Szerző: Mezei Tibor kutató szakmérnök

Szent István Egyetem Gépészmérnöki Kar Folyamatmérnöki Intézet Járműtechnika Tanszék

Az első rész tartalmát ITT olvashatja el.

A teherhordó emberek 25-30 kg, a különféle teherhordó állatok 80-200 kg tömeget képesek tartósan, 7-8 órán keresztül szállítani. Kereken gördülő szerkezetekkel 500-3000 kg-ra nőtt a szállítható teher tömege. Vonszolással, pl. fából készült korabeli szánokkal, ennél sokkal nagyobb tömegű terhek mozgatása is lehetővé vált, mivel több ember vagy igásállat erejét lehetett a vontatáshoz egyesíteni. A szánvontatás erőszükségletét csökkenteni lehetett, ha a szántalp faanyaga és a terep közötti csúszósúrlódást valamilyen módon befolyásolták. Pl. a talpszélességgel csökkentették a felületi nyomást, így a talajba süllyedés, a túrás mértéke csökkenthetővé vált. A túrást csökkentette a fölfelé ívelődő talpkialakítás is. Az első 4400 éves kenés ábrázolások is a mintegy 60 tonnás egyiptomi kőszobrok szállításához köthetők. A falfestményen a szán előtt a homoktalajt locsolják. A folyadék a homokszemcséket összetapasztotta, a nedvesített homokot tömörítő szántalp és a homokszemcsék között folyadékfilm jött létre, csökkentve a súrlódás legyőzéséhez szükséges erőt és a túrás kialakulásának esélyét. 3600 éves bizonyíték van arra, hogy a szántalpat növényi olajjal, állati zsírokkal is kezelték.

A kenés alkalmazásának egyik legrégebbi ábrázolása Kr. e. 1880. falfestmény. A szán orrán álló személy vizet locsol a szán elé

Forrás: P. E. Newberry, El Bersheh: The Tomb of Tehuti-Hetep, Vol. 1 (1895).

A köralakú gördülő elemekből a kerék csak úgy alakulhatott ki, hogy létre kellett hozni egy természetben nem létező innovációt, ami a mai értelemben vett kerékcsapágy ősének felelt meg.

Az első mintegy 8000 éves kerekek a függőleges „tengelyvégen” forgó fazekaskorongok lehettek. A kerekes járművekhez vízszintes „tengelyen” forgó kerekekre volt szükség. Ezek régészeti leletekkel bizonyítottan több, mint 6000 éve jelenhettek meg, jelenlegi ismereteink szerint feltételezhetően a mai Ukrajnában található Tripolje területén élt népcsoporthoz köthetően. Innen terjedhetett el Európa és Ázsia szerte. Az első közismert hatezeréves kerékábrázolások a sumér Uruk városállamhoz köthetők.

Az első keréktengelyek nyersfából készültek. A suméroknál használt fa keréktengely csapágya egy fordított U alakú ꓵ fa idom volt, amelybe bőrszíjjal kötözték be a tengelyt. Feltételezhetően a facsapágyak gyorsan melegedtek (mert a fa rossz hővezető) és koptak, annak ellenére, hogy a haladási sebességek kicsik, néhány km/h nagyságúak voltak. A mi szempontunkból az a kérdés, hogy vajon mióta és milyen kenőanyagot használtak a keréktengely ágyazásában.

Arról vannak feljegyzések, hogy a kínaiak 5500 éve a víz kenőképességét felismerték. A sumér szekerek kerekét víz keréknek hívták. Nagy mennyiségű víz szállítására voltak alkalmasak, de nem tudjuk, hogy a kerékcsapágy hűtésére, kenésére használhatták-e.

Eredeti és rekonstruált sumér kerék

Forrás: http://sumeriancivilizationhonors.weebly.com/accomplishments-and-inventi...

Négyezer éve a Közel-Keleten a kenőanyagok közé tartozhatott a hajószigeteléshez alkalmazott bitumen, és kenési célra használták a vizet, a növényi olajokat és az állati zsíradékokat, vélhetően ezeket alkalmazhatták a keréktengelyekhez is. Az bizonyos, hogy az egyiptomiak 3400 éve állati zsírokat, olíva olajat és lime port kevertek össze a harci szekerek keréktengelyének kenésére. 

