DEEL ZEVEN:
DEEL ZEVEN:
De wetenschappelijke ontwikkeling van smeermiddel voor fietskettingen bestaat uit twee afzonderlijke fasen: formuleren en testen. Elk omvat verschillende gedetailleerde subprocessen. Muc-Off voert wetenschappelijke tests uit in het laboratorium, waarbij de efficiëntie of duurzaamheid van een smeermiddel wordt gemeten en de resultaten worden geanalyseerd. Vervolgens wordt het overgedragen aan meerdere onafhankelijke testinstanties, die hun tests uitvoeren en een vergelijking maken met onze bevindingen, voordat het op de weg wordt getest door onze ervaren staf en door atleten op professioneel niveau gesponsorde atleten, voor het definitieve keurmerk.
Laboratoriumtesten worden uitgevoerd met onze recent aangeschafte en zeer geavanceerde tribometers en met onze Chain Smeren Optimisation Dynamometer (CLOD). Beide geven ons een duidelijk voordeel in een categorie die geen gedocumenteerde testliteratuur, protocollen voor herhaalbare en reproduceerbare testen en onafhankelijke testnormen heeft.
In dit hoofdstuk beschrijven we de waarde van elk van de afzonderlijke maar nauw op elkaar afgestemde processen van testen, meten en analyseren. We plaatsen ons onderzoek in de context van het Project Landa-smeermiddel: onze snelste formule ooit en ons eerste grote project na de voltooiing van ons gezamenlijke onderzoeksproject met het Laboratory of the Government Chemist (LGC) en het National Physical Laboratory (NPL).
Tribometers zijn machines voor het meten van tribologische contacten. Ze bieden veelzijdigheid, controle en extreem hoge resolutie. Onze beslissing om te investeren in twee tribometers is een van de belangrijkste uitkomsten van het gezamenlijke onderzoeksproject.
Voor Project Landa hebben de wetenschappers van Muc-Off een industriestandaard reciprocating ball-on-disc test aangepast als een essentieel onderdeel van het screeningsproces. De tribotest, uitgevoerd door een kandidaatolie aan te brengen tussen een vaste metalen bal en een metalen schijf die heen en weer beweegt om wrijving te genereren, versnelde dit langdurige, maar essentiële proces enorm. Het gebruik van een standaardbal in het screeningsproces maakte het mogelijk om veel smeermiddeliteraties te testen en de beste te selecteren om door te gaan naar de laatste test die met NPL werd ontwikkeld.
Elk element van de NPL-test die wordt gebruikt in Project Landa tribometertests wordt gecontroleerd. De vaste bal wordt vervangen door een speciaal bewerkt monster en de schijven worden gemaakt van een metaal met een bekende hardheid en oppervlakteafwerking. Het contact tussen de bal en de schijf werd gemaakt met een vooraf bepaalde druk. De heen en weer gaande beweging van de schijf onder de bal (heen en weer om de schuifbeweging tussen de verbindingspen en de rol te repliceren) werd gemaakt met een voorgeschreven snelheid. Elke parameter werd gedefinieerd om de snelheid, belasting, kracht en beweging te repliceren die waarschijnlijk zouden optreden in het gebied van de ketting dat de meeste verliezen genereert.
Meten is een voorspel op analyse. De tribometer genereert een grafiek in real-time (tijdens de test) om de relatie tussen normaal- en wrijvingskracht te tonen, en het eindrapport wordt gemaakt in een spreadsheet. Door de wrijvingskracht te delen door de normale belasting, wordt de wrijvingscoëfficiënt onthuld: een essentiële maatstaf in elke fase van de ontwikkeling van smeermiddelen, maar vooral waardevol tijdens het screeningsproces. Het vermogen van de tribometer om een definitieve wrijvingsmaatstaf te genereren uit een groot aantal parameters, deze weer te geven in een grafiek en de onderliggende gegevens te verstrekken in een spreadsheet, maakt het een essentieel hulpmiddel voor vergelijkende tests. Zo werden bij recente tests vier smeermiddelen vergeleken in de Tribolab-software, wat resulteerde in een grafiek afgeleid van meer dan 28 miljoen datapunten - dit is gewoon niet mogelijk in Microsoft Excel.
