The Determination of Selected Trace Elements in Engine Oils by X-ray Fluorescence

• Autorzy: Artur Wolak , Wojciech Gołębiowski , Grzegorz Zając

Warianty tytułu

Ocena zawartości wybranych metali zużyciowych w olejach silnikowych przy wykorzystaniu metody fluorescencji rentgenowskiej

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The purpose of the study was to measure and assess differences in concentrations of wear metals occurring in used engine oils. The concentrations of the following trace elements have been assessed: Cr, Cu, Fe, Mn, Mo, Ni, Pb. The research was carried out using the HDMaxine analyzer produced by XOS, operating on the basis of high definition X-ray fluorescence (High Definition X-ray Fluorescence - HDXRF). The capacity of the engine was elaborated as the factor differentiating the content of trace elements in oils. Only the vehicles whose owners used fully synthetic oils (viscosity grade 5W30, 5W40) or 10W40 semi-synthetic oils were included in the test. The engine oils analyzed represented seven different brands. The samples were acquired during oil change services from passenger cars of different manufacturers. As many as 40 samples of used oil were tested: 23 of them were collected from passenger cars with engine capacity up to 1400 cm3 (Group I) and the other 17 from passenger cars with engine capacity equal to or above 1500 cm3 but not exceeding 2000 cm3 (Group II). The analysis of the results showed that the oil samples collected from the engines with a capacity equal to or above 1500 cm3 were characterized by a higher average concentration of the following elements: Cr, Fe, Ni and Pb. On the other hand, in the oil samples collected from the engines with a capacity equal to or below 1400 cm3 only Cu showed higher values. Manganese and molybdenum remained at similar levels for both groups. The obtained results, providing information on the changes in the concentration of wear metals, can be useful in determining the patterns behind the engine wear processes for various engine capacities. (original abstract)

Celem badań prezentowanych w pracy była ocena różnic w koncentracji metali zużyciowych w przepracowanych olejach silnikowych. Oceniano koncentrację takich pierwiastków metalicznych j ak: C r, C u, F e, M n, M o, N i, Pb przy wykorzystaniu metody H DXRF. Jako czynnik różnicujący zawartość pierwiastków zużyciowych przyjęto pojemność skokową silnika. Do badań zakwalifikowano oleje silnikowe należące do 3 klas lepkościowych (5W30, 5W40, 10W40) pochodzących od 7 różnych producentów. Oleje pozyskane zostały w trakcie technicznej obsługi wymiany oleju smarowego z samochodów osobowych. Pozyskano łącznie 40 próbek, które podzielono na dwie grupy. Grupa I to 23 oleje pobrane z samochodów osobowych o pojemności równej lub poniżej 1400 cm3, grupa II to 17 olejów z samochodów osobowych o pojemności równej lub powyżej 1500 cm3 i nieprzekraczającej 2000 cm3. Analiza wyników wykazała, że poziomy badanych pierwiastków różniły się znacznie pomiędzy badanymi olejami. Silniki z grupy I charakteryzowały się wyższą średnią koncentracją takich pierwiastków jak Cr, Fe, Ni oraz Pb. W Grupie II silników wyższe wartości wykazała jedynie Cu. Jedynie Mn i Mo pozostały na zbliżonym poziomie dla obu grup. Uzyskane wyniki dostarczając informacji o zmianach koncentracji metali zużyciowych mogą okazać się użyteczne dla określenia sposobu zużywania się silników różnej pojemności. (abstrakt oryginalny)

Słowa kluczowe

EN

Quality of industrial products; Commodity research; Engine oil

PL

Jakość produktów przemysłowych; Badania towaroznawcze; Olej silnikowy

• Czasopismo: Towaroznawcze Problemy Jakości
• Rocznik: 2018
• Numer: nr 4
• Strony: 114--124

Twórcy

autor

Artur Wolak

• Cracow University of Economics, Poland

autor

Wojciech Gołębiowski

• University of Life Sciences in Lublin

autor

Grzegorz Zając

• University of Life Sciences in Lublin

Bibliografia

• [1] Urzędowska, W. Stępień, Z. (2009) Monitorowanie degradacji oleju smarowego współdziałającego z różnymi paliwami w warunkach symulacyjnych testów w silniku Diesla. Przemysł Chemiczny, 88(7), 789-795.
• [2] Idzior, M. Wichtowska, K. (2016) Badanie wpływu przebiegu pojazdów na zmiany właściwości olejów silnikowych. Autobusy : technika, eksploatacja, systemy transportowe, 17(6), 900-904.
• [3] Macian, V., Tormos, B., Olmeda, P. Montoro, L. (2003) Analytical approach to wear rate determination for internal combustion engine condition monitoring based on oil analysis. Tribology International, 36(10), 771-776.
• [4] Pouzar, M., Černohorský, T. Krejčová, A. (2001) Determination of metals in lubricating oils by X-ray fluorescence spectrometry. Talanta, 54(5), 829-835.
• [5] Lützenkirchen-Hecht, D., Müller, L., Hoffmann, L. a nd Wagner, R. (2014) Analysis of engine motor oils by X-ray absorption and X-ray fluorescence spectroscopies. X-Ray Spectrometry, 43(4), 221-227.
• [6] Zajac, G., Szyszlak-Barglowicz, J., Slowik, T., Kuranc, A. Kaminska, A. (2015) Designation o f C hosen H eavy M etals i n U sed E ngine O ils U sing t he X RF M ethod. P olish Journal of Environmental Studies, 24(5), 2277-2283.
• [7] Tang, H., Pennycott, A., Akehurst, S. Brace, C. J. (2015) A review of the application of variable geometry turbines to the downsized gasoline engine. International Journal of Engine Research, 16(6), 810-825.
• [8] Welling, O., Moss, J., Williams, J. Collings, N. (2014) Measuring the Impact of Engine Oils and Fuels on Low-Speed Pre-Ignition in Downsized Engines. SAE International Journal of Fuels and Lubricants, 7(1), 1-8.
• [9] Fraser, N., Blaxill, H., Lumsden, G. Bassett, M. (2009) Challenges for Increased Efficiency through Gasoline Engine Downsizing. SAE International Journal of Engines, 2(1), 991-1008.

Identyfikatory

DOI

10.19202/j.cs.2018.04.10