• Cytatów używajcie tylko jeżeli jest to potrzebne! Jeżeli chcecie komuś odpisać używajcie @ z nazwą użytkownika.

Rubbing ZDDP

Tutaj wykres
Tak, jak pisałem - dyspergatory pomagają w usuwaniu naruszonej warstwy ZDDP, ale nie niszczą jej same z siebie. Przynajmniej nie spotkałem się z taką informacją. Potrzeba do tego tarcia granicznego/mieszanego.
Jakie były warunki testu w przytoczonym badaniu?
Generalnie wierzchnia warstwa ZDDP jest stosunkowo miękka i dość łatwo usuwalna. Pod nią jest warstwa amorficzna (szklista) i ta już jest trudniejsza do zniszczenia. Warstwa bezpośrednio przylegająca do metalu jest już bardzo mocno związana. Do tego stopnia, że potrafi być wyrwana razem z metalem, z którym się związała.
1724257656998.jpeg

Post automatically merged:

Pomyśl o oleju moto 4T
U mnie zwykle pływa jakiś miks olejów PCMO, 4T czy HDMO :D
Jeden olej zbyt mało ekscytuje ;)
 
Warunki te same jak podczas formowania ZDDP na MTM 31N 100*C po dodaniu dyspergatorów takie same parametry. Ubyło połowę filmu dość szybko. Raz położony ZDDP jest nieusuwalny? Absolutnie nie. Olej z płukanką działa w tych samych warunkach i reżimach tarcia jak sam olej wcześniej. Skąd pomysł że jak jest dyspergator albo płukanka to już tylko sama kąpiel i bez tarcia?
 
Film ZDDP jest nierównomierny na ogół i nierówny, porowaty dlatego nie tak trudno się do niego dobrać chemicznie z odrobiną temp i tarcia. Z tego samego powodu jego wady łatwo poprawić modyfikatorem tarcia.
f598a6fa3fd68e03baa5fbb606cb50ff.jpg
 
Nie rozumiemy się :)
Chodzi mi o to, że tam gdzie jest tarcie hydrorynamiczne w teorii w ogóle nie dochodzi do zużywania warstwy ZDDP. Niezależnie czy masz w oleju estry, dyspergatory, detergenty czy inne dodatki.
A jak już dochodzi przynajmniej do tarcia mieszanego, dochodzi do częściowego ścierania warstwy ZDDP - i znowu dochodzi do tego niezależnie od obecności dyspergatora. Natomiast w obecności dyspergatora (czy ewentualnie płukanki) ścierana warstwa jest szybciej usuwana z węzła tarcia i stąd większy/szybszy spadek grubości warstwy ZDDP. Co właśnie podsyłasz na wykresach.
Post automatically merged:

Tak, warstwa ZDDP jest porowata i niedoskonała, ale zupełnie bez porównania do porowatości depozytów węglowych. A z tymi nie radzi sobie ani dyspergator, ani detergenty ani płukanki ;)
Post automatically merged:

To możesz zobaczyć, na ile porowata jest warstwa ZDDP ;)
1724259246094.jpeg

Post automatically merged:

I teraz spróbuj usunąć tę warstwę płukanką czy dyspergatorem, bez fizycznego tarcia ;)
 
Last edited by a moderator:
Skąd chcesz mieć rubbing filmu ZDDP tam gdzie masz tylko tarcie hydrodynamiczne?
Na MTM testujesz głownie tarcie graniczne.
96ae7866982414e8f306e9cd63ace4e5.jpg
 
Tak wygląda film ZDDP w PAO6 z dysku MTM w realu bez dyspergatora po rubbingu.
ZDDP PAO 6 MTM disc.png
 
Skąd chcesz mieć rubbing filmu ZDDP tam gdzie masz tylko tarcie hydrodynamiczne?
Dla mnie rubbing ZDDP to jego ścieranie podczas tarcia mieszanego i granicznego.
Ale przyjmując Waszą terminologię, czyli że to tworzenie warstwy ZDDP, to podczas tarcia hydrodynamicznego warstwa ZDDP też się tworzy.
Do transferu cząstek ZDDP na warstwę metalu potrzeba ciśnienia i temperatury. Nie potrzeba do tego bezpośredniego kontaktu par ciernych. W punktach największych nacisków jednostkowych podczas tarcia hydrodynamicznego występują tak duże ciśnienia (rzędu tysięcy atmosfer), że to wystarcza do skutecznego transferu ZDDP i tworzenia warstwy ZnP.
Post automatically merged:

Warunki jakkolwiek zbliżone do tych na MTM w silniku będą w zasadzie wyłącznie na krzywkach, napędach łańcuchowych, parach pierścień-tłok (w okolicach GMP i DMP) a na panewkach podczas gaszenia i odpalania silnika.
 
