1. HYDRAULINESTEILLE ASETETTAVIA VAATIMUKSIA
1.13 Ruosteenesto
Ruostumisella tarkoitetaan yleensä ilman hapen ja veden vaikutuksesta tapahtuvaa raudan syöpymistä. Varsinainen korroosio on muiden metallien syöpymistä, jonka aiheuttavat
erilaiset hapot. Korroosio ei aiheuta hydrauliikassa lähes
kään yhtä suurta vaaraa kuin esim. autonmoottoreissa, joissa muodostuu koko ajan syövyttäviä happoja.
Nesteessä oleva vesi joutuu aina tavalla tai toisella kos
ketuksiin metallipintojen kanssa aiheuttaen tällöin ruos
tumista. Ruoste voi toimia katalysaattorina hapettumiselle.
Nesteeseen liuenneena se hioo ja kuluttaa komponentteja kaikkialla,minne neste pääsee. Yhdessä hapettumistuottei
den ja järjestelmässä olevien saastepartikkelien kanssa ruoste muodostaa sakkoja,jotka voivat pysäyttää koko jär
jestelmän.
Ruostumista vastaan neste varustetaan yleensä ruosteen- estoaineilla, joiden toimintatapa on jokin seuraavista ' /20/:
ruosteenestoaineina käytettävät liuotettavat metallisaippuat absorboituvat raudan pinnalle estäen siten ruostumisen.
- emulgaattoreilla saadaan vesi ja öljy reagoimaan keskenään vettä öljyssä-emulsiona., jossa öljy ympäröi kokonaan vesitipat.
- polaariset yhdisteet suojaavat ruostumista vas
taan tarttumalla metallin pintaan tukevammin kuin vesi. Tällöin raudan pinta peittyy suoje
levalla, vettä hylkivällä kalvolla.
Ruostumista estävät aineet toimivat usein myös hapettumisen- estoaineina ja päinvastoin,joten niiden välille on vaikea tehdä eroa.
1.14 Palamattomuus
Palamattomuus ja korkea leimahdaspiste ovat eduksi hydrau- linesteelle, mutta ei ehdoton vaatimus. Ympäristötekijät yleensä aiheuttavat palamattomuusvaatimuksen, ei itse hyd- raulijärjestelmä. Avotuli, sähkölaitteiden kipinöinti, hit- sauslaitteet ja'staattinen sähkö voivat sytyttää järjestel
mästä vuotaneen nesteen palamaan. Paineenalaisena vuotanut hydraulineste on yleensä sumumaista ja leviää laajalle aneel
le, jopa 10...15 metriä vuotokohdasta. Sumumaisena aineiden syttyminen on herkempää kuin normaalissa olotilassa. Esimer
kiksi lentokoneen hydraulijärjestelmä voi aiheuttaa suurem
man vaaratekijän kuin monta tuhatta litraa sinänsä tulenarkaa lentobensiiniä,koska hydraulinestettä on koneessa joka puo
lella, bensiiniä vain pienellä alueella.
Tavallisen mineraalipohjaisen hydravliöljyn tulenarkuus on johtanut synteettisten ja palamattomien öljyjen nopeaan kehitykseen. Palamattomat hydrauliöljyt voidaan jakaa vesi
pitoisiin ja vedettömiin:
Vesipitoiset, palamattomat hydrauliöljyt:
- vesi-glykoliseos-. Vettä 55...60 % todellisena seoksena.
Suurin käyttölämpötila n. 65 °C, suuren glykolipi- toisnuden ansiosta voidaan käyttää jopa - 23°C läm
pötilansa
- vettä-öljyssä emulsiossa on veden osuus 35...40 %.
Vesi on seoksessa pisaroina. Voidaan käyttää lämpö
tiloissa -9... 70 °C. Suuremmissa lämpötiloissa vesi haihtuu ja viskositeetti nousee.
- öljyä vedessä emulsiossa on veden osuus jopa 95 % öljyn osuuden ollessa yleensä 5...15.%. Käyttö vä
häistä mutta tulenkestävyys hyvä. Vesi on pisaroina seoksessa.
Vedettömiä seoksia ovat :
- fosfaattiesterit. Voidaan käyttää korkeammissa läm
pötiloissa kuin edellämainittuja vesipitoisia nes
teitä, jopa 140 °C. Pientä viskositeetti-indeksiä nostamaan käytetään yleensä viskositeetti-indeksin parantajia. Kulumis ene s t o-ominaisuud et ovat verrat
tavissa tavanomaisiin mineraalinijyihin, hinta on 5...8 kertainen. Liuottavat useimpia maaleja, tiivis
teitä ja letkuja.
