Oulun yliopisto

Autojen jakohihnojen rikkoutumisen taustalla ferrokromikuonan eli OKTO-murskeen aiheuttama kuluminen

Jaa

Uudet tutkimustulokset selventävät, miksi Oulun seudulla autojen jakohihnoja rikkoutuu useammin kuin muualla maassa. Tutkimuksessa oli mukana useita tutkimusorganisaatioita, ja tutkimustyössä selvitettiin erilaisia mahdollisia syitä ilmiön taustalla. Lopulta ongelman aiheuttavaksi tekijäksi varmistui Oulun seudulla laajasti tiestössä asfaltin runkoaineena käytetty ferrokromikuona.

Auton jakohihna ja jakopää. Kuva Mika Räisänen / Geologian tutkimuskeskus
Auton jakohihna ja jakopää. Kuva Mika Räisänen / Geologian tutkimuskeskus

Oulun alueella esiintyvää autojen jakopäiden rikkoontumista on selvitetty vuonna 2019 käynnistyneessä laajassa, monitieteisessä tutkimuksessa, jonka perusteella ilmiön aiheuttajaksi on lopulta varmistunut tiestön asfaltista irtoava ja katupölyn mukana jakopäihin kulkeutuva ferrokromikuona eli OKTO-murske. Aiempien tutkimusten sekä autoliikkeiden takuukorjaustilastojen mukaan Oulun seudulla tapahtuu jakopäiden kulumista ja rikkoutumista autokantaan suhteutettuna moninkertaisesti enemmän kuin muualla Suomessa.

Tutkimuksessa etsittiin systemaattisesti tiepölyn ja ympäristötekijöiden eroavaisuuksia muun muassa Oulun alueen ja pääkaupunkiseudun välillä sekä selvitettiin kulumiseen vaikuttavat tekijät. Kyseessä ei ole ruostuminen tai kemiallinen reaktio, vaan kulumismekanismina on abrasiivinen eli hiova kuluminen. Tämä kumoaa monet aikaisemmin esitetyistä mahdollisista selityksistä, sillä ne olisivat vaatineet ruostumisen tai kemiallisen reaktion ilmiötä selittäväksi tekijäksi. Tutkimuksen edetessä abrasiivisen kulumisen aiheuttajaksi ilmeni asfaltin runkoaineena käytetty ferrokromikuona eli OKTO-murske. Asfaltin kiviaineksen kuluessa siitä irtoaa teräväsärmäistä ja kovaa katupölyä, joka hioo ja kuluttaa jakopään hammasrattaita.

"Jakohihnan rikkoutumisen syistä on ajan kuluessa liikkunut monenlaisia käsityksiä. Siksi olemme selvittäneet erilaisia mahdollisia syitä ja sulkeneet pois epäoleelliset tekijät", kertoo hankkeen projektipäällikkö, yliopisto-opettaja Perttu Niskanen Oulun yliopistosta.

Geologian tutkimuskeskuksen erikoisasiantuntija Mika Räisänen kertoo: "Saimme hyvää alkutietoa tekemistämme asfaltti- ja katupölyselvityksistä sekä jakohihnaongelmaan liittyvistä aiemmista tutkimuksista. Tienpitäjiltä saimme arvokasta tietoa käytetyistä materiaaleista. Vuoropuhelu yritysten kanssa oli ratkaisevaa tutkimuksen käytännön järjestelyiden kannalta. Kaiken tämän avulla kykenimme keskittämään tutkimuksia Oulun seudun paikalliseen abrasiivista kulumista aiheuttavaan katupölyyn, jonka koostumus poikkeaa selkeästi muun Suomen katupölyistä." Oulun alueella on käytetty vilkkaasti liikennöidyillä tieosuuksilla terästeollisuuden sivutuotteena syntyvää ferrokromikuonaa korvaamaan luonnon kiviaineksia.

Kattavan tutkimuksen tulokset vakuuttavat

Hankkeessa on tehty laajaa tieteidenvälistä yhteistyötä. Ongelman selvittäminen on vaatinut autotekniikan ja mineralogian korkeaa osaamista sekä runsasta näytteenottoa, minkä vuoksi näytteenottoa on tehty monipuolisesti asfaltista, katupölystä tienpinnalta ja ilmasta sekä autojen moottoritiloista ja jakopään kotelon sisäpuolelta. Yksittäisiä näytepisteitä on analysoitu elektronimikroskoopilla yli 3 000 000 kappaletta, mikä on noin 100 kertaa enemmän kuin kaikissa aiemmissa tutkimuksissa yhteensä (kymmeniä tuhansia). Näytteiden avulla on kartoitettu asfaltin kiviaineksen ja katupölyjen koostumukset.

Hankkeessa suunniteltiin ja valmistettiin koelaitteistot, joilla mallinnettiin polttomoottorin jakopäätä. Laitteilla ajettiin testejä yli 3000 tuntia. Testipölyt valmistettiin vastaamaan rakeisuudeltaan ja pölypartikkeleiden pinnan muodoiltaan autojen moottoritilan pölyjä Oulun alueella.

"Ferrokromikuonan kuluttava vaikutus oli testeissä noin 25-kertainen muihin testattuihin, tiestössä käytettyihin kiviaineksiin verrattuna. Tällainen ero on valtava", tiivistää tulokset Oulun yliopiston projektitutkija Jonne Untinen.

"Mittavan testausohjelman perusteella voimme osoittaa jakohihnojen vioittumisen keskeiseksi syyksi ferrokromikuonan. Tutkimuksemme ja monipuoliset testimme antavat hyvän pohjatiedon esimerkiksi tienpitäjille tulevan suunnittelun tueksi", Niskanen ja Räisänen toteavat.