Rubbing (nagumowanie) ZDDP określa się etap/czas nakładania filmu ZnP na czysty metal w temp powyżej aktywacji ZDDP i pod naciskiem jak widać na ww wykresach z MTM, który jest do tego powszechnie stosowany.
 
Tak, w tym początkowym etapie tworzy się od zera warstwa ZDDP, niezależnie czy pod kulką jest w danym momencie tarcie mieszane czy hydrodynamiczne. A czy to nazwiemy rubbingiem czy inaczej, to już drugorzędne znaczenie :)
Podobnie warstwa ZDDP odkłada się w fabrycznie nowym silniku w czasie pierwszych godzin pracy. A później już jest tylko na zmianę ścierana i odtwarzana w zależności od typu tarcia.
 
@soszo co myślisz o przeniesieniu dyskusji do nowego tematu (tak gdzieś od 9 postu)? Mimo, że to nie naukowa dyskusja, to kilka ciekawostek przytoczyliśmy. Może warto je gdzieś zachować w bardziej odpowiednim dziale?
 
Dział analiz jest dość "naukowy" i tu dyskusja nie zginie. Inne działy przechodzą "okresowe remonty", a ten jest stabilny.
 
Z racji, że sir @soszo zasugerował w dyplomatyczny sposób, że pier..le głupoty w powyższych postach ;)
Jeśli uważasz, że w tej dyskusji którą tak chętnie linkujesz wypadłeś dobrze to obstawiam że jest to tylko twoje zdanie.
poczułem nieodpartą chęć podparcia moich twierdzeń odpowiednimi opracowaniami :)

Dok1: "Modeling of formation and removal of ZDDP tribofilm on rough surfaces"
Dok2: "Film Thickness and Friction of ZDDP Tribofilms"
Dok3: "Tribofilms: aspects of formation, stability and removal"
Na końcu cytatów będę dodawał odpowiednią do źródła cyfrę: 1, 2 lub 3
Post automatically merged:

W kwestii:
Dla mnie rubbing ZDDP to jego ścieranie podczas tarcia mieszanego i granicznego.
Ale przyjmując Waszą terminologię, czyli że to tworzenie warstwy ZDDP, to podczas tarcia hydrodynamicznego warstwa ZDDP też się tworzy.
Do transferu cząstek ZDDP na warstwę metalu potrzeba ciśnienia i temperatury. Nie potrzeba do tego bezpośredniego kontaktu par ciernych. W punktach największych nacisków jednostkowych podczas tarcia hydrodynamicznego występują tak duże ciśnienia (rzędu tysięcy atmosfer), że to wystarcza do skutecznego transferu ZDDP i tworzenia warstwy ZnP.

"Later, Jie et al. reported another set of parameters based on the thickness of the tribofilm formed during full-film elastohydrodynamic lubrication sliding tests." - 1

"...due to the thermally generated film inside the non-contact area, which is topographically lower than the real-contact area, the average tribofilm thickness of the region near the BDC increases at the initial stage, but with a much slower rate compared to the TDC region." - 1

"it has recently been shown that ZDDP tribofilms form even during full film lubrication where there is no asperity contact so long as the shear stress is high enough. This suggests that applied stress coupled with temperature, is the main driver and that ZDDP film formation is thus a manifestation of mechanochemistry" - 2
 

Attachments

  • Dok1.pdf
    1,1 MB · Odwiedzin: 61
  • Dok2.pdf
    2,3 MB · Odwiedzin: 47
  • Dok3.pdf
    962,8 KB · Odwiedzin: 61
Last edited:
W kwestii:
After one hour rubbing time znaczy co innego niż myślisz.
Ok, to teraz już wiem skąd ta teoria :)

