Mendelova zemědělská a lesnická univerzita v Brně

Mendelova zemědělská a lesnická univerzita v Brně Fakulta lesnická a dřevařská Ústav lesnické a dřevařské techniky

Posouzení vhodnosti vybraného druhu oleje k mazání řetězů motorových pil

Diplomová práce

Brno 2007

Bc. Tomáš Prudil

Prohlašuji, že jsem diplomovou práci na téma: Posouzení vhodnosti vybraného druhu oleje k mazání řetězů motorových pil zpracoval sám a uvedl jsem všechny použité prameny. Souhlasím, aby moje diplomová práce byla zveřejněna v souladu s §47b Zákona č. 111/1998 Sb., o vysokých školách a uložena v knihovně Mendelovy zemědělské a lesnické univerzity v Brně, zpřístupněna ke studijním účelům ve shodě s Vyhláškou rektora MZLU o archivaci elektronické podoby závěrečných prací. A dále se zavazuji, že před sepsáním licenční smlouvy o využití autorských práv díla s jinou osobou (subjektem) si vyžádám písemné stanovisko univerzity o tom, že předmětná licenční smlouva není v rozporu s oprávněnými zájmy univerzity a zavazuji se uhradit případný příspěvek na úhradu nákladů spojených se vznikem díla dle řádné kalkulace.

V Brně, dne:..............................................

1

Děkuji vedoucímu práce panu doc. Ing. Aloisi Skoupému, CSc. za metodické vedení při zpracovávání diplomové práce a Ing. Radomíru Klvačovi, Ph.D. za poskytnuté konzultace a pomoc při laboratorních měřeních. Poděkování patří i pracovníkům Ústavu lesnické a dřevařské techniky za odbornou pomoc.

2

Bc. Tomáš Prudil

Posouzení vhodnosti vybraného druhu oleje k mazání řetězů motorových pil Assessing the suitability of selected oil type for lubrication of power saw chains

Abstrakt Jedním ze základních problémů spojených s využíváním techniky v lesním hospodářství je uvolňování znečišťujících látek do okolního prostředí. Mezi nemalou a stálou zátěž lesního ekosystému těmito látkami patří i rozptyl maziva při ztrátovém mazání hoblovacího řetězu motorové pily. Jednou z možných variant řešení tohoto problému je nahrazení oleje minerálního olejem na rostlinné bázi. Ovšem používání rostlinného oleje k mazání řetězu motorové pily není zcela bezproblémové. Největším problémem je jeho nízká chemická stabilita a snížený rozsah použitelnosti za nízkých teplot. Diplomová práce se zabývá studiem zhoršování vlastností biologicky odbouratelných olejů za nízkých teplot na souboru testovaných vzorků.

Klíčová slova: mazání řetězů a lišt motorových pil, biologicky odbouratelný olej, rostlinný olej, tepelně oxidační stabilita oleje, čerpatelnost oleje

Abstract One of basic problems relating to the use of machines in forestry is the release of polluting substances into the surrounding environment. A considerable and permanent load of these substances on the forest ecosystem is the dispersion of lubricants during the idle lubrication of power saw chipper chains. One of possible problem solutions is to replace mineral oil with vegetable-based oils. However, the use of vegetable oils in the lubrication of power saw chain is not entirely free of problems. The most unfavourable characteristic of vegetable oils is their low chemical stability and succeptibility to degradation by heat and oxidation, another problem being their limited applicability at low temperatures. The dissertation deals with the study of worsening properties of biologically degradable oils on a set of tested samples. Keywords: lubrication of power saw chains and bars, biologically degradable oil, vegetable oil, oil heat-oxidation stability, oil pumping capacity

3

Obsah 1 Úvod . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8 2 Cíl práce . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9 3 Základní charakteristika maziv . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10 3.1 Definice maziv . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .10 3.2 Rozdělení maziv . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10 3.3 Chemické složení minerálních a rostlinných olejů . . . . . . . . . . .10 3.3.1 Minerální oleje . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10 3.3.2 Rostlinné oleje . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11 3.4 Základní jakostní charakteristiky olejů . . . . . . . . . . . . . . . . .12 3.5 Rozbor technických podmínek pro použití biologicky odbouratelných olejů . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .13 4 Problematika používání rostlinných olejů v lesním hospodářství . . . . . . .15 5 Metodika měření a zpracování dat . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17 5.1 Princip metody měření čerpatelnosti oleje (popis původní metody). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17 5.2 Úprava měření teploty nasávaného oleje . . . . . . . . . . . . . . . . 18 5.3 Pracovní postup při měření čerpatelnosti . . . . . . . . . . . . . . . .19 5.4 Princip metody měření tepelně-oxidačních změn olejů . . . . . . . . .20 6 Výsledky měření . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .21 6.1 Soubor testovaných olejů . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .21 6.2 Jakostní charakteristiky olejů . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .22 6.3 Výsledky měření čerpatelnosti olejů . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23 7 Diskuse . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39 8 Závěr . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41 Summary . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .43 Seznam použité literatury . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .45 Přílohy. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .47

4

Seznam tabulek: Tabulka 1: Charakteristika olejů (dle popisu výrobce) . . . . . . . . . . . . . . . . 22 Tabulka 2: Jakostní charakteristiky olejů (dle údajů výrobce) . . . . . . . . . . . 23 Tabulka 3: Regresní rovnice a koeficienty spolehlivosti. . . . . . . . . . . . . . . 35 Tabulka 4: Odvození limitní teploty použitelnosti . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37 Tabulka 5: Rozdělení olejů do skupin dle limitní teploty použitelnosti . . . . . . . 38 Tabulka 6: Naměřené hodnoty oleje OA M6A při testování čerpatelnosti olejů za nízkých teplot . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47 Tabulka 7: Naměřené hodnoty oleje Lespol při testování čerpatelnosti olejů za nízkých teplot . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 48 Tabulka 8: Naměřené hodnoty oleje Stihl Bio Plus při testování čerpatelnosti olejů za nízkých teplot . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49 Tabulka 9: Naměřené hodnoty oleje Vegoil při testování čerpatelnosti olejů za nízkých teplot . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .50 Tabulka 10: Naměřené hodnoty oleje Primol Eko při testování čerpatelnosti olejů za nízkých teplot . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .51 Tabulka 11: Naměřené hodnoty oleje Bipol při testování čerpatelnosti olejů za nízkých teplot . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .52 Tabulka 12: Naměřené hodnoty oleje Ekolube Cut 80 P při testování čerpatelnosti olejů za nízkých teplot . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .53 Tabulka 13: Naměřené hodnoty oleje Castrol Bioraps při testování čerpatelnosti olejů za nízkých teplot . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .54 Tabulka 14: Naměřené hodnoty oleje Evva Bio KS 100 při testování čerpatelnosti olejů za nízkých teplot . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .55 Tabulka 15: Naměřené hodnoty oleje Divinol při testování čerpatelnosti olejů za nízkých teplot . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .56 Tabulka 16: Naměřené hodnoty stolního oleje Lukana při testování čerpatelnosti olejů za nízkých teplot . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .57

5

Seznam obrázků: Obrázek 1: Zařízení pro testování olejů za nízkých teplot (původní metoda) . . . . . 17 Obrázek 2: Úprava měření teploty nasávaného oleje . . . . . . . . . . . . . . . . . .19

Seznam grafů: Graf 1: Průběh regresní křivky čerpatelnosti oleje OA M6A . . . . . . . . . . . . . . 24 Graf 2: Průběh regresní křivky čerpatelnosti oleje Lespol . . . . . . . . . . . . . . . 25 Graf 3: Průběh regresní křivky čerpatelnosti oleje Stihl Bio Plus. . . . . . . . . . . . 26 Graf 4: Průběh regresní křivky čerpatelnosti oleje Vegoil . . . . . . . . . . . . . . . 27 Graf 5: Průběh regresní křivky čerpatelnosti oleje Primol Eko . . . . . . . . . . . . 28 Graf 6: Průběh regresní křivky čerpatelnosti oleje Bipol . . . . . . . . . . . . . . . . 29 Graf 7: Průběh regresní křivky čerpatelnosti oleje Ekolube Cut 80 P . . . . . . . . . .30 Graf 8: Průběh regresní křivky čerpatelnosti oleje Castrol . . . . . . . . . . . . . . . 31 Graf 9: Průběh regresní křivky čerpatelnosti oleje Evva Bio . . . . . . . . . . . . . . 32 Graf 10: Průběh regresní křivky čerpatelnosti oleje Divinol . . . . . . . . . . . . . . 33 Graf 11: Průběh regresní křivky čerpatelnosti stolního oleje . . . . . . . . . . . . . . 34 Graf 12: Srovnání regresních křivek čerpatelnosti testovaných olejů . . . . . . . . . 35

6

Seznam použitých zkratek a symbolů:

o

C mg, kg m3 , litr, ml cm2, m2 m.s-1 mm Torr, kPa s N mg KOH/g kg.m-3 mm2s-1 Cu Fe Mn CO2 TAG

teplota hmotnost objem plocha rychlost délka tlak čas síla číslo kyselosti hustota kinematická viskozita měď železo mangan oxid uhličitý triglycerid

7

1 Úvod V dnešní době je velmi často konzultována otázka funkčního poslání lesního hospodářství. Hovoří se o produkčních a mimoprodukčních funkcích lesa. Rozvoj civilizačních procesů vede stále více k víceúčelovému hospodaření na lesních pozemcích. Důkazem toho je, že dnes 47 % plochy kategorie hospodářských lesů patří k lesům s důležitými mimoprodukčními funkcemi (Krečmer, 1996). Mezi nejdůležitější mimoprodukční poslání zabezpečované hospodářskými lesy patří funkce ochrany vodních zdrojů (zvláště ve II. a III. pásmu hygienické ochrany), funkce půdoochranné, krajinotvorné a rekreační. Přesto v těchto lesích převažuje funkce produkční a ta se v dnešní době neobejde bez náležitého využívání lesnické techniky. Bohužel jakékoliv použití techniky má za následek poškozování lesních ekosystémů a tím i negativní vliv na zmíněné mimoprodukční funkce lesa. I z tohoto důvodu vylišuje lesní zákon kategorie lesů ochranných a lesů zvláštního určení ve kterých je funkce produkční s použitím lesnické techniky potlačena nebo úplně vynechána. Tam kde lze zajistit mimoprodukční funkčnost bez újmy na produkci lze hovořit o nemálo rozšířeném víceúčelovém hospodaření. O to důležitější je na těchto pozemcích hledání vhodného kompromisu mezi omezením používání lesnické techniky a ochranou lesního prostředí. Nosný podíl použití mechanizace náleží těžebním operacím, ve kterých se ani při aplikaci nejnovějších technologií neobejdeme bez využití řezných součástí využívajících ztrátové mazání hoblovacího řetězu. Ať je to řezací část ruční motorové pily nebo řezná část kácecí hlavice harvestoru, vždy musí docházet k mazání hoblovacího řetězu mazivem, které je po průchodu drážkou vodící lišty rozstřikováno do okolního prostředí. Veškerý olej používaný na mazání lišty se dostává do životního prostředí ať už ulpěný na pilinách, přímým kontaktem s půdou či rozptýlený do vzduchu. Současné harvestory spotřebují průměrně 35 l oleje na 1000 m3 bez kůry (Athanassiadis et al. 1999). Proto je jednou z kompromisních cest řešení náhrada neekologických minerálních olejů oleji na rostlinné bázi. Tento proces náhrady minerálních olejů se ovšem setkává s problémy zvláště v oblasti technických parametrů a využití rostlinných olejů ve specifických podmínkách. Mezi největší nevýhody biologicky odbouratelných olejů patří snížená použitelnost maziva za nízkých teplot a nízká chemická stabilita. Nízká stabilita rostlinných olejů je na jedné straně výhodou, protože dochází k jejich rychlému odbourávání v přírodním prostředí a na druhé straně nevýhodou z hlediska užitných vlastností, při mazání řetězů motorových pil, které je způsobeno vznikem produktů oxidačních a polymeračních reakcí. V důsledku zhoršených technických parametrů rostlinných olejů může v krajním případě dojít až k poškození řezacích částí motorové pily. Minerální oleje se oproti olejům biologicky odbouratelným daleko hůře rozkládají a mají v případě vyšší koncentrace negativní vliv na životní prostředí. I přes striktní zákaz používání jiných než biologicky odbouratelných olejů, stále existuje mnoho subjektů hospodařících v lesním hospodářství, které používá oleje minerální. Snahou legislativních opatření je snížit zatížení životního prostředí těmito minerálními látkami. I v rámci mezinárodních závazků České Republiky je důležité vyřešit snížení množství emisí způsobujících globální oteplování. Biologicky odbouratelné oleje jsou většinou rostlinného původu, proto při jejich vzniku nedochází k uvolňování nadbytečného CO2 do prostředí a na rozdíl od ropných minerálních olejů se nemohou podílet na skleníkovém efektu.

8

2 Cíl práce Technické vlastnosti biologicky odbouratelných olejů se značně liší od vlastností olejů minerálních. Rozdílné technické vlastnosti jsou však také mezi produkty jednotlivých výrobců biologicky odbouratelných olejů. Pro zjištění rozdílnosti chování olejů za nízkých teplot bylo provedeno měření čerpatelnosti na souboru 11 vzorků, a to olejů určených k mazání řetězu motorových pil. Pro zvýšení přesnosti měřených hodnot byla částečně vylepšena metoda testování čerpatelnosti používaná u předchozích měření. Cílem této práce je tedy detailní popis rozpracované metodiky čerpatelnosti, zpracování souboru naměřených dat a souběžné vyhodnocení testovaných vzorků olejů. Na základě jejich srovnání, následné doporučení vhodného oleje pro využití v praxi. Důležitou součástí práce je zohlednění norem a aktuálních legislativních požadavků kladených na výběr a použití správného druhu oleje.

