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Das Institut FSD Fahrzeugsysteme Dresden führt für den Bund und die Länder sachkundige Untersuchungen und Feldtests zur Emissionsreduzierung von Fahrzeugen mit Verbrennungsmotor durch. Das Institut testet bereits seit 2017 unser Produkt AddOil. AddOil ist weltweit der erste Schmierstoffzusatz, der auf physikalischem Prinzip die Struktur des Motoröles beeinflusst. Ein erster Feldversuch ergab laut Bericht eine "deutliche (NOx-Reduzierung bis ca. 30% und eine CO2 Einsparung bis ca. 10%)". Mit AddOil können "NOx- und CO2" Emissionen wirksam, schnell, finanziell überschaubar und nachhaltig gesenkt werden.
AddOil ist ein physikalisch wirksames Additiv für Schmierfluids. Es verbessert die hydrodynamische Schmierung. Der hydrodynamische Schmierfilm entsteht früher und wird deutlich belastbarer - die verschleiß- und reibungsfördernde Mischreibung wird weitestgehend vermieden. AddOil Ölstrukturen weisen auch eine geringere Flüssigkeitsreibung auf - die Reibung im Schmierspalt ist geringer. AddOil ist bereits bei sehr geringen Anwendungs-Konzentrationen wirksam. AddOil verändert nicht die chemischen und physikalischen Eigenschaften der Schmierstoffe und die vom Hersteller zertifizierten Basisdaten. Der Anteil von festen AddOil-Teilchen bei Anwendung in Ölen beträgt 0,001% bis 0,002%.
Die Einsatzmöglichkeiten sind vielfältig, aber zusammengefaßt lässt sich sagen:
Die Wirkung von AddOil hat sich in zahlreichen Einsätzen auch unter sehr schweren Bedingungen bestätigt.
1) Gründliche Reinigung des Motors insbesondere der Reibungsoberflächen.
2) Modifizierung der Reibungsoberflächen. Die Oberflächenspannung und Verschleiß verringern sich.
3) Senkung der inneren mechanischen Verluste des Motors.
4) Verringerung des Motorenölverbrauchs.
1) Erhöhung von Leistung und Dynamik.
2) Verbesserte Kompression.
3) Kraftstoffeinsparung.
4) Reduzierung der Abgasschadstoffe.
5) Geräuschpegelsenkung.
6) Verlängerung der Motorenlaufzeit.
7) Ökonomische sowie ökologische Effizienz durch Kraftstoff- und Motorenöleinsparungen sowie Verminderung der Kosten für Serviceintervalle.
1940 begann Harry Kloepfer mit Versuchen zur Herstellung von einem Kieselsäureaerosol (weißem Ruß) aus Siliciumtetrachlorid. Die Firma Degussa entwickelte 1942 das Hochtemperaturhydrolyseverfahren zur Herstellung von Silicium Dioxid (SiO2) welches zunächst in Form von geschmolzenen Polymer-Kügelchen anfällt und als "synthetische Kieselsäuren" bezeichnet wird.
1944 wurde die Produktion der ersten pyrogen hergestellten Kieselsäure, die den Markennamen Aerosil® erhielt.(Quelle Wikipedia)
Das polymere wird zur Verdickung in Ölen eingesetzt und hat eine kugelförmige Gestalt. Die Moleküle bestehen im Inneren ausschließlich aus SiO2-Einheiten. Die Verdickungswirkung der polymeren SiO2-Moleküle in Grundölen beruht darauf, dass deren freie Oberflächen-Silanolgruppen intermolekulare Wasserstoffbrückenbindungen ausbilden und so auf diesem Wege dreidimensionale Netzstrukturen aufbauen..
Vor über 30 Jahren tat sich eine internationale Gruppe von damals noch jungen Wissenschaftlern zusammen. Beim Studium der technischen Errungenschaften aus der Zeit der "Not-Ökonomie" wurde überlegt wie diese Technik in die Zeiten der "Neuen Technik" weiterentwickelt werden könnte. So begann die Forschungsarbeit über verschiedene Wissenschaftsbereiche.
Das Nanopulver als feste disperse Phase in flüssigen Kohlewasserstoffen sollte die folgenden Eigenschaften besitzen:
=>Stabilität, d.h. eine Trägheit bei chemischen Reaktionen. Sie dürfen sich in flüssigen Kohlewasserstoffen nicht auflösen und ihre physischen Eigenschaften bleiben auch bei sich veränderten thermodynamischen Bedingungen und im breiten Umfang sowie bei mechanischer Wirkung behalten.
=>Der Anteil von Oberflächenatomen in Nano-Teilchen soll mindestens 30% sein und die spezifische Oberfläche soll nicht weniger als 150 m2/g betragen.
