Test der Wirksamkeit von REWITEC®-Additiven in Verbindung mit TransMIT Projektbereich Oberflächen-Nanoanalytik Prof. Dr. André Schirmeisen Institut für Angewandte Physik Heinrich-Buff-Ring 16 35392 Gießen Prüfbericht: Test der Wirksamkeit von REWITEC®-Additiven in Verbindung mit Windenergie-Getriebeölen Seitenanzahl: 11 Bearbeitungstand: 20.Jan.2014 Auftraggeber: REWITEC GmbH, Stefan Bill

Versuchsaufbau: Mikrotribometer Elektromotor Ölbad (beheizbar) Tribokontakt (Stahlkugel auf Stahlsubstrat ) Federsystem zum Einstellen der Normalkraft Reibungsexperimente mittels drehzahlstabilisiertem Elektromotor Kugel reibt auf planem Stahlsubstrat Normalkraft: Einstellbar über Federsystem Messgröße: Motorstrom als Funktion der Zeit Konstante Betriebsspannung des Motors  Motorstrom ist Mass für Reibung

Kontaktgeometrie und Messparameter Drehzahlstabilisierter Elektromotor treibt Kugel auf planarem Edelstahlsubstrat Elektromotor mit aufgesetzter Stahlkugel Stahlsubstrat nach Reibungsexperiment (Versuchsdauer: ca. 24h) Kontaktgeometrie 2 cm 1 cm Kontaktstelle Ø ≈ 1 mm Typische Messparameter: Drehzahl: 1500 – 6000 U/min (meist: 3000 U/min) Öltemperatur: T = 25 - 100°C Normalkraft: 10N < FN < 20N Additivkonzentrationen: c = 0.2-0.6 Vol-%

Auswahl der optimalen Messparameter Stribeckkurve beschreibt die Abhängigkeit des Reibungstyps von Systemparametern Reibungstyp abhängig von Reibgeschwindigkeit  Schmiermittelviskosität  Normalkraft FN Geometrie und Oberflächen-rauheit der Reibkörper  Sommerfeldzahl S0 Optimal für Tribo-Tests Mikrotribometer: Reibungstyp eingestellt durch Wahl von Drehzahl und Normalkraft

Konzept zur Durchführung der Additivtests Durchführung der Messung: Einlaufen des Kontaktes bis stabiler Zustand sicher erreicht Zugabe des Additivs “Zweiter Einlaufprozess”: Additiv entfaltet Wirkung System erreicht ein neues stabiles Niveau Differenz der stabilen Niveaus: Reibungsminderung durch Additiv Einlaufen des Kontaktes Zugabe des Additivs “Zweiter Einlaufprozess” Stabiler Zustand wird erreicht Additivbedingter Reibungsabfall Spätere Abbildungen zeigen diesen Bereich (Schematische Kurve) Durchführung der Additivzugabe: 0.5 ml Additiv wird in das Ölbad gegeben (Ölbad: ca. 125 mL) Additiv wird vor der Zugabe in ca. 10-15 ml Öl vorverdünnt Nach Zugabe des Öl-Additiv-Gemischs beträgt die Gesamtadditivkonzentration ca. 0.4 Vol.-% Maximale Additivwirkung wird typischerweise binnen 1-2h erreicht

Referenzmessung: Motoröl 15W-40 mit REWITEC Zugabe Messparameter: Drehzahl: 3000 U/min,, Normalkraft: FN=20N, Additivkonzentration:c=0.4 Vol-% Öl: mineralisches Motoröl (15W-40), Öltemperatur: T = 100°C Einlaufprozess nach Additivzugabe Darstellung der relativen Reibung: Zu Beginn: Niveau nach Einlaufen ohne Additiv t=19.7h  Zugabe des Additivs Danach: klarer Reibungsabfall! T>21h: neues stabiles Niveau erreicht Dauer der Additiv-Einlaufphase: ca. 1.5h Kalibrierung ergibt: Reibungsreduktion um ca. 35% möglich Zugabe des Additivs Level vor Zugabe Reibung / a.u. DFriction Level nach Zugabe Ergebnis zeigt Wirksamkeit von REWITEC®-Additiven in Motoröl t / h

Castrol X320 mit REWITEC®-Zugabe Messparameter: Drehzahl: 3000 U/min,, Normalkraft: FN=40N, Additivkonzentration:c=0,6 Vol-% Öl: Castrol X-320, Öltemperatur: T = 90°C, Additiv R8 Zugabe des Additivs Einlaufprozess nach Additivzugabe Verlauf nach Additiv- zugabe sehr ruhig Additiveffekt deutlich erkennbar Reduktion der Grenzflächenreibung um ca. 70% Level vor Zugabe Reibungsreduktion durch REWITEC® Level nach Zugabe

Vergleichende Darstellung der Getriebeöle Zeitpunkt der REWITEC®-Zugabe Öl „A-320“ Abfall 54% t = 29 min* Öl „SHC-630“ Abfall 65% t = 31 min* Öl „X-320“ Abfall 70% t = 22 min* Reibung ohne REWITEC® Reibung mit REWITEC® Zeit *Zeitlicher Verlauf des Reibungsabfalls wird durch Exponentialfunktion exp(-t/t) mit Zeitkonstante t beschrieben