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Professor:

,

MODULO

Sergio Spaziani S.~C5Q'toroti~hI', Outubro/2003

CQvV\. ~


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, Pr~ama Brasileiro de Forma<;ao em "_Aotores& Combustfveis_j

LUBRIFICA<;Ao DE MOTORES EVERTON M. GONCALLES

01/06103. rev.t

TOTAL LUBRIFICANTES

DO BRASIL


.

Sumario

• Lubrificante • Tipos de lubrificantes • Cornposicao dos oleos lubrificantes - oleos basicos minerais - bases sinteticas - aditivos

• Tribologia

- atrito - regimes de lubrificacao - tipos de desgaste

• Propriedades

- viscosidade - propriedades - classificacao

fisico-quimicas dos lubrificantes de escoamento de viscosidades

a baixa

temperatura dos lubrificantes

• Lubrificantes para motores - Especificacao

- Funcoes - Evolucao

- Classificacoes

para motores a gasolina e Diesel

e especificacoes

• Analises de oleos lubrificantes em servico • Fluidos de arrefecimento

TOTAL LUBRIFICANTES DO BRASIL


• Lubrificante Qualquer produto que interposto entre duas superficies com movimentos relativos, tende a diminuir 0 atrito , a desgaste e a temperatura.

• Tipos de lubrificantes Os lubrificantes podem ser : - S6lidos - Liquidos - Pastosos au viscoplasticos - Gasosos

• Cornposic;ao de urn oleo lubrificante


De acordo com sua composicao , a 6leo basico pode ser classificado como: mineral, sintetico e semi-sintetico. 1. Oleos Basicos Minerais

Os basicos minerais ou minerais puros, como tambern sao conhecidos , sao obtidos atraves da destilacao do petr6leo cru : - Destilacao atmosferica : por meio deste processo , extraimos alguns subprodutos tais como gasolina , nafta , querosene , 6leo diesel, etc. Destilacao a vacuo : obtemos atraves deste processo as oleos basicos : spindle, neutro leve , neutro media e neutro pesado. Desasfaltacao a propano : remocao do pesado , oxidado , enxofre ou hidrocarbonetos polimerizados.Obtem-se os 6leos basicos bright stock e cilinder oil. Refinacao com furfural remocao dos hidrocarbonetos aromaticos. Desparafinacao

com mec-tolueno

: rernocao de cera ou parafina

s6lida. - Hidrogenacao catalitica : tratamento obtendo-se 0 acabamento dos basicos,

de estabilizacao

Unite de raffinaqe

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Furfurol

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TOTAL

LUBRlftANTS

FINIS

LUBRIFICANTES

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DO BRASiL

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I

final ,


Classificacao do petr61eo cru o cru e c1assificado atraves da quantidade de enxofre existente e 0 tipo de hidrocarboneto ( C + H ) Os metodos de refino para a obtencao dos basic os consiste em selecionar e destilar 0 petr6leo com a estrutura mais favoravel do ponto de vista reol6gico : viscosidade .indice de viscosidade(IV) , ponto de fluidez. E, muito importante conhecer as relacoes entre as estruturas e caracteristicas das diferentes familias de hidrocarbonetos existentes : - Parafinicos: hidrocarbonetos saturados com cadeias lineares;produz lubrificantes com alto IV , boa estabilidade quimica e alto ponto de fluidez, - Naftenicos: hidrocarbonetos saturados com cadeias anelares; produz lubrificantes com baixo ponto de fluidez e IV, - Aromaticos: hidrocarbonetos ciclicos insaturados; produz solventes de boa qualidade.Nao utilizado para a producao de 1ubrificantes

- Mistos: Nao existe a predominio de nenhum tipo. 2, Basicos Sinteticos As bases sinteticas sao fabricadas atraves de reacoes quimicas , satisfazendo assim , exigencies flsico-quimicas pre-estabelecidas. Podem ser: Hidrocraqueados sao minerais hidrogenados em altas ternperaturas . devendo passar por processos extras de refino.Tem maior resistencia a oxidacao e urn tv mais alto que os basicos mmerais. - Polialfaolefinas (P.A,Q,) : Estas bases sao obtidas atraves reacao de polirnerizacao de compostos olefinicos . Tem urn alto indice de viscosidade e sell ponto de fluidez e muito baixo, Este basico tarnbem e conhecido como sintese de hidrocarbonetos Esteres : sao de origem vegetal, provenientes de reacoes quirnicas entre um alcool e acido organico de origem vegetal ( coco, marnona , colza. etc ),

-


......... ...... ... ... ...

Os esteres produzem lubrificantes da mais alta performance , conferindo algumas caracteristicas adicionais , tais como : · Untuosidade : urna boa aderencia do lubrificante as partes metalicas e uma alta estabilidade e resistencia da pelicula lubrificante . · Resistencia a altas temperaturas : sao capazes de resistirem a temperaturas superiores a 250 0 C. · Biodegradabilidade : alguns tipos de esteres , sao decompostos par bacterias que vivem em agua , nao agredindo a meio ambiente em caso de vazamentos.

Propriedades MINERAL Viscosidade I.V.

-

mono

VlSCOSO

100

I HIDROCRA QUEADO multiviscoso 120-150

P. Fluidez

-10 I-15°C

-151-25°C

Oxidacao

boa resistencie

Untuosidade Volatilidade Vedantes

I

P.A.O. multiviscoso 12()"150

I

ESTER tnultiviscoso 130-160

401-60°C

401-60°C

boa resistencia

muitoboa resistencie

excelente resistencie

nao

nao

nao

boa

media

media

pouca

pouca

pequena

pequena

nao

000

TOTAL LUBRIFICANTES DO BRASIL


3. ~

Semi-Sinteticas

Mistura balanceada de basicos minerais e bases sinteticas 4. Aditivos sao substancias que adicionadas aos oleos rninerais au sinteticos, proporcionam

um aumento ou reforco na qualidade do lubrificante.

as aditivos, podem modificar ou incrementar as caracteristicas de um 6leo lubrificante. Os aditivos

para

6leos lubrificantes

automotivos

utilizados sao: - Antioxidante - Antidesgaste - Anticorrosive - Detergente inibidor - Dispersante - Aumentador do indice de viscosidade - Antiespumante - Abaixador do ponto de fluidez - Extrema - pressao - Reserva alcalina - Modificador de atrito

