BIOLOGICKY ODBOURATELNÉ OLEJE PRO MAZÁNÍ MOTORŮ MOTOROVÝCH PIL - METODA A JEJÍ OVĚŘENÍ
Doc. Ing. Alois Skoupý, CSc., Ing. Radomír Klvač - Fakulta lesnická a dřevařská MZLU v Brně
Ze zákona o lesích č. 289/1995 Sb. (§ 13 odst. 3, pís. d, § 32 odst. 8) vyplývá povinnost používat výhradně biologicky odbouratelné oleje k mazání řetězů motorových pil a biologicky odbouratelné hydraulické kapaliny. Do budoucna však lze předpokládat zpřísnění současných požadavků a rozšíření jejich platnosti i na jiné provozní náplně lesnických strojů.
BIOLOGICKÁ ODBOURATELNOST OLEJŮ
Snaha o zamezení dalšího zhoršování životního prostředí vede k zavádění biologicky rozložitelných maziv. K tomu jsou přijímána odpovídající legislativní i technická řešení. Pro hodnocení biologicky rozložitelných paliv a maziv platí mezinárodní norma CEC-L-33-T-82. Hodnocený produkt je považován za biologicky snadno rozložitelný, pokud je do 21 dní odbourán minimálně z 80 %. Kolektiv autorů (1994) uvádí, že rostlinné oleje v surovém stavu jsou za 21 dní odbouratelné až z 98 %. Pro zlepšení některých technických vlastností a k prodloužení životnosti olejů jsou použita aditiva, která mohou odbouratelnost snížit, ale ta zpravidla neklesne pod 90 %. Biologická odbouratelnost minerálních olejů je na úrovni 20 % (viz obr. 1).
Vzhledem k tomu, že rostlinné oleje jsou produkty fotosyntézy a vznikají z atmosférického CO2, pak při jejich rozkladu nevznikne více CO2, než bylo spotřebováno na jejich vytvoření a díky nulové bilanci CO2 se nemohou podílet na skleníkovém efektu (kolektiv autorů, 1994). Navíc olej díky svým fyzikálním vlastnostem neproniká rychle do spodních anaerobních vrstev půdy a v horních aerobních vrstvách se mnohem rychleji a lépe odbourává (viz rovnice odbourávání) (kolektiv autorů, 1994).
Při rozkladu však mohou za určitých podmínek vznikat meziprodukty zatěžující životní prostředí, jako jsou např.: kyselina palmitová, octová, ß-hydroximáselná, acetoctová, aceton a jiné poměrně stálé ketony s nepříjemným zápachem (tzv. “ketonové žluknutí olejů”) (SKOUPÝ, 1994). Rychlejší rozložitelnost s sebou nese ještě riziko, že skladovaný olej podlehne zkáze a stane se nepoužitelným z technických nebo hygienických důvodů. Využívání rostlinných olejů proto vyžaduje plynulé dodávky oleje standardních vlastností, vyšší nároky na organizaci a vyšší technickou vyspělost při hospodaření s těmito mazivy (GRUNDA, SKOUPÝ, PŘIBYL, 1990).
OLEJE NA ROSTLINNÉ BÁZI
Výzkumy ve směru nahrazování minerálních maziv látkami rostlinného původu vedly v SRN, Rakousku, Švédsku a posléze i u nás k vývoji technických olejů na rostlinné bázi. Mají-li však tyto oleje plnohodnotně nahradit oleje minerální, musí mít minimálně stejně dobré technické parametry. Proto bylo v roce 1992 započato s řešením výzkumného úkolu týkajícího se náhrady minerálních olejů oleji rostlinnými při mazání dvoudobých motorů především přenosných lesnických strojů. Pro hodnocení olejů bylo zkonstruováno zařízení, které je schopno řídit průběh zkoušek podle vloženého programu a současně snímat měřené hodnoty tam, kde je to bez větších problémů možné.
Veškeré testy byly prováděny na motorové pile Husqvarna 266 SE resp. 242 SE. Pila byla klikovou hřídelí připojena k brzdovému stanovišti přes dvě pružné spojky a vloženou hřídel s opěrnými ložisky. Jako brzdné stanoviště byl použit stejnosměrný dynamometr DS 446-2/V s rozsahem měření 0-11 000 ot/min a 1-20 Nm. Měření se provádělo v rozsahu 4000-9000 ot/min u vstupních a výstupních zkoušek vždy po 500 otáčkách, u životnostních zkoušek vždy po 1000 otáčkách. Během měření byla zaznamenávána teplota nasávaného a chladicího vzduchu a atmosférický tlak. Poté byly naměřeny a vypočteny průměrné hodnoty teploty motoru pod svíčkou a průměrný točivý moment pro každý otáčkový režim a použitou pohonnou směs. Tyto průměrné hodnoty byly použity pro vyjádření jednotlivých veličin stanovených normou ČSN 302008 “Motory automobilové - zkoušky na brzdovém stanovišti” a normou ISO 7293:1983 “Lesnické stroje - Přenosné řetězové pily - Výkon motoru a spotřeba paliva”.
Pro hodnocení jednotlivých vzorků tedy byly použity tyto veličiny: Točivý moment Mt, Točivý moment korigovaný Mtkor, Čistý výkon Pe, Čistý výkon korigovaný Pekor, Hodinová spotřeba paliva Gt, Měrná spotřeba paliva ge, Tlak, Teplota vzduchu“ Teplota motoru. Celkové schéma zařízení je uvedeno na obr. č. 2. Dále bylo posuzováno mechanické opotřebení motoru, a to těch částí, které mohou být působením opotřebení s různými mazacími oleji ovlivněny. Zjišťovaly se parametry před a po životnostní zkoušce a porovnáním byla vyjádřena míra opotřebení.
ZÁVĚR
Jedná se o unikátní zpracování metodiky hodnocení olejů pro mazání motorových pil ze směsi. Při měření rychlostních charakteristik je opakovatelnost výsledků velmi vysoká, což bylo potvrzeno matematicko-statistickým šetřením. Dalšími kroky směrem kupředu v hodnocení biologicky odbouratelných olejů je jejich kvalimetrické hodnocení, do něhož by byly zahrnuty čerpatelnost a lepivost, které by přineslo jednoznačné kvalitativní parametry jednotlivých olejů, což by mělo přínos nejen pro výrobce a uživatele těchto olejů, ale především pro životní prostředí, protože by se snížila míra používání minerálních olejů.
LITERATURA
- Kolektiv autorů, 1994: Perspektivy použití biologicky odbouratelných maziv a paliv - Sborník referátů. Brno, Vysoká škola zemědělská, 61 s.;
- Zákon č. 289/1995 Sb.;
- ISO 7293:1983: Lesnické stroje - Přenosné řetězové pily - Výkon motoru a spotřeba paliva;
- ČSN 30 2008: Motory automobilové - zkoušky na brzdovém stanovišti;
- SKOUPÝ A., 1994: Hodnocení biologicky rozložitelných olejů určených k mazání řetězů motorových pil - habilitační práce. Brno, Vysoká škola zemědělská, 312 s.;
- GRUNDA B., SKOUPÝ A., PŘIBYL F., 1990: Minerální a rostlinné oleje v lesnické praxi. Lesnická práce, 69, 1990 (8): 359-361;
- SKOUPÝ A., 1998: CA simulace provozní zátěže motorů přenosných lesnických strojů pro účely životnostních zkoušek. Automatizácia technologickej prípravy výroby, Zvolen, 1998, s. 86-89.