- klooratut seokset ovat puhtaita tai keskenään sekoi
tettuja aromaattisia yhdisteitä,joiden ominaispaino on n. 1.4...1.5. Sräiden seosten epäillään aiheutta
vaa ihosairauksia.
- fosfaatti-klooriseokset ovat yleensä fosfaattiasterien ja kloorattujen seosten sekoituksia,joiden tarkoituk
sena on pienentää kloorattujen seosten suurta ominais
painoa.
- fosfaatti-kloori-mineraaliöljyseokset ovat fosfaatti- esterien, kloorattujen seosten ja mineraaliöljyjen muo
dostamia nesteitä,joiden etuna on halvempi hinta kuin pelkästään kahden ensimmäisen seoksen.
- silikoninesteet ovat siteetti-indeksisiä j ainoastaan sotilas- j
täysin palamattomia, suuri visko- a kalliita nesteitä,joita käytetään a lentokonehydrauliikassa.
Palamattomia hydraulinesteitä ovat käsitelleet Jones /21/ ja Townsend & Baker /22/.
Palamis- ja 1eimahduspisteiden määrittämiseksi -on kehitetty
erilaisia koejärjestelyjä, jotka yleensä perustuvat johonkin seuraavista kolmesta menetelmästä:
- tutkittavaa nestettä kuumennetaan astiassa, avoimes
sa tai suljetussapa se sytytetään joko " ulkopuolisel
la liekillä tai annetaan syttyä itse. Näitä kokeita ovat mm ASTM D 92 (IP 36/67), ASTM D 2155-66, ASTM D 93.
- neste puhalletaan erilliseen liekkiin ja tutkitaan suihkun vaikutusta siihen tai etäisyyttä liekistä, jolla suihku syttyy. Edellinen on matalapainekoe,joka tehdään tavallisella maaliruiskulla, jälkimmäinen suur-]Dainekoe, jossa tutkitaan syttvmisetäisyyttä. Kokeita ovat mm SAE AMS 3150 C (High pressure sprp.y ignition) ■ eri sovellutuksineen.
- nestettä kaadetaan kuumalle pinnalle ja tutkitaan sen syttymistä ja palamista. Heste ja tuli eivät joudu kosketuksiin keskenään.-Erittäin hyvin käytännössä esiintyviä tilanteita simuloiva koejärjestely.
Esim. SÄE AMS 3150 C, US Bureau of Mines Schedule 30, HOB Specification 570/1970.
1.15 Tiheys
Tiheys ei nestettä valittaessa ole mitenkään ratkaiseva tekijä, mutta sillä voidaan vaikuttaa seuraaviin järjestel
män ominaisuuksiin:
- kevyt neste pienentää järjestelmän kokonaispainoa.
Merkitystä lentokonehydrauliikassa
- järjestelmän ominaistaajuus on verrannollinen liikkuvan massan neliöjuureen.
- nopeassa paineiskussa ovat paineen nousut verran
nollisia tiheyden neliöjuureen, hitaassa taas suoraan verrannollisia /8/.
- suuri tiheys pienentää painetta pumpun imuaukossa
ja aiheuttaa kavitaatiota,jos pumppu sijaitsee säiliön öljynpinnan yläpuolella.
Hydrauliöljyjen tiheys on yleensä 800...900 kg/m''1, vaike
asti palavien 850...1500 kg/пЛ /5, 8/.
1.16 Myrkyttömyys
Myrkyttömyys on tärkeä hydraulinesteen ominaisuus vaikka sillä ei ole merkitystä käytön kannalta. Myrkyllinen nes
te voi vaikuttaa sitä käsitteleviin ja järjestelmää huol
taviin henkilöihin.
Myrkyllisyyttä tutkitaan yleensä eläinkokeilla syöttämällä koe-eläimille ylisuuria annoksia tutkittavaa ainetta. Toi
nen tapa on kokeilla vaikutuksia iholle tai hengityselimiin.
Kumulatiivisuuden selvittämiseksi vaaditaan pitkiä ja laajo
ja kokeita. Haihtumistuotteita on syytä tutkia, koska niitä syntyy todellisissa käyttöolosuhteissa.