AutoOsaLiike-hanke on tutkimusorganisaatioiden ja yrityselämän yhteinen hanke Oulun seudun autoalan kehittämiseksi ja alueella esiintyvän jakohihnaongelman ratkaisemiseksi. Hanketta koordinoi Oulun yliopiston auto- ja työkonetekniikan tutkimusryhmä. Hankkeessa ovat mukana Geologian tutkimuskeskus, Suomen ympäristökeskus, Lapin ammattikorkeakoulu ja Metropolia-ammattikorkeakoulu sekä joukko alueen autoalan yrityksiä. AutoOsaLiike alkoi vuonna 2019 ja päättyy vuoden 2022 lopussa. Projekti on saanut Euroopan aluekehitysrahaston (EAKR) rahoituksen Pohjois-Pohjanmaan liitolta.

Monitieteellinen ja korkealaatuinen tutkimus sekä tutkimuksen ja yrityselämän yhteistyö tuottavat vaikuttavaa yhteistä tietopääomaa. AutoOsaLiike-hanke osoittaa, kuinka tärkeää on kehittää uusia tieteidenvälisiä tutkimusmenetelmiä, kun arvioidaan kiertotalouden mineralogisten raaka-aineiden pitkäaikaiskestävyyttä ja laatua loppukäyttökohteissa.

AutoOsaLiike-hankkeen koko nimi: Autoalan arktisen osaamiskeskittymän vahvistaminen Oulun seudulla ja liiketoimintamahdollisuuksien kehittäminen alueella – tapaustutkimus jakohihna

Avainsanat

Yhteyshenkilöt

AutoOsaLiike-hankkeen projektipäällikkö, yliopisto-opettaja Perttu Niskanen, Oulun yliopisto, Materiaali- ja konetekniikan tutkimusyksikkö, puh. 050 350 6013, perttu.niskanen@oulu.fi

Erikoisasiantuntija Mika Räisänen, Geologian tutkimuskeskus, Energia ja rakentamisen ratkaisut, puh. 029 503 2223, mika.raisanen@gtk.fi

Auto- ja työkonetekniikan projektitutkija Jonne Untinen, Oulun yliopisto, Materiaali- ja konetekniikan tutkimusyksikkö, puh. 050 350 7384, jonne.untinen@oulu.fi

Oulun yliopiston viestintäasiantuntijat:
Ville Wittenberg, ville.wittenberg@oulu.fi, p. 0504644902
Kaisu Koivumäki, kaisu.koivumaki@oulu.fi, p. 050 4344261

Kuvat

Auton jakohihna ja jakopää. Kuva Mika Räisänen / Geologian tutkimuskeskus
Auton jakohihna ja jakopää. Kuva Mika Räisänen / Geologian tutkimuskeskus
Lataa
Hammasrattaassa näkyy rautaoksidipölyä ja selvän abrasiivisen kulutuksen jälkiä. Kuva Mika Räisänen / Geologian tutkimuskeskus
Hammasrattaassa näkyy rautaoksidipölyä ja selvän abrasiivisen kulutuksen jälkiä. Kuva Mika Räisänen / Geologian tutkimuskeskus
Lataa

Linkit

Tietoja julkaisijasta

Oulun yliopisto
Oulun yliopisto
Pentti Kaiteran katu 1
90570 Oulu

0294 480 000https://www.oulu.fi/fi

Oulun yliopisto on monitieteinen, kansainvälisesti toimiva tiedeyliopisto. Tuotamme uutta tietoa ja ratkaisuja kestävämmän tulevaisuuden rakentamiseksi sekä koulutamme osaajia muuttuvaan maailmaan. Tärkeimmissä yliopistovertailuissa Oulun yliopisto sijoittuu kolmen prosentin kärkeen maailman yliopistojen joukossa. Meitä yliopistolaisia on noin 17 000.

Tilaa tiedotteet sähköpostiisi

Haluatko tietää asioista ensimmäisten joukossa? Kun tilaat tiedotteemme, saat ne sähköpostiisi välittömästi julkaisuhetkellä. Tilauksen voit halutessasi perua milloin tahansa.

Lue lisää julkaisijalta Oulun yliopisto

EMBARGO 19.9. klo 14.00 Mikroyrittäjyyden professuuriin lahjoituksia 125 000 euroa – Kerttu Saalasti -palkinto yrittäjyystutkijalle19.9.2022 14:00:00 EEST | Tiedote

19.9. järjestetyssä Kerttu Saalasti -seminaarissa julkistettiin merkittävät lahjoitukset Oulun yliopiston Kerttu Saalasti Instituuttiin yhteistyössä Oulun yliopiston kauppakorkeakoulun kanssa perustettavalle mikroyrittäjyyden professuurille. Joki-Pohjanmaan, Suomenselän ja Alavieskan Osuuspankit antoivat yhteislahjoituksen 50 000 euroa ja Nivalan kaupunki saman verran. Lisäksi Raahen kaupunki lahjoitti 25 000 euroa. Seminaarissa jaettiin myös Kerttu Saalasti -palkinto yrittäjyyttä merkittävästi edistäneelle henkilölle. Palkinnon sai yrittäjyyden professori Ulla Hytti Turun yliopistosta.

Uutishuoneessa voit lukea tiedotteitamme ja muuta julkaisemaamme materiaalia. Löydät sieltä niin yhteyshenkilöidemme tiedot kuin vapaasti julkaistavissa olevia kuvia ja videoita. Uutishuoneessa voit nähdä myös sosiaalisen median sisältöjä. Kaikki tiedotepalvelussa julkaistu materiaali on vapaasti median käytettävissä.

Tutustu uutishuoneeseemme