Na wykresie jest tempo usuwania ZDDP w trakcie tarcia (rubbing). Chodzi o tarcie par ciernych pokrytych warstwą ZDDP (tarcie mieszane lub graniczne). Wtedy faktycznie dochodzi to zdzierania części warstwy ZDDP z obu trących powierzchni, a od ilości i skuteczności dyspersantów zależy jak szybko te pozostałości/naruszone struktury będą z powierzchni usuwane.
"Tests lasted 3 h and involved slow speed rubbing to build ZDDP tribofilms, with..." - 2

"Each rubbing step then involved rubbing the ball and disc at 50% SRR and a low entrainment speed of 50 mm/s for a set time. This low entrainment speed produced a theoretical initial EHD film thickness of 5.5 nm and thus mixed lubrication conditions."- 2

"Figure 10a shows an SWLI image of a gold-coated part of the rubbed track on an MTM disc obtained after a test with Z2. Cross-sections of the height across the rubbed track on a rubbed ball and disc after a 3 h rubbing test with..."- 2

"All the ZDDPs studied form tribofilms on steel surfaces during rubbing." - 2

Mam nadzieję, że te cztery cytaty wyjaśnią ostatecznie kwestię "rubbingu ZDDP". Ta nazwa to taki skrót myślowy.
Zwyczajnie w większości badań laboratoryjnych wytwarza się warstwę ZDDP na maszynie MTM, gdzie korzysta się z tarcia granicznego/mieszanego (czyli ten "rubbing" kulki stalowej o dysk) - bo takie warunki szybciej wytwarzają tribofilm, niż tarcie hydrodynamiczne.
Sam proces odkładania tribofilmu ZDDP chyba nie ma jako takiej nazwy. Jest to proces fizykochemiczny odkładania jonów cynku, fosforu i siarki na powierzchni metalu, który w opracowaniach jest zwykłe słownie określany po prostu jako tworzenie tribofilmu ZDDP.
 
W kwestii:
Oczywiście że płukanka jest w stanie zmyć zddp stare. Nawet świeży dyspergator to potrafi.
Tutaj wykres jak krowie na rowie zddp 120min sam a potem dodany dyspergator różne warianty i sam olej bazowy. Byle dyspergator usuwa połowę filmu ZDDP.

"The ZDDP tribofilm, once formed, is very stable." - 3

"One thing needs to be noted is that the fully formulated engine oil contains not only ZDDP, but also many other kinds of additives, such as dispersants and viscosity improvers. These additives will compete with ZDDP to adsorb on the sliding surfaces [42], slowing down the formation of ZDDP tribofilm." - 1

"Although dispersants perform their principal function in the bulk oil, they are also surface active. They interfere with the formation of metaphosphates in the surface from the ZDDP additive [23, 68]. The study by Fujita et al [60] shows another antagonistic effect between dispersants and the ZDDP in tribofilm formation but the exact mechanisms of how dispersants increase the removal rate of the ZDDP tribofilms is still unknown." - 3

Dyspergatory, mimo że mają działać głównie w oleju (otaczanie cząstek zanieczyszczeń) są też powierzchniowo czynne i konkurują przez to z ZDDP w tworzeniu tribofilmu. Czyli potwierdzenie tego, co pisałem tu:
Oj coś mi się nie wydaje :)
To, że może konkurować z tworzeniem nowej warstwy, podobnie jak wiele innych składników oleju, to owszem. Ale żeby z już utworzoną warstwą ZDDP wchodziło w reakcję, to nie słyszałem. Ale może jestem niedoinformowany :)
Panowie pełna zgoda co do tworzenia warstwy ZDDP. Podobny wykres, jak powyżej, można by nakreślić dla detergentów, dezaktywatorów metalu, czy nawet zawartości procentowej bazy estrowej w oleju. Wszystkie one są wysoce polarne i konkurują z ZDDP w dostępie do ujemnie naładowanego metalu. Nawet rosnąca zawartość sadzy w oleju zaczyna spowalniać tworzenie warstwy ZDDP.

