Publié par Le frottement, du mot suédois skuffa, qui signifie pousser, est défini comme une forme d’usure qui se produit dans des tribosystèmes insuffisamment lubrifiés, un système qui contient un ou plusieurs triboéléments, y compris tous les facteurs mécaniques, chimiques et environnementaux pertinents pour la tribologie. comportement. 1 Bien qu’il soit souvent utilisé de manière interchangeable avec le rainurage, le grippage « provient de la création d’une liaison adhésive entre les surfaces de contact, qui sont ensuite cisaillées », tandis que « le rainurage résulte de l’abrasion mécanique de la surface par les particules d’usure très dures dans des conditions de charge très élevée ». .” 2
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Comme les éraflures, les rayures sont l’un des modes d’usure les plus dangereux. Les éraflures se produisent souvent brusquement et peuvent entraîner une augmentation immédiate de la friction sur les composants, tels que les engrenages et les roulements. Cela peut entraîner des inefficacités du système ou, à l’extrême, une défaillance catastrophique.
Il est difficile d’étudier le grippage de manière reproductible car, à part l’usure par abrasion, il se produit de manière aléatoire. Le grippage a généralement été attribué à des tribosystèmes mal lubrifiés, à un épuisement des additifs, en particulier dans les huiles dépassant les recommandations de vidange et, en particulier, à la température critique du lubrifiant, où les moteurs fonctionnent «à chaud».
Le Mercedes-Benz MBN 10474 (Execution of Scuffing Limit Tests with Oscillating-Friction-Wear Tribometer) est inclus dans les spécifications de l’huile Mercedes-Benz depuis 2013 et examine la résistance au frottement dans un tribomètre en utilisant une myriade de conditions de test. 3 Il cartographie la résistance au grippage dans une large gamme de conditions de fonctionnement. Le MBN 10474 fonctionne à l’extérieur d’un moteur à l’aide d’éprouvettes usinées à partir de moteurs réels. Le test spécifique aux équipementiers allemands peut également être étendu à d’autres composants de segments de piston et de chemises de cylindre métallurgiquement différents.
PetroChina Lubricant Company, la branche lubrifiants de la société d’État chinoise China National Petroleum Corporation (PetroChina), a développé une nouvelle procédure de test pour déterminer la limite de température de frottement des huiles de lubrification sous la direction du chef de projet, Jin Zhiliang. La nouvelle méthode d’essai utilise également la machine d’essai SRV pour mesurer la limite de température pour faire fonctionner un lubrifiant dans des conditions prescrites. Il peut également déterminer la capacité des huiles lubrifiantes à pression non extrême à résister aux éraflures. De plus, le coefficient de frottement des huiles peut être surveillé pour évaluer leurs performances tribologiques et leur rétention sur une plage de températures.
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Jusqu’à présent, les tests tribologiques de grippage et les tests d’extrême pression ont été générés par différentes méthodes de test tribométriques, telles que FZG, Four Ball, SRV, Timken, etc., en utilisant des contraintes de charge ou de contact hertziennes élevées. La contrainte de contact hertzienne fait référence aux contraintes localisées qui se développent lorsque deux surfaces courbes entrent en contact et se déforment légèrement sous les charges imposées.
La méthode de test PetroChina fonctionne sous une charge, une fréquence et une contrainte constantes, en utilisant une augmentation de température.
« Cela représente une nouvelle approche technique », a déclaré le Dr Mathias Woydt, associé directeur de MATRILUB Materials et contact technique pour les méthodes d’essai basées sur SRV au sein du comité D02 (produits pétroliers, carburants liquides et lubrifiants) d’ASTM International.
La machine d’essai SRV analyse le frottement et l’usure des huiles lubrifiantes, des graisses et des additifs et génère des données conformes aux organismes de normalisation tels que ASTM International, Deutsches Institut für Normung eV (DIN) et l’Organisation internationale de normalisation (ISO) ainsi que le Administration des normes de Chine (SAC). SRV signifie Schwingung (Oscillant), Reibung (Friction), Verschleiß (Usure). La machine de test SRV évalue les interactions physiques sous contact chargé en mouvement de rotation ou d’oscillation linéaire.