TOTAL LUBRIFICANTES DO BRASIL

normalmente


t

- Antioxidante

Sua

funcao e

suprimir , ou ao menos , retardar as fenornenos de oxjda~o do lubrificante.Contribui para 0 aumento do periodo de troca do lubrificante e por um melhor comportamento em altas temperaturas. Uma reacao do oleo com a ar e com os gases de "blow-by" a alta temperatura provoca a oxidacao do 6leo conduzindo a formacao de resioas , borras ou residuos coqueificados.Esta reacao quimica e facilitada pela presenca de meta is ou compostos quimicos agindo como catalisadores de oxidacao. A vida util de um lubrificante esta diretamente ligada a sua resistencia a oxidacao.Em media, a velocidade da oxidacao de um hidrocarboneto dobra a cada 10° C. Normalmente sao utilizados como inibidores de oxidacao : dialquil ditiofosfato de zinco , fen6is e aminas aromaticas.Estes aditivos podem agir tanto na neutralizacao dos radicais livres , quanta na diminuicao da propagacao da reacao de oxidacao em curso.

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•• •• •• •• •• •• •• •• •• •• • •

Penodo de Troca

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Km

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Km

Km

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IfJD ...ammmm ·ssmam·

m

TOTAL LUBRIFICANTES

DO BRASIL


- Antidesgaste / Extrema pressao ( EP ) A estrutura molecular do lubrificante deve resistir a extremas pressoes.Estes aditivos resistem ao cisalhamento e evitam as soldas devido ao contato metal-metal, forman do um filme de protecao sobre as superficies atritantes. Os aditivos antidesgaste/extrema-pressao tern sua composicao tipica, dialquiI ditiofosfato de zinco , acidos fosfatos organicos compostos de enxofre e cloro, compostos de boro-nitrogenio.

com aditivo

sem aditivo

- Anticorrosivo Os aditivos inibidores de corrosao , tern como objetivo impedir a ataque aos metais ferrosos , da acao conjugada da agua , oxigenio e certos 6xidos formados na combustao , Tern como modo de acao a formacao de urn filme protetor OU de passivacao na superficie a se proteger. Cornposicao : principalmente os sulfonatos alcalinos ou alcalinos terrosos, neutros ou basicos ( sais de Na, Mg, Ca) , acidos ou aminas graxos.

Filme Metal


â&#x20AC;˘â&#x20AC;˘ - Detergente lnibidor Estes aditivos sao essenciais para conferir ao 6leo a capacidade de atuar sobre todos os tipos de contarninacao e manter as partes do motor limpas , ou seja , neutralizando os gases acidos , reduzindo a formacao de vernizes , lacas e depositos de carbona e evitandc 0 agarramento dos aneis submetidos a altas ternperaruras. Cornposicao : Sulfonatos metalicos, fenatos alquilados de metal e fenatos alquilados sulforizados de metal,

com aditivo

sem aditivo

- Dispersantc Manter em suspensao todas as impurezas s6lidas formadas : fuligem , borra , verniz , Impede que os residuos s6lidos se aglomerern e assim limitam 0 risco cia formacao de dep6sitos ' Tern como composicao : polimetacrilatos contendo nitrogenio sulfonatos metalicos succinimidas polialquilenicas '

com aditivo TOTAL LUBRIFICANTES

sem aditivo DO BRASIL

Il


•- Aumentador do indice de viscosidade Utiliza-se este aditivo , para reduzir a variacao da viscosidade do oleo em relacao a variacao da temperatura, ISlO permite que 0 6leo esteja suficientemente fluido em baixas temperaturas (facilitar a partida a frio , abaixando seu ponto de tluidez entre - 15° C e - 45° C , dependendo do oleo) e viscoso em altas temperaturas ( evitar 0 contato das pecas em movimento ). Cornposicao : Polimeros sao colocados em uma base lubrificante proporcionando urn aumento relativo da viscosidade , maior a quente que a frio.Os compostos mais utilizados se originam das seguintes familias quirnicas: o polimetacrilatos ( PMA )

o copolimeros de olefmas ( OCP ) o copolimeros mistos ( PMA-OCP ) o derivados de isoprene , de isoprene-estireno hidrogenado o derivados de estireno-butadieno hidrogenado

'.

.\...,

.<

Frio

Quen[c

Baixa resistencia ao escoamento

Alta resisrencia ao escoamento

Fraca Obstrucao :

TOTAL LUBRi,ciCAI\1TES

Forte Obstrucao :

DC BRA,SiL


......... .....

- Anties.pumante Evita a formacao de espuma estavel , reduzindo a tensao superficial , fazendo com que as bolhas de ar se separem do 6leo com mais facilidade. Existem outras causas para a formacao de espuma : - presenca de outros aditivos : os aditivos detergentes agem no 6leo como urn sabao dentro d'agua , ou seja , limpam 0 motor, mas tendem a espumar. - ou devido ao desenho do circuito que provoca turbulencia no momenta do escoamento do lubrificante, facilitando entao a mistura ar-oleo e a formacao de bolhas. Composicao : polimeros de silicone, policrilatos.

Bolhas de ar

- Abaixador do ponto de fluidez Permite que 0 lubrificante mantenha uma boa fluidez a baixa temperatura. Atua sobre a velocidade e 0 processo de cristalizacao da parafina contida nos 6leos minerais. As estruturas cristalinas dos 6leos sao recobertas a fim de seu crescimento e aglomeracao a baixas temperaturas.

TOTAL

LU8R!i="ICAI\jTES

DO BRASiL.


Composicao : produtos do tipo polimetacrilatos naftaIeno alquilado e poliester,

, copolimeros

,

Cristais de parafina

... ... -â&#x20AC;˘ â&#x20AC;˘

- Reserva alcalina Ou aditivos de basicidade , neutralizam os residuos acidos provenientes da combustao , principalmente em motores diesel o aditivo neutraliza os residuos acidos a medida em que estes se formam, Cornposicao : Os fen6is , os sulfonatos ,e os salicilatos sao naturalmente basicos e neutralizantes. Em alguns casos , pode-se reforcar este poder neutralizante adicionando-se sais basicos ( carbonatos ou hidr6xidos ) .

