DE1088732B

DE1088732B - Verfahren und Vorrichtung zum Pruefen von Fluessigkeiten, insbesondere von Schmieroelen

Info

Publication number: DE1088732B
Application number: DEB51140A
Authority: DE
Inventors: Erich Baentsch
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1958-02-12
Filing date: 1958-02-12
Publication date: 1960-09-08

Description

Verfahren und Vorrichtung zum Prüfen von Flüssigkeiten, insbesondere von Schmierölen Um die Qualität von Schmierölen festzustellen, sind verschiedene chemische und physikalische Prüfungsmethoden bekanntgeworden. Bei den physikalischen Methoden sind Testmotoren, Rollapparate, bagerversuchsapparate usw. bekannt.
Verbrennungsmotoren laufen zumeist, durch Thermostaten geregelt, bei Temperaturen von 90 bis 950 C.
Folglich müssen dabei die Öle in der Motorkurbelwanne mindestens die gleiche Temperatur annehmen, noch dazu, wenn der gegen den zumeist glühenden Kolbenboden geschleuderte Öldunst noch heißer wird.
Bei diesen Temperaturen müssen, wenn keine 01 kühler vorhanden sind, die Öle in den hochbelasteten Lagern (Pleuellagern) ihre Schmierfähigkeit behalten und eine solche Schmierölfilmfestigkeit haben, daß keine metallische Berührung zwischen Zapfen und Lager möglich ist.
Zweckmäßig wird das Öl vorzugsweise in diesem Temperaturbereich geprüft.
Es sind bereits Viskosimeter bekanntgeworden, bei denen die Flüssigkeit durch Düsen mit unterschiedlicher Offnung gedrückt und der aufgewandte Druck gemessen wird.
Zum Unterschied davon wird bei dem Prüfungsverfahren gemäß der Erfindung die Flüssigkeit bei verschiedenen Betriebstemperaturen mittels einer Düse zerstäubt und der dabei aufzunehmende Zerstäubungsdruck gemessen.
Bei der Erfindung handelt es sich um ein physikalisches Meßverfahren, bei dem sich Druckwerte als Maß zumindest für Viskosität und Oberflächenspan nung einer Ölsorte bei allen möglichen Betriebstemperaturen innerhalb einer Stunde ermitteln lassen.
Das Verfahren bietet daher auch den Vorteil, die Notwendigkeit eines eventuellen Ölwechsels im Motor schnell feststellen zu können. Der Ausgangspunkt der Erfindung sind Beobachtungen an einem im Dieselmotorenbau üblichen Düsenprüfgerät. Dabei wurde beobachtet, daß Öle gleicher Viskosität verschiedene Zerstäubungsdrfickebenötigen, wenn sie verschiedener Qualität waren. Dabei brauchte das erfahrungsgemäß hochwertigere Öl einen höheren Zerstäubungsdruck.
Diese Apparatur wurde dann so ausgebaut, daß die nötigen Zerstäubungsdrücke bei verschiedenen t51-temperaturen gemessen werden konnten. Außerdem wurde eine Breitkegeldüse genommen, um die Grenze zwischen strähnigem Strahl und vollkommener Zerstäubung besser zu erkennen, wobei sich die Federspannung der Düse schnell verändern ließ. Weitere Verfeinerungen dienten noch der Möglichkeit, genauer und schneller zu Meßresultaten zu kommen Die Arbeiten von Prof. Triebnigg und A. Haenlein zeigen, daß beim Zerstäuben von Dieselkraftstoff Viskosität und Oberflächenspannung überwunden wer- den müssen. Ob beim Zerspritzen von Schmierölen noch ein anderer Wert diese überlagert, muß noch geklärt werden. Jedenfalls deckt sich empirisch das Meßverfahren des Erfindungsgegenstandes mit der Eignungsbewertung von Ölen in der Praxis.
Chemische Eigenschaften der Öle sind nach diesem Meßverfahren nicht festzusteIlen.
Es lassen sich nach diesem Meßverfahren bekannte hochwertige Öle von denen minderer Qualität unterscheiden, außerdem Neuöle von Zweitraffinaten oder noch häufiger regenerierten. Innerhalb dieser Gruppen läßt sich bei gebrauchten Ölen erkennen, ob sie schon gewechselt werden müssen. Ebenso können Mischungen bei Ölen festgestellt werden. Da die SAE-Gruppeneinteilung eine große Toleranz hat, lassen sich auch diese Unterschiede mit dem neuen Meßverfahren schnell bestimmen.
Mit dem Verfahren ist es möglich, zu den be kannten Lagerbelastungen eines Motors und seinen Betriebstemperaturen das geeignete Öl herauszufinden, auch läßt sich feststellen, ob ein Ölkühler genommen werden muß und wie weit er kühlen muß, und ebenso, ob es vor dem Kaltstart nötig ist, wegen zu hoher Viskosität des Öles eine Vorwärmung vorzunehmen.