9

3 Základní charakteristika maziv 3.1 Definice maziv Mazivem může být látka jakéhokoliv skupenství. Jeho úkolem je zmenšovat tření v dotykových místech dvou těles v relativním pohybu nebo když je učiněn pokus o relativní pohyb. Mezi základní úkoly maziv patří snižování smykového tření, zmenšování opotřebení strojních součástí, zabezpečení odvodu tepla, působení jako těsnící činitel, odstraňování nečistot z třecích ploch a ochrana kovových ploch před korozí. Ve zvláštních případech se může na mazivech požadovat, aby působily i jako elektroizolační činitel, vykonávaly funkci prostředníka pro přenos síly nebo tlumilo rázy (Štěpina, Veselý, 1980). 3.2 Rozdělení maziv Maziva lze dělit podle mnoha kriterií. Nejčastěji jsou maziva dělena podle skupenství na maziva kapalná, plynná, tuhá a plastická. Nejdůležitějším a nejčastějším druhem maziv jsou maziva kapalná. Kapalnými mazivy mohou být chemicky jednoznačně určené látky, homogenní směsi více látek a kapalné disperze. Nejčastěji používaným druhem maziv jsou homogenní směsi, do kterých se zařazují minerální, rostlinné a syntetické oleje (Bečka, 1997).

3.3 Chemické složení minerálních a rostlinných olejů 3.3.1 Minerální oleje Chemické složení minerálních olejů je převážně dáno chemickým složením olejových frakcí ropy a je do značné míry ovlivněno postupem výroby. Jednotlivé olejové frakce jsou získávány při vakuové destilaci z mazutu. Po odstranění nežádoucích složek a odparafínování je vyroben základový olej. Ten ovšem nemá potřebné fyzikální a chemické vlastnosti a proto jsou do něj přidávány složky jednotlivých aditiv, aby výsledné vlastnosti oleje vyhovovaly účelu použití. Minerální olej se tedy skládá z velkého množství různých uhlovodíků s obtížnou chemickou identifikací díky jejich velmi pestré směsi. Mezi uhlovodíkové skupiny, které mají významné zastoupení v minerálních olejích patří alkylcykloalkany. Ty jsou součástí každé olejové molekuly v podobě cyklopentanových nebo cyklohexanových kruhů, které mohou být jednotlivé nebo kondenzované a tím tvoří převládající složku minerálních olejů. Zřídka jich bývá méně než 30 % a může jich být až 70 %.V monocyklanech převažuje jeden delší, zpravidla nerozvětvený, alkylový substituent. Kromě něho jsou na kruhu navázány další, celkem krátké substituenty, nejčastěji metyly nebo vzácněji etyly a izopropyly. Alkylcykloalkany zvyšují viskozitu oleje, ale snižují jeho viskozitní index. Další zjištěnou a významnou složku tvoří alkylaromatické uhlovodíky. Jsou tvořeny jedním nebo více aromatickými jádry s jedním alkylovým substituentem a více krátkými substituenty na jádru. Tyto části jsou, až na přítomné bifenyly, převážně kondenzované. Stejně jako alkylcykloalkany zvyšují viskozitu a snižují viskozitní index oleje. Délka a rozvětvení substituentů rozhoduje z velké části o vlastnostech oleje. Oleje

10

s dlouhými substituenty na aromatickém jádře mají vyšší viskozitní index i při nízkých teplotách tuhnutí. Za nežádoucí složky oleje se pokládají jednak heterogenní sloučeniny (kyslíkaté, dusíkaté a sirné), jednak vysokomolekulární podíly – ropné smoly (olejové pryskyřice, asfalteny, karbeny, karbidy a asfaltogenní kyseliny a anhydrity). Všechny tyto látky jsou obsaženy v ropách avšak v různém množství. Kyslíkaté sloučeniny jsou hlavními původci kyselosti ropy a jejích derivátů. Jejich podíl v ropných frakcích se vyjadřuje číslem kyselosti. Sirné sloučeniny v nadměrné koncentraci zhoršují oxidační stálost olejů. Dusíkaté sloučeniny považujeme za nežádoucí složku olejů, protože zhoršují jejich světelnou a oxidační stálost a podporují jejich barevné změny. Ropné pryskyřice dávají mazacím olejům barvu (Štěpina, Veselý, 1980). 3.3.2 Rostlinné oleje Rostlinné tuky a oleje charakterizujeme jako estery vyšších mastných kyselin a trojsytného alkoholu glycerolu. Druhy mastných kyselin ovlivňují výsledné fyzikální a chemické vlastnosti olejů a tuků. V tucích převažují nasycené mastné kyseliny, které jsou za teploty 15 oC tuhé látky. V olejích naopak převažují nenasycené mastné kyseliny a oleje jsou při teplotě 15 oC kapalné (Jančařík, Kovařovič, 1952). Nenasycenost mastných kyselin lze vyjádřit jodovým číslem. To je stanoveno jako procentuální množství halogenů, vyjádřené ekvivalentním množstvím jódu, který se aduje za určitých podmínek na dvojné vazby mastných kyselin a olejů. Oleje s vyšším jodovým číslem obsahují více nenasycených mastných kyselin a jsou náchylnější k polymeraci. Snížení jodového čísla může indikovat úbytek dvojných vazeb v důsledku polymeračních reakcí v oleji. Rostlinné oleje a tuky se dělí do devíti skupin podle obsahu převládajících charakteristických mastných kyselin. Jedná se o skupiny kyseliny olejové, linoleové, linolenové, skupiny konjugovaných mastných kyselin, skupiny kyseliny palmitové a stearové, skupiny kyseliny laurové, skupiny kyseliny erukové, skupiny hydroxykyselin a skupiny cyklických kyselin (Ullrich, 1963). Pro výrobu biologicky odbouratelných olejů určených k mazání řetězů a lišt motorových pil je nejčastěji používán řepkový olej. Řepka je rostlinný druh rodu Brassica patřící do čeledi Brassicaceae – brukvovité. Její botanické jméno zní Brassica napus. Její pěstování je na území České Republiky hojně rozšířeno, neboť je, jako jedno z mála, ziskové. Nejčastěji se pěstuje jako ozim, méně jako jař. Různé formy, ve kterých se vyskytuje, ovlivňují její fylogenetické, anatomické a morfologické vlastnosti. Pro technické využití je jako zdroj oleje využívána Brassica napus oleifera – řepka olejná. Zastoupení oleje ve vlastním semeni je přibližně 40-50%. Olej se získává jednak lisováním pod vysokým tlakem a jednak extrakcí rozpouštědly. V praxi se běžně oba způsoby kombinují tak, že se semena nejprve rozdrtí, po odvlhčení se záhřevem rozloží přítomné lipoproteiny, pak se vločky připravené ze semen lisují a vzniklé šroty o obsahu 15 - 20% tuku se extrahují. Dalšími úpravami se oleje rafinují, což zahrnuje odslizení, odkyselení, bělení a dezodoraci. V čistém řepkovém oleji je zastoupen podíl kyseliny olejové 14 až 39%, kyseliny erukové 45 až 55%, kyseliny linolové 15 až 29% a kyseliny linolenové 1 až 7%. Z nasycených mastných kyselin je zastoupena kyselina myristová (do 1,5%), kyselina palmitová (do 4%), kyselina stearová (0,4 - 1,6%), kyselina arachová (do 0,5%),

11

kyselina behenová (0,5 - 1,5%), kyselina lignocerová (1 - 2,4%) (Jančařík, Kovařovič, 1952). Dnes vyšlechtěný kultivar řepky (zvaný „00“) má ve spektru mastných kyselin výrazně potlačenou kyselinu erukovou. To je dáno tlakem zdravotníků na zdravou výživu. Dalším dominantním znakem této řepky je snížená hladina glukosinolátů (tříslovin) s ohledem na příznivější uplatnění extrahovaných šrotů jako krmiv farmářských zvířat. Pokud se týká obsahu mastných kyselin pro technické účely (nejen pro výrobu bioolejů) přijatelnější by byla řepka s původním obsahem kyseliny erukové (40 – 50%) a bez kyseliny linolenové. I když se jeví reálné zajistit oddělené pěstování a zpracování dvou typů řepky, v současné praxi to tak není. Tato skutečnost dodává na významu prvku oxidační stabilita hydraulických kapalin. Oxidační stabilitou se rozumí schopnost oleje odolávat vlivu kyslíku, který ve vazbě na teplotu prostředí způsobuje řadu chemických změn v molekule TAG. Jde především o reakce na dvojné vazbě v řetězci mastných kyselin. Čím je vyšší stupeň nasycenosti mastných kapalin, tím jsou citlivější k oxidaci. To je hlavní důvod šlechtění řepky na nízký obsah linolové a linolenové kyseliny. Pro i antioxidační vliv má řada látek, například kyslík (zejména singletový), teplo, světlo, přítomnost kovů (Cu, Fe, Mn) a antioxidanty (přírodní i syntetické). Zásadní význam má dokonalost rafinačních postupů, způsob a podmínky skladování (inertní atmosféra) a další. Proces stárnutí rostlinných olejů lze pro snadnější porozumění a orientaci značně zjednodušeně popsat jako chemické reakce začínající tvorbou peroxidů (oxidace) a hydroperoxidů (autooxidace) na dvojené vazbě, tvorbou di – a polymerů (polymerace), štěpení esterové vazby za vzniku volných mastných kyselin a parciálních esterů glycerolu (esterifikace), vznik aldehydů, ketonů, oxy - a hydroxykyselin. Na základě znalosti některých chemických charakteristik lze pak usuzovat na podléhání oleje těmto změnám (Rousek, 2003). Pro zlepšení fyzikálních vlastností rostlinného oleje jsou rozhodující finální úpravy a přidání aditiv. Aditiva jsou látky většinou minerálního původu, jenž jsou přidávány do oleje za účelem buď zlepšení specifických vlastností oleje nebo naopak potlačení některých nežádoucích vlastností oleje (antioxidanty, antizpěňující látky atd.).

3.4 Základní jakostní charakteristiky olejů Do základních kvalitativních parametrů olejů, které vyjadřují jejich jakost můžeme zařadit hustotu, viskozitu, viskozitní index, bod tuhnutí a vzplanutí a číslo kyselosti. 3.4.1 Hustota Nepatří sice k nejdůležitějším funkčním vlastnostem maziv, ale má více významů pro charakterizaci kapalného maziva z hlediska jeho složení. Je definována jako hmotnost objemové jednotky oleje při dané teplotě. Nejčastěji se uvádí v kg.m-3 při teplotě 20 oC. Hustota většiny olejů jejichž chemické složení je tvořeno směsí uhlovodíků (minerální oleje, rostlinné oleje a některé syntetické oleje) se pohybuje v rozmezí 860-980kg.m-3. Oleje s vyšším obsahem aromatických uhlovodíků mají větší hustotu než oleje s vyšším podílem alkanů. S rostoucí teplotou hustota oleje lineárně klesá (Štěpina, Veselý, 1980).

12

3.4.2 Viskozita Je základní veličinou charakterizující olej. Je mírou vnitřního tření, vyjadřuje odpor, kterým tekutina působí proti silám snažícím se posunout její nejmenší částice. Je mírou odolnosti tekutiny vůči tečení. Patří mezi nejvýznamnější vlastnosti olejů. Určuje také tvorbu tekutinového tření (mazání), únosnost mazacího filmu, velikost odporu při rozběhu pohyblivých částí strojů, těsnící schopnost maziv, jejich čerpatelnost, tepelnou vodivost aj. Hodnoty viskozity umožňují charakterizovat průběh toku oleje. Kinematická viskozita je definována jako poměr vnitřního tření oleje a jeho hustoty při dané teplotě. Jednotkou kinematické viskozity je mm2.s-1 (dříve cSt – centistokes). Kinematická viskozita je měřena jako doba stečení stanoveného množství oleje kapilárou při určené teplotě. Bývá uváděna při teplotách 40 oC a 100 oC. Hodnoty kinematické viskozity jsou závislé na teplotě (s rostoucí teplotou klesají). V praxi se změna viskozity vyjadřuje viskozitním indexem (Štěpina, Veselý, 1980). 3.4.3 Viskozitní index Vyjadřuje závislost viskozity oleje na teplotě. Oleje s vyšším viskozitním indexem mají příznivější průběh viskozitně-teplotní závislosti než oleje s nižším viskozitním indexem. (Čím větší bude viskozitní index, tím menší budou změny viskozity v závislosti na teplotě). 3.4.4 Bod tuhnutí a bod vzplanutí oleje Patří do charakteristik olejů, které vymezují teplotní oblast použití maziv. Bod vzplanutí oleje je teplota, při které se v nádobě zkušebního přístroje nahromadí za podmínek zkoušky tolik par, že se po přiložení plamene vznítí. Bod tuhnutí oleje je určen teplotou, při které dojde k vytvoření krystalické mřížky, která zcela znemožní pohyb zbylých kapalných podílů (Štěpina, Veselý, 1985). 3.4.5 Číslo kyselosti TAN Často také bývá udáváno číslo kyselosti TAN (Total Acid Number), které určuje obsah volných kyselých podílů v oleji. Je vyjadřováno v mg hydroxidu draselného, který je potřeba na neutralizaci volných kyselých složek oleje. Celkové číslo alkality TNB (Total Basic Numer) určuje míru schopností oleje neutralizovat volné kyselé složky oleje, které vznikají v důsledku oxidačních reakcí a stárnutí oleje. Vysoké hodnoty čísla kyselosti s nízkými hodnotami čísla alkality indikují ztrátu schopnosti oleje neutralizovat vznikající kyselé podíly (Kozák, 2000).