Neste ei saa saastuttaa luontoa. Kaikki mineraalipohjäiset öljyt saastuttavat luontoa, samoin synteettiset koska niis
sä yleensä käytetään voimakkaita lisäaineita ominaisuuksia parantamaan. Tässä diplomityössä tutkitaan sellaisia mah
dollisia hydraulinesteitä,jotka eivät saastuta luontoa.
1.17 Haju
Hajun olisi oltava mahdollisimman huomaamaton. Käytön kan
nalta sillä ei ole merkitystä. Nesteen vanhetessa haju voi muuttua ja toimia siten vanhenemista indikoivana tekijänä.
1.18 Väri
Niin kauan kuin neste toimii hyvin, ei värillä ole merkitys
tä. Värin pääasiallinen tarkoitus on.erottaa nesteet toisis
taan sekä muista nesteistä, Brottuvuuden parantamiseksi nes
teisiin lisätään väriaineita.
1 * 19 Eristysominaisuudet
Olisi suotavaa,että neste olisi mieluummin eriste kuin joh
de. Useimmissa tapauksissa tällä ei ole merkitystä,mutta joskus neste voi joutua eristeenä kahden sähkökentän vä
lillä. Tällöin on merkitystä nesteen läpilyöntilujuudella, ominaisvastuksella ja sähkönjohtavuudella. Näitä voidaan tutkia A5TM standardeilla D 117, D 924 ja D 1169.
1,20 Saatavuus
Saatavuudella on merkitystä,jos käytetään muita kuin ta
vallisia, mineraaliöljypohjaisia hydrauliöljyjä. Palamat
tomia ja synteettisiä öljyjä käytettäessä voi syntyä vai
keuksia toimitusaikojen kanssa. Saatavuudella on merkitys
tä myös,jos kulutus on suuri.
1.21 Säteilyn vaikutus
Radioaktiivinen säteily tai valo eivät saa vaikuttaa nes
teen ominaisuuksiin. Tämä seikka tulee kysymykseen esim.
ydinvoimaloissa. Orgaaniset nesteet ja voiteluaineet ovat herkkiä radioaktiiviselle säteilylle /1/. Toisaalta pum
pun kulumista voidaan tutkia säteilyttämällä sen osia ja seuraamalla säteilyn intensiteettiä esim. suodattimessa /24/.
Perusöljyllä on todettu olevan suuri vaikutus öljyn kestä
vyyteen radioaktiivisessa säteilyssä. Huonon perusöljyn ominaisuuksia voidaan parantaa lisäaineilla.
2. HYDRAULIÖLJYTESTIT
2.1 Testityypit, merkitys
Hydraulinesteiden, kuten lähes kaikkien aineiden tutkimiseksi ja keskinäisen vertailun helpottamiseksi,on kehitetty erilai
sia koejärjestelyjä, joilla voidaan tutkia joko jotain mää
rättyä ominaisuutta erikseen/tai simuloida mahdollisimman pitkälle todellisia käyttötilanteita. Öljyille ja hydrauli- nesteille suoritettavat kokeet voidaan jakaa kolmentyyppi
siin:
1) laboratoriokokeet 2) Penkkikokeet
3) Täysimittaiset kokeet
Seuraavassa käsitellään hieman näitä koetyyppejä, niiden mer
kitystä käytännön kannalta ja esitellään lyhyesti muutama koelaite.
2.1.1 Laboratoriokokeet
Laboratoriokokeissa tutkitaan aineiden kemiallisia tai fysi
kaalisia ominaisuuksia. Kokeet voidaan jakaa yleisiin, kai
kille aineille tarkoitettuihin ja erikoisesti määrätyille aineille tarkoitettuihin.
Yleisiä kokeita ovat sellaiset, joita voidaan suorittaa aineelle kuin aineelle ja jotka eivät tarvitse tarkoin
määrättyä koelaitteistoa. Esim. tiheys, ominaislämpö, väri, haju, happolulcu, kiehumispiste jne. ovat ominaisuuksia, joi
den määrittämiseen" löytyy lukemattomia menetelmiä, jotka an
tavat saman tuloksen kaikissa laboratorioissa.
Määrätyille aineille tarkoitetuissa kokeissa tutkitaan jotain erikoisominaisuuksia, esim. öljyillä leimahduspistettä, vaah- toamiscminaisuuksia, ruosteenesto-ominaisuuksia jne.,joiden mittaamiseen on sovittu käytettäväksi juuri tähän tarkoituk
seen suunniteltuja ja kaikkialla samanlaisia koelaitteita.