=>Die Nano-Teilchen sollten die Fähigkeit zur Verringerung der eigenen Oberflächenenergie (durch Material eigener Umbildungsfähigkeit) haben, d.h. eine Oberflächenreaktion, die durch Verschiebung der Oberflächenatome entsteht und durch eine Oberflächen-Restrukturierung und Vereinigung von freien Verbindungen zu neuen deformierten chemischen Bindungen (strukturierte Segregation) führen.
=>Eine fertig ausgebildete Oberfläche für die physikalische und chemische Absorption.
Die AddOil-Bestandteile SiO2, Al2O3 und amorphes Graphit entsprechen den oben genannten Anforderungen.
Es gibt drei Arten von Reibung: trockene, hydrodynamische Reibung sowie die Grenzreibung.
Bei der Trocken- und Grenzreibung ist der Reibungskoeffizient von dem Zustand der Reibungsflächen, seiner Rauheit und der Reibungskraft abhängig und ist direkt proportional zu der äußeren Beanspruchung.
Bei der hydrodynamischen Reibung sind die Reibungsflächen durch das Schmiermittel, dessen Viskosität die Reibung beeinflusst, getrennt. Dabei haben die Reibungsoberfläche, deren Bewegungsgeschwindigkeit sowie die Dichte der Schmiermittelschicht einen großen Einfluss.
Von dem Übergang der Grenzreibung zur hydrodynamischen Reibung (und umgekehrt) ergibt sich eine kritische Dicke der Schmiermittelschicht. Deswegen garantiert eine konstante Schichtdicke des Schmiermittels geringere Reibungsverluste sowie einen minimalen Verschleiß der Reibungsflächen. Die Schmiermittelschicht kann sich nur durch die Gleitfähigkeit zwischen den Reibungsflächen bilden sowie bei Vorhandensein einer tragenden Kraft, die die Außenkräfte kompensiert, bilden.
Die Summe der gesamten hydrodynamischen Kraft wird durch Reibungsoberfläche, Viskosität des Schmiermittels, Geschwindigkeit der definierten Reibungsflächen und den Hydraulik Gesetzen bestimmt.
Die erhöhte Viskosität an den Reibungsflächen, die durch voraussetzungsfreien Strukturierung im Schmiermittel entsteht, verbreitet signifikant den Umfang (Bereich) des hydrodynamischen Reibung in Motoren und mechanischen Aggregaten und verringert deren innere Verluste und Verschleiß.
Das Schmieröl, das man in technischen Geräten und Motoren einsetzt, ist ein offenes und disperses System. Das Öl als flüssigen Kohlenwasserstoff ist der Dispergierstoff und das Festkörper-Nanopulver ist die disperse Phase.
Unter bestimmten Bedingungen in offenen Systemen besteht die Wahrscheinlichkeit, dass sich disperse Strukturen bilden. Eine disperse Struktur ist eine Struktur in der eine bestimmte Ordnung herrscht. Diese Ordnung besteht in Zeit und Raum aber auch gleichzeitig zeitlich und räumlich. Sie bilden sich unter der Energiezufuhr von Außen- und Energiestreuung, selbst.
Die Selbstorganisation entsteht spontan aber regelmäßig stabil vor allem in labilen, nichtlinearen offenen Systemen.
Damit sich dissipative Strukturen bilden können müssen folgende Voraussetzungen erfüllt sein:
- Die Veränderungen im System verlaufen nicht linear, abhängig von den Schwankungen der thermodynamischen Parameter
- Die Ausschläge der schwankenden Parameter sind größer als einige Schwellenwerte (überschreiten die kritischen Größen)
- Es bedarf einer Reihenfolge von abgestimmten mikroskopischen Prozessen
Die Aufgabe war durch den Einsatz von einer Mischung aus Nanopulvern in flüssigen Kohlenwasserstoffen eine hochdisperse Struktur zu erreichen.
Bei bestimmten thermodynamischen Parametern entsteht eine eigenständige strukturelle Ordnung in Form von Nanoteilchen mit deren Verbindungen an das molekulare Medium.
Unter Einfluss von Energiezufuhr entstehen in Ölen Strukturen, die einen Reinigungsprozess der Reibungsflächen einleiten.
Das Öl passt sich den sich veränderten thermodynamischen Bedingungen in einzelnen Reibungszonen des gleichen Mechanismus an.
Es entstehen Strukturen, die einen Prozess der direkten und indirekten Regenerierung des Grundöles einleiten.
Die Wirkstoffkomponenten des AddOil Motor-Performer gewährleisten einen Langzeit-Verschleißschutz für alle Motoren. Auf der Oberfläche der rotierenden Motorenteile führt der Zusatz des AddOil Motor-Renovator zur Entstehung eines fest anhaftenden und elastischen Antifriktionsbelgas mit lang anhaltendem, tragenden Effekt und einem niedrigen Reibungskoeffizienten. Dieser Belag geht mit den, durch die Reibung belasteten Metallflächen im Motor eine metallorganische Verbindung ein, wodurch Verschleiß und Reibung reduziert und die Lebensdauer des Motors entscheidend verlängert wird. AddOil nimmt keinen Einfluss auf die Formulierungen bzw. Rezepturen von Schmierstoffen und bildet auch keine starren Filmschichten. AddOil wirkt auch nach weiteren Ölwechsel.