3.5 Rozbor technických podmínek pro použití biologicky odbouratelných olejů Minerální oleje z hlediska svých mazacích vlastností plně vyhovují a postačují na mazání řetězů motorových pil. Ovšem nevyhovují v oblasti působení na životní prostředí. Především z tohoto důvodu se začala hledat možnost, jak nahradit tyto ropné oleje oleji vhodnými z hlediska životního prostředí. Jednou z cest, kterou se ubírá vývoj maziv, je zavádění rostlinných olejů. Rostlinné oleje jsou rozkládány přibližně 5 x rychleji než oleje minerální (Přibyl, 1991). Obecným nedostatkem rostlinných olejů

13

z hlediska jejich mazacích schopností je jejich nižší oxidační stabilita a podstatně vyšší teplota bodu tuhnutí než mají minerální oleje (Skoupý, 2001). Obě tyto vlastnosti zhoršují manipulovatelnost a použitelnost rostlinných olejů. Přidáváním vhodných aditiv se zlepšují technické vlastnosti maziva, které však mohou snižovat odbouratelnost (Skoupý, Klvač, 2000). Oxidační stabilita nebo také odolnost proti oxidaci je rychlost stárnutí maziv zaviněná reakcemi jejich složek vlivem působení vzdušného kyslíku (Štěpina, Veselý, 1980). Rychlost procesu stárnutí olejů způsobeného oxidací závisí především na teplotě a na chemickém složení olejů. (Štěpina, Veselý, 1985). Rostlinné oleje jsou mnohem náchylnější k oxidačním procesům z důvodu množství nenasycených vazeb esterů vyšších mastných kyselin, které snadno polymerují. Polymerací se rozumí pospojování uhlíků na nenasycených vazbách několika molekul a vytváření molekul větších. Při polymeraci roste viskozita a klesá jodové číslo oleje (Ullrich, 1963). Při stárnutí dochází ke vzniku lepivých produktů, které se v objemu oleje vysrážejí jako disperzní fáze a postupně sedimentují. Za přispění tepla sálajícího do olejové nádržky od válce motoru výrazně zhoršují mazací schopnosti a jejich působením dochází k zanášení sacího košíku, olejového čerpadla a mazacích kanálků. Může dojít až k zalepení pístu olejového čerpadla a k poškození plastových převodových koleček jeho pohonu. Nezkontroluje-li obsluha motorové pily funkci mazacího čerpadla může dojít k poškození řetězu a lišty motorové pily, protože tyto části nejsou vůbec mazány (Rousek, Skoupý, 1995). K tomuto chemickému procesu dochází i na částech řezacího ustrojí motorové pily, pokud nejsou pravidelně čištěny, a snižuje se tak vůle např. mezi vodícími články řetězu a vodící drážkou lišty, mezi nýtovými spoji článků řetězu. Po delším časovém odkladu údržeb se stávají tyto lepivé produkty nerozpustnými a velmi těžko odstranitelnými. V krajních případech opět dochází k poškození lišty nebo přetržení řetězu (Dvořák, 2001). Použitelnost rostlinného oleje za nízkých teplot je dána výší teploty pod bodem mrazu, při které je ještě možné olej bez potíží používat. Čistě fyzikální ukazatele jako je kinematická viskozita, viskozitní index a viskozitu lze při nízkých teplotách nahradit zkouškou čerpatelnosti oleje (Kozák, 2000). Použitelnost mazacích olejů určených k mazání řetězu není dána bodem tuhnutí ani kinematickou viskozitou za určité teploty, ale závisí na tom zda olejové čerpadlo je schopno nasát dostatečné množství oleje a dodat je do drážky vodící lišty i za nízkých teplot a při prochlazené olejové náplni. Pokud s klesající teplotou dojde k takovému nárůstu viskozity, že čerpadlo nebude schopné dodat potřebné množství oleje do vodící drážky řetězu, může opět velmi rychle dojít k poškození řezací části pily. Všeobecně jsou na biologicky odbouratelné oleje používané k mazání řetězu motorových pil kladeny lesníky tyto požadavky: - mazací schopnosti srovnatelné s minerálními oleji - nepohyblivost v půdě (řepkový olej je ve vodě nerozpustný a má malou pohyblivost) - jednoduchá manipulace a skladovatelnost a možnost likvidace - použitelnost oleje při nízkých teplotách (bod tuhnutí leží u řepkového oleje výše než u olejů minerálních, do rostlinných olejů je nutno přidávat aditiva ke snížení bodu tuhnutí) - vysoká teplota bodu vzplanutí (rostlinné oleje mají ve srovnání s minerálními oleji vyšší bod vzplanutí)

14

- dodržení hygienických a zdravotních předpisů (mazací olej musí splňovat neškodnost a snášenlivost olejových výparů pokožkou, dýchacími orgány a sliznicemi) - ekonomická hospodárnost (v Rakousku jsou měrné náklady na 1 m3 vytěženého dříví při použití biooleje dvojnásobné, než při použití oleje minerálního) (Holzweiser, Fischer, 1987).

4 Problematika používání rostlinných olejů v lesním hospodářství Používání a provoz lesnické techniky má svoje nemalá úskalí v podobě působení na okolní prostředí a narušování lesních ekosystémů. Snad nejvíce se v poslední desítce let diskutuje o vnášení ropných produktů do lesního prostředí a o jejich značném negativním vlivu na půdu a vodu. Množství možných úniků olejů a celkové ztráty nejsou skutečně malé. Počínaje haváriemi hydraulických systémů lesnických strojů, kdy mohou uniknout jednorázově desítky litrů tlakové kapaliny přes netěsnosti na převodových skříních nebo hydraulických systémech lesnické mechanizace, až po rozstřiky oleje ztrátovým mazáním při lesní těžbě motorovými pilami nebo řeznými ústrojími kácecích hlavic harvestorů, jejichž zastoupení v našem lesním hospodářství stále stoupá. Takové množství oleje může velmi vážně poškodit půdu, povrchovou a podzemní vodu. Podle odhadů provedených v posledních letech na základě spotřeby olejů v lesním hospodářství ČR je jeden hektar lesní půdy zatížen ročně cca 60 litry olejů. Ročně se spotřebovává asi 260 tun hydraulických olejů a 230 tun olejů pro mazání řezných částí motorových pil (Ulrich, 1991). Nemalá spotřeba oleje je i na mazání řezného ústrojí jednoúchopových harvestorů, kde činí v průměru 35 litrů/1000 m3 (Dvořák, 2001). Ropné produkty unikající do prostředí lesa jsou zátěží pro půdu a rostliny. Ropa vylitá na půdní povrch změní životní podmínky mikroorganismů původního půdního ekosystému, zabrání pronikání vzduchu do půdy a sníží kapacitu sorpčního komplexu. Olej vyplní volné prostory, vytlačí vzduch a zvýší biologické nároky na kyslík potřebný pro rozklad oleje (Grunda, 1983). Lesní i zemědělská půda má poměrně vysokou sorpční schopnost pro oleje, není-li přesycena vodou. Uvádí se, že půda může pojmout 0,5 až 5 litrů oleje na 1 m2 bez podstatného poškození rostlin a podzemní vody. Olej je adsorpční silou poután na povrch půdních částic, kde je postupně zoxidován půdní mikroflórou. Rozklad minerálních olejů trvá 5 až 15 let (Grunda, Skoupý, Přibyl, 1990). Dosti pravidelnou a trvalou zátěží lesního prostředí kontaminací oleji představuje ztrátové mazání řetězů a lišt motorových pil. Při ztrátovém mazání řezacích částí se olej nevrací zpět, ale je rozptylován do okolního prostředí. Řetěz motorové pily se při zatížení pohybuje po povrchu vodící lišty rychlostí 16 – 18 m.s-1, při maximálních otáčkách až 25 m.s-1 (Petříček 1978). V případě, že by řetěz a vodící lišta nebyly mazány, docházelo by k suchému tření a tedy k jejich výraznému opotřebení, následně i k tepelné degradaci, neboť olej plní i funkci chladicí (Skoupý, 2001). Olej pro mazání řetězu a lišty je dávkován pomocí regulačního pístového čerpadla, které je zpravidla přímo poháněno od klikového hřídele motoru. Předepsaná dávka oleje se pohybuje v rozmezí 8 – 10 ml oleje za minutu při délce lišty 38 cm (Mikleš, Marko, 1995).

15

Skutečná dávka oleje je však zpravidla mnohem vyšší a dosahuje hodnot 18 – 25 ml za minutu. Z hlediska možného posouzení závažnosti vnášení olejů do prostředí je především nutno zjistit, jakým způsobem se olej používaný k mazání řetězu motorové pily rozptyluje do okolí a kvantifikovat jeho výskyt na půdním povrchu, na zpracovaném dříví, apod. Při řezání je část oleje zachycena v pilinách, část zůstává na obou čelech řezu, část oleje je zachycována v nečistotách na povrchu pily, část ulpívá na oděvu obsluhujícího pracovníka a zbylá část je rozptýlena do ovzduší. Studiem rozptylu oleje bylo zjištěno, že pouze asi 25 % maziva použitého pro mazání řezací části motorové pily se dostává na povrch půdy. Koncentrace oleje dopadajícího na půdní povrch je tak nízká, že nemůže výrazně ohrozit ekologickou stabilitu v půdě (Grunda, Skoupý, Přibyl, 1990). Ve snaze eliminovat dopad ropných derivátů na přírodní ekosystémy jasně ohraničuje v současné době používání olejů v lesním hospodářství lesní zákon č. 289/95 Sb. ve svém znění § 32 odstavce 8. Zde přikazuje provozu používání biologicky odbouratelných olejů, neboť konstatuje: “Vlastník lesa je povinen chránit les před znečišťujícími látkami unikajícími nebo vznikajícími při jeho hospodářské činnosti. V lese je povinen používat výhradně biologicky odbouratelné oleje k mazání řetězů motorových pil a biologicky odbouratelné hydraulické kapaliny. Při ochraně lesních porostů je povinen dát přednost účinným technologiím šetřícím životní prostředí“. 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 %. Rostlinné oleje v surovém stavu jsou za 21 dní odbouratelné až z 98 %. I po přidání aditiv na zlepšení technických vlastností a k prodloužení životnosti většinou neklesá hodnota odbouratelnost pod 90 %. Biologická odbouratelnost minerálních olejů je na úrovni 20 % (kolektiv autorů, 1994). 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. Navíc olej díky svým fyzikálním vlastnostem neproniká rychle do spodních anaerobních vrstev půdy a v horních aerobních vrstvách se mnohem rychleji a lépe odbourává (kolektiv autorů, 1994). Ale ani používání rostlinných olejů není bez problémů. V přírodním prostředí jsou oleje a tuky stálou složkou rostlinných a živočišných těl, u rostlin se vyskytují zvláště v semenech jako zásobní zdroj energie. Nevyužije-li tyto tuky rostlina, jsou v půdě rychle rozkládány. Jestliže se rostlinné oleje dostanou ve větším množství na půdní povrch, stávají se i tyto nežádoucími. Při jejich rozkladu mohou za určitých podmínek vznikat meziprodukty zatěžující životní prostředí, jako jsou například: kyselina palmitová, octová, acetoctová, ß-hydroxymáselná, aceton a poměrně stálé ketony s nepříjemným zápachem (tzv. „ketonové žluknutí“olejů). Rovněž tyto látky mohou poškozovat a znehodnocovat půdu i vodu (Grunda, Skoupý, Přibyl, 1990).

16

5 Metodika měření a zpracování dat 5.1 Princip metody měření čerpatelnosti oleje (popis původní metody) Princip zkoušky čerpatelnosti mazacího oleje spočívá v tom, že testovaný olej je čerpán z náplně zchlazené na určitou teplotu podtlakem, který je schopno vyvinout olejové čerpadlo motorové pily. Zároveň musí překonat škrtící místa v sacím koši a ve spojích olejového potrubí. Stejné průtokové poměry jsou použity u testovací soustavy. Takto navržená metodika objektivně zjišťuje, při které teplotě je dosaženo mezních hodnot průtoků při konstantním podtlaku vyvíjeném olejovým čerpadlem. Testovaným olejem se naplní kádinka o objemu 150 ml, do které se vloží sací koš z motorové pily ukončený plastovou trubičkovou spojkou. Tato plastová spojka tvoří zároveň škrticí prvek o vnitřním průměru 2,5 mm. Olejem naplněnou kádinku se sacím košem vložíme do mrazícího boxu na dobu asi 24 hodin. Během této doby se musí vychladit minimálně na -25 oC. Po vychlazení na požadovanou teplotu se nádobka s olejem a sacím košem vloží do pouzdra s tepelně izolačního materiálu a přenese k testovacímu zařízení (viz obr. 1). Do nádobky s testovaným olejem 1 je nutné ihned ponořit rtuťový teploměr, nebo lépe čidlo digitálního teploměru 2. Výhodnější je použít digitální teploměr, jehož čidlo nemusí být předem vychlazeno, tak jak je to u teploměru rtuťového. Nevychlazený rtuťový teploměr totiž způsobí prudké zvýšení teploty testovaného oleje. Škrticí plastová spojka 3 umístěná v hadičce sacího koše 4 se připojí na hadičku testovacího zařízení. Testovací zařízení je složeno z vývěvy 5, která vytváří podtlak, jenž nasává olej do skleněné kalibrované nádobky 6 o objemu 5 ml. Nad i pod nádobkou jsou zúžená místa, která jsou označena přesnými kalibračními ryskami. Objem nádobky mezi těmito ryskami dává jmenovaných 5 ml. Velikost podtlaku, který vyvine vývěva je měřena tlakoměrem 7.

Obr. 1: Zařízení pro testování olejů za nízkých teplot (původní metoda)

17

Od okamžiku, kdy hladina dosáhne spodní rysky kalibrované nádobky, měříme čas a to až po okamžik, kdy hladina oleje dosáhne horní rysky. Současně se provádí měření teploty vždy, když olej dosáhne spodní a horní rysku. Testovaným olejem je nutné během měření několikrát lehce zamíchat (není-li příliš tuhý), aby se teplota průběžně v celém objemu vyrovnávala. Podtlak, který vyvíjí vývěva je pro tuto zkoušku seřízen na 13 kPa. Tento podtlak dosahuje olejové čerpadlo motorové pily značky Husqvarna 266 SG při jmenovitých otáčkách motoru. Tlak musí být udržován s tolerancí v rozpětí +-10 %. Měření teploty se provádí s přesností na 0,1 oC. Rozdíl teploty testovaného oleje na začátku sání a po jeho skončení by neměl být větší než 2 oC. Při vyhodnocování výsledků počítáme s průměrnou teplotou, která je aritmetickým průměrem teplot naměřených při dosažení každé z hraničních rysek kalibrované nádobky (počáteční a konečná teplota jednotlivých měření). Čas potřebný k nasátí 5 ml oleje se měří s přesností na 1 s. Po každém ukončeném měření se olej přetlakem vytlačí zpět do nádobky, kde se promíchá. Měření, tentokrát za vyšší teploty se opakuje. Jednotlivá měření provádíme v krátkých časových intervalech za sebou, poněvadž teplota oleje rychle stoupá. Tento postup testování se opakuje tak dlouho, dokud teplota testovaného oleje v kádince nedosáhne hodnoty alespoň +1 oC. Série měření se ukončí a olej je možno znovu vychladit pro následné série měření. Celá série měření se opakuje alespoň 5 x. U každého testovaného oleje se ze všech sérií naměřených hodnot vypočte průběh závislosti času potřebného k nasátí 5 ml oleje na teplotě. Olej je použitelný v případě, nepřesáhne-li vypočtený čas 60 s. To je tedy teplotní hranice, kdy je olej ještě použitelný, tzn. čerpatelný (Klvač et al., 2002a). .