Mittaustulosten.yhteydessä on syytä mainita koelaitteisto, jolla kokeet on tehty.
■Kuvassa 2.1 on esitetty ASTM D 665:n mukainen koelaitteisto öljyjen ruosteenesto-ominaisuuksien tutkimiseksi /57/. Sekoi tin (stirrer) sekoittaa säiliössä olevaa veden ja öljyn se
koitusta määrätyissä olosuhteissa. Ruostumista indikoivat koekappaleessa (test specimen) tapahtuneet muutokset.
12-7 DIA
6 DIA
(0-24) STIRRER
TEST SPECIMEN
70(2340 APPROX INSIDE DIA MIDWAY
THERMOMETER
HOLE--0-3 DIA PIN
All dimensions are in millimeters (inches).
FIG. 1 Rusting Test Apparatus.
Kuva 2.1. ASTM D 665:n mukainen laite öljyjen ruosteen- esto-ominaisuuksien tutkimiseksi /57/
Vaahtoamista tutkitaan kuvan 2.2 mukaisella laitteistolla puhaltamalla nesteen lävitse ilmaa määrätyissä olosuhteis
sa /58/.
200 BATH All dimensions in millimeters.
HG. 3 Foaming Test Apparatus.
Kuva 2.2. ASTM D 892:n mukainen laite öljyjen vaah toamisen tutkimiseksi /58/
Laboratoriokokeiden suurin puute on niiden usein huono kor
relaatio käytäntöön. Etuina ovat kokeiden nopeus ja halpuus, sen jälkeen kun koelaitteisto on hankittu. Tulokset ovat käyt
tökelpoisia, jos niitä voidaan verrata laajempaan koemäärään.
Parhaiten laboratoriokokeet soveltuvat laaduntarkkailuun valmistusprosessin eri vaiheissa.
Ei ole olemassa mitään sellaista fysikaalista tai kemiallis- analyyttistä laboratoriomääritystä,joka varmasti ja selvästi osoittaisi etukäteen, kuinka öljy todella käyttäytyy todelli
sessa käjrttötilanteessa /20/.
2.1.2 Penkkikokeet .
Penkkikokeis sa tutkittavat aineet asetetaan käyttöä vastaa
viin, mutta kovennettuihin olosuhteisiin. Tavallista kor
keampi lämpötila ja pintapaine ovat yleisiä keinoja.
Esim. voiteluominaisuuksia tutkitaan usein kuvan 2.5 mukai
silla koelaitteilla, joissa kahta, yleensä metallista, pin
taa liu'utetaan toisiaan vastaan. Voitelukykyä arvioidaan
tutkimalla syntyneiden kulumisjälkien suuruutta, osien pai nohäviöitä tai.kappaleissa vaikuttavia voimia.
FALEX AIHE N
THREE LOWER BAUS STATIONARY ROLLERS ROTATE AT
OFFERENT SPEEDS
FOUR-BALL
Bearing pairs of typical lubricant film strength test machines
Kuva 2.3. Koejärjestelyjä voiteluominaisuuksien tutkimiseksi /50/
Edellä esiteltyjä penkkikokeita käytetään öljyjen valikoin
tiin. Mäissä kokeissa parhaiten menestyneet öljyt pääse
vät edelleen jatkokokeisiin. Halvan hintansa ja nopeutensa ansioista penlckikolceet ovat suosittuja.
Osaa penkkikokeista kutsutaan ns. traditionaalisiksi eli joku joskus on keksinyt jonkun kokeen ja päättänyt sitten hankkia itselleen kuolemattomuuden nimeämänä kokeen itsensä mukaan.
Lääketieteessä erittäin yleinen ilmiö.
Traditionaalisista kokeista voidaan saada jotain irti,jos olosuhteet ja laitteet ovat aina samanlaiset. Pam sas koeai- neisto auttaa tilastollisessa mielessä,ja jos tuloksia voi
daan esim. taulukoiden avulla tulkita, voivat nämä olla hy
viäkin kokeita.
Kuvassa 2.3 esitellyt penkkikokeet ovat nopeita suorittaa, liitteissä 1 ja 2 on esitetty hydraulinesteiden
kulumisen-esto-ominaisuuksia tutkittaessa käytettäviä pumppukokeita, joista lyhyemmän koeaika on 100 tuntia ja pitemmän 1000 tun
tia.