TOTAL LUBRIFICAi\JTES

DO BRAS!L


â&#x20AC;˘ Tribologia 1. Atrito

o

deslocamento relativo de dais corpos A e B , sobre as quais se exerce uma forca normal P , rnantendo-os em contato se exercemos sobre um deles uma forca de tracao T igual e oposta a forma do atrito F.Esta resistencia ao deslocamento e exercida tangencialmente as superficies,

..

..

N

T

.. R

Fig,1 A reiacao F / P = f = tg

<jl

e urn numero adimensional chamado :

"coeficiente de atrito"

TOTAL LUBRiFIC,L\!\jTES

:]C) 6RAS;~


..... .. ._

A forca normal P pode ser 0 peso do corpo A , a forca elastica de uma mala , a expansao de um gas , a pres sao de urn dente de engrenagem , a forca exercida pela pressao de um t1uido hidraulico, etc. Se os dois corpos sao s6lidos , 0 "atrito solido" e induzido pela resistencia ao movimento relativo. Podem ser : • urn deslizamento : mancais planos , guias , aneis/ cilindros, etc" • urn rolamento : rolamento de esferas , de agulhas, • mancal e rolamento combinados : engrenagens , carnes, etc. 1

Se um dos corpos e um liquido ou um gas

a resistencia e atrito liquido : atrito viscoso , atrito aerodinarnico , etc. o atrito se traduz por diversos efeitos : • efeito dinamico : a resistencia ao deslocamento. A energia dissipada pelo atrito mecanico ( perdas por atrito ) e proporcional ao coeficiente de atrito medic, • efeito termico : 0 aquecimento das pecas . A energia perdida par atrito ( W= F, I ,F: forca de atrito e I : deslocarnento ) e urn efeito integralmente dissipado pelo calor. • efeito mecanico indireto : 0 desgaste por contato s6lido , observado sobre tudo no atrito seco ou no atrito lubrificado em regime de lubrificacao limite ou misto. 1

o coeficiente

de atrito varia de acordo com a regime de lubrificacao , a natureza e a geometria dos materiais em contato , a tipo de lubrificante , assirn como as condicoes de funcionarnento do sistema (pressao , velocidade , temperatura, ambiente , etc .). Portanto , 0 coeficiente de atrito seco entre dois meta is varia de 0,2 a 1,5,

o

coeficiente de atrito lubrificado varia de 0,001 em regime hidrodinamico ate 0,1 em regime limite ( au untuoso ). A seguir , tabela I , contendo valores tipicos de coeficientes de atrito em funcao do regime de lubrificacao.

TOTAL LUBRIFICANTES

DO BRASIL


Regime

-+.

Tabela I Coeficiente de atrito

(*\ I?']

,

Desgaste adesivo I ( contato metal-meta!l_j nulo .nulo nulo I fraco leve leve a severo

H~drost.cit~co¡ .. 106 a HldrodmamlCo 103a 10I 'Elastohidrodinimico a 0,05 I Limite ( untuoso ) 0,05 a 0,2 I -Atrito seco (metal0,2al,5 metal) I ;Fume de lubrificante \ 0;03 a 0,3 leve ..s6lido iNota: Varios destes regimes podem coexistir .Os valores acima sao i "ordem de grandeza".

om

I I

I'

~J J

(*) mancais a gas

â&#x20AC;˘ Estabilidade ao atrito Se considerarmos a variacao do coeficiente de atrito em funcao da velocidade de deslizamento , 0 restante dentro do dominic dos regimes de lubrificacao limite e misto ( fig. 2 ) , constata-se que para os 6leos de base mineral A e B , nao contern aditivos polares agindo sobre 0 atrito ; a variacao e decrescente , quer dizer que 0 coeficiente estatico ( ou para uma velocidade tendendo a zero ) e superior ao coeficiente de atrito dinarnico . Neste caso ( fig, 3 ) , 0 coeficiente de atrito em funcao dos tempos apresenta oscilacoes de maior ou menor amplitude.O atrito e irregular e este fenomeno .e chamado em ingles , de "stick-slip" - literalmente "colagern-deslizamento" - e e devido a uma sucessao de contatos adesivos entre as asperezas dis superficies ( colagem) com deformacao elastica dos micro-contatos e relaxamento da deformacao elastica sob a efeito do deslocamento (deslizamento) . Esta instabilidade de atrito acarreta vibracoes mecanicas , um ruido desagradavel e urn desgaste acelerado das superficies, Para 0 combate deste fenomeno nocivo "modifica-se'la curva atritovelocidade , de tal mane ira que 0 coeficiente de atrito estatico seja

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..-.

13


inferior ao coeficiente de atrito dinamico ( fig.Z e fig. 3 ).Neste caso , a variacao atrito-ternpo deve regular este fenorneno , proporcionando urn funcionamento regular e silencioso das partes, A relacao entre 0 coeficiente de atrito esratico f, e 0 coeficiente de atrito dinamico fd , charna-se "coeficienre de stick-slip"(CSS), Se este coeficiente for superior aI, a atrito e irregular; se for inferior ale regular. A reducao do coeficiente de atrito estatico e obtida atraves da incorporacao de aditivos modificadores de atrito ou aditivos anti "stick-slip", E 0 mesmo principio dos redutores de atrito.

OI(~L) mineral

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Oko

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A ( viscose )

mineral B (mais lIuido)

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Oleo mineral B

j.

adiuyo rcdutor de atriro

I

~ADEDED~~

Fig. 2 Eieito dos aditivos agindo sobre

0

strito em fiznriio da velocidsde de deslizamento

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DO BRASIL


CD fs,

I

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ATRITO

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atrito irrcgularou

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VELOCLDADE

~

TEMPO

Fig.J - atrito regular e atrito irregular

No automobilismo , as partes sensiveis ao fenorneno de "stick- slip" sao os contatos dos discos au tambores de freio, discos de ernbreagern, as contatos pistoes-cilindros , amortecedores e todos os equipamentos de atrito imersos em banho de oleo tais como , embreagens imersas de transmissoes de tratores , freios a disco imersos , embreagens e freios de caixas de velocidades autornaticas , embreagens imersas de difereociais auto-blocantes com deslizamento limitado.

2. Regimes de lubrifica~ao A figura 4, representa esquematicamente as diferentes regimes de lubrificacao que podem existir entre duas superficies atritantes :

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I~


., P ilme II< 6xido e de contaminantts

© Atrito

em regime misto

@Atrito (

em re,;ime limite

( au untuoso )

®"Atrito em regime hidrodinimic 0 au elasr ....hidrodinimlco (.».)