5.2 Úprava měření teploty nasávaného oleje Na základě rozdílů mezi výsledky jednotlivých měření čerpatelnosti byl zjišťován důvod rozdílných hodnot naměřených na stejných vzorcích ve stejných podmínkách. Nejpravděpodobnějším důvodem různých hodnot měření bylo rozdílné umístění čidla teploty nebo teploměru. Částečně také mohla být odchylka způsobena použitím rtuťového teploměru, který nedokáže dostatečně rychle reagovat na změny teploty. Použitím digitálního teploměru s okamžitým měřením teploty byla vyloučena chyba způsobena zpomalenou reakcí teploměru na změnu teploty. Při postupném ohřívání oleje dochází k velkým teplotním rozdílům, kde rozdíl teplot oleje na okraji nádobky a uprostřed (v místě nasávání) může být až 5 oC a více. To může způsobovat i dosti podstatné nepřesnosti při měření. Proto byl bod, kde je měřena teplota nasávaného oleje vložen přímo do místa odkud je olej nasáván. Pak tedy hlavní rozdíl mezi původní metodou měření čerpatelnosti a námi použitou metodou je v tom, že čidlo teploty nebylo umístěno na nedefinovaném místě uvnitř kádinky s měřeným vzorkem, ale přímo na sací koš. Tudíž byla měřena aktuální teplota nasávaného oleje.

18

Obr. 2: Úprava měření teploty nasávaného oleje

5.3 Pracovní postup při měření čerpatelnosti Měření čerpatelnosti olejů za nízkých teplot bylo provedeno v laboratorních podmínkách na Ústavu lesnické a dřevařské techniky Mendelovy zemědělské a lesnické univerzity v Brně v roce 2007. Bylo použito devět vzorků biologicky odbouratelných olejů a dva vzorky minerálních olejů. Nejprve byly ke každému sacímu koši (podle počtu měřených vzorků) napevno připájeny čidla digitálního teploměru. Od každého čidla vedly vývody ukončené konektory pro připojení k digitálnímu teploměru. Následně byly vytvořeny přípravky pro uchycení sacího koše s hadičkou uprostřed kádinky. Vzorky byly v označených kádinkách společně se sacími koši vloženy do upraveného chladícího zařízení a zmraženy během přibližně 30 hodin na teplotu -25 o C. Následně byly vzorky jednotlivě přenášeny za pomoci pouzdra z tepelně izolačního materiálu k měřícímu zařízení, kde okamžitě probíhalo první měření. Další vzorek oleje byl přinesen k měřícímu zařízení vždy, až po úplném doměření oleje předchozího. Na hadičku sacího koše byl přes škrticí plastovou spojku (o průměru 2,5 mm) připojen vývod kalibrované nádobky na konci nasávacího zařízení. Ještě před započetím měření byla změřena a zaznamenána přibližná teplota tání oleje (bod kdy bylo možné olej začít nasávat). Potom bylo spuštěno nasávací zařízení, teplota oleje byla odečtena z digitálního teploměru vždy ihned po dosažení spodní rysky kalibrované nádobky (5 ml) a další hodnota v momentě dosažení horní rysky. Obě tyto hodnoty byly ihned zaznamenány do tabulky. Doba pohybu oleje od spodní rysky kalibrované nádobky k horní rysce byla měřena stopkami a ihned zapisována do tabulky deníku diplomové práce.

19

Hodnota podtlaku, kterým byl olej nasáván, byla sledována na tlakoměru. Ovšem stupnice udávala tlak se základní jednotkou 1 Torr, proto byl nutný přepočet na hodnoty se základní jednotkou 1 kPa. Přepočet byl uskutečněn dle fyzikálních tabulek ze vztahu: 1 Torr = 133,322 Pa

=>

1 Torr = 0,133 322 kPa

Potřebný tlak pro nasávání oleje dle použité metodiky je 13 kPa. Proto po výpočtu: 13 kPa = 97,5 Torr Podtlak při nasávání oleje s nízkou teplotou byl tedy udržován na hodnotě 97,5 Torr s tolerancí v rozsahu 10 %. Všechna měření byla pro každý olej ze souboru jedenácti vzorků pětkrát opakována. Výsledkem měření je soubor časových hodnot přiřazených k danému rozsahu teplot měřených před a po nasátí oleje (tedy na vstupu a na výstupu).

5.4 Princip metody měření tepelně-oxidačních změn olejů Metoda je založena na principu měření síly, která je potřebná k vytlačení válečku ze zkušebního bloku. Měření sil je provedeno dvakrát. První vstupní měření je provedeno pro čerstvý olej. Druhé výstupní měření je provedeno pro olej, který byl po určitou dobu vystaven zvýšené teplotě. Na vliv tepelně-oxidační degradace rostlinného oleje je pak usuzováno z následného porovnávání vstupních a výstupních hodnot naměřených sil. Měřící zařízení tvoří blok s deseti zkušebními tělísky. Blok má tvar kvádru s rozměry 155 mm x 20 mm x 34 mm. V bloku je vyvrtáno deset otvorů o průměru 10 mm pro umístění deseti zkušebních tělísek. Zkušební tělíska mají tvar válce o průměru podstavy 10 mm a výšce 34 mm. Hrana zkušebních tělísek je zkosena tak, aby celková styčná plocha mezi zkušebním tělískem a blokem byla přibližně 10 cm2. V průběhu měření je blok se zkušebními tělísky upevněn do pevného držáku. Zkušební tělíska byla z bloku vytlačována válečkem se silovým snímačem a snímačem dráhy, který byl umístěn na pohyblivém držáku. Posun pohyblivého držáku je zajišťován pohybovým šroubem s kličkou (Skoupý, Přibyl, 1998).

20

6 Výsledky měření 6.1 Soubor testovaných olejů

Měření pro zjišťování chování olejů za nízkých teplot tj. metoda čerpatelnosti byla provedena na souboru 11 vzorků olejů. V testovaném souboru byly zastoupeny vzorky dvou minerálních a devíti rostlinných olejů. Oleji na minerální bázi zařazenými do testovaného souboru jsou OA M6A a DIVINOL, ostatní jsou rostlinného původu z nichž stolní olej byl přidán z důvodu porovnání, jako olej bez přídavných složek (aditiv). Vzorky jsou zde řazeny náhodně, dle pořadí při měření. Testovaný soubor byl tvořen oleji: 1) OA M6A 2) LESPOL 3) STIHL BIO PLUS 4) HUSQVARNA VEGOIL 5) PRIMOL EKO 80 P 6) BIPOL 7) EKOLUBE CUT 80 P 8) CASTROL BIORAPS 9) EVVA BIO KS 100 10) DIVINOL 11) Stolní olej

Jednotlivé oleje byly testovány na čerpatelnost při nízkých teplotách podle výše uvedené metodiky. Veškeré naměřené údaje byly zapsány do pracovních tabulek.

21

6.2 Jakostní charakteristiky olejů V následujících tabulkách je uveden přehled některých fyzikálních vlastností olejů používaných k mazání řetězů a lišt motorových pil tak, jak je uvádí jejich výrobci na jejich internetových stránkách nebo na firemních materiálech. Tabulka 1: Charakteristika olejů (dle popisu výrobce) Název oleje

1) OA M6A

2) LESPOL

3) STIHL

4) VEGOIL

5) PRIMOL EKO

6) BIPOL

7) EKOLUBE CUT

Charakteristika oleje (popis výrobce) Minerální olej používaný pro mazání motorů automobilů. Jedná se o olej jednostupňový, podle viskozitní klasifikace SAE je zařazen do viskozitní třídy SAE 30. Biologicky rozložitelný olej pro ztrátové mazání, lišty motorových pil, vyhybky kolej. vozidel, hydraulický olej příp. hydraulicko-převodovkový olej do mechanizmů pracujících v lese. Biologicky rozložitelný. Vyrábí MVDr. Ivan Hora - NAPRO (www.horaoil.cz, 2007). Mazací olej na řetězy a lišty motorových pil na bázi rostinného oleje s aditivy. Neobsahuje nebezpečné látky, je odbouratelný z 90%. Bylo uděleno mezinárodní značení „Bluer Engel“ za rychle odbouratelný mazací olej, německou organizací. Použitelný celoročně (www.stihl.cz, 2007). Rostlinný řetězový olej pečlivě vyvinutý společností Husqvarna jako vysoce účinné mazadlo šetrné k životnímu prostředí. Biologicky rozložitelný a hospodárný - je ho zapotřebí až o 40% méně než běžných olejů. Udržuje si nízkou viskozitu i při extrémně chladných teplotách a je odolný proti styku s vodou. Lze čistit běžnými čisticími prostředky (www.husqvarna.cz, 2007). Olej určený pro ztrátové mazání řetězů a lišt všech druhů motorových pil. Olej vyráběla česká firma Setuza. Olej je vyroben na bázi rostlinných olejů s přísadami aditiv, zlepšující jeho vlastnosti. Olej je určen pro celoroční provoz (www.setuza.cz, 2002). Bipol je olej, který je dodáván českým výrobcem Biona Jersín. Olej Bipol je určený pro ztrátové mazání řetězů a vodících lišt motorových, elektrických a stacionárních pil. Bipol je olej univerzální s možností použití po celý rok. Jedná se o olej rostlinný jehož chemickou podstatu tvoří estery nenasycených mastných kyselin. Výrobce udává, že k úpravě vlastností oleje byla přidána aditiva, která jsou netoxická a pouze nepatrně snižují jeho biologickou odbouratelnost (www.biona.cz, 2007). Olej je určený pro ztrátové mazání řetězů a lišt motorových pil se zvýšenou biologickou odbouratelností. Výrobce udává, že olej Ekolube Cut 80 P je směsí minerálních a rostlinných olejů, s plnou biologickou odbouratelností a minimálně zatěžující životní prostředí. Splňuje náročné požadavky, vyskytující se při provozu moderních motorových pil, jak při profesionálním, tak hobby provozu. Zabezpečuje zejména nízkou úroveň opotřebení řetězu a lišty, schopnost funkce v širokém rozsahu okolních teplot (vynikající čerpatelnost i v zimě), nízký příkon potřebný pro pohon řetězu ve srovnání se standardními oleji, dobré přirozené konzervační schopnosti při odstavení pily z provozu, sjednocení kladných vlastností minerálních a rostlinných olejů a vyloučení nedostatků, vznikajících při použití jejich čistých variant (www.ekolube.cz, 2007).

22

8) CASTROL

9) EVVA BIO

10) DIVINOL

Castrol Bioraps Kettenöl, který vyrábí rakouská firma Castrol Austria GmbH, je biologicky snadno odbouratelný olej určený k mazání řetězů a lišt motorových pil (www.castrol.cz, 2005). Olej určený k mazání řetězů a lišt motorových pil, je vyráběn rakouskou firmou EVVA na bázi řepkového oleje. Vyznačuje se snadnou biologickou rozložitelností, dobrou přilnavostí a mazacími schopnostmi, snižuje opotřebení lišty a článků řetězů. Je ve vodě nerozpustný. Má vysoký viskozitní index, který umožňuje jeho celoroční použití pro mazání řetězů motorových pil (Heina, 1992). Vysoce kvalitní průmyslový olej na minerální bázi pro široké použití. Pro vozidla, stroje, instalace, spotřebiče, stavební průmysl, zemědělství a lesní hospodářství, vodní hospodářství atd..(www.divinol.de, 2007).

Tabulka 2: Jakostní charakteristiky olejů (dle údajů výrobce)

Název oleje 1) OA M6A 2) LESPOL 3) STIHL 4) VEGOIL 5) PRIMOL 6) BIPOL 7) EKOLUBE 8) CASTROL 9) EVVA BIO 10) DIVINOL N - neuvedeno

Hustota (kg.m-3) N 921 920 985 N 912 910 923 922 925

Kinematická viskozita (mm2.s-1 (mm2.s-1 při 40oC) při 100oC) N >75 80 68 80 41 74-76 75 100 90

10 - 12 N N N N 9.3 15-19 10 N 20.6

Bod vzplan. (oC)

Bod tuh. (oC)

220 310 230 >200 220 278 215 250 270 275

-25 -19 N -33 -30 -33 -23 -30 -29 -36

Biologická rozložitelno st (%/21 dní) N 96.6 90 >95 91 97.1 85 N 96 N

6.3 Výsledky měření čerpatelnosti olejů

V následující části jsou uvedeny výsledné hodnoty měření čerpatelnosti olejů zaznamenané v grafech pro jednotlivé testované vzorky. Ke každému testovanému vzorku je přidán slovní popis průběhu jeho čerpatelnosti. Za grafy jednotlivých vzorků je umístěn souhrnný graf, ve kterém je patrné srovnání všech testovaných olejů. Je zde rovněž vyznačena, tak jako u jednotlivých grafů, hranice čerpatelnosti, která omezuje použitelnost oleje. Tabulky, do kterých byly zaznamenávány výsledky měření a které tvoří podklad pro následující grafy jsou umístěny na konci práce v přílohách. V tabulkách je uvedena vždy průměrná hodnota teplot, naměřených při dosažení každé z hraničních rysek kalibrované nádobky (počáteční a konečná teplota jednotlivých měření). K této hodnotě je přiřazen čas potřebný k nasátí daného objemu. Pokud je

23

místo časového údaje použit symbol „ne“ znamená to, že olej ještě při dané teplotě nebylo možné čerpat (měřit).

OA M6A

Při vystavení minerálního oleje OA M6A nízkým teplotám, nedošlo při žádném z pěti měření k úplnému ztuhnutí. Pouze došlo ke značnému snížení jeho tekutosti a to se projevilo na vysokých hodnotách času, potřebného k nasátí vzorku, zvláště při nejnižších teplotách. Postupným oteplováním následoval plynulý průběh zkracování času, potřebného k nasátí stejného objemu oleje. Regresní křivka dobře popisuje průběh hodnot. Mezní hodnota čerpatelnosti je při -6,5 oC.