La méthode de test PetroChina fait osciller un rouleau de test à fréquence et amplitude de course constantes et sous charge constante contre un disque de test en fonte grise lamellaire à haute teneur en carbone mouillée par le lubrifiant à tester. Un rouleau longitudinal se déplace à un angle de 90 degrés par rapport à la direction de glissement et la température est augmentée par pas de 10°C pendant le test. L’incrément de temps est augmenté de sept à 15 minutes pendant toute la durée du test. Un dispositif piézo-électrique monté dans l’ensemble de disque de test mesure la force de frottement. Les valeurs maximales du coefficient de frottement sont déterminées et enregistrées en fonction de la température. Le grippage est indiqué par une augmentation soudaine du coefficient de frottement à une température donnée. La méthode a été déterminée pour être hautement reproductible. Le rapport de recherche ASTM D02 révèle une répétabilité r de 12.
Jin Zhiliang
La procédure est appropriée pour les mouvements de vibration ou de marche-arrêt à grande vitesse sur de longues périodes, tout en étant soumis à des pressions de contact de ligne hertziennes initiales élevées. La facilité d’exécution par les fabricants et les formulateurs d’huiles de base et d’additifs est importante, car elle ne nécessite pas de composants de moteurs, a déclaré Woydt. Cela en fait un test plus simple à mettre en œuvre que le Mercedes-Benz MBN 10474. PetroChina a trouvé la méthode de test utile comme test de dépistage pour les huiles moteur, les lubrifiants pour engrenages et les huiles pour turbines, où les températures peuvent atteindre jusqu’à 300 °C.
La méthode d’essai de frottement (T) de PetroChina indique que la pression de contact initiale de la géométrie du rouleau sur le disque est mieux conservée tout au long de l’essai que l’actuelle ASTM D6425 (Méthode d’essai standard pour mesurer les propriétés de frottement et d’usure des huiles lubrifiantes à pression extrême (EP) Utilisation de la machine de test SRV) avec leur géométrie bille sur disque.
Le test de frottement est l’une des nombreuses méthodes de test basées sur SRV pour les moteurs à combustion interne développées par PetroChina, y compris T/CSAE109 (Méthode de test standard 2019 pour déterminer les propriétés de frottement et d’usure de l’huile de moteur diesel) – qui concerne les huiles encrassées et utilise le Méthode chemise de cylindre-segment de piston SRV et Q/SY1495 (Méthode d’essai standard 2012 pour déterminer les propriétés de réduction de friction des huiles pour moteurs à essence à l’aide de la machine d’essai SRV).
Comme les tests basés sur SRV fonctionnent en dehors des moteurs, les tests sont plus rapides et moins chers à exécuter que les tests moteurs, a déclaré Woydt. Les méthodes de test démontrent également qu’il est possible d’exécuter des tests tribométriques significatifs en dehors des moteurs, a-t-il déclaré, en particulier lorsque des éprouvettes fabriquées à partir de moteurs sont utilisées dans la méthode de test.
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PetroChina a soumis une demande initiale au comité ASTM D02 pour la nouvelle méthode de test le 28 juillet 2022. Cela a été précédé par la validation initiale des conditions de test améliorées dans un test national à tour de rôle avec six échantillons d’huile fin 2021, ainsi que le établissement d’énoncés de précision par le biais d’un test interlaboratoire international supplémentaire à l’automne 2022 avec les six mêmes échantillons d’huile.
La méthode d’essai reste en cours de développement au sein du comité ASTM D02, qui achève l’analyse statistique critique des données d’essai circulaire et la révision de l’ébauche existante. Un vote négatif reçu lors d’un vote au sein du sous-comité ASTM D02.L0 (Industrial Lubricants and Engineering Sciences of High Performance Fluids and Solids) a été retiré en décembre 2022. La procédure se poursuit maintenant pour le vote au sein du principal comité ASTM D02 en tant qu’élément de travail WK82495 cette année .
1 ASTM G40-17 : Terminologie standard relative à l’usure et à l’érosion, ASTM International, 30 juin 2021
2 Nouvelles méthodes d’essai de frottement pour la détermination de la résistance au frottement des engrenages revêtus, Remigiusz Michalczewski, Marek Kalbarczyk, Michal Michalak, Witold Piekoszewski, Marian Szczerek, Waldemar Tuszynski et Jan Wulczynski, Tribology, 22 mai 2013.
3 MBN 10474, Execution of Scuffing Limit Tests with Oscillating-Friction-Wear Tribometer, Mercedes Benz AG, instruction procédurale, avril 2016. (fuelsandlubes 07/02/23)
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