P = carga , U = "'~loc. relativa 'e 2 tuperlicics

JJ.l! tOol~tul.5,ol~re§

at.sorvidn

Fig, 4 - Representeciio esquemetice dos diierentes regimes de lubriiiceciio

a. Regime de atrito seco Este regime e somente utilizado quando se pesquisa a aderencia : frenagem , embreagem , contato pneumatico.etc. Nos casos de pequenos deslocamentos de superficies com pouca carga (articulacoes, guias , etc.) , a Iubrificacao it graxa e cada vez mais substituida , nos veiculos , por uma lubrificacao "seca" utilizando-se como revestimento anti-friccao, superficies de verniz . Neste caso , 0 coeficiente de atrito est! entre 0,05 a 0,15,

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b. Regime de lubrificacao limite ( ou untuoso ) Diz respeito sobre superficies se deslocando em baixas velocidades pelos quais urn filme de 6leo viscoso e continuo nao pode se formar em razao de fortes pressoes de contato. As superficies so sao separadas por urn duplo "tapete" de moleculas de lubrificante que possuem dentro de sua estrutura quimica urn agrupamento ativo ( grupo "polar" ) que permite se fixar solidamente sobre as superficies reduzindo as contatos diretos metal-metal. Nos veiculos , este regime e preponderante durante a partida e a parada dos mecanismos e tambem em certas fases transit6rias de funcionamento como por exemplo , os contatos aneis-pistao-cilindro nas fases de "ponto morto", c. Regime de Iubrificacao fluida - 0 regime hidrodinamico ( HD ) entre superficies "conforme"exemplo : plano sobre plano, eixo em mancais lisos , pistao/ cilindro, etc. - e regido pela teoria cunha de oleo de Reynolds supondo as superficies indeforrnaveis , a viscosidade constitui 0 parametro essencial sobre a forma~ao de um fume de 6leo espesso ( fig. 5 ).

CASO DO MANCAL •CURTO' "

••

_

{UO <1 l .........

Fig. 5 - "Cunha de oleo" hidrodinamica em manca11iso

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• •

• - 0 regime elastohidrodinamico (EHD) entre superficies convexas de curvaturas opostas - exemplos : engrenagens , rolamento de esferas ou roletes , cames , etc. - fala sobre a deforrnacao elastica das superficies regida pela teo ria elastica de Hertz e 0 aumento consideravel da viscosidade do lubrificante sob a efeito fortes pressoes de contato ( 500 a 2000 MPa ) para formar um filme de 6leo extremamente resistente porern muito fino (0,2 / 0,3 µ ) , conforme fig, 6 ,

Distri'huif i. "'uui:uu. 4e p:ussio

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D:i.stri.\ui,io 441 pct5;sio E.H_D.

Oleo

Fig.o - Contato Hertzisno em regime de lubriiiceciio elastohidrodinamico

d. Regime de lubrificacao mista

Este regime, na pratica , e 0 intermediario entre 0 regime limite e os regimes de lubrificacao fluida.hidrodinamica ou elastohidrodinamica. Ele existe toda vez que um filme de 6leo viscoso e fino se fixa entre as superficies , porern a espessura e insuficiente para separar totalrnente as rugosidades mais proeminentes .

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•• e. Curva de Stribeck

E

interessante termos na mem6ria , sempre , a curva de variacao do coeficiente de atrito em funcao do numero sem dimensao no caso de urn rnancal liso e cilindrico ou do numero , nos casos em geral , de urn contato deslizante (S e S' sao chamados de numero de Sommerfeld).Esta curva chamada curva de Stribeck esta representada pela figura 7. Ela apresenta urn ramo decrescente ativo do regime limite puro para urn minima de atrito para 0 qual existe tambem uma certa porcentagem de contato metal-metal e um ramo crescente caracterizando os regimes viscosos hidrodinamicos ou elastohidrodinamicos para aqueles , que a partir de urn certo valor de S , situado alem do minima atrito , as superficies sao completamente separadas por um filme de 6leo viscoso. Coeficiente de atrito

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Pia.? - Curve de Stribeck

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3. Tipos de desgaste 3.1. Desgaste adesivo ¢ solda das rugosidades em regime de Iubrificacao misto ou limite - entalhe (scoring) e arranhamento (scuffing)

3.2. Desgaste abrasivo ¢ deformacao, ranhuras, polimento por fragmentos desgaste ou de impurezas s6lidas (poeira, areia)

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de


I'

3.3. Desgaste corrosivo ¢ reacao com a superficie, seguido par arrancamento da superficie .

3.4. Furos (pitting) ¢

furos de fadiga durante a contato do rolarnento.

3.5. Cavitacao I Erosao ¢ formacao e explosao instantanea de bolhas na superficie devido as rapidas mudancas de pressao.

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â&#x20AC;˘ Propriedades fisico-quimicas dos Lubrificantes 1. Viscosidade De todas as propriedades fisico-quimicas a se considerar em lubrificacao , a viscosidade e certamente a mais importante.Os mancais , as engrenagens , os cames , as sistemas hidraulicos , os contatos pistoes-aneis au 0 regime de lubrificacao , seja hidrodinamico au elastohidrodinamico , e a viscosidade que determina as perdas par atrito, a capacidade de carga e a espessura do filme de oleo. A viscosidade caracteriza a resistencia de um fluido ao escoamento. Ela resulta da resistencia que opoe suas rnoleculas ao deslocamento relativo pOTdeslizarnento. A viscosidade informada nas fichas tecnicas de lubrificantes e a viscosidade cinernatica , pois e mais facil de se medit que a viscosidade dinamica. 1.1. Viscosidade Dinamica A viscosidade dinamica ou absoluta e a verdadeira viscosidade.Ela e utilizada particularmente nos calculos de espessura de filme de 6leo e de distribuicoes de pressoes , Ela e deduzida da Lei de Newton regendo 0 escoamento laminar de um fluido viscoso entre uma superficie S movel com uma velocidade U e uma superficie fixa com distancia h da superficie m6vel igual a espessura do filme de 6leo. 0 deslocamento relativo de duas superficies necessita de um esforco F destinado a veneer a resistencia tangencial do atrito viscoso do fluido (fig. I )

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Vdocidade

U

Fig. 1 _.Escoamento laminar Newtonieno de um fluido viscoso

Para a maioria dos liquidos viscosos , como os oleos de bases minerais e a maioria dos 6leos sinteticos , a relacao F IS e proporcional a relacao du/dh , o fator de proporcionalidade 11 e 0 coeficiente de viscosidade dinamica ou simplesmente "viscosidade dinamica" .