600

1. M6A

500

Č as (s)

400

300

200

100 60 0 -25,0

-20,0

-15,0

-6,5 -5,0

-10,0 o

Teplota ( C)

Graf 1: Průběh regresní křivky čerpatelnosti oleje OA M6A

24

0,0

5,0

Lespol U vzorku s olejem Lespol došlo vlivem nízké okolní teploty k úplnému ztuhnutí a tím znemožnění čerpání. První nasátí potřebných 5 ml bylo možné až po ohřátí na teplotu okolo -10 oC. Tato teplota však byla u jednotlivých měření různá, což se projevilo i na velkém rozptylu hodnot při nižších teplotách. Velký rozptyl bodů snižuje vypovídací úroveň regresní křivky. Po dosažení teploty, kdy bylo možné olej nasát, následoval velmi rychlý přechod z tuhé do kapalné fáze, což nám napovídá i strmá regresní křivka čerpatelnosti. Mezní hodnota teploty, kdy můžeme považovat olej za čerpatelný, nadefinovaná regresní křivkou, je při -7,6 oC.

100

2. Lespol

90 80 70 Čas (s)

60 50 40 30 20 10 0 -25,0

-20,0

-15,0

-10,0 -7,6 o Teplota ( C)

Graf 2: Průběh regresní křivky čerpatelnosti oleje Lespol

25

-5,0

0,0

5,0

Stihl Bio Plus Zmrazením oleje Stihl Bio Plus, až na teplotu -24 oC nedošlo k úplnému ztuhnutí. Byl poměrně dobře čerpatelný i ihned po přenesení z mrazícího boxu k měřícímu zařízení (porovnej například s minerálním olejem OA M6A). Přechod do kapalné, dobře tekuté formy byl rovnoměrný bez výrazných rozdílů při jednotlivých měřeních. Zvolená regresní křivka nejlépe popisuje průběh hodnot. Mezní hodnota čerpatelnosti odpovídá teplotě -18,3 oC.

160

3. Stihl

140 120

Čas (s)

100 80 60 60 40 20 0 -25,0

-18,3 -20,0

-15,0

-10,0

-5,0 o

Teplota ( C)

Graf 3: Průběh regresní křivky čerpatelnosti oleje Stihl Bio Plus

26

0,0

5,0

Vegoil

Výsledky čerpatelnosti oleje Vegoil jsou velmi podobné předchozímu oleji Stihl Bio Plus. Olej Vegoil byl velmi dobře čerpatelný i při nejnižších teplotách. Ani při jednom z celkových pěti měření nedošlo k úplnému ztuhnutí a tím znemožnění nasávání. Zvolená regresní křivka zobrazuje plynulý přechod do dobře tekuté formy. Kriterium čerpatelnosti splňuje olej Vegoil již při teplotě -20,6 oC.

120

4.Vegoil 100

Čas (s)

80

60

40

20

0 -25,0

-20,6 -20,0

-15,0

-10,0

-5,0 o

Teplota ( C)

Graf 4: Průběh regresní křivky čerpatelnosti oleje Vegoil

27

0,0

5,0

Primol Eko

Olej Primol Eko patří také ke skupině vzorku u nichž nedošlo k úplnému ztuhnutí. I při nejnižších teplotách byl nasávatelný, ovšem za delší časový úsek. Malé prohnutí regresní křivky vypovídá o tom, že ke zvyšování čerpatelnosti docházelo velmi pozvolna a rovnoměrně. Kriterium čerpatelnosti odpovídá, dle zvolené křivky, hodnotě teploty -9,7 oC.

350

5. Primol Eko

300

Čas (s)

250 200 150 100 60 50 0 -25,0

-20,0

-15,0

-9,7 -10,0 o Teplota ( C)

-5,0

Graf 5: Průběh regresní křivky čerpatelnosti oleje Primol Eko

28

0,0

5,0

Bipol Rostlinný olej Bipol vytvořil zchlazením na předepsanou teplotu tuhou látku, kterou nebylo možné při dané teplotě měřit. Postupným oteplováním vzorku docházelo k rozpouštění maziva od krajů kádinky. Možnost prvního načerpání 5 ml oleje se naskytla až při teplotě průměrně okolo -13 oC. Ovšem hustota oleje nebyla ani zdaleka taková, aby délka čerpání přesáhla stanovenou hranici 60 s. Proto omezení z hlediska použitelnosti oleje netvoří mez čerpatelnosti, nýbrž teplota, při které dochází k tání oleje. Ta byla stanovena z průměru hodnot jednotlivých měření na -15,1 oC,

80

6. Bipol

70 60

Čas (s)

50 40 30 20 10 0 -25,0

-20,0

-15,0

-10,0 o Teplota ( C)

Graf 6: Průběh regresní křivky čerpatelnosti oleje Bipol

29

-5,0

0,0

5,0

Ekolube Cut 80 P

Olej Ekolube byl měřitelný i při nejnižších teplotách, nedošlo k úplnému ztuhnutí. Průběh hodnot napovídá, že zpočátku oteplováním docházelo k prudkému poklesu času potřebného k nasátí oleje. Až od teploty přibližně okolo -13 oC došlo víceméně k ustálení hodnot časů nasávání. Zvolená regresní křivka, i přes mírný úhyb ve spodní části grafu, popisuje průběh hodnot s koeficientem spolehlivosti 0,99. Podle ní odpovídá mezní hodnota čerpatelnosti teplotě -15,0 oC.

400

7. Ekolube

350 300

Č as (s)

250 200 150 100 60 50 0 -25,0

-20,0

-15,0

-10,0 o Teplota ( C)

-5,0

Graf 7: Průběh regresní křivky čerpatelnosti oleje Ekolube Cut 80 P

30

0,0

5,0

Castrol Při jednotlivých měřeních tohoto vzorku byly zaznamenány rozdílné počáteční teploty, od kdy bylo možné olej měřit (viz. příloha 8). U tří z pěti měření došlo k úplnému zatuhnutí maziva, zde se teplota při prvním nasátí oleje pohybovala okolo -14,8 oC. U zbylých dvou měření k takovému jevu nedošlo, a proto jej bylo možné měřit ihned po přenesení z mrazícího zařízení. Zmíněné rozdíly způsobily velký rozptyl výsledků měření, tím snížily vypovídací hodnotu regresní čáry na hodnotu koeficientu spolehlivosti r = 0,96. Kriterium čerpatelnosti odpovídá hodnotě -7,3 oC.

500

8. Castrol

450 400 350 Č as (s)

300 250 200 150 100 60 50 0 -25,0

-20,0

-15,0

-7,3

-10,0 o

Teplota ( C)

Graf 8: Průběh regresní křivky čerpatelnosti oleje Castrol

31

-5,0

0,0

5,0

Evva Bio KS 100

Průběh měření vzorku oleje Evva Bio byl svým způsobem podobný jako u oleje Bipol. S tím rozdílem, že zchlazením vzorku na požadovanou teplotu nedošlo k úplnému ztuhnutí a z tohoto důvodu jej bylo možné nasát již při nejnižších teplotách. Již při nejnižší teplotě mazivo mělo kapalnou, dobře nasávatelnou formu. Právě z toho důvodu nebyla dosažena ani při jednom z měření kritická hranice čerpatelnosti. V tomto ojedinělém případě nebyla hranice pro posouzení čerpatelnosti oleje zjištěna. To znamená, že za podmínek, při kterých byl olej testován, je plně čerpatelný. Proto, aby mohla být mez čerpatelnosti zjištěna, bychom museli mít možnost zchladit vzorek oleje na teplotu, při níž by došlo k úplnému ztuhnutí, nebo k překročení stanovené hranice čerpatelnosti. Extrapolací regresní křivky vychází, že hranice čerpatelnosti by byla překročena při teplotě -28,7 oC, pokud by dříve nedošlo k úplnému ztuhnutí vzorku.

80

9. Evva Bio

70 60

Č as (s)

50 40 30 20 10 0 -25

-20

-15

-10

-5 o

Teplota ( C)

Graf 9: Průběh regresní křivky čerpatelnosti oleje Evva Bio

32

0

5

Divinol Minerální olej Divinol se projevoval při měření podobně jako minerální olej OA M6A. Nikdy nedošlo k jeho úplnému ztuhnutí. Byl měřitelný i při nejnižších teplotách, ovšem s velmi vysokými časovými hodnotami. To je způsobeno patrně velkou hustotou a viskozitou vzorku. Regresní křivka má rovnoměrně klesající průběh. Kriterium čerpatelnosti splnil tento olej až při teplotě 0,2 oC.

900

10. Divinol

800 700

Čas (s)

600 500 400 300 200 100 60 0 -25,0

-20,0

-15,0

-10,0

-5,0 o

Teplota ( C)

Graf 10: Průběh regresní křivky čerpatelnosti oleje Divinol

33

0,2 0,0

5,0

Stolní olej Stolní olej vytvořil zchlazením na teplotu -25 oC tuhou látku, kterou nebylo možné při dané teplotě měřit. Postupným oteplováním vzorku docházelo k rozpouštění maziva od okrajů kádinky. Načerpání 5 ml vzorku, bylo možné až při teplotě průměrně okolo 13,5 oC. Ovšem hustota oleje nebyla taková, aby délka čerpání přesáhla stanovenou hranici 60 s. Proto omezení z hlediska použitelnosti oleje netvoří mez čerpatelnosti, nýbrž teplota, při které dochází k tání oleje. Ta byla stanovena z průměru hodnot jednotlivých měření na -14,7 oC.

80

11. Stolní olej

70 60

Čas (s)

50 40 30 20 10 0 -25,0

-20,0

-15,0

-10,0

-5,0 o

Teplota ( C)

Graf 11: Průběh regresní křivky čerpatelnosti stolního oleje

34

0,0

5,0

140

M6A

Srovnání

Lespol Stihl Vegoil

120

Primol Bipol Ekolube

100

Castrol

Čas (s)

Evva Divinol

80

Lukana

60 60

60

40

20

0 -25

-20

-15

-10

-5

0

Teplota (oC)

Graf 12: Srovnání regresních křivek čerpatelnosti testovaných olejů s vyznačením meze čerpatelnosti

35

5

U každého oleje byla všechna data zařazena do jednoho souboru, setříděna a statisticky testována. Celkový počet hodnot, které se podařilo naměřit na jednotlivých vzorcích olejů se liší. Počet naměřených dat zásadně ovlivnila teplota tání oleje. V následující tabulce jsou uvedeny parametry všech použitých regresních křivek. Je zde uveden vždy ke každému vzorku obecný tvar použité regresní rovnice, regresní koeficienty a vypočítaný koeficient spolehlivosti. Pro průběh závislosti času potřebného k načerpání 5 ml oleje na jeho teplotě nejlépe vyhovoval tvar regresní křivky s obecnou rovnicí y=a*b^x. Pouze v jednom případě, lépe vyhovovala regresní křivka s obecnou rovnicí y=(a+bx)^(-1/c).

Tabulka 3: Regresní rovnice a koeficienty spolehlivosti Koeficient

Regresní koeficienty

Počet

Rovnice

dat

regrese

a

b

c

1) OA M6A

39

y=a*b^x

26,10

0,880

-

0,989

2) LESPOL

36

y=a*b^x

22,01

0,876

-

0,861

3) STIHL

40

y=(a+bx)^(-1/c)

0,324

0,008

0,432

0,975

4) VEGOIL

45

y=a*b^x

8,12

0,907

-

0,965

5) PRIMOL

40

y=a*b^x

21,72

0,899

-

0,970

6) BIPOL

41

y=a*b^x

7,067

0,926

-

0,956

7) EKOLUBE

42

y=a*b^x

3,735

0,830

-

0,993

8) CASTROL

41

y=a*b^x

21,392

0,867

-

0,960

9) EVVA BIO

42

y=a*b^x

6,752

0,927

-

0,976

10) DIVINOL

43

y=a*b^x

60,291

0,891

-

0,978

11) Stolní olej

43

y=a*b^x

6,952

0,906

-

0,959

Název oleje

spolehlivosti R2

Pro posouzení teplotního rozsahu použitelnosti oleje je nutné sestavit ze získaných výsledků limitní teplotu použitelnosti Tp. Tu tvoří dvě kriteria. Prvním je teplota meze čerpatelnosti T60 a druhým je teplota bodu tání Tt. Za výslednou limitní teplotu je považována ta, která nejvíce omezuje teplotní rozsah použitelnosti vzorku. Bod tání byl měřen samostatně pro každý ze vzorků oleje, který během chlazení ztuhnul. Hodnoty tání uvedené v tabulce jsou aritmetickým průměrem naměřených hodnot pro jednotlivé druhy olejů. Protože však oleje nemají přesně vymezenou teplotu tání, tepelná hystereze je často výrazná, je třeba brát zjištěné hodnoty bodu tání spíše jako informativní. U olejů Bipol, Lespol, Castrol a u stolního oleje došlo mrazením ke ztuhnutí, proto mohla být stanovena teplota bodu tání. U ostatních, k tomuto jevu, v rámci rozsahu teplot, za kterých bylo měření prováděno, nedošlo, proto je v tabulce 4 uvedena hodnota < -25 oC.

U vzorku oleje Evva Bio je v tabulce 4 za hodnotou teploty dopsána značka „m“, to znamená, že tato hodnota je modelová (viz výsledky měření). V tabulce 4 jsou vzorky řazeny podle limitní teploty použitelnosti od nejvyšší po nejnižší.