Onze Chain Smeren Optimisation Dynamometer (CLOD) behoudt een plek in het hart van onze wetenschappelijke ontwikkeling van formules voor prestaties of duurzaamheid. Een bekroonde, toepassingsspecifieke machine, met de hand gebouwd volgens de hoogste specificaties, het is de fysieke manifestatie van onze toewijding aan de datagestuurde eisen van onze meest succesvolle en duurzame pro teampartner, INEOS Grenadiers.
Hoewel CLOD niet kan tippen aan onze tribometers qua veelzijdigheid of resolutie, is het uiterst nauwkeurig (bewezen tot 0,005 W tijdens een spanningstest door de wetenschappers van LGC en NPL) en, door het gebruik van echte aandrijflijncomponenten, repliceert het de toepassing met perfecte getrouwheid. De bepalende metingen van de dynamometer zijn snelheid en belasting (de laatste gedefinieerd door kettingspanning). Andere factoren die de testresultaten beïnvloeden, zijn de ketting, tandwielen en kettingbladen: de staat, het aantal schakels en coating (ketting) en het aantal tanden (kettingbladen/tandwielen).
CLOD heeft twee onderliggende configuraties: absorberend vermogen en recirculerend vermogen. In de spanningsmodus kan de dyno worden beschreven als een 'recirculerend vermogen'-apparaat, dat koppel 'vergrendelt' in de ketting. Door de ketting onder spanning te zetten, wordt ervoor gezorgd dat de vastgelegde contactdruk overeenkomt met de toepassing. De aandrijfmotor draait het kettingblad, terwijl het tandwiel vrij draait. Het vermogen dat nodig is om de as in de aandrijfmotor te draaien, is daarom hetzelfde als het vermogen dat alsrijving uit de ketting wordt afgevoerd. Dit maakt een nauwkeurige meting van het verlies aan wrijvingsvermogen mogelijk. Voorafgaand aan het testen wordt de dyno gekalibreerd om het aantal volt vast te stellen dat gelijk is aan een bepaalde hoeveelheid koppel. Om een puur hypothetisch voorbeeld te geven, zou dit 10v gelijk kunnen maken aan 10Nm. Deze waarden worden samen verkregen met RPM en gegevens worden verzameld op frequenties van 10 kHz of 10.000 datapunten per seconde, hoewel een nog hogere frequentie voor gegevensverzameling kan worden gebruikt voor gebruik in vergelijkingen van snelle filmopnamen waarbij de gegevens worden 'gesynchroniseerd' met de video, bijvoorbeeld versnellingswisselingen.
Net als de tribometer genereert de dyno gegevens voor analyse als een grafiek en als ruwe gegevens. Terwijl het een grafiek in realtime genereert (tijdens de test), kunnen er verdere grafieken worden gemaakt van de onderliggende gegevens in de vastgelegde gegevens. Voor zeer grote datasets wordt speciale software gebruikt, maar er zijn altijd twee kritische metingen: koppel en toerental, die vervolgens worden gebruikt om watt te berekenen en dus het vermogen dat verloren gaat door wrijving.
CLOD is een in de industrie bekend stuk apparatuur dat twee prijzen heeft gewonnen. Het won de categorie Physical Test & Measurement en de Application of the Year-prijzen bij de National Instruments (NI) Northern European Engineering Impact Awards 2015, waardoor het niet alleen een waardevol hulpmiddel is voor Muc-Off, maar voor industriële normen in het algemeen. De supernauwkeurige metingen bieden Muc-Off het hoogste niveau van testgegevens dat in het veld beschikbaar is. CLOD is ontwikkeld met National Instruments, een miljardenbedrijf gevestigd in Austin, Texas. Hoewel ze meestal werken aan spraakmakende projecten die zich richten op gebieden zoals kernfysica, was de kans om een baanbrekende machine als CLOD te creëren een kans die niet gemist mocht worden.