■ Penkkikokeet vastaavat paremmin todellisia olosuhteita kuin laboratoriokokeet,mutta näissäkin on todettu tapauksia joissa kahdesta yhtä hyvin menestyneestä öljystä on toinen ollut käyttökelvotonta /20/.
2,1.3 Täysimittaiset kokeet
Paras ja luotettavin tapa tutkia hydraulinesteitä on käyttää - niitä täysimittaisissa järjestelmissä tai ainakin sellaisissa,
joissa käytetään täysimittaisia komponentteja. Hydrauliikassa
■tyydytään toisinaan käyttämään vain muutamia, järjestelmän toiminnan kannalta tärkeimpiä komponentteja,joilla teetetään samoja toimintoja kuin ne tekevät todellisuudessakin.
Moottoriöljyä on jo kauan kokeiltu erityisillä koemoottoreil- la, joista on kuitenkin vaikea sanoa ovatko ne penkki- vai täysimittaisia kokeita,koska moottorit voivat olla täysin tavanomaisia sarjatuotteita mutta koe-ol. o suhteet ja -aika eivät vastaa käytännössä esiintyviä. Koemoottoreita ovat mm. Caterpillar L-1 ja L-5 sekä Petter AV-1 ja ¥-1 /20/.
Täysimittaisten kokeiden haittana on niiden kalleus, usein pitkä kestoaika ja loppujen lopuksi neste ehkä sopii vain koelaitteistolle.
Mikäli halutaan olla varmoja valitun hydraulinesteen sopi
vuudesta, joudutaan se kokeilemaan juuri siinä järjestelmäs
sä ja olosuhteissa johon se on tarkoitettu. Ja se tulee kal
liiksi.
2.2 Standardisoimisjärjestöt
Menetelmiä öljyjen ja muiden hydraulinesteiden kokeilemi
seksi ovat kehittäneet monet eri järjestöt ja tutkimuslai
tokset. Kehitys on yleensä käynyt yleisistä öljykokeista
erikoistuotteille tehtäviin. Hydraulinesteille on toistai
seksi suhteellisen vähän omia testejä tai standardeja.
Muille tuotteille tarkoitettuja kokeita voidaan kuitenkin usein soveltaa.
Hydraulinesteiden standardisoinnista ja öljykokeista kiin
nostuneen kannattaa etsiä käsiinsä ainakin seuraavien järjestöjen standardikirjät :
- A S' T M (American Society for Testing and Materials)
- DIN (Deutsche Industrie Normen)
- ISO (International Standardiation Organisation) - MIL (US. Military Specification)
- SAE (Society of Automotive Engineers)
- CEC (Coordinating European Council for the Development of Performance Tests for Fuels and Lubricants)
- SFS (Suomen standardisoimisliitto) - SMR (Svenska Mekanisters Riksförening)
Erityisen paljon työtä öljyjen tutkimiseksi ja koemenetelmien kehittämiseksi on tehnyt ASTM. Sen hyväksymiä koemenetelmiä käyttävät hyväkseen lähes kaikki standardisoimisjärjestöt.
ASTM julkaisee vuosittain yli 30-osaisen kirjasarjan, johon on koottu kaikki sen standardit. Öljytuotteita varten on kaksi yli 1200-sivuista kirjaa.
Saksalaisen DIN-standardin sisällysluettelossa on sivu
kaupalla öljytuotteisiin liittyviä standardeja, joukossa paljon myös hydrauliikkaan liittyviä. DIN-standardit ilmes
tyvät samoin vuosittain.
ISO:11a on useampia komiteoita tutkimassa hydrauliikan stan
dardisointia.
MIL on Yhdysvaltain armeijan standardis ointiorganis aatio, joka on määrittänyt sotilaskäytön asettamat vaatimukset hydraulinesteille. MI1-standardeis s a on useita
hydrauli-nesteluokkia eri käyttöolosuhteille.
SAE on keskittynyt autoalalle, mutta standardisoinut silti eräitä hydraulinesteisiin liittyviä koemenetelmiä ja vaa
timuksia.
CEO on eurooppalainen keskusjärjestö, joka on vakioinut mm.
koemoottorin Petter AV-1 Euroopan vakiomoottoriksi.
CEC-toimintaan on Suomi liittynyt v. 1978, joten tulevai
suudessa on odotettavissa tämän merkityksen kasvavan ai
nakin jossain määrin erityisesti moottorien voitelututki- muksessa.