Tabulka 4: Odvození limitní teploty použitelnosti Tt (oC)

T60 (oC)

Tp (oC)

1) EVVA BIO

< -25

-28,7m

-28,7m

2) VEGOIL

< -25

-20,6

-20,6

3) STIHL

< -25

-18,3

-18,3

4) BIPOL

-15,1

-

-15,1

5) EKOLUBE

< -25

-15,0

-15,0

6) Stolní olej

-14,7

-

-14,7

7) PRIMOL

< -25

-9,7

-9,7

8) LESPOL

-8,4

-7,6

-7,6

9) CASTROL

-14,8

-7,3

-7,3

10) OA M6A

< -25

-6,5

-6,5

11) DIVINOL

< -25

0,2

0,2

Název oleje

Tt – teplota bodu tání, T60 – teplota meze čerpatelnosti, Tp – limitní teplota použitelnosti

Na základě měření čerpatelnosti olejů za nízkých teplot lze soubor měřených vzorků rozdělit na skupiny s podobnými výsledky. Porovnáním limitních teplot použitelnosti Tp je možno stanovit teplotní hranice použitelnosti jednotlivých olejů a kvalitativně rozdělit oleje testované zkouškou čerpatelnosti za nízkých teplot do čtyř skupin podle použitelnosti do určité teploty, jak je znázorněno v tabulce 5. Teplotní podmínky blížící se –20 oC lze označit jako kritické pro lesnický provoz v České Republice. Za těchto teplot již dochází k zamrznutí vody ve dřevě stromů a kácení za těchto podmínek přináší vysoká pracovní rizika. Teplota okolo -15 °C je pro čerpatelnost olejů v zimním období naprosto dostačující. Proto oleje s limitní teplotou použitelnosti pod –15 oC lze ve smyslu posouzení čerpatelnosti považovat za naprosto vyhovující pro zimní použití. Oleje v rozmezí -15 až -10 oC jsou použitelné v zimním období s ohledem na aktuální venkovní teplotu a způsob uložení motorové pily před započetím práce. Ostatní oleje lze pro praktické použití z hlediska čerpatelnosti při nízkých teplotách doporučit pro období bez mrazů. V zimním období je třeba brát zřetel na mezní teplotu, kdy jsou oleje ještě čerpatelné (Klvač, 2002).

37

Tabulka 5: Rozdělení jednotlivých olejů do skupin dle limitní teploty použitelnosti Intervaly teploty ve °C Tp < -18

-18 < Tp < -14

-14 < Tp < -7

-7 < Tp

Evva Bio Vegoil Stihl

Bipol Ekolube Stolní olej

Primol Lespol Castrol

OA M6A Divinol

Obecně lze testované vzorky olejů rozdělit ještě podle jiného hlediska než je limitní teplota použitelnosti. Ze slovních komentářů k průběhu čerpatelnosti jednotlivých olejů lze vypozorovat dva hlavní typy chování olejů během testovacího procesu. U prvního typu při mrazení došlo ke ztuhnutí na pevnou látku. Následným oteplováním přecházel olej rychle do tekuté, řídké, dobře čerpatelné kapaliny. Oleje s tímto typem chování jsou Bipol, Castrol, Lespol a stolní olej. U druhého typu k úplnému ztuhnutí nedošlo a přechod z různě husté kašovité konzistence na kapalnou, dobře čerpatelnou kapalinu byl pozvolný a rovnoměrný. Sem patří ostatní vzorky. Dalším z výsledků, který je pozorovatelný při porovnání naměřených údajů s údaji od výrobce, je zjištění, že někteří výrobci často uvádějí jako mez použitelnosti bod tuhnutí. Některé z testovaných olejů v této práci měly uvedenu použitelnost mnohem vyšší než jaká byla zjištěna. Například výrobce oleje Bipol uvádí v dokumentaci k tomuto oleji i na etiketě obalu teplotu tuhnutí -32 °C. Při vychlazení na teplotu -25 °C však již plně ztuhnul a tál až při teplotě -15,1 °C. Tento rozdíl lze vysvětlit i tak, že za bod tuhnutí může být považována teplotní hranice daná jinou fyzikální definicí tohoto pojmu.

38

7 Diskuse Hlavním cílem této práce je navrhnout vhodný olej pro trvalé používání v lesním hospodářství. Pro výběr vhodného produktu z pohledu uživatele nejsou rozhodující technické parametry vybraného oleje, nýbrž další faktory, které ovlivňují jeho rozhodování. Na prvním místě by mělo být rozhodnutí vedeno legislativními požadavky, které jsou kladeny na používání maziv v lesním hospodářství daného státu. Ve smyslu zákona číslo 289/1995 o lesích, jednoznačně odstupuje na území ČR použití jiných než biologicky odbouratelných olejů. Dalším velmi významným faktorem při výběru oleje k mazání řetězu motorové pily je jeho cena. Všeobecně jsou biologicky odbouratelné oleje dražší než oleje minerální, i když rozdíl mezi těmito cenami má vývojově klesající tendenci. Dá se předpokládat, že čím větší bude poptávka po odbouratelných olejích, tím větší bude vlivem konkurenčního prostředí snaha výrobců snižovat náklady na jejich výrobu. Dostupnost výrobku na trhu také velmi ovlivňuje, do jaké míry se budou biologicky odbouratelné oleje používat v lesním hospodářství. S tím úzce souvisí informovanost zákazníků o nových výrobcích a o možnostech jejich využití v důsledku zlepšování užitných vlastností. To je ovšem otázka výběru způsobu distribuce a propagace současných výrobců maziv. Co se týká užitných technických vlastností používaných rostlinných olejů, jsou nejčastěji problémy s čerpatelností olejů za nízkých teplot a v oblasti tepelně-oxidačních změn a polymerace. Problémy s polymerovanými úsadami v mazací soustavě řezné části motorové pily řeší spousta uživatelů kompromisem mezi olejem na rostlinné bázi a olejem minerálním občasným střídáním obou maziv. Proto je důležité doporučit pro praxi olej s tepelně-oxidační stabilitou srovnatelnou s oleji minerálními. Pro objektivní zhodnocení důležitých vlastností olejů a možnosti následného výběru vhodného oleje pro použití v praxi je důležité posoudit testované vzorky také z hlediska oxidační stability a polymerace. Ovšem pro měření čerpatelnosti za nízkých teplot byly vybrány oleje, které se v současnosti vyskytují na trhu, kdy několik z nich je zcela nových, jenž nebyly dosud testovány na oxidační stabilitu. Proto byly vybrány pouze výsledky těch olejů, které se vyskytují v obou testovaných souborech. Výsledky tepelně-oxidačních změn olejů byly převzaty z měření modifikovanou metodou, které bylo uskutečněno na Ústavu lesnické a dřevařské techniky MZLU v roce 2001. Závěrem výsledků testování olejů na tepelně oxidační změny byly tři skupiny olejů s podobnými dosaženými středními hodnotami měřených sil (viz. kap. 5.3 – metoda měření tepelně-oxidačních změn). Z nichž do první skupiny můžeme zařadit olej minerální OA M6A a olej směsný Ekolube Cut 80 P. Podle naměřených hodnot lze říci, že jmenované oleje téměř nepolymerovaly. Druhou skupinu tvoří dvojice olejů Castrol Bioraps a EVVA Bio KS 100. Tato skupina je tvořena rostlinnými oleji, které v testu slabě polymerovaly. Třetí skupinu tvoří oleje Primol Eko 80 P a Bipol. Tyto rostlinné oleje v porovnání s předchozími skupinami podlehly silnějším polymeračním reakcím. Při měření čerpatelnosti olejů za nízkých teplot nabyly naměřené výsledné hodnoty v porovnání s údaji uváděnými výrobci určitých odchylek. Obecně rozšířené avšak nesprávné pravidlo je takové, že mez použitelnosti oleje za nízkých teplot je dána jeho bodem tuhnutí (Klvač, 2002). Za bod tuhnutí se považuje hranice, kdy tekutá látka začíná krystalizovat. Ovšem mezi bodem tání a tuhnutí se může vyskytovat velká

39

teplotní hystereze. Proto je důležité uvést, že z hlediska čerpatelnosti tím i použitelnosti oleje za nízkých teplot, je rozhodující teplota tání oleje, kterou však výrobci často neuvádějí. U oleje se však také může (ale nemusí) vyskytovat parafinace, která také ovlivní použitelnost za nízkých teplot. Bod parafinace je takový stav oleje, kdy sice není vytvořena krystalická struktura, ale viskozita je natolik vysoká, že olej není čerpatelný. Mezi další kriteria pro správnou volbu vhodného druhu oleje pro použití v praxi by mohlo také patřit například možnost likvidace oleje nebo bezpečnost a hygiena při práci s těmito látkami.

40

8 Závěr Cílem této práce bylo zpracování souboru naměřených dat a souběžné vyhodnocení testovaných vzorků olejů. Zpracovávaná data jsou výsledky pěti provedených měření na 11 vzorcích olejů, kde byla posuzována čerpatelnost olejů za nízkých teplot. Měření bylo prováděno za pomoci částečně upravené metodiky. Na základě porovnání výsledků, následuje doporučení vhodného oleje pro využití v praxi. V diplomové práci byly splněny cíle formulované v zadání. Úprava metodiky měření čerpatelnosti za nízkých teplot spočívala v tom, že čidlo teploty nebylo umístěno na nedefinovaném místě uvnitř kádinky s měřeným vzorkem, ale přímo na sací koš. Tudíž byla měřena aktuální teplota nasávaného oleje. Použitím digitálního teploměru s okamžitým měřením teploty byla vyloučena chyba způsobena zpomalenou reakcí teploměru na změnu teploty. Úprava metody měření přinesla zpřesnění výsledků, které se projevilo například tím, že v souboru dat se nevyskytovaly žádné výrazně odlišné hodnoty vybočující z trendu průběhu hodnot. Právě k tomuto jevu docházelo často při měření teploty v různých místech uvnitř objemu kádinky. Postup při vyhodnocení dosažených výsledků u měření čerpatelnosti olejů za nízkých teplot spočíval v porovnání hodnot stanovené teploty tání oleje a doby potřebné k nasátí 5 ml vzorku. Výsledkem měření čerpatelnosti olejů za nízkých teplot je možné soubor měřených vzorků rozdělit na čtyři skupiny s podobnými výsledky. Určující pro zařazení do skupin byla limitní teplota použitelnosti. Do první skupiny s teplotou použitelnosti -18 °C a méně můžeme zařadit olej Evva Bio KS 100, Vegoil a Stihl. Tato teplota je pro použití v lesním hospodářství v podmínkách České republiky více než dostatečná. Druhou skupinu tvoří trojice olejů Bipol, Ekolube Cut 80 P a stolní olej. Všechny tři vzorky překročily teplotou použitelnosti hranici -14 oC, což je pro zdejší podmínky teplota ideální. Stolní olej dopadl z hlediska čerpatelnosti za nízkých teplot poměrně dobře, ovšem otázkou je jak by uspěl při posouzení z jiných hledisek (například oxidační stabilita nebo mazací vlastnosti). Třetí skupina je obsazena trojicí olejů Primol, Lespol a Castrol Bioraps, jejichž použitelnost se pohybuje okolo teploty -7 o C. Tyto oleje jsou použitelné v zimním období pouze s ohledem na aktuální venkovní teplotu a způsob uložení motorové pily před započetím práce. Nejhůře se umístily oleje minerální OA M6A a Divinol u nichž bylo dosaženo kriterium čerpatelnosti při teplotě nad -6 °C, což je teplota nevyhovující, a proto lze pro praktické použití z hlediska čerpatelnosti při nízkých teplotách doporučit tyto oleje pro období bez mrazů. U měření chemické stability byly porovnávány hodnoty vstupního měření před uměle vyvolanou tepelně-oxidační změnou a výstupního měření po této změně oleje. Výsledky několika olejů byly převzaty z měření provedeno v roce 2001 na Ústavu lesnické a dřevařské techniky. Na základě vyhodnocených výsledků měření a na základě posouzení kritérií uváděných v předchozí kapitole je možné doporučit olej, který bude používán v praxi. Velice dobré výsledky v testu čerpatelnosti dosáhly biologicky odbouratelné oleje Stihl a Vegoil. Jsou velmi dobře odbouratelné a na českém trhu snadno dostupné. Dosud však nejsou známy výsledky z hlediska oxidační stability, proto nemohou být touto prací jednoznačně doporučeny.

41

Dále například olej Ekolube Cut 80 P je směsný olej, který má, vzhledem ke svému složení, poměrně dobré hodnoty odbouratelnosti (výrobce uvádí 85 % za 21 dní). Olej je vyráběn domácí firmou Ekolube, proto je velmi dobře dostupný a cenově se téměř vyrovná běžně prodávaným minerálním olejům. Jeho výsledky tepelně-oxidační stability udávají nulovou oxidační degradaci, což zajišťuje možnost trvalého užívání bez poškození řezné části motorové pily v důsledku tepelně-oxidačních úsad. Výsledky čerpatelnosti za nízkých teplot vykazují optimální limitní teplotu použitelnosti (-15 oC). Na základě všech těchto vlastností je možné doporučit olej Ekolube Cut 80 P pro běžné užívání v praxi.

42

Summary The work objective was to process a set of measured data and to assess tested oil samples. The processed data are results from five measurements carried out on 11 oil samples in which pumping capacity of oils at low temperatures was tested. Based on a comparison of these results, a recommendation is made of oils for use in every-day practice. The pumping capacity of lubrication oil is tested in such a way that the tested oil is pumped from the filling cooled to a certain temperature by underpressure which the oil pump is capable to exert. At the same time, the oil must pass throttling points in the tube filter and in oil piping connections. The same discharge conditions are used in the testing system. The methodology designed in this way will detect objectively the temperature at which limit discharge values are reached at a constant underpressure exerted by the oil pump. Modification of the methodology for measuring the pumping capacity consisted in that the temperature probe was not placed loosely inside a beaker with the measured sample but directly onto the tube filter in order to measure the actual temperature of oil drawn in. Error due to slowed-down thermometer response to the change of temperature was eliminated by using a digital thermometer with instant temperature measurement. The modification of the measurement method brought an enhanced precision of results, which showed for example in the fact that the data file did not exhibit any markedly different values deviating from the trend of the course of values. The measurement of the pumping capacity of oils at low temperatures resulted in a division of the set of measured samples into four groups with similar results. Decisive for the classification into groups was temperature limit for applicability. The first group of samples with the temperature of applicability at -18 °C and lower includes oils Evva Bio KS 100, Vegoil and Stihl – the temperature is more than sufficient for use in the conditions of Czech forestry. The second group contains three oils: Bipol, Ekolube Cut 80 P and table oil with all three samples exceeding by their temperature of applicability the limit of -14 °C which is an ideal temperature for the local conditions. Table oil results turned out relatively well with respect to pumping capacity at low temperatures but its success in the assessment of other properties (e.g. oxidation stability or lubrication capacity) remains questionable. The third group contains three oils – Primol, Lespol and Castrol Bioraps, whose applicability ranges about a temperature of -7 °C. These oils can be used in winter only with respect to actual outdoor temperature and power chain saw placing before operation. The fourth (worst) group included mineral oils OA M6A and Divinol whose pumping capacity limit was recorded at a temperature above -6 °C, which is an unsatisfactory temperature indicating that the oils can be advised for practical use with respect to their pumping capacity at low temperatures only for seasons with no frosts. The measurement of chemical stability was made to compare the values of input measurement prior to the artificially induced thermal-oxidation change with the values of output measurements after the oil change. Results of several oils were taken from measurements carried out at the Department of Forestry and Forest Product Technology in 2001.