Bij de formulering van het Project Landa smeermiddel volgden dyno-testen het screeningsproces dat werd uitgevoerd met de tribometer. De tribo-testen waren zo effectief bij het identificeren van geschikte basisoliën dat er slechts vier formules werden gebruikt voor cycli van dyno-testen. Van deze vier kwam er al snel één formule naar voren die in staat was om onze streefwaarde voor prestaties te bereiken, uitgedrukt als een wrijvingscoëfficiënt.
Muc-Off gebruikt een Contour witlichtinterferometer om de fysieke effecten van tribotests te analyseren. Zo werd het proces van het screenen van potentiële oliën voor het Project Landa-smeermiddel afgesloten met het gebruik van de interferometer om de slijtagesporen te meten die op zowel de bal als de schijf zijn ontstaan. Door de interactie van lichtbronnen te meten en de meting te interpreteren met een algoritme, genereert de interferometer een driedimensionaal beeld met hoge resolutie dat de diepte van het spoor onthult: de fysieke tegenhanger van de theoretische wrijvingscoëfficiënt.
Muc-Off hecht het grootste belang aan testen, meten en analyseren. Onze raad van bestuur zal de release van een nieuw product niet goedkeuren zonder eerst gedetailleerde rapporten te evalueren die zijn gegenereerd door uitgebreide tests door ons R&D-team.
Onze protocollen en procedures zijn enorm verbeterd sinds de voltooiing van ons gezamenlijke onderzoeksproject met LGC en NPL. Hoewel de wetenschappelijke principes waarop onze eerdere tests waren gebaseerd natuurlijk ongewijzigd blijven, is ons PhD-gekwalificeerde personeel nu uitgerust om de volledige diepte van hun kennis toe te passen om steeds efficiëntere en duurzamere smeermiddelen te ontwikkelen.
Ze worden aangestuurd door de dubbele doelen van herhaalbaarheid en reproduceerbaarheid. Hun uiteindelijke doel is om betrouwbare tests te creëren die in de hele sector kunnen worden gebruikt; onafhankelijke standaarden waarmee concurrerende producten van rivaliserende fabrikanten nauwkeurig kunnen worden vergeleken. Hoewel dat laatste een langetermijnambitie blijft, is het bereiken van herhaalbare en reproduceerbare testprotocollen nu binnen bereik.
Maar hoewel interne laboratoriumtests hard bewijs of data opleveren, is niets te vergelijken met de toepassing in de echte wereld. Bij Muc-Off is er een breed scala aan rijders met verschillende niveaus van bekwaamheid, om elk nieuw product op de proef te stellen.Met onze smeermiddelontwikkeling, terwijl een groot deel van het initiële onderzoek wordt gedaan bij R&D, moeten er testen op de fiets worden uitgevoerd om er zeker van te zijn dat het werkt in de echte wereld. Een lid van ons R&D-team is een voormalig Olympisch BMX-racer; ze zullen regelmatig meer dan 300 mijl afleggen om een smeermiddelvariant te testen voordat de resultaten worden geanalyseerd, waarbij wattage-outputs van 1500-2000 watt worden bereikt.
Locatie is ook belangrijk. Het R&D-centrum in Poole, VK, is gezegend met een verscheidenheid aan oppervlakken en hoogtes en het weer kan bijzonder wisselvallig zijn. Daarom worden onze ontwikkelingssmeermiddelen getest in een breed scala aan omstandigheden.
Onafhankelijke tests zijn een ongelooflijk belangrijk aspect van het proces, omdat het een ander niveau van verificatie biedt voor onze resultaten. Er is momenteel geen overeengekomen industriestandaard voor testmethodologieën, maar we hebben ontdekt dat we door robuuste, interne testmethoden op state-of-the-art apparatuur te combineren met onafhankelijke en real-world tests, de beste mogelijke smeermiddelen kunnen ontwikkelen en vertrouwen kunnen hebben in onze productclaims.
Wilt u op onze UK site winkelen?
Wilt u op de EU-website winkelen?
Wilt u op de Amerikaanse site winkelen?