VTT käyttää öljyjä tutkiessaan lähinnä ASTM:n, DIN: n ja SÄE:n kehittämiä ja hyväksymiä menetelmiä.
3, ELÄIN- JA KASVIÖLJYT
3.1 Voiteluaineiden historiaa /5, 25, 20/
Hydraulinesteiden historia on voitelun historiaa, voitelun historia on kitkan historiaa.
Eläin- да kasvikunnan rasvat ja öljyt ovat veden jälkeen vanhimpia ihmisen käyttämiä voiteluaineita. Dowson /25/
epäilee näitä käytetyn jo n. v. 2500 e.Kr alkeellisissa ovensaranoissa estämässä kitinää. Noin vuodelta 2000 e.Kr on löydetty savenvalajan sorvin jäännöksiä,joista on jälji-
■ tetty bitumia. Raakaöljyähän on aikoinaan ollut vapaana
maan pinnalla. Lampaan tai härän rasvaa on löydetty n. vuodel ta 1400 e.Kr peräisin olevien vaunujen pyörien laakereista.
Egyptissä on n. vuoden 2400 e.Kr jälkeen käytetty pyramidien rakennustyömailla vettä voiteluaineena kiviä siirrettäessä.
Pienenä esimerkkinä voiteluaineasiantuntijoiden, tribolo- gien, statuksen kohoamisesta ovat kuvat 3.1 ja 3.2. Kuvassa 3.1 ensimmäinen tunnettu tribologi kaataa voiteluainetta Ti:n patsasta kannattavan kelkan alle n. v. 2400 e.Kr kulkien itse sen edellä.
fig. Ç__First recorded Iribologist-seen pouring lubricant in front of sledge in transport of Statue of Ti (c 2,400 P.C.). (After Stc-indorff,
1913.)
Kuva 3.1. Voitelua n.v. 2400 e.Kr Egyptissä /25/
Kuvassa 3.2 siirretään EL-Bersheh:issä, Egyptissä, Colossuk- sen patsasta n. v. 1880 e.Kr. Tribologi on päässyt kelkan kyytiin.
Kuva 3.2. Voitelua n.v. 1880 e.Kr Egyptissä /25/
Vielä keskiajalla käytettiin voiteluaineina pääasiassa vain kasvi- ja eläinkunnan tuotteita. Maaöljyä käytettiin lähinnä rakennus- ja saostusaineena sekä lääketieteessä ja sodankäyn
nissä. Välimeren alueella oli suosituin oliiviöljy, pohjois- Euroopassa käytettiin eläinrasvoja. Rapsia ja unikkoa alet
tiin viljellä niistä saatavan öljyn vuoksi noin kolmannel
latoista vuosisadalla j.Kr.
Ensimmäisiä kitkan tutkijoita oli Leonardo da Vinci (1452- 1519). Kuita huomattavia olivat G-uillaume Amontons (1699) ja Charles Auguste de Coulomb (1785). Erityisesti voitelu
aineisiin kohdistuvaa tutkimusta lisäsi V/attin 1700-luvulla keksimä höyrykone.
Vasta vuonna 1833,kun E. Petroff julkaisi viskositeettia koskevat tutkimuksensa,alettiin uskoa että mineraaliöljyt voivat olla yhtä hyviä voiteluaineita kuin kasviöljyt.
Vuoteen 1920 mennessä oli raffinointiin liittyvät vaikeu
det onnistuttu voittamaan ja mineraaliöljyt korvasivat kasvi- ja eläinkunnan tuotteet voitelutekniikan kaikil
la aloilla.
Kasvi- ja eläinkunnan tuottamat voiteluaineet hylättiin aikoinaan lähinnä seuraavista syistä:
- mineraaliöljyt olivat halvempia
- eläin- ja kasvirasvat hapettuvat paljon herkemmin kuin mineraaliöljyt
- mineraaliöljyjen viskositeetti valikoima oli paljon laajempi
Ensimmäinen on menettämässä merkitystään mineraaliöljyjen hintojen noustessa koko ajan. Toiseen ja kolmanteen voi
daan vaikuttaa kehittämällä uusia lajikkeita. Hydrauli
tekniikan kannalta todetaan myöhemmin,että eräiden kasvi- öljyjen viskositeetti vastaa hyvin öljyille asetettavia vaatimuksia.
Varsinaisen hydrauliteloniikan kehityksen voidaan katsoa alkavan 1700-luvulla rakennetuista puristimista, joissa hydraulinesteenä käytettiin vettä. 1846 rakensi W.G.