Für den Anwender entsteht folgender Nutzen:
Verschleißschutz bis zu 200.000 km unabhängig vom Ölwechsel
Optimierung der Motorleistung, vor allem im unteren Drehzahlbereich
Bedeutende Ersparnis beim Kraftstoffverbrauch
Systematische Reinigung des Öl- und Schmierkreislaufes
Regenerierung defekter Stellen der Reibungsoberflächen
Steigerung der Kompression auf allen Zylindernn
Ölverbrauchsreduzierung und Verbesserung der Viskosität des Öls
Abgasreduzierung
Reduzierung der Motorgeräusche
... und damit die Erhöhung der Lebensdauer des Motors ohne enormen Zeit-, Mehr- und Materialaufwand.
Die Art der Wirkung:
Man kann beim Bearbeitungsprozess zwei Phasen unterscheiden. In der ersten Etappe wird eine gründliche Säuberung des Mikroreliefs von beschädigten Mikroteilchen des Verschleißprozesses, Verbrennungsrückständen und anderen Verunreinigungen durchgeführt. Es entsteht eine direkte Synthese des vielschichtigen Belags auf der gesamten Reibungsfläche. Durch den so gebildeten Belag wird die Reibungsfläche der besonders beanspruchten Reibungszonen vergrößert, im Anschluss verbreitet sich der Belag auf alle rotierenden Flächen. Abhängig von Größe und den Kontaktkräften wird die Oberfläche der rotierenden Teile erneuert. Während der Formierung des vielschichtigen Belags, sinkt die Temperatur in Reibungszonen und die Bildung des Belags verzögert sich bis zum vollen Stillstand. Somit entsteht ein Selbstregulierungsprozess beim Aufbau des Schutzbelags.
AddOil ist für PKW-Motoren (Benzin und Diesel), sowie für Getriebe, Differenzial und Lager erhältlich. AddOil ist in allen Antriebsaggregaten, wo Verschleiß und Reibung unerwünscht ist, einsetzbar.
Der Weg zur Verbesserung der Lebensdauer von Hydraulikölen ist die Veränderung der Struktur des Öles. Das wird erreicht durch die Bildung von dreidimensionalen Makrostrukturen und der Zugabe von supramolekularen Flüssigkristallen.
Ihre Anwesenheit in Ölen setzt einen Selbstorganisationsprozess im Öl in Gang und verleiht dadurch dem Öl neue Eigenschaften.
Durch den Einsatz von AddOil wird die lokale Viskosität des Öles in den Reibungszonen Vergrößert, was zu einer erheblichen Verlustreduzierung in Pumpen und Ventilen führt. Der Leitungsdruck steigt zu einer nominalen Größe, der Hydrodynamische-Reibungsbereich wird erweitert und damit die Verschleißverluste reduziert.
AddOil führt zu einer anomalen Erhöhung der Wärmekapazität im Öl. Die Betriebstemperatur des Hydrauliköles fällt um bis zu 20° C. In thermodynamischen Bereichen herrscht ein stabiler und zerstörungsfreier Zustand.
AddOil modifiziert die Reibungsoberflächen und deren Oberflächenspannung nimmt ab. Der Verschleiß verringert sich und schützt die Reibungsoberflächen vor elektro-chemischer Korrosion. Der Ölverbrauch sinkt. Die Lebensdauer von Schmierstoffen kann sich um das Dreifache verlängern.
Der Einsatz von AddOil in flüssigen Kohlenstoff-Raffinaten verändert nicht die chemischen und physikalischen Eigenschaften des Öles. Die vom Hersteller zertifizierten Basisdaten bleiben durch die Anwendung unverändert.
Die Anwendung von AddOil in Getriebeölen löst einen spontanen Prozess der Selbstorganisation aus, der zur Entstehung von makromolekularen Strukturen führt. Dieser Zustand ist im dynamischen Gleichgewicht und stabil.
Die Selbstorganisation wiederholt sich unendlich im endlosen Prozess. Die neue Struktur verleiht dem Öl zusätzliche Eigenschaften einer nicht linearen Veränderung der Viskosität sowie eine anomale Erhöhung seiner Wärmekapazität. Diese neuen Eigenschaften führen zu einer lokalen Adoption der Viskosität und Temperatur bei unterschiedlichen thermodynamischen Lasten in jedem Reibungsbereich des Getriebes.