F S

=

11 du dh

Esta relacao e a f6rmula de Newton e os liquidos cujo escoamento obedece esta lei, sao ditos "liquidos newtonian os " ,

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F =

S du dh

II.

T

= Y

e a tensao de cisalhamento

, ela tem dimensoes de uma

pressao e a velocidade de deformacao comumente chamada de "gradiente de velocidade"

ou "taxa de cisalhamento",

Ela tern as dimensoes do inverso do tempo ( Tl ) e se exprime em segundo -1 ( S 1 ) ou "segundo reciproco". Se a variacao da velocidade do fluido entre a superficie fixa , para a qual u=O " e a superficie m6vel ou u=U , e linear, a relacao de Newton deve :

II,

F

!I!!.

S

e par consequencia

h

:

F

â&#x20AC;˘--

= T] U

F

I""~"r~ A viscosidade dinamica e medida atraves de viscosimetros coaxiais , ou seja , 0 viscosimetro de Couette ( fig. 2 ) .

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cilindricos


... ...

momenta re sistente: ~ ____ medida : ~ = F~r,

'L!....V

filme d. 61eo

1

. cilindro externo (<<tnor) fixo

t cilindro interne (rotor) move!

[1

l

fig. 2 .- Viscosimetro de Couctte

Com este aparelho , para se determinar a viscosidade dinamica , e 0 suficiente, medir 0 momenta resistente ao atrito viscoso C do filme de 6leo que ocupa 0 espaco anelar entre 0 rotor e 0 estator e de conhecer a constante k do aparelho que e em funcao de h, I , U e r, ( raio do rotor) ja que aplicando a relacao de Newton e fazendo a hip6tese simplificada que h e mais fraco que r, , que e 0 caso para este tipo de aparelho , descobre-se que a viscosidade dinarnica TJ e proporcional ao momenta C. Os viscosirnetros Brookfiled , CCS , MRV , etc. pertencem a esta categoria enquanto que os viscosimetros de alto cisalhamento HTHS ( High Temperature High Shear) , Ravenfield e TBS , com rotor e estator ligeiramente conicos , sendo uma variante. Pode-se utilizar para liquidos viscosos e tambem para 6leos de motor em usa , com presenca de altas concentracoes de materiais carbonosos ( 6leo para motores diesel em service ) , 0 dispositive cone/placa (figura 3 ) . Neste aparelho onde a velocidade de deformacao U I h e constante do centro a extremidade , 0 escoamento viscoso , nao e praticamente , perturbado pelo material

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solido em suspensao , como tambern e 0 caso dos viscosimetros capilares ou mesmo para os viscosimetros tipo Couette.

Fig. 3 - Principia do viscosimetro cone-place

A unidade de viscosidade dinamica , dentro do sistema SI , e pascal. segundo ( Pa.s ). Dentro do sistema CGS a unidade utilizada e 0 centipoise (cP). As relacoes entre as unidades SI e CGS sao: 1 Pa.s = lOP ou 1 P = 0,1 Pa.s 1 ml'a.s = 1 cP Atualmente a viscosidade dinamica dos lubrificantes milipascal.segundo ( mPa.s )

e

expressa em

1.2. Fluidos nao-newtonianos Os liquidos nos quais 0 coeficiente de viscosidade dinamica 11nao e constante , mas depende da velocidade de deformacao 'Y ( ou gradiente de velocidade ) , sao ditos "nao-newtonianos" ( fig. 4 ).Sao os oleos com modificacao do indice de viscosidade , formulados com

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uma base mineral ou sintetica , adicionando-se polimeros ( aditivos melhoradores do indice de viscosidade ), A maioria dos 6leos multiviscosos para motores , alguns oleos multiviscosos para transmissoes , as fluidos ATF e os fluidos hidraulicos do tipo HV sao liquidos nao-newtonianos.Para estes produtos , se a velocidade de deformacao 'f e muito elevada ( 10-4a 10.7 s' ) , que e obtida de filmes de oleo caracterizados por uma grande velocidade de deslizamento e mau funcionamento , a viscosidade dinarnica medida sob cisalhamento e inferior a viscosidade "normal" medida em baixa velocidade de deformacao. 0 modelo reol6gico de tais 6leos e 0 modelo pseudo-plastico , que e igualmente 0 modelo das ernulsoes aquosas de 6leos soluveis e de oleos minerais aproximando-se do ponto de congelarnento. Outros fluidos nao-newtonianos : os corp os plasticos de Bingham, as graxas onde 0 comportamento e intermediario entre 0 modelo pseudo-plastico e 0 modele de Bingham , os fluidos reo-espessantes e dilatantes , os fluidos de Bolzmann que compreendem os fluidos "tixotropicos" ,ou seja , fluidos "visco-elasticos", que reagem como um s6lido elastico assim que se aplicada uma breve carga extremamente elevada e que apos urn certo tempo , e chamado "tempo de relaxamento", se escoa de maneira puramente viscosa.Os lubrificantes fortemente comprirnidos e cisalhados nos filmes elastohidrodinamicos ( engrenagens , rolamentos , carnes , etc.) possuem um comportamento visco-elastico.

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J - 2(·-1) Fig. 4 - Principais modelos reologicos

TOTAL LUBRIFICANTES DO BRASIL

31


1.3, Viscosidade cinernatica

A viscosidade encontrada nas fichas tecnicas dos lubrificantes e a viscosidade cinematica v , mais facil de se medir que a viscosidade dinamica T], o principio da medida e derivada da lei de Poiseuille dando a relacao entre a vazao Q de urn liquido newtonian a deslocando-se em regime laminar em urn tuba capilar e sua perda de carga linear dp/dx( fig.S),

Q = (rrR~/8T]).

(dp/dx)

Sendo R a media do capilar e T]e a viscosidade dinamica, Sabe-se que a perda de carga dpl dx = pgh/L ; sendo : p, a mass a volumetrica de oleo , g , a aceleracao da gravidade , h , 0 desnivel do tuba, L , 0 comprimento do tuba e como a vazao Q = VIt V e 0 volume do 6leo escoando durante urn tempo t , temos :

V = rrR4 . Q&h t 8T] L

au !l = rrRlgh .