Armstrong hydraulisen nosturin.
1800-luvulla hydrauliikan kehitystä hidasti sähköteloi iikan yleinen käyttöönotto. 1905 käytettiin ensimmäisen kerran öljyä hydraulinesteenä. Tämän jälkeen kehitys on ollut no
peaa ja hydrauliikka on levinnyt kaikkialle.
'
Alun tavallisten moottoriöljyjen käytön jälkeen on kehi
tys johtanut ensin erikoisiin hydrauliöljyihin ja sitten palamattomiin, täysin synteettisiin öljyihin. Nykyaikaisis
sa» lisäaineistetulssa hydrauliöljyissä mineraaliöljyn teh
tävänä on lähinnä toimia lisäaineiden kiinnitysalustana.
Kasvi- ja eläinrasvojen käyttö voiteluaineina tällä vuosisadalla
Kasviöljyistä on yleisimmin käytetty voiteluaineena risii
niöljyä. Ennen sotia risiiniöljyjä kehitettiin voitelemaan lentokoneiden raäntämoottoreita,koska silloiset mineraali- öljyt eivät kyenneet selviytymään tästä tyydyttävästi.
Risiiniöljyä oli tuolloin helposti saatavilla ja se oli ai
noa kasviöljy, joka pysyi juoksevana vielä alhaisissa läm
pötiloissa.
Vuonna 1966 oli Suomessa myynnissä Shellin,
Ca.stro-lin ja BP:n valmistamia risiiniöljypohjäisiä moottoriöljy-jä, joita käyttivät lähinnä kilpa-ajajat /40/.
Vieläkin myytävä Castrol R on risiiniöljypohjäinen /54/.
Risiiniöljyä hydraulinesteenä on kokeillut v. 1943 Shough /15/. Vaikeuksia aiheuttivat lähinnä risiiniöljyn pumppua ja sen laakereita syövyttävät ominaisuudet sekä tietenkin öljyn pilaantuminen. lisäksi hintakilpailussa risiiniöljy hävisi.
Ensimmäiset jarrunesteet olivat risiiniöljypohjäisiä /55/.
Pienois- ja kilpamoottorien voiteluun risiiniöljyä käyte
tään ns. "once through"-öljynä eli se voitelee vain kerran ennen poistumistaan moottorista.
Sylinteriöljyissä on käytetty ihra-, silava- ja sorkkaöl- jyjä niiden hyvän voitelevuuden ja tarttuvuuden takia. Tart
tumalla voideltavaan pintaan polaarisesti ne muodostavat tukevan ja pitävän, ruostumista vastaan suojaavan kalvon, Leikkuuöljyinä on paljon käytetty ihraöljyä /'38/.
Tekstiiliteollisuudessa on käytetty kasviöljyjen helpom
min veteen liukenevia lajikkeita voitelemaan villakuituja kudonnan aikana, öljy on sitten pesty pois valmiista tuot
teesta /27, 34/.
Keskus ueluissa öljyalalla työskentelevien henkilöiden kanssa on tullut esille seuraavia kasvi- ja eläinöljyjen käyttötapoja voiteluaineina, joille kuitenkaan ei ole löy
tynyt vahvistusta kirjallisuudesta:
- Eräiden Lontoon bussien vetopyörästön voiteluun on vielä 60-luvulla käytetty kasvi- tai eläin
rasvaa .
- Samoin erään Peugeotin ruuvityyppistä vetopyö- rästöä on vielä 60-luvulla voideltu tällaisella rasvalla
— Sodan aikana käytettiin Neuvostoliitossa rauta
tiekaluston voiteluun eläinrasvoja.
Suomessa ovat Tallgvist, Enkvist, Mäkelä ja Kahila tutkineet sodan aikana mäntyöljyn käyttöä voiteluaineena. Tutkimuksia on selostettu Teollisuuden keskuslaboratorion tiedonannoissa 53» 59, 60, 61, 63, 77, 78 ja 86. Sota loppui ennen kuin hy
viä tuloksia ehdittiin saavuttaa
Kimmokkeen tämän tutkimuksen suorittamiselle antoi Hiabin asiakasjulkaisussa n : o 16 /26/ ollut lyhyt maininta ja kuva nosturista, joka käytti ruokaöljyä. Yhteydenpito maahantuo
jan, nosturin valmistajan, myyjän ja käyttäjän kanssa ei sel
vittänyt asiaa enempää.
