Tribológia a tribotechnika má stále miesto v odbornej oblasti starostlivosti o stroje a zariadenia a prispieva k ich spoľahlivosti v prevádzke. Táto odborná činnosť má svoju históriu aj na Slovensku. Tribológii a  tribotechnike v Slovenskej republike  venuje pozornosť okrem iných najmä  Slovenská spoločnosť pre tribológiu a tribotechniku (SSTT) pri   Zväze slovenských vedecko technických spoločnosti (ZSVTS).  Pre  vedeckú,  odbornú a spotrebiteľskú verejnosť vyplývajú vzhľadom na to  úlohy, ktoré súvisia s týmto novým vedným odborom.

Počas 25. ročníka AUTOSALÓNA v Bratislave sa konala odborná konferencia pre tribológiu, ktorá bola zameraná na tieto hlavné témy: 

1. Tribológia a moderný automobil (prof. M. Dzimko),

2. Automobilové mazivá – nové trendy (Ing. J. Stopka),

3. Automobilové palivá (Ing. D. Stacho),

4. Informácia COP TD pre tribológov – absolventov certifikácie (Ing. J. Stopka).

Prof. Dzimko sa vo svojej prednáške zameral na využitie tribológie a tribotechniky pri výrobe moderných automobilov, ktoré sa skladajú z množstva súčiastok a dielov, ako sú ložiská, piesty, prevodovky, spojky, ozubené kolesá, stierače, pneumatiky, elektrické kontakty atď. Použitie tribologických zásad je nevyhnutné pre spoľahlivosť automobilu a sériovú výrobu motorového vozidla. Dôležitú úlohu hrá aj výber najvhodnejších konštrukčných materiálov a technológií ich obrábania a spracovávania.

Aby sme mohli klasifikovať tribologické procesy pri výrobe moderného automobilu, je účelné rozdeliť motorové vozidlo na základné skupiny:

- motor,

- prevodovku,

- hnacie ústrojenstvo a prídavné zariadenia,

- pneumatiky,

- stierače,

- mazivá a palivá.

Význam tribológie motora

Na zníženie trenia a optrebovania je potrebné, aby konštruktér – tribológ dosiahol účinné mazanie všetkých pohyblivých častí motora, s minimálnym negatívnym dosahom na životné prostredie.

Zlepšenie tribologických a tribotechnických vlastností motorov môže priniesť:

- zníženú spotrebu paliva,

- zvýšený výkon motora,

- zníženú spotreba mazacieho oleja,

- zníženie škodlivých emisií výfukových plynov,

- lepšiu odolnosť, spoľahlivosť a životnosť motora,

- nižšie nároky na údržbu a dlhšie servisné intervaly.

Podľa renomovaného svetového tribológa K. HOLMBERGA et al. 2012 (Fínsko) z tribologickej analýzy trenia v osobných automobiloch vyplýva:

° Jedna tretina energie paliva sa používa na prekonanie trenia v motore, prevodovke, pneumatikách a brzdách.

° Priame straty trením predstavujú 28 % energie obsiahnutej v palive.

° Celkovo iba 21,5 % energie paliva sa používa na pohyb vozidla.

° Na celom svete sa v roku 2009 použilo 208 000 miliónov litrov pohonných hmôt (benzín a nafta) na prekonanie trenia v osobných automobiloch.

° Zníženie strát trením bude viesť k trojnásobnému zlepšeniu využitia paliva, pretože sa znížia aj straty výfukových plynov a straty chladením.

° Globálne jeden osobný automobil využíva priemerne 340 litrov paliva ročne na prekonanie trenia, ktoré stojí 510 EUR podľa priemernej európskej ceny paliva a zodpovedá priemernej dojazdovej vzdialenosti 13 000 km.

° Využitím nových technológií na zníženie trenia v osobných automobiloch by mohli trecie straty byť znížené:

- o 18 % v krátkodobom horizonte (5 – 10 rokov),

- a o 61 % v dlhodobom horizonte (15 – 25 rokov).

° To by sa rovnalo celosvetovým úsporám vo výške:

- 174 000 miliónov EUR alebo 385 000 miliónov litrov,

- úspora paliva 117 000 miliónov alebo 385 000 miliónov ton,

- zníženie emisií CO² o 290 miliónov a 960 miliónov ton.

° Potenciálne mechanizmy na zníženie trenia v osobných automobiloch zahŕňajú:

- použitie moderných povlakov a vrstiev a povrchových textúr pri výrobe častí motora,

- využitie mazív a hydraulických kvapalín s nízkou viskozitou a nových typov prísad,

- využitie pneumatík so zníženou šírkou a zvýšeným tlakom a vzormi, ktoré znižujú valivý odpor.

Ako vidieť, riešenie spočíva vo viacerých faktoroch, v ktorých hlavnú úlohu hrajú tieto: aplikácia tribologických poznatkov, konštrukčné riešenie a konštrukčný materiál, z čoho sú hlavné súčiastky vyrobené, použité technológie a technologické kvapaliny, know-how, kvalita mazív a pohonných hmôt atď. Všetky uvedené faktory, čo sa týka dôležitosti a funkcie, sú rovnaké a ich spoločný účinok a aplikácia zabezpečia vysokú kvalitu vyrobeného finálneho produktu – moderného automobilu.