43

Based on the evaluated results of measurements and on the basis of the assessment of criteria presented in the previous chapter it is possible to recommend an oil for practical use. Very good results in the test of pumping capacity were achieved by biologically degradable oils Stihl and Vegoil whose degradability is optimal and which are easily available on the Czech market. However, results of these oils from the testing of oxidation stability are not known yet and therefore the oils cannot be given an unambiguous support in this work. Taking into account its composition, Ekolube Cut 80 P is blended oil with a relatively good degradability (manufacture claims 85% in 21 days). The oil is manufactured by the Czech company Ekolube, the fact making it very well available and in terms of cost nearly equal to commonly sold mineral oils. Results of its thermaloxidation stability demonstrated a zero oxidation degradation, which makes it possible to use the oil continually without any damage to the power saw cutting part by deposits from thermal oxidation. Results from the test of pumping capacity at low temperatures exhibit an optimum limit temperature of applicability (-15 °C). On the basis of all these characteristics the oil Ekolube Cut 80 P can be recommended for current practical use.

44

Přehled použité literatury 1. Athanassiadis, D., Lideslav, G., Wasterlund, I., 1999. Hydraulic Oil and Lubricant Consumption in Swedish Mechanized Harvesting Operations. Journal of Forest Engineering 10, Fuel (1), p. 59-66. 2. Bečka, J., 1997. Tribologie. ČVUT Praha, 212 s. 3. Drápela, K., 2000. Statistické metody I. Mendelova zemědělská a lesnická univerzita, Brno, 160 s. 4. Dvořák, J., 2001. Biologicky odbouratelné oleje a hydraulické kapaliny. Lesnická práce, 59/9: s. 412-413. 5. Grunda, B., 1983. Znečištění přírodního prostředí ropou. Acta Universitatis Agriculturae, 52,(1-2), s.229-238. 6. Grunda, B., Skoupý, A., Přibyl, F., 1997. Minerální a rostlinné oleje v lesnické praxi. Lesnická práce, 69, (8): s. 359-361. 7. Heina, J., 1992. Biologicky rozložitelná maziva v sortimentu s.p. Benzina. Ekologické problémy maziv II. Vědeckotechnická společnost západních Čech, Plzeň, s. 86-95. 8. Holzweiser, O., Fischer, G., 1987. Bio-Motorsägenkettenöle. Österreichische Forstzeitung, 98, 1987 (2): p. 38-40. 9. Jančařík, V., Kovařovič, Z. 1952. Rukověť tukového průmyslu. Praha, 434 s. 10. Klvač, R., Kanali, C. and Skoupý, A., 2002a. Low Temperature Pumping Characteristic of Biodegradable Chain Saw Oils. Rukopis. 11. Klvač, R., 2002. Biologicky odbouratelné oleje určené k mazání přenosných lesnických strojů a jejich hodnocení. Disertační práce. Brno: MZLU Brno, 105 s. 12. Kozák, P., 2000. Hodnocení normovaných parametrů motorových olejů. Reotrib 2000. Zjišťování kvality paliv a maziv. Sborník přednášek šestého ročníku semináře Velké Losiny. Praha, Vysoká škola chemicko-technologická Praha, Ústav technologie ropy a petrochemie s. 65-69. 13. Mikleš, M., Marko, J., 1995. Testovanie funkčných vlastností biologicky neškodných mazacích olejov na rezaciu čásť motorovej píly. Lesnický časopis, 41, 1995 (5): s. 305-315. 14. Mikulčák, J., a kol., 1988. Matematické, fyzikální a chemické tabulky. SPN, Praha, 208 s. 15. Petříček, V., 1978. Vliv konstrukce hoblovacích řetězů na zpětný vrh jednomužných řetězových pil. Lesnictví, 24,(6), s. 503-512. 16. Přibyl, F., 1991. Laboratorní zkoušky rostlinných a minerálních olejů. In: Laboratórne a poloprevádzkové skúšky s biologicky rozložiteľnými olejmi pre prácu s motorovou pílou. Dom techniky ZSVTS, Žilina, s. 9. 17. Rousek, M., Skoupý, A., 1995. Biologicky odbouratelné oleje a jejich problematika. Lesnická práce, 74, 1995 (5): s. 19-20. 18. Rousek, M., 2003. Vlastnosti a parametry biologicky odbouratelných olejů. Monografie. Mendelova zemědělská a lesnická univerzita v Brně, 63 s. 19. Skoupý, A., 2001. Hodnocení Biologicky odbouratelných olejů určených k mazání ručních motorových řetězových pil. Doktorská disertační práce. Mendelova zemědělská a lesnická univerzita Brno, 365 s.

45

20. Skoupý, A., Klvač, R., 2000. Biologicky odbouratelné oleje pro mazání motorů motorových pil - metoda a její ověření. Lesnická práce, 79, 2000 (1), s. 26-27. 21. Skoupý, A., Přibyl, F., 1998. Hodnocení olejů pro přípravu mezinárodní normy ISO. Závěrečná zpráva studie 9906 pro MZe ČR. Mendelova zemědělská a lesnická univerzita v Brně. Ústav lesnické a dřevařské techniky. Brno 1998, s. 54. 22. Tesař, V., a kol., 1996. Pěstování lesa v heslech. Ústav pěstování lesa LDF-MZLU v Brně, 95 s. 23. Ullrich, L., 1963. Chemia a technologia jedlých tukov a olejov. Slovenské vydavateľstvo technické literatury, Bratislava, 435 s. 24. Ulrich R., 1991. Úvodní referát. In: Laboratórne a poloprevádzkové skúšky s biologicky rozložiteľnými olejmi pre prácu s motorovou pílou. Dom techniky ZSVTS, Žilina, s. 3. 25. Štěpina, V., Veselý, V., 1980. Maziva a speciální oleje. Bratislava, Veda, 696 s. 26. Štěpina, V., Veselý, V., 1985. Maziva v tribologii. Bratislava, Veda, 408 s.

Zákony, směrnice a normy: 27. Směrnice ministerstva životního prostředí číslo 02 – 2000. Oleje pro mazání řezných částí motorových pil. 28. Zákon č. 289/95 Sb., 1995. O lesích a o změně a doplnění některých zákonů – lesní zákon. 29. Norma CEC-L-33-T-82: Biodegradability of Two-Stroke Cycle Outboard Oils in Water

Internetové stránky: 30. http://www.biona.cz, 2007 31. http://www.castrol.cz, 2007 32. http://www.ekolube.cz, 2007 33. http://www.petro-canada.ca, 2007 34. http://www.setuza.cz, 2007 35. http://www.divinol.de, 2007 36. http://www.husqvarna.cz, 2007 37. http://www.stihl.cz, 2007 38. http://www.horaoil.cz, 2007

46

Přílohy Tabulka 6: Naměřené hodnoty oleje OA M6A při testování čerpatelnosti olejů za nízkých teplot

1.

2.

3.

4.

5.

Měřenípořadí 1. 2. 3. 4. 5. 6. 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8.

Teplota na poč. sání -21,2 -15,2 -11,3 -8,0 -3,4 -0,2 -24,2 -14,7 -11,8 -7,8 -4,7 -2,2 0,1 1,0 0,8 -24,8 -19,1 -13,5 -8,8 -5,7 -1,2 1,3 -25,2 -19,5 -15,5 -12,7 -8,9 -6,1 -3,8 -0,5 1,0 -25,8 -19,0 -15,5 -8,7 -4,5 -3,1 -0,2 1,0

Teplota na konci sání -20,5 -14,7 -10,8 -7,7 -3,1 1,2 -20,3 -14,2 -11,5 -6,5 -3,3 -1,4 0,4 2,1 2,6 -24,3 -17,2 -12,3 -7,4 -5,1 -0,1 2,2 -23,9 -18,5 -13,1 -10,9 -6,2 -4,2 -1,2 -1,7 2,8 -24,6 -17,4 -13,5 -7,5 -3,2 -1,9 0,9 2,8

47

Průměr teplot -20,9 -15,0 -11,1 -7,9 -3,3 0,5 -22,3 -14,5 -11,7 -7,2 -4,0 -1,8 0,3 1,6 1,7 -24,6 -18,2 -12,9 -8,1 -5,4 -0,7 1,8 -24,6 -19,0 -14,3 -11,8 -7,6 -5,2 -2,5 -1,1 1,9 -24,6 -18,2 -14,5 -8,1 -3,9 -2,5 0,4 1,9

Čas nasávání 318 141 81 69 44 31 528 155 107 64 42 40 29 25 20 527 217 113 65 61 42 26 561 327 153 115 72 62 42 38 29 587 258 148 74 48 42 41 31

Tabulka 7: Naměřené hodnoty oleje Lespol při testování čerpatelnosti olejů za nízkých teplot

1.

2.

3.

4.

5.

Měřenípořadí 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 1. 2. 3. 4. 5. 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8.

Teplota na poč. sání -21,5 -9,2 -4,5 -3,1 -1,1 0,6 1,5 -22,7 -8,4 -3,5 1,0 1,4 -24,4 -11,7 -8,5 -5,2 -2,9 -1,1 -0,1 0,5 1,6 -24,7 -6,8 -3,8 -2,8 -0,2 0,7 1,5 -24,7 -5,8 -2,4 -1,2 -1,1 -0,6 0,4 1,7

Teplota na konci sání -8,8 -7,6 -3,2 -2,5 0,5 1,2 1,8 -8,6 -5,7 -1,8 1,5 1,8 -12,2 -9,1 -7,9 -4,8 -2,1 -0,1 0,5 1,0 2,5 -7,1 -4,9 -4,3 -1,5 0,7 1,9 2,2 -6,3 -4,3 -2,4 -0,6 -0,1 0,5 2,3 2,8

48

Průměr teplot -8,4 -3,9 -2,8 -0,3 0,9 1,7 -7,1 -2,7 1,3 1,6 -10,4 -8,2 -5,0 -2,5 -0,6 0,2 0,8 2,1 -5,9 -4,1 -2,2 0,3 1,3 1,9 -5,1 -2,4 -0,9 -0,6 -0,1 1,4 2,3

Čas nasávání ne 69 58 45 21 18 15 ne 86 34 17 16 ne 67 55 32 25 16 15 15 14 ne 71 54 38 14 13 13 ne 38 29 15 15 14 13 13

Tabulka 8: Naměřené hodnoty oleje Stihl Bio Plus při testování čerpatelnosti olejů za nízkých teplot

1.

2.

3.

4.

5.

Měřenípořadí 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7.

Teplota na poč. sání -24,1 -17,6 -15,3 -13,1 -8,6 -5,8 -2,4 -0,5 0,5 -23,7 -7,8 -4,4 -2,7 -1,9 -0,9 0,3 -23,6 -20,3 -17,1 -15,9 -14,5 -10,5 -5,5 -1,2 -23,5 -21,9 -19,1 -16,7 -14,5 -10,0 -3,1 -0,5 0,7 -24,8 -7,9 -6,5 -4,5 -3,1 -0,2 1,2

Teplota na konci sání -21,9 -17,2 -14,9 -12,7 -8,2 -5,5 -1,9 0,1 1,0 -20,7 -5,6 -3,6 -1,9 -1,3 0,3 1,2 -22,0 -17,5 -15,2 -14,7 -12,2 -6,2 -3,4 0,9 -23,4 -19,7 -15,2 -14,1 -11,0 -7,6 0,7 1,1 2,2 -8,5 -7,7 -6,1 -3,3 -2,2 1,1 2,5

49

Průměr teplot -23,0 -17,4 -15,1 -12,9 -8,4 -5,7 -2,2 -0,2 0,8 -22,2 -6,7 -4,0 -2,3 -1,6 -0,3 0,8 -22,8 -18,9 -16,2 -15,3 -13,4 -8,4 -4,5 -0,2 -23,5 -20,8 -17,2 -15,4 -12,8 -8,8 -1,2 0,3 1,5 -16,7 -7,8 -6,3 -3,9 -2,7 0,5 1,9

Čas nasávání 142 67 48 35 29 23 17 14 13 126 19 18 13 12 11 10 80 52 44 39 33 25 20 16 104 64 44 42 32 27 18 15 14 62 24 21 17 16 15 12

Tabulka 9: Naměřené hodnoty oleje Vegoil při testování čerpatelnosti olejů za nízkých teplot

1.

2.

3.

4.

5.

Měřenípořadí 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8.

Teplota na poč. sání -23,4 -18,9 -15,5 -12,8 -9,3 -6,5 -3,7 -1,7 0,1 -22,5 -20,4 -19,5 -17,5 -14,5 -13,2 -7,3 -2,4 -1,0 -0,5 -23,6 -21,1 -17,2 -13,4 -8,9 -8,9 -6,7 -1,2 0,9 -23,9 -20,9 -19,2 -13,0 -8,2 -5,5 -0,9 0,8 1,5 -24,3 -18,2 -12,4 -12,7 -5,7 -4,2 -1,3 0,5

Teplota na konci sání -21,6 -18,5 -15,2 -12,1 -8,6 -6,1 -3,5 -1,5 0,3 -21,7 -18,1 -17,6 -15,4 -12,1 -12,2 -5,3 -3,4 -2,6 1,0 -23,1 -18,2 -15,4 -10,8 -11,2 -6,3 -6,4 -0,8 2,3 -22,9 -19,5 -15,4 -9,8 -6,6 -2,5 0,7 2,2 3,0 -23,9 -17,4 -11,9 -9,9 -3,9 -4,2 -0,1 1,5

50

Průměr teplot -22,5 -18,7 -15,4 -12,5 -9,0 -6,3 -3,6 -1,6 0,2 -22,1 -19,3 -18,6 -16,5 -13,3 -12,7 -6,3 -2,9 -1,8 0,3 -23,4 -19,7 -16,3 -12,1 -10,1 -7,6 -6,6 -1,0 1,6 -23,4 -20,2 -17,3 -11,4 -7,4 -4,0 -0,1 1,5 2,3 -24,1 -17,8 -12,2 -11,3 -4,8 -4,2 -0,7 1,0

Čas nasávání 82 55 37 27 26 19 15 13 10 68 46 42 34 24 21 15 13 10 8 69 45 33 21 21 20 16 13 10 76 50 43 23 19 15 13 11 10 107 42 31 27 16 14 13 12

Tabulka 10: Naměřené hodnoty oleje Primol Eko při testování čerpatelnosti olejů za nízkých teplot

1.

