Automobilių variklinių alyvų modifikavimas nanodalelėmis
Pečiokas Rapolas |
Magistro darbe nagrinėjamas variklinių alyvų tribologinių savybių gerinimas naudojant nanodaleles, siekiant sumažinti trintį ir paviršiaus dilimą sudėtingomis eksploatacijos sąlygomis. Sprendžiama problema aktuali šiandienos vidaus degimo variklių technologijose, kur būtinas ne tik efektyvus tepimas, bet ir paviršių apsauga ilgalaikio darbo bei dažnų pereinamųjų režimų metu. Tyrimo tikslas – įvertinti grafeno, vario oksido ir titano dioksido nanodalelių poveikį 5W-20 alyvos tribologinėms savybėms, taikant ilgalaikius ciklinius bandymus. Bandymams naudota keturių rutulių trinties bandymų įranga, taikyta 300 N apkrova ir 1000 ciklų trukmė. Analizuotas trinties momentas, nudilimo skersmuo bei paviršiaus būklė. Tyrimo rezultatai parodė, kad grafenas labiausiai prisidėjo prie trinties ir dilimo mažinimo, CuO sudarė sąlygas tolygesniam slydimui, o TiO₂ naudojimas siejosi su prastesniais eksploataciniais rodikliais. Ilgalaikiai cikliniai bandymai pasirodė tinkami vertinant realų nanodalelių veikimo efektyvumą. Gautos įžvalgos gali būti taikomos kuriant naujos kartos pažangias variklines alyvas, pritaikytas intensyviam ir nepastoviam darbo režimui.
This master's thesis investigates the improvement of the tribological properties of engine oils through the use of nanoparticles, aiming to reduce friction and surface wear under demanding operating conditions. The issue is particularly relevant to modern internal combustion engine technology, where effective lubrication and long-term surface protection during continuous operation and frequent transitional regimes are essential. The aim of the research was to evaluate the effects of graphene, copper oxide, and titanium dioxide nanoparticles on the tribological performance of 5W20 oil using long-term cyclic testing. Experiments were conducted on a four-ball friction test machine under a 300 N load and a total of 1000 cycles. Friction torque, wear scar diameter, and surface condition were analysed. The results demonstrated that graphene was the most effective additive, significantly reducing friction and wear. Copper oxide provided stable sliding behavior, while titanium dioxide negatively affected performance. Long-term cyclic testing proved to be an appropriate method for assessing the actual operational potential of nanoparticle-enhanced engine oils. The findings support the application of such additives in developing next-generation lubricants for intensive and transient engine operation.