Ja natomiast mam poważne wątpliwości co do teorii o zmywaniu już wytworzonej warstwy ZDDP przez płukankę czy dyspergator.

Czyli dyspergator nie usuwa warstwy ZDDP, tylko spowalnia proces jej odbudowy, kiedy jest na bieżąco niszczona (tam gdzie tarcie hydrodynamiczne, dyspergator nie wpłynie na grubość warstwy ZDDP).
Co widzimy na wykresach podesłanych wcześniej przez @wlyszkow i @jerseyAdmin, gdzie w trakcie procesu "zdzierania" warstwy ZDDP (tarcie mieszane/graniczne na maszynie MTM) po dodaniu dyspergatora zwalnia proces odbudowy warstwy ZDDP (przy niezmienionej szybkości jej zdzierania), co skutkuje widocznym na wykresie spadkiem grubości warstwy tribofilmu.

Jak już pisałem wcześniej - podobny efekt dają też inne dodatki, które to zaczynają konkurować z ZDDP w dostępie do powierzchni.

"For good antiwear performance, the rate of tribofilm removal should always be lower or equal to the rate of the tribofilm formation." - 3
Jak wyżej - nie można przesadzić z dodatkiem substancji, które będą konkurować z ZDDP w dostępie do powierzchni.
 
Podsumowując - jak to wygląda w silniku.
Po zalaniu fabrycznie nowego silnika olejem przez pierwsze kilka godzin pracy tworzy się warstwa ZDDP, która ustala się w różnych miejscach w silniku na grubości odpowiedniej do temperatur i sił ścinających jakie występują w danym miejscu oraz tempa ewentualnego zdzierania tej warstwy (tarcie mieszane/ graniczne).

Podczas dalszej eksploatacji oleju następuje wyczerpywanie się dyspergatora (łączenie z zanieczyszczeniami) co może sprzyjać delikatnemu wzrostowi grubości warstwy ZDDP. Ale jednocześnie część zanieczyszczeń typu sadza osadza się na powierzchni warstwy ZDDP więc jest to w kontrze do wzrostu i grubości. Samo ZDDP w oleju też się wyczerpuje z czasem.
Generalnie, wraz z kolejnymi kilometrami delikatnie może zmieniać się grubość warstwy ZDDP ale ciężko przewidzieć czy trochę rośnie czy przeciwnie - trochę maleje.

Po zalaniu do silnika nowego oleju (przy kolejnej wymianie oleju) mamy znowu wyższą ilość dyspergatora w oleju ale też trochę większą ilość ZDDP do dyspozycji.
W pierwszych godzinach pracy, z powodu większego stężenia dyspergatora może znowu w miejscach tarcia mieszanego i granicznego dochodzić do delikatnego spadku grubości warstwy ZDDP (na przykład ze 100 nm do 80 nm) i na jakimś poziomie ustala się.

Generalnie grubość warstwy ZDDP waha się w pewnym przedziale, podobnym zarówno na początku jak i na końcu interwału olejowego.

Czy płukanka może coś w tej kwestii zmienić?
Nie sądzę.
W powyższych publikacjach była informacja, że do usuwania warstwy ZDDP jest używane EDTA (kwas wersenowy, z ang. ethylenediaminetetraacetic acid).
Chyba że jakiś producent dodaje EDTA do płukanki (chcą wątpię - biorąc pod uwagę że EDTA jest rozpuszczalne w wodzie, a nie w rozpuszczalnikach organicznych).
Ale nawet jeśli to biorąc pod uwagę stężenie płukanki w oleju oraz stężenie ewentualnego EDTA w płukance, jest tego tak mała ilość, że mogłoby co najwyżej delikatnie zmiękczyć górną warstwę ZDDP i spowodować jakiś minimalny spadek grubości tej warstwy podczas płukania silnika.
Oczywiście mówimy wyłącznie o miejscach, gdzie podczas pracy silnika występuje tarcie mieszane czy graniczne. Tam gdzie tarcie hydrodynamiczne, nawet dodanie EDTA czy innego kwasu w jakiejś symbolicznej ilości do oleju nie spowodowałoby jej zmycia, a może jedynie lekkie osłabienie górnej warstwy.