2.

3.

4.

5.

Měřenípořadí 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7.

Teplota na poč. sání -21,6 -18,8 -16,4 -12,5 -10,2 -6,8 -4,7 -0,3 0,5 -21,5 -16,9 -15,5 -11,7 -11,7 -7,7 -3,1 -0,2 -0,1 -23,4 -17,8 -13,6 -8,9 -5,1 -2,2 0,3 1,1 -24,5 -19,8 -15,6 -12,2 -1,9 2,5 1,3 -24,6 -21,9 -16,5 -14,0 -9,5 -3,8 -1,1

Teplota na konci sání -20,8 -18,2 -16,2 -12,1 -9,8 -6,5 -5,0 -0,1 0,9 -21,3 -16,1 -14,5 -10,9 -8,8 -7,2 -2,2 0,2 0,8 -22,2 -15,4 -11,9 -8,1 -3,2 -1,4 1,2 2,3 -23,8 -18,1 -13,3 -8,3 -3,8 -2,7 3,7 -23,9 -21,1 -15,8 -13,4 -9,3 -3,5 -0,1

51

Průměr teplot -21,2 -18,5 -16,3 -12,3 -10,0 -6,7 -4,9 -0,2 0,7 -21,4 -16,5 -15,0 -11,3 -10,3 -7,5 -2,7 0,0 0,4 -22,8 -16,6 -12,8 -8,5 -4,2 -1,8 0,8 1,7 -24,2 -19,0 -14,5 -10,3 -2,9 -0,1 2,5 -24,3 -21,5 -16,2 -13,7 -9,4 -3,7 -0,6

Čas nasávání 237 205 162 101 74 51 36 22 16 194 116 82 59 52 39 25 20 18 215 97 62 40 31 23 18 17 247 149 75 47 31 22 21 310 225 136 122 77 29 22

Tabulka 11: Naměřené hodnoty oleje Bipol při testování čerpatelnosti olejů za nízkých teplot

1.

2.

3.

4.

5.

Měřenípořadí

Teplota na poč. sání

Teplota na konci sání

1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8.

-18,9 -16,3 -13,2 -10,2 -9,2 -7,1 -5,2 -3,7 -0,3 -21,1 -9,2 -6,5 -6,9 -4,7 -2,7 -0,2 0,1 -25,8 -16,7 -9,3 -6,9 -6,4 -1,2 0,5 -21,5 -18,8 -14,6 -14,1 -9,8 -9,2 -8,0 -0,2 0,6 -21,1 -10,5 -8,1 -7,1 -5,3 -2,9 0,2 1,2

-18,7 -16,1 -13,1 -10,1 -8,9 -6,7 -4,9 -2,5 0,1 -10,5 -9,1 -5,7 -6,7 -3,8 -2,5 -0,7 0,7 -17,0 -14,2 -8,1 -6,5 -5,7 -0,3 1,2 -19,0 -15,4 -12,5 -11,1 -7,4 -4,9 -6,2 1,2 1,9 -10,5 -10,3 -6,2 -6,9 -4,8 -2,5 0,7 1,8

52

Průměr teplot -16,2 -13,2 -10,2 -9,1 -6,9 -5,1 -3,1 -0,1 -9,2 -6,1 -6,8 -4,3 -2,6 -0,5 0,4 -15,5 -8,7 -6,7 -6,1 -0,8 0,9 -17,1 -13,6 -12,6 -8,6 -7,1 -7,1 0,5 1,3 -10,4 -7,2 -7,0 -5,1 -2,7 0,5 1,5

Čas nasávání ne 25 19 16 13 13 12 11 8 ne 19 11 10 9 7 6 5 ne 19 12 12 10 9 7 ne 27 18 17 13 12 11 9 7 ne 21 14 12 10 7 5 5

Tabulka 12: Naměřené hodnoty oleje Ekolube Cut 80 P při testování čerpatelnosti olejů za nízkých teplot

1.

2.

3.

4.

5.

Měřenípořadí 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8.

Teplota na poč. sání -24,3 -22,8 -19,2 -16,1 -11,0 -5,7 -4,9 -3,6 -2,4 -1,1 -21,4 -14,7 -10,9 -9,9 -4,5 -2,5 -1,5 -0,1 0,3 -23,6 -17,2 -13,5 -9,0 -5,0 -3,4 0,5 -24,6 -18,8 -15,1 -12,7 -7,5 -2,2 -0,9 1,3 -24,6 -23,1 -20,1 -16,8 -11,0 -7,7 -0,9 1,3

Teplota na konci sání -23,1 -21,6 -18,4 -13,7 -8,8 -5,4 -4,5 -3,2 -1,7 0,4 -21,0 -12,8 -9,8 -7,9 -3,8 -2,1 -0,7 0,3 1,0 -23,4 -15,5 -12,8 -7,1 -4,5 -1,1 1,5 -23,6 -16,4 -12,8 -11,4 -3,2 -1,4 0,2 2,5 -24,1 -22,1 -19,2 -15,7 -9,3 -5,4 0,2 2,8

53

Průměr teplot -23,7 -22,2 -18,8 -14,9 -9,9 -5,6 -4,7 -3,4 -2,1 -0,4 -21,2 -13,8 -10,4 -8,9 -4,2 -2,3 -1,1 0,1 0,7 -23,5 -16,4 -13,2 -8,1 -4,8 -2,3 1,0 -24,1 -17,6 -14,0 -12,1 -5,4 -1,8 -0,4 1,9 -24,4 -22,6 -19,7 -16,3 -10,2 -6,6 -0,4 2,1

Čas nasávání 334 222 127 62 34 31 25 22 18 15 213 39 23 22 18 15 14 12 11 296 67 33 24 21 16 14 327 80 43 31 23 13 12 11 341 254 142 62 24 21 14 12

Tabulka 13: Naměřené hodnoty oleje Castrol Bioraps při testování čerpatelnosti olejů za nízkých teplot

1.

2.

3.

4.

5.

Měřenípořadí 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7.

Teplota na poč. sání -20,3 -18,5 -14,9 -13,5 -7,7 -4,5 -3,8 -3,5 -0,7 0,2 -21,0 -14,7 -11,7 -9,5 -7,1 -8,7 -3,5 -1,2 0,3 -23,1 -15,2 -10,5 -7,3 -4,0 -0,3 0,7 -24,2 -13,4 -11,3 -6,7 -4,0 -1,0 0,1 0,9 -23,1 -18,3 -13,4 -7,5 -4,8 -2,3 0,6

Teplota na konci sání -18,6 -18,1 -14,2 -13,1 -7,4 -4,3 -3,5 -3,3 -0,2 0,7 -21,0 -12,8 -10,3 -8,8 -7,0 -4,9 -2,8 0,3 1,5 -21,1 -14,2 -7,3 -5,5 -2,3 1,2 1,8 -13,5 -12,3 -10,7 -4,6 -2,6 1,1 1,9 2,1 -24,7 -16,9 -11,2 -5,5 -2,2 -1,1 1,7

54

Průměr teplot -19,5 -18,3 -14,6 -13,3 -7,6 -4,4 -3,7 -3,4 -0,5 0,5

-11,0 -9,2 -7,1 -6,8 -3,2 -0,5 0,9 -22,1 -14,7 -8,9 -6,4 -3,2 0,5 1,3 -12,9 -11,0 -5,7 -3,3 0,1 1,0 1,5 -17,6 -12,3 -6,5 -3,5 -1,7 1,2

Čas nasávání 415 334 223 165 65 62 54 46 32 15 ne ne 172 92 48 74 18 16 12 430 112 29 23 21 17 16 ne 125 60 27 20 16 13 12 ne 247 87 28 22 18 16

Tabulka 14: Naměřené hodnoty oleje Evva Bio KS 100 při testování čerpatelnosti olejů za nízkých teplot

1.

2.

3.

4.

5.

Měřenípořadí 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9.

Teplota na poč. sání -19,8 -18,5 -15,4 -12,3 -9,6 -8,6 -5,1 -20,8 -19,2 -16,1 -11,8 -14,2 -7,9 -5,2 -1,7 0,1 -22,8 -20,1 -16,8 -14,8 -12,2 -6,1 -4,3 -0,1 -22,8 -21,6 -20,2 -14,8 -11,1 -8,2 -4 -1,2 1,2 -23,1 -18,7 -14,6 -10,3 -8,2 -6,5 -3,7 -1,2 0,9

Teplota na konci sání -19,2 -17,2 -15,2 -12,1 -9,1 -8,4 -4,8 -20,6 -17,8 -13,7 -10,6 -7,3 -5,2 -3,6 1 1,3 -23,1 -17,8 -15,2 -13 -11,9 -4,5 -3 0,5 -22,4 -18,9 -16,5 -11,8 -7,2 -8,1 -2,7 -0,6 1,9 -21,7 -17,1 -12,8 -7,6 -7,1 -4 -3,6 0,6 1,7

55

Průměr teplot -19,5 -17,85 -15,3 -12,2 -9,35 -8,5 -4,95 -20,7 -18,5 -14,9 -11,2 -10,75 -6,55 -4,4 -0,35 0,7 -22,95 -18,95 -16 -13,9 -12,05 -5,3 -3,65 0,2 -22,6 -20,25 -18,35 -13,3 -9,15 -8,15 -3,35 -0,9 1,55 -22,4 -17,9 -13,7 -8,95 -7,65 -5,25 -3,65 -0,3 1,3

Čas nasávání 36 25 22 18 16 15 10 30 24 19 17 14 11 10 7 6 41 29 23 15 13 9 8 6 38 29 25 17 14 10 9 7 6 33 24 19 15 14 12 10 8 6

Tabulka 15: Naměřené hodnoty oleje Divinol při testování čerpatelnosti olejů za nízkých teplot

1.

2.

3.

4.

5.

Měřenípořadí 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8.

Teplota na poč. sání -20,4 -19,9 -19,1 -15,2 -10,6 -7,1 -3,5 -2,7 -0,5 1,2 -21,8 -16,4 -11,7 -7,1 -6,5 -1,8 0,5 1,0 -23,2 -19,5 -12,8 -8,3 -5,3 -1,8 0,9 3,2 5,2 -23,4 -15,7 -11,6 -9,3 -7,0 -4,5 -0,1 2,2 -24,3 -17,6 -12,3 -9,2 -5,9 -3,5 -0,4 1,0

Teplota na konci sání -19,7 -18,7 -14,6 -9,2 -6,1 -3,2 -2,3 -0,1 1,4 -20,8 -15,9 -9,1 -3,2 -2,8 -0,1 1,5 2,2 -21,3 -18,4 -8,8 -4,9 -5,1 -1,1 1,7 3,4 5,6 -22,1 -14,9 -10,1 -3,4 -3,6 -2,6 1,3 3,9 -22,1 -15,6 -10,7 -5,4 -3,4 -2,8 1,7 3,1

56

Průměr teplot -20,4 -19,8 -18,9 -14,9 -9,9 -6,6 -3,4 -2,5 -0,3 1,3 -21,3 -16,2 -10,4 -5,2 -4,7 -1,0 1,0 1,6 -22,3 -19,0 -10,8 -6,6 -5,2 -1,5 1,3 3,3 5,4 -22,8 -15,3 -10,9 -6,4 -5,3 -3,6 0,6 3,1 -23,2 -16,6 -11,5 -7,3 -4,7 -3,2 0,7 2,1

Čas nasávání 754 642 540 372 234 171 108 98 42 39 512 260 144 82 74 56 39 36 921 572 218 135 98 78 55 40 38 768 332 203 127 103 91 67 39 831 419 231 154 108 87 65 36

Tabulka 16: Naměřené hodnoty stolního oleje Lukana při testování čerpatelnosti olejů za nízkých teplot

1.

2.

3.

4.

5.

Měřenípořadí 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9.

Teplota na poč. sání -25,2 -15,1 -11,7 -9,3 -9,1 -4,4 -4,1 -0,7 1,2 -24,7 -14,0 -11,6 -9,0 -6,3 -4,2 -3,1 -0,6 -24,1 -13,1 -10,5 -8,7 -6,2 -4,1 -2,5 -0,2 1,5 -23,4 -14,3 -12,7 -11,8 -8,7 -6,4 -3,1 -0,9 -24,3 -12,3 -10,0 -8,7 -5,5 -3,7 -2,4 -0,7 1,4

Teplota na konci sání -15,3 -14,9 -10,2 -7,4 -5,3 -3,6 -1,8 -0,2 1,7 -14,2 -13,4 -10,2 -7,5 -5,5 -3,0 -1,7 0,6 -13,8 -11,8 -10,1 -7,9 -5,4 -2,4 -1,4 1,3 2,6 -14,1 -14,0 -12,3 -10,2 -7,1 -5,5 -2,1 0,4 -13,2 -12,0 -8,3 -6,7 -4,3 -3,0 -1,7 0,2 2,7

57

Průměr teplot -15,0 -11,0 -8,4 -7,2 -4,0 -3,0 -0,5 1,5 -13,7 -10,9 -8,3 -5,9 -3,6 -2,4 0,0 -12,5 -10,3 -8,3 -5,8 -3,3 -2,0 0,6 2,1 -14,2 -12,5 -11,0 -7,9 -6,0 -2,6 -0,3 -12,2 -9,2 -7,7 -4,9 -3,4 -2,1 -0,3 2,1

Čas nasávání ne 29 16 12 12 10 8 6 5 ne 27 16 14 13 11 9 7 ne 22 16 14 12 11 9 7 5 ne 31 27 22 17 13 9 7 ne 26 19 15 13 11 10 10 7