Die durch AddOil veränderte lokale Viskosität und Wärmekapazität passt sich wiederum den Last- und Geschwindigkeitsschwankungen sowie Energieverlusten an. Somit erhält jedes Reibungspaar "sein eigenes" Schmiermittel, das dem errechneten Optimal nahe kommt. Dieser Prozess führt zur Verbesserung der Effektivität des Getriebes, verringert die inneren Verluste, verlängert die Ölwechsel-Intervalle und die Lebensdauer des Getriebes.
Der Einsatz von "leichteren" Ölen wird möglich, was wiederum zur Steigerung der Effektivität des Getriebes führt ohne dass seine Zuverlässigkeit und Lebensdauer verringert wird.
Die nanoskaligen Feststoffkomponenten von AddOil sind zerstörungsfrei und verändern sich während ihrer Anwesenheit im Öl nicht. Der Strukturbildungsprozess wird durch die Konzentration von AddOil im Öl reguliert.
Vergleichstests mit Testfahrten im realen Straßenverkehr belegen neben geringerem Kraftstoffverbrauch auch signifikant reduzierte NOx-Werte bei Verbrennungsmotoren bei denen AddOil im Motoröl verwendet wird. Ein AddOil-Motorölgemisch gelangt als Aerosol (feine Teilchen) in die Verbrennungskammer und ist während des gesamten Verbrennungsprozesses anwesend d.h. bei Druckaufbau, Kraftstoffeinspritzung und Zündung.
Durch AddOil wird der Verbrennungsverlauf in eine Richtung verschoben, die eine "vollständige" und "gleichmäßige" Verbrennung bewirkt. Die Wärmeenergie wird gleichmäßig verteilt, wodurch lokale Ausschläge der Temperatur und des Drucks verringert werden. Der Druck im Zylinder steigt schneller und die max. Druckspitze wird geglättet. Wodurch eine effektivere Nutzung der Gase erzielt wird. Dies führt zu einer Leistungssteigerung des Motors bei gleichzeitiger Kraftstoffersparnis und Reduzierung der Schadstoffe (NOx, HC und CO).
Plastische Schmierfette bestehen aus zwei Komponenten. Aus Grundölen (65-95%) und Verdickern (5-35%). Eine Steigerung der Schmiereigenschaften kann nur durch die gleichzeitige Verbesserung beider Komponenten erreicht werden.
Durch die Beimischung von AddOil nimmt die elastische Spannkraft zu, wodurch dem Fett bessere Eigenschaften verliehen werden. Die Einbringung der AddOil-Nanoteilchen in die Struktur der Verdicker, führt zu einem zusätzlichen, unveränderlichen, bindenden Bestandteil der Struktur des Schmierfettes. Gleichzeitig wird im Grundöl eine geordnete Struktur von Makromolekülen gebildet (die aus Nanoteilchen und ihren anhaftenden Ölmolekülen bestehen), die dem Öl weitere Eigenschaften verleihen und eine bessere Einbindung in die Verdicker bewirken. Durch die Beimischung von AddOil wird bei Schmierfetten ein Prozess der Regenerierung der eigenen Struktur in Gang gesetzt, wodurch die Schmiereigenschaften in einem wesentlich breiteren Belastungs- und Temperaturbereich gewährleistet sind und dessen Lebensdauer verlängert wird.
Die durch AddOil formulierte, einheitliche Struktur verleiht dem "neuen" Schmierfett dauerhaft wirkende Eigenschaften:
Erweiterung des Temperaturbereichs, was sowohl bei niedrigen als auch bei hohen Temperaturen den Wirkungsgrad erhöht
Verlängerung der Lebensdauer
Steigerung der Haftung (Adhäsion) und Verringerung der Scherreibung innerhalb des Fettes
Reduzierung der Neigung zur Verharzung
Reduzierung der inneren Energieverluste, des Verschleißes und der Vibration in Gleitlagern
Durch den Einsatz von AddOil werden die Reibungsoberflächen modifiziert, die Oberflächenspannung sowie die elektro-chemische Korrosion werden verringert. Wasserstoff-Versprödungen der Lagerteile werden vermindert.
Die Wirkung von AddOil hat sich in zahlreichen Einsätzen auch unter sehr schweren Bedingungen bestätigt.
AddOil verändert nicht die chemischen und physikalischen Eigenschaften der Schmierstoffe und die vom Hersteller zertifizierten Basisdaten..
Auf der flachen Mikroskop-Unterlage sind sphärische Raum-Öl-Strukturen zu erkennen, die sich durch die AddOil Festkörper Bestandteile (SiO2 und Al2O3) gebildet haben.
Diese räumlichen Öl-Strukturen haben ausgebildete, sichtbare runde Abgrenzungen in deren Kern sich Nano-Teilchen befinden.
(Text: NanoVit Research GmbH / Foto: Mesa+ Institute for Nanotechnology).