Egyiptomi harci kocsi rugalmas fából készült tengelye és fémmel társított kerékagya

Forrás: Mary Ann Bernal, http://maryannbernal.blogspot.hu/2014/12

Kínában 2780 éve növényi olajat és ólmot kevertek össze kenési célból, 2600 éve gázkutat fúrtak, 2200 éve olajból világító olajat pároltak, 1650 éve bambusz rúddal olajkutakat fúrtak (5. ábra). 

Kínai bambusz kútfúró technológia rekonstrukciója nyolc lépésben. A fúrószár, a cső bambusz, a fúrószerszám fém, a fúróiszap kiemelés bőr fenékszelepes cső segítségével történt.

Forrás: Oliver Kuhn: Ancient Chinese Drilling Geo-X Systems, Calgary, 2004. június

1200 évvel ezelőtt Perzsiában is ismerték az olajfinomítást, a XVI. században Bakuban olajkutakat fúrnak, a XVIII. században Irakban olajkutat ásnak és finomítják az olajat. Ezeken a területeken kenési célra is használták az ásványi olajat. Európában viszont a XIX. századig jellemzően növényi és állati zsíradékokat használtak kenésre, beleértve a bálnazsírt is.

A modern kenőanyagok kialakulásának kezdetét az első amerikai (Edwin Drake, Titusville, Pennsylvania, 1859.) 21 m mély, 3200 liter napi hozamú olajkút fúrásához vezetik vissza. 

Edwin Drake olajkútja, Titusville, Pennsylvania, 1859.

Öt évvel az olajkút termelésének megkezdése után már 543 vállalkozás készített különféle extraktumokat nyers kőolajból. Az ipari forradalom ugyanis nagy igényt támasztott a kenőanyagok, oldószerek stb. iránt. A vonatok csapágyait pl. 160 km-enként kenni kellett.

A következő évtizedekben sokféle ásványolaj eredetű kenőanyagot készítettek és használtak a különféle kenési igények kielégítésére. Az autóipar is egyre jobb minőségű olajokat igényelt, különösen a belsőégésű motorok kenéséhez, ezért az 1920-as években különféle módszereket, köztük oldószeres finomítást dolgoztak ki a kenőanyagok teljesítőképességének javítására. 

Ford T Modell kenési helyei. 200, 500, 1000 és 5000 mérföldenként kellett után kenéseket végezni (1 miles = 1,61 km) A motorolajat 500 mérföldenként azaz 805 km-enként kellett cserélni. Leggyakrabban a futómű részegységeket kellett kenni átszámítva 322 km-enként.

Forrás: http://www.texastouringts.com/

A motorolajokat 80-100 óránként le kellet cserélni, ezért az 1930-as években megkezdődött az olajok tulajdonságainak javítása adalékolással. Megkezdődött az oxidációs stabilitás és a korrózió védelem növelése, a folyáspont, a viszkozitás módosítása stb.. A vasútnál a 40-es években megkezdték a rendszeres olajanalízist. A második világháborús hadiipari fejlesztések megjelenítették az extrém körülmények között alkalmazható kenőanyagok iránti igényt. Megjelenik az olajok alkalmazhatósági területek szerinti csoportosítása iránti szükséglet.

Az 1950-es években elsősorban a repülőgépipar számára kifejlesztették a szintetikus olajokat, az autóipar számára megjelentek a többfokozatú motorolajok. Az 1970-es években a gyártási folyamtok fejlődése további jelentős kenőanyag minőségi változásokat, teljesítőképesség javulást eredményezett. Az 1990-es években az SAE öt osztályba (Group I. …V.) sorolja, rendezi az alapolajokat. Az alapolaj és az adalékanyagcsomag együttesen határozzák meg a kenőanyagok viszkozitási és teljesítmény jellemzőit.

Napjainkra a jó minőségű kenőanyagok nagyon széles spektrumban állnak rendelkezésre és a versenyképességet, a karbantartási költségek csökkenését, a gépjárművek teljesítményének, élettartamának növelését jelentik a gazdaság számára.