Ing. Stopka sa zameral vo svojej prednáške hlavne na základové oleje, na báze ktorých sa v súčasnosti vyrábajú vysokokvalitné motorové a prevodové oleje pre moderné automobily 21.storočia.

Požiadavky, ktoré sa kladú na tieto mazivá, aby vyhovovali súčasným moderným automobilom, sú veľmi vysoké a musia ich spĺňať pre oba typy motorov, a to benzínové i dieselové (naftové), a ich prevodové systémy s manuálnymi alebo automatickými prevodovkami.

Mazivá pre moderné automobily musia spĺňať tieto požiadavky:

• vynikajúce viskozitné vlastnosti,

• vysoký viskozitný index,

• vysoké tepelnooxidačné vlastnosti,

• vyhovujúce nízko- a vysokoteplotné vlastnosti,

• vynikajúce detergentno-dispergačné (čistiace) vlastnosti,

• vyhovujúce protikorózne vlastnosti,

• nízku odparivosť,

• dobré protipenivostné vlastnosti,

• dlhú životnosť a ďalšie.

Na dosiahnutie takýchto vysokokvalitných automobilových mazacích prostriedkov sa používajú vysokokvalitné prísady od renomovaných výrobcov prísad.

V oblasti základových olejov prísad, ich najoptimálnejšieho zloženia a bezchybnej miešateľnosti jednotlivých zložiek prebieha vo svete intenzívny výskum, ktorý je veľmi nákladný a trvá často veľmi dlho.

Značnú časť prednášky tvorili otázky triedenia a klasifikácie motorových a prevodových olejov podľa SAE (Society of Automotive Engineers, USA), API (American Petroleum Institute, USA) a ACEA (Associacion des Constructeurs Européens d’Automobile, EÚ).

Objavili sa správy, že niektorí výrobcovia automobilov (Japonsko) pripravujú pre svoje automobily znížené hodnoty viskozitných tried, a to: SAE 0W – 12, 0W – 8 a 0W – 4.

V klasifikácii prevodových olejov pribudli triedy SAE 110 a SAE 190 a celkovo ich je už 11.

V praxi sa používajú prevodové oleje špecifikácie API GL-4 a GL-5. V automatických prevodovkách sa najviac používajú kvapaliny pre automatické prevodovky (ATF) výkonnostnej triedy a typu s označením GM DEXRON II E, III G, ale aj iné.

V poslednom čase sa veľká pozornosť venuje novým typom syntetických základových olejov a hľadajú sa spôsoby kompatibility rôznych typov prísad s týmito základovými olejmi. Už prenikli správy, že sa našiel spôsob dobrého miešania základových ropných olejov a určitého typu glykolových olejov, čo bolo doteraz problematické.

V ďalšej časti svojej prednášky sa autor venoval predĺženiu životnosti motorových olejov pomocou moderných filtračných metód a aplikácie „by-pasu“ v systéme, ako i zabráneniu kontaminácie prevodového oleja vodou, ktorá je častou príčinou korózie a poškodenia ložísk a ozubenia v prevodovke.

Ing. Stacho obšírne rozobral súčasný a budúci stav v oblasti pohonných hmôt, a to benzínu a motorovej nafty. Obe palivá sú na vysokej úrovni a spĺňajú technické podmienky ST EN 228 (benzín) a ST EN 590 (nafta). Ich úžitkové a jazdné vlastnosti spĺňajú aj najnáročnejšie požiadavky Asociácií výrobcov automobilov pôsobiacich u nás, v Európe a na celom svete. Súčasné palivá sa vyrábajú podľa osobitných receptúr na miešanie jednotlivých zložiek a obsahujú prísady najnovšej generácie, ktoré chránia motor a palivový systém proti korózii a oxidácii paliva, zabraňujú vzniku usadenín v spaľovacom priestore motora, čím sa zlepšuje akcelerácia automobilu a výkon motora.

Multifunkčné prísady znižujú obsah škodlivých látok vo výfukových plynoch a dosahuje sa maximálny úžitok z prevádzkovania automobilov. V súčasnosti je na čerpacích staniciach k dispozícii benzín s oktánovým číslom 95 a aj nad 100.

Čo sa týka motorovej nafty, vyrábajú sa dva druhy, a to letná a zimná, s požadovaným vysokým cetánovým číslom. Prísady, ktoré sa aplikujú v zimnej motorovej nafte, zabezpečujú dobré a spoľahlivé štartovanie automobilu aj pri extrémnych podmienkach, keď teplota okolia sa pohybuje hlboko pod mínus 20 °C, ba dokonca, vďaka použitým špeciálnym prísadám, aj pri mínus 38 °C motor bez problémov naštartoval.

Počas trvania konferencie prebiehala aj firemná prezentácia, na ktorej si účastníci prezreli vystavené mazacie prostriedky, katalógy a mohli nadviazať spoluprácu s vystavovateľmi.

Na záver možno konštatovať, že konferencia splnila očakávania usporiadateľov a prispela k získaniu nových poznatkov v oblasti prerokovávanej problematiky a k nadviazaniu budúcej spolupráce.

Text/Foto: Dr Pavol Klucho,

SSTT Bratislava, www.intertribo.sk