Podobnie będzie z płukankami estrowymi. Mogą one przyczynić się podczas płukania do delikatnego spadku grubości warstwy ZDDP na podobnej zasadzie jak dyspergator – czyli konkurując z ZDDP w dostępie do powierzchni metalu/tribofilmu.
Generalnie jako że warstwa ZDDP składa się z jonów metali, a do ich chemicznego usunięcia potrzeba kwasów (które to wymagają środowiska wodnego do działania), to nie dodając jakiś kwasów do oleju raczej niczym nie pomożemy w osłabieniu lub chemicznym usunięciu warstwy ZDDP.

Podsumowując - podtrzymuję moją tezę, że ani wymiana oleju na świeży ani płukanka przed wymianą oleju nie jest w stanie usunąć istniejące już warstwy ZDDP. Może mieć niewielki wpływ na jej grubość - rzędu zmiana o 20-30%, ale nie ma to większego znaczenia, bo generalnie grubość tej warstwy cały czas ulega drobnym wahaniom.

Oczywiście warto by było potwierdzić jeszcze kwestię ewentualnego zmywania ZDDP płukankami, by już wszystko było podparte publikacjami.
Po pobieżnym, póki co, przeszukaniu neta nie znalazłem materiałów na ten temat. Fajnie by było, gdyby komuś udało się podrzucić coś na ten temat, to moglibyśmy dopełnić całą dyskusję, popierając się publikacjami.

@wlyszkow jeśli mógłbyś podać skład jakiejś konkretnej płukanki, którą miałeś na myśli pisząc:
Oczywiście że płukanka jest w stanie zmyć zddp stare.
to byłbym Ci wdzięczny. Moglibyśmy spróbować znaleźć info o konkretnym składniku i jego ewentualnym wpływie na tribofilm ZDDP.


Zachęcam więcej osób do dyskusji lub chociaż podrzucania materiałów potwierdzających (lub negujących) powyższe stwierdzenia. Powyższe trzy opracowania zostały przeze mnie znalezione w ciągu kilku minut, poprzez wujka googla, jako bezpłatne i publicznie dostępne materiały. To tak w kwestii:
materiały w sieci są dostępne, ale są dostępne stosunkowo trudno, za niektóre trzeba słono płacić
Oczywiście trzeba było jeszcze je przejrzeć, żeby wyłuskać to, co wartościowe :)

@jerseyAdmin @wlyszkow jeśli macie jeszcze jakieś ciekawe materiały na ten temat, to zachęcam do podrzucenia.
Temat jest ciekawy, a ostatnio tu wszyscy narzekali, że za mało merytoryki na forum ;), więc akurat jest okazja, żeby coś w tej kwestii podziałać.
Oczywiście jeśli z czymś się nadal nie zgadzacie, to tym bardziej zachęcam do dalszej dyskusji.
 
Last edited:
#33 post - nowy dyspergator dodany sam do obecnego oleju (bez dodatkowego nowego zddp) usuwa w tym samym trybie pracy w pół godziny połowę grubości filmu zddp. EOT
 
Zgadzam się w pełni.
Mi chodziło generalnie o usuwanie starego filmu ZDDP (wytworzonego przez poprzedni olej/e) poprzez wlanie nowego oleju do silnika - co wydaje mi się niezbyt prawdopodobne w świetle przedstawionych przeze mnie wyżej cytowań.

Dodanie odpowiednie dużej ilości nowego dyspergatora zapewne może do tego stopnia spowolnić produkowanie filmu ZDDP w miejscu tarcia granicznego, że zostanie zdarta cała warstwa ZDDP.
 
Last edited:
Wymiana filmu ZDDP dzieje się praktycznie na bieżąco jeśli jest taka potrzeba w węzłach tarcia. Film ten nie jest wieczny mechanicznie i jest uzupełniany. Nowy olej zawiera także świeże aktywne składniki na metalach jak choćby inhibitory korozji itp. Wymiana ZDDP jest także jednym ze źródeł wzrostu TAN z czasem szczególnie w olejach o wyższych dawkach ZDDP. Bardzo częsta wymiana oleju nie jest dlatego zalecana z uwagi na TWC i także z tego powodu wprowadzono test retencji fosforu w oleju.
 
Back
Top