TOTAL LUBRIFICANTES

P

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DO BRASIL

t


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h

Fig.S - Escoamento laminar de um liquido viscoso em um tuba capilar

o termo

nR4gb sendo uma constante para um tubo capilar e urn

8LV

volume de 6leo dados , fica que a razao n/p que e definida como a viscosidade cinernatica v e proporcional ao tempo de escoamento de um cerro volume de oleo V.

v =

h = K.t P

K e a constante do tuba viscosimetrico, A medida da viscosidade cinernatica dos lubrificantes e feita , utilizando-se lim viscosirnetro capilar , representados pela figura 6 e um cronornetro . A viscosidade e , geralmente , medida nas temperaturas de 40 e 1000 C

TOTAL LUBRIFICANTES

DO BRASIL


B

C

A = Viscosimetro Carmon-Fenske ( liquidos transparentes ) B = Viscosimetro Carmon-Fenske ( liquidos opacos) C = Viscosimetro Ubbelodhde Fig, 6 - ExempJos de tubos viscosimetricos

A unidade de viscosidade cinernatica , no sistema SI , e a metro quadrado por segundo ( m2/s ) . Sua equacao de dimensao sendo LZT1 , isto e entao , uma unidade de superficie dividida por uma unidade de tempo. Na pratica , isto e 0 sub-multiplo , 0 milimetro quadrado por segundo (mm"/s) que e utilizado. No sistema CGS , a unidade era 0 cm vs designada "Stokes"(St) , do nome do fisico ingles G.G. Stokes, mas por razoes de comodidade , utiliza-se a sub-multiplo centis tokes ( cSt) , Deve-se saber que a viscosidade da agua a 20 C e de 1,0 cSt. D

TOTAL LUBRIFICANTES

DO BRASIL


As relacoes entre as unidades SI e CGS sao:

lrnrrr'z's = 10-1St ou 1St = 10-1 m2/s = lcm"/s l rnmi/s = 1 cSt

Na pratica , determina-se facilmente a viscosidade dinamica a partir da viscosidade cinematica ( medida ou dada nas fichas tecnicas dos 6leos ) e da densidade relativa ( fornecida igualmente nas fichas recnicas ) , mas deve-se levar em conta a variacao da densidade em relacao a temperatura, 1.4. Viscosidades empiricas Antigamente as viscosidades dos oleos lubrificantes eram expressas par unidades de viscosidades ernpiricas : 0 grau Engler ( DE ) na Europa continental, Redwood na lnglaterra e 0 "Segundo Saybolt Universal" ( SSU ) nos EUA Estas unidades estavam ligadas ao tempo de escoamento , de um determinado volume de 6leo , por urn orificio calibrado , em uma determinada temperatura: a 50째C para os graus Engler, a 37,8 e 98,9 째C para as outras unidades. Estas unidades nao devem ser utilizadas , a tabela 1 permite se traduzir as determinadas viscosidades empiricas em urn documento arcaico em unidade St de viscosidade cinernatica.

TOTAL LUBRIFICANTES

DO BRASIL


Tabela 1 - Quadro de conversao de viscosidedes

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TOTAL LUBRIFICANTES

DO BRASIL

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1.5. Relacao viscosidade/temperatura

e indice de viscosidade

A viscosidade de um oleo decresce fortemente a rnedida que a temperatura se eleva.Portanto , para urn oleo mineral parafinico , ele e dividido par 7 quando a temperatura passa de 60 a 120°CTodos os 6leos veern sua viscosidade cair com 0 aumento da temperatura, de maneira mais ou menos rapida , con forme sua estrutura quimica, Os piores sao os hidrocarbonetos arornaticos e os melhores sao os fluidos siliconizados, A representacao em coordenadas cartesianas da variacao da viscosidade em funcao da temperatura ( fig.7 ) , nao e pratica. Ela e obtida atraves de uma lei relativamente complexa onde a representacao mais corrente admite para os 6leos lubrificantes a equacao de Walther e mac Coull.

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Fig.7 - Variaj::aode viscosidade - temperatura dos oleos de motor

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31


Muito tempo depois os especialistas cornecaram procurar a obtencao de uma representacao linear desta curva. Entao , nasce 0 abaco ASTM ( narmalizado ASTM D 341 ) (fig. 8), Esta representacao e muito pratica , pois conhecendo-se duas viscosidades a duas temperaturas diferentes (ex.: 40 e 1000e , geralmente dadas em fichas tecnicas) se permite determinar a reta "ASTM" para se determinar as viscosidades do 6leo em outras temperaturas par interpolacao ou extrapolacao.

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Fig.8 - Representscoes linesres das veriscoes viscosidade-temperatura

TOTAL LUBRIFICANTES DO BRASIL

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indice de viscosidade ( VI ) e um numero que traduz variacao da viscosidade com a temperatura ( fig. 9 ).

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Fig,9 - Relscso viscosidade-temperarura

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e in dice de viscosidsdc

Para urn determinado 6leo com uma viscosidade cinernatica a 100°C, ele e calculado comparando-se sua viscosidade a 40°C com dois 6leos padrao tornados como referencia e ambos passu indo a mesma viscosidade a lOODC que 0 oleo a testar. Um dos 61eos ("ruim") tem urn IV=O ; a outro ("born") possui um IV=lOO. Em 1930, os americanos Dean e Davis , dcfiniram de maneira empirica a indice de viscosidade , comparando as variacoes viscosidade-temperatura dos 6leos lubrificantes "U", com 6leos padrao provenientes do refino de dois tipos de petr61eo brute america no , tipicos da epoca: um proveniente do golfo do Mexico (nafteno-arornatico) com IV=O, convencionado com "L"(Jow

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39


reference oil) e um outro proveniente

da Pensilvania ( parafinico ) ,

com JV=IOO , denominado "H"(high reference oi!). Com 0 6leo de VI=O , de VI=100 e 0 6leo U com VI a se determinar, aplica-se a seguinte f6rmula : VI = 100, L - U L-H

para IV < 100

+ 100 I para IV ~ 100 , com N=(logH-LogU)/logY

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Fig.IO - Deiiniciio do fndice de viscosidede

TOTAL LUBRIFICANTES

DO BRASIL

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Atualmente as normas equivalentes ASTM D 2270 , apresentam abacos de calculo do VI, con forme figuras II, 12 e 13. '"

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Fig.13 - Grstico de IV de 0 a 300 (A5TM D 2270)

Alern disso, estas tabelas , bem como , abacos e programas especificos de computador , permitem determinar rapidamente a indice de viscosidade dos 6leos , conhecendo-se suas viscosidades a 40 e lOOoe respectivamente. A titulo indicativo a tabela 2 , apresenta os valores tipicos de quaisquer oleos basicos minerais ou sinteticos ou de 6leos formulados para motores.