Schließlich sei noch bemerkt, daß diese Meßapparatur von jedem Motorenschlosser bedient werden kann, weil sie es von Düsenprüfgeräten her gewöhnt sind. Die Apparatur ist zudem billiger als alle anderen bekannten und erbringt schnelle Resultate.
Die Apparatur besteht (Abb. 1) aus einer Druckpumpe 1, die von einem Handhebel 2 betätigt wird.
Die Prüffiüssigkeit befindet sich im Behälter 3. Die Prüfdüse ist 4. Ihre Federspannung wird durch den Griff oder das Handrad 5 schnell geändert. Der aufgewandte Zerstäubungsdruck wird beim Druckmesser 6 abgelesen. Der Druckmesser erhält zweckmäßig noch einen Druckdämpfer 7.
Der ganze Apparat ist auf verschiedene Art heizbar. Er kann z. B. entweder mit Heizdrähten umwickelt sein oder in einer Heizglocke stecken oder infrarot angestrahlt werden usw. Nach dem Aufheizen muß der Apparat in entsprechender Zeit abkühlen können. Vor der Düsenaustrittsöffnung be findet sich ein schwenkbares Thermometer, mit dem die wahre Ölaustrittstemperatur beim Zerstäuben gemessen werden kann. Hier sei bemerkt, daß das zerstäubte Öl aus kleinen Öltröpfchen in einer Lufthülle besteht, was der Wirklichkeit zerschlagener Öle entspricht, und nicht aus Luftbläschen in einer Ölhülle.
Der Meßvorgang kann sich folgendermaßen abwickeln: Der ganze Apparat wird so hoch aufgeheizt, wie die zu messenden Öltemperaturen es erfordern.
Das aufgeheizte Öl wird in den Behälter 3 geschüttet und dauernd gerührt. Bei entspannter Düse 4 wird so lange mit dem Handhebel 2 gepumpt und das Öl ungespannt über das Thermometer 8 laufen gelassen, bis das Thermometer 8 nicht weiter steigt Sodann wird die Düse 4 mit Griff 5 so lange gespannt und bei ausgeschwenktem Thermometer 8 mit dem Handhebel 2 gepumpt, bis der Spritzstrahl keine Strähnen zeigt.
Der dabei aufgewandte Zerstäubungsdruck wird am Manometer 6 abgelesen.
Eine gleiche Spritzkegelform bei allen Messungen bei gleicher TaktzahI der Hübe macht erst verschiedene Messungen untereinander vergleichbar.
Bei sinkenden Temperaturen wird weiter der zum Zerstäuben nötige steigende Zerstäubungsdruck gemessen und alle Meßwerte sodann in einer Schaulinie oder Tabelle eingetragen. Diese läßt sich dann mit den Ergebnissen bei anderen Ölen vergleichen. Der Temperaturbereich bei den Messungen richtet sich nach dem Anwendungsgebiet der Öle. Wichtige Unterscheidungsnaerkmaie erkennt man schon bei Temperaturen zwischen 50 und 1400 C.
Es zeigt sich bei Mischölen in den Schaulinien (Abb. 2) stufenartiger, ungleichmäßiger Verlauf d.
Oberhalb gewisser Temperaturen zeigten. fast alle Öle einen plötzlichen Druckabfall k, der einer Streck-, Schmelz- oder Fließgrenze vergleichbar ist. Dieser Kurvenabfall erwies sich bei häufiger Wiederholung als dauernd, woraus sich auf diese Weise schnell zum Zwecke vergleichender Prüfung Öle künstlich altern und damit vergleichend messen lassen.
Selbstverständlich kann das Meßverfahren in anderer Reihenfolge vorgenommen werden.
Abb. 2 zeigt verschiedene Meßkurven zwischen 50 und 1400 C, wobei a ein hochwertiges, neues Ö1, b dasselbe gebraucht und c ein Ö1 minderer Qualität, aber ungebraucht, zeigt.
PATENTANSPRUCEE: 1. Verfahren zum Prüfen von Flüssigkeiten, insbesondere Schmierölen, dadurch gekennzeichnet, daß die Flüssigkeit bei verschiedenen Betriebstemperaturen mittels einer Düse zerstäubt und der dabei aufzuwendende Zerstäubungsdruck gemessen wird.

Claims

2. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in einer von Hand oder mechanisch angetriebenen Hochdruckpumpe die zu messende Flüssigkeit auf so hohen Druck gebracht wird, daß sie den von der geschlossenen, einstellbar federbelasteten Düse erzeugten Gegendruck überwindet, um in Form eines nicht mehr strähnigen Spritzkegels von zerstäubter Flüssigkeit auszutreten, wobei das zwischen Pumpe und Düse angeordnete Manometer den aufgewendeten Druck anzeigt.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die gesamte Apparatur mit der darin enthaltenen zu messenden Flüssigkeit aufheizbar ist und daß an der Düse ein Thermometer zur Messung der Temperatur des aus der Düse druckIos oder mit Druck austretenden Flüssigkeitsstrahles angeordnet ist In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr. 662 t80; USA.-Patentschrift Nr. 2024 890; Archiv f. Techn. Messen, V 9122-3, Ziffer V, 1; V 9122-9, Abb. 10.