skupini [1]:
- Zaviralci korozije: korozija se v splošnem nanaša na vse kovine, tako železne kot neželezne. Iz slednjih so velikokrat narejeni razni ležaji, puše itd. Sicer pa korozijo pospešujejo žveplo, klor in fosfor.
- Zaviralci rje: so namenjeni le železnim kovinam. Inhibitorji rje varujejo jeklo pred korozijo. Na te procese najbolj vplivajo visoke temperature, prisotnost vode… Ti inhibitorji običajno sami »napadejo« železo in s tem preprečijo nastanek rje.
2.4.6 Aditivi za kontrolo kontaminacije
Razvili so se kot potreba pri motornih oljih. Ta olja vsebujejo veliko produktov zgorevanja (saje, voda), temperature in kislost so visoke, zato so bili razviti aditivi, ki nadzorujejo kislost in aglomeracijo. Aglomeracija je proces, ko se večji delci v oljih (saje) vežejo med seboj.
Ločimo detergente in disperzante. Disperzanti obdajo trdne delce v olju in s tem preprečijo lepljenje delcev med seboj [1].
2.4.7 Izboljševalci viskoznosti
Naloga teh aditivov je, da zmanjšujejo odvisnost viskoznosti od temperature. To so v osnovi polimeri z veliko molekulsko maso, katerih funkcija je, da pri višjih temperaturah spreminjajo obliko in s tem fizično zadržujejo viskoznost na določeni ravni [9].
2.4.8 Inhibitorji pene
Dodajajo se v koncentracijah od 0,05 – 0,5 %, po načelu več aditiva, večja učinkovitost.
Njihova naloga je, da med obratovanjem destabilizirajo peno in znižujejo površinsko napetost olj [9].
2.4.9 Zniževalci točke tečenja
Preprečujejo nastanek voskastih kristalov pri nizkih temperaturah z dislokacijo voskaste strukture. Uporabljamo jih pri nizkih temperaturah, kjer je osnovna baza parafinsko olje. Če temperatura ne pade pod 0 °C, jih ni potrebno dodajati. Delujejo na podoben način kot izboljševalci viskoznosti [1, 9].
Maziva
20
21
3 Primerjava mazanih sklopov in maziv med pogonom z motorjem z notranjim zgorevanjem in električnim pogonom
3.1 Uvod v električna vozila
Glede na vrsto napajanja ločimo več vrst električnih vozil [10]:
- baterijski tip vozila (BEV), na sliki 3.1 označen kot EV, - hibridni tip vozila (HEV),
- priključni hibridni tip vozila (PHEV), - baterijski tip z gorivnimi celicami (FCEV).
Na sliki 3.1 so shematsko prikazani različni tipi pogonskih sklopov in sicer z motorjem z notranjim zgorevanjem (ICEV), hibridni (HEV in PHEV) in električni (EV).