3_iP..„N-imitykset, rasvojen лa öljyjen muodostuminen
kemiallisesti ajatellen ei ole eroa kasvis- ja eläinrasvo
jen ja -öljyjen kesken. Öljyksi kutsutaan rasvoja,jotka ovat juoksevia alle + 20 °C lämpötiloissa ja tämän yläpuo
lella kiinteinä olevia rasvapitoisia aineita kutsutaan rasvoiksi. Yleisen käytännön mukaisesti käytetään tässä esityksessä nimitystä rasva vaikka kysymyksessä olisikin
juokseva öljy. .
kaikki rasvat ovat ainakin välillisesti peräisin kasveista.
Yhteyttämisen seurauksena syntyy vedestä ja hiilidioksidista auringonvalon ja lehtivihreän avulla happea ja rypälesokeria.
Syntynyt happi poistuu ilmaan, rypälesokeri muuttuu erilai
siksi sokereiksi, muiksi hiilihydraateiksi tai rasvaksi.
Rasvasynteesissä sokerimolekyyli pilkkoontuu pienemmiksi molekyyleiksi, joista, syntyy glyserolia ja erilaisia rasva
happoja. Kun kolmeen glyserolimolekyyliin liittyy kolme ras- vahappomolekyyliä, on tuloksena rasva,joka on hiilen, vedyn ja hapen yhdiste, Sokerimolekyylin Rajoittajina toimivat entsyymit.
Kasveissa rasvat kerääntyvät etenkin siemeniin,joissa niiden tarkoituksena on olla uuden, kehittyvän kasvin ravintona.
Eläinkunta saa tarvitsemansa rasvat viime kädessä kasveista.
Rasvoja eristetään niitä sisältävistä kasvi- ja eläinkunnan tuotteista sulattamalla, puristamalla ja uuttamalla. Cal
vitie /30/ on käsitellyt rasvojen eristämistä ja puhdista-
• mista ja näissä tarvittavia koneita.
3.4 Rasvojen rakenne, pilaantuminen
Rasvat ovat glyserolin ja rasvahappojen estereitä eli gly- seridejä joiden yleinen rakennekaava on:
CH0 0 OC R
I 2 . ,
CH 0 OC R (8)
. CH2 0 OC R
I
I
R = rasvahappo
luonnonrasvat ovat aina useammista eri rasvahapoista muodos
tuneita. Riippuen siitä montako rasvahappoa on esteröitynyt glyseroliin, puhutaan mono-, di- ja triglyserideistä. Kaava 7 esittää triglyseridiä, joka on ravintorasvojen pääosa.
Glyseroli on kaikkien rasvojen perusosa,mutta rasvojen omi
naisuudet määräytyvät rasvahappojen mukaan. Rasvahapot ovat muodostuneet hiilestä, vedystä ja hapesta. Happiatomien määrä on aina vakio,mutta hiili- ja vetyatomien määrä vaih- telee. Rasvahappojen rungon muodostaa normaalinen, haarau- tumaton hiiliketju jossa on parillinen määrä (4...24) hii
liatomeja.
Vetyatomien määrä vaikuttaa rasvan tyydyttyneisyyteen ja hapettumiseen. Vetyatomit sitoutuvat rasvahapon hiiliato- meihin,ja jr s jokaiseen hiiliatomiin on liittynyt suurin mahdollinen määrä eli 2 vetyatomia, on rasvahappo tyydyt
tynyt. Hiiliatomien välillä on tällöin vain yksinkertaisia sidoksia.
Tyydyttämättömistä rasvahapoista puuttuu vetyatomeita,joi loin hiiliatomit liittyvät toisiinsa kaksoisidoksilla, ku va 3.3.
Kuva 3.3. Rasvojen kemiallinen rakenne /32/
Kuva 3.3 esittää tärkeintä ja yleisintä monityydyttämätöntä (monta kaksoissidosta) rasvahappoa linolihappoatjonka hiili- ketjussa on kaksi kaksoissidosta. Merkitään 18:2 eli 18
hiiliatomia ja 2 kaksoissidosta. Öljyhapossa on yksi kaksois- sidos (1Ö: 1), linoleenihapossa kolme (18:3) ja arakidoni- hapossa neljä (20:4).
Kaksoissidosten määrä vaikuttaa rasvan olomuotoon ja reak
Kaksoissidosten määrä vaikuttaa rasvan olomuotoon ja reak