TOTAL LUBRIFICANTES DO BRASIL


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Familia de lubrificantes Oleos minerais nafteno-aromaticos SO~_060 I I Oleos minerais nafteno-parafinicos Oleos minerais parafinicos 90 a 110 I Oleos ~inerais hidrorrefmados (HVI e VHVI) 95 a 130 (ate 140) I Oleos minerais hidrocragueados l20al3S I I Oleos hidro-isomerizados (XHVI ou similar) 140 aiso 120 a 170 (.) Polialfaolefinas (PAO) I Polialquilenoglic6is (PAG) 130a>2S0 Diesteres 120 a >200 I J:i'C"h:3 I I I rssreres de neoootiois 90 a 180 I ~ilicones 80 a >._4_0-:-,0~_--I Oleos Qara motores monoviscosos i 90 a 110 Oleos para motores multiviscosos I 20VV40i IOS-140 20WSO 110 - ISO l5VV40 130 - 170

TOTAL LUBRIFICANTES

DO BRASIL


1.6. Relacao viscosidade-velocidade viscosidade por cisalhamento )

de deformacao

( queda da

Os 6leos "newtonianos", ou seja , as oleos minerais e sintericos nao con tendo aditivos melhoradores do indice de viscosidade sao ditos incisalhaveis , isto significa que sua viscosidade nao varia quando sao submetidos a urn cisalhamento por equipamentos rnecanicos rapidos com estreitas folgas , tais como mancais , engrenagens , aneis , bornbas de 6leo , injetor , etc. Este cisalhamento e causado pela velocidade de deforrnacao : y= U I h

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com:

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U = velocidade de deslizamento de duas superficies atritantes em rn/s h = espessura do filrne de 6leo em m

N a pratica , esta grandeza e denominada , impropriamente , de "gradiente de velocidade"ou tambern "taxa de cisalhamento". Por outro lado, os oleos com alto IV ( 6leos de motor multiviscosos , f1uidos ATF , fluidos hidraulicos HV ,.. ) , formulados com polimeros melhoradores de IV , sao sensiveis ao cisalhamento mecanico e veem sua viscosidade cair de duas maneiras : • queda permanente quando as macrornoleculas dos po lim eros sao cortadas em pedacos de baixo peso molecular, e que se traduz por uma queda de viscosidade irreversivel. Esta queda pode significar ate 30% , dependendo da estrutura quimica , da distnbuicao molecular do polimero e da severidade do contato. A fig, 14 mostra a velocidade da queda permanente da viscosidade de urn 6leo com aditivo melhorador do IV em funcao do tempo.

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TOTAL LUBRIFICANTES

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DO BRASIL


Camara de purvsnzacao

Bomba de

inJe~ao

Fig, 15 - Esquema do eperelbo KuI1 Orbahn equipado com um injetor diesel Bosch

o a maquina de engrenagens FZG , muito conhecida para a avaliacao da capacidade de carga dos Iubrificantes ; permite cisalhar severamente os 6leos nao newtonianos utilizando engrenagens de ensaio , operando com baixa a media carga e grande velocidade durante 14 ou 20 horas a 90°C. o 0 ensaio KRL, consiste em se cisalhar 0 6leo em urn rolamento conico de roletes montado em uma maquina de 4 esferas no lugar do porta esferas. â&#x20AC;˘ queda reversivel e quando as macrornoleculas , aglomeradas sobre elas mesmas em um liquido em repouso , se desdobram e se alinham no sentido do escoamento forcado do filme de lubrificante em pecas submetidas a altas velocidades. A figura 16 mostra a velocidade do fen6meno e a figura 17 ilustra 0 alinhamento das moleculas de polimeros sob grande velocidade de deformacao. Para 6leos de motor multiviscosos , a viscosidade

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--dinarnica sob forte cisalhamento e alta temperatura (Isoac ) e medida em viscosirnetros dinarnicos chamados "HTHS" ( high temperature , high shear ), assim como 0 viscosimetro Ravenfield (fig. 18).

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Fig. 16 - Variap'io viscosidade-velocidade de detormecio de um oleo motor tnuliviscoso

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Fig. 17 - Esquema do efeito do a/inhamento das mucro-molecules sob uma grande velocidade de detormsciio

TOTAL LUBRIFICANTES

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(meIhorador do IV )


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Fig. 18 - Principio do viscosimetro rotativo HTHS Reveniield

2, Propriedades de escoarnento

a baixa

temperatura

2.1. Ponto de fluidez ( "Pour Point" )

E a minima temperatura em que a lubrificante consegue fluir , sem

agitacao , dentro de condicoes normatizadas ( metodo ASTM D 97 ). o ponto de fluidez e visualizado par inclinacao de urn tubo de ensaio com oleo colocado em urn banho de resfriarnento a cada 3°C. Ele e expresso em graus Celsius e e definido 3°C ap6s ( ex.: P.F,= -9 , -12 , -15 , etc.). Entretanto , existem aparelhos automatizados de determinacao de ponto de fluidez que permite se defmir 0 ponto de de fluidez 1°C ap6s. No momenta da determinacao do ponto de fluidez dos 6leos ( fig. 19), uma outra caracteristica e tambem medida ; trata-se do ponto de nevoa ( "cloud point" ) que e a temperatura na qual aparecem de TOTAL LUBRIFICANTES DO BRASIL


mane ira visivel a olho nu os primeiros cristais de parafina em um segundo tuba de ensaio , no qual a termometro esta imerso ate a fundo deste tubo. PONTO DE

PONTO DE FLillDEZ

NEVOA

Ietctc da

Escoamento em menes dt: 5 segundos

cri1taJiuI!;io

Fig, 19 - Determineciio

do ponto de m!voa e do ponto de f/uidez

Para 0 usuario dos 6leos de motor e transrnissao 0 ponto de nevoa nao representa nenhum interesse e 0 ponto de fluidez nao constitui um criterio de selecao determinante. Ao contrario , para 0 formulador , esta caracteristica e primordial a escolha dos oleos basicos . Os pontos de fluidez dos basicos minerais parafinicos , ou minerais puros , podem variar de -lSDC a - 6 C . Para as bases naftenicas as temperaturas sao notadamente mais baixas (-45DC a _20DC ) , enquanto que as bases PAO tem seu ponto de fluidez entre -60 C e -34 C para a mesma classe de viscosidade. Os pontos de fluidez de esteres fluidos se situ am igualmente a urn nivel muito baixo , normalmente entre -7oDe e -30De de acordo com sua est.rutura quimica , embora certos tipos de esteres viscosos possucm pontos de fluidez mais elevados. Para se abaixar 0 ponto de fluidez das bases parafinicas dos oleos de motor e transmissao de grau SAE "W", deve-se adicionar aditivos abaixadores do ponto de fluidez , em ingles : "Pour Point Depression" ( PPD ) que sao polimeros do tipo polimetacrilatos que inibem 0 crescimento dos cristais de parafma, permitindo que 0 ponto de fluidez de urn oleo de motor SAE 15W40 esteja entre -36De e -42DC. D

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2,2. Ponto de fluidez estabilizado ("Stable Pour Point" )

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Os oleos de motor formulados com certos aditivos VI do tipo copolimero misto tem sido subsrituidos , em invemos rigorosos , nos EVA e Escandinavia , no inicio dos anos 80 , devido a graves problemas de emperramento e de desgaste de motores par consequencia de uma gelificacao e congelamento dos 61eos a temperaturas bem superiores aos seus pontos de fluidez convencionais , ap6s paradas prolongadas , Para simular este fen6meno , realizaram lim antigo ensaio da US Army, que consiste em se medir 0 ponto de fluidez pelo metoda classico ASTM D 97 , mas ap6s , lim ciclo de resfriarnento normalizado , conhecido como" ciclo C", durante 168 h em 7 dias , con forme figura 20 , Este teste mostra bern 0 comportamento reologico particular dos 6leos em servico. Ele foi introduzido na classificacao de viscosidade SAE J 300 de 1984 a 1987 para caracterizar a bombeabilidade dos 6leos a baixas temperaturas antes de ser substituido par um ensaio menos custoso , de uma duracao de dois dias somente ,feito em urn viscosimetro MRV ( miniviscosimetro rotativo ) conforme ASTM D 4684

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Fig, 20 - Cicio termico para medida do ponto de fluidez estsvel (cicio C)

TOTAL LUBRIFICANTES DO BRASIL

50


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2.3. Viscosidade dinamica medida no CCS A viscosidade it baixa temperatura dos 6leos de motor e medida em urn viscosimetro rotativo CCS ( "Cold Cranking Simulator" ) ou "Simulador de partida a frio" ( fig.21 ) conforme metodo ASTM D 5293 muito parecido com 0 metodo ASTM D 2602 que foi substituido em 1993. Este aparelho simula a cisalhamento do 6leo em mancais no momenta do funcionamento do motor, ou seja , na partida. 0 rotor do aparelho e acionado par urn motor, a resistencia ao atrito viscoso devido a viscosidade a frio do filme de oleo cria uma forca que faz com que a forca de rotacao do rotor caia. A queda de velocidade , tanto mais importante que a viscosidade que e elevada , serve para determinar a viscosidade do 61eo testado , gracas a uma curva de calibracao dando a variacao da velocidade de rotacao do aparelho em funcao da viscosidade de oleos padrao de viscosidades dinamicas perfeitamente conhecidas.

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• •

Fig.21 - Esquema do viscosfmetro CCS

• •

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TOTAL LUBRIFICANTES DO BRASIL

51


-2.4. Temperatura limite de bombeabilidade Nao e suficiente que urn oleo de motor tenha , uma viscosidade dina mica suficientemente baixa , para permitir a partida do motor, ainda que ele seja bornbeavel , quer dizer , po de ser aspirado pela bomba de 6leo sem entrada de ar e nern insuficiente vazao de 6leo ( fig, 22 ) e ser recalcado em todo 0 circuito de Iubrificacao ate os pontos mais distantes da bornba. A temperatura em que a 6leo pode fluir sob baixo cisalhamento ( 'Y = o a 10 s 1 ) atraves da peneira (ou ralo ) , da bomba de 6leo e das caneletas de lubrificacao e medida pelo MVR ( fig.23 ) .

VAZAO {NSUJ'ICI:lNTE

KNTRADA. DE AR

Fig.22 - Exemplos de falhas de bombeabilidade de oleo

TOTAL LUBRIFICANTES DO BRASIL


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Fig,23 - Esquema do viscosimetro MVR

o principio

de medicao e simples: 0 aparelho e resfriado lentamente durante 48 horas de acordo com 0 ciclo terrnico mostrado na figura 24 ; lima forca constante e aplicada no rotor do aparelho devido a um peso suspenso de 150 g. Esta forca a se veneer corresponde a uma viscosidade dinamica de 30000 mPa.s que e considerada como a viscosidade limite maxima de bombeabilidade ; 0 aparelho e aquecido e a temperatura a partir daquela em que rotor corneca a girar sob 0 efeito desta forca que caracteriza 0 limite de bombeabilidade conforme 0 metodo ASTM D 4684,

!!II!I!

_...!!I

.. • •

TOTAL LUBRIFICANTES DO BRASIL

53


-

o

8

16

24

32

40

48

DURACAO(h)

Fig. 24 - Ciclo de resfriamento em urn viscosimetro MR V

2.5. Viscosidade dinamica medida pelo viscosirnetro Brookfield A viscosidade a baixa temperatura de lubrificantes de transrnissao automotiva e de 6leos industriais e medida em urn aparelho de cilindros coaxiais - 0 viscosimetro Brookfield - operando sob baixas velocidades de deformacao con forme os metod os equivalcntes ASTM D 2893 e CEC L l8-A-80, Nota-se que urn metodo de simulacao de bombeabilidade a frio de um 6leo de motor foi focalizada no inicio dos anos 80 pelos europeus ( metoda CEC-L-32-T-82 apos , CEC-L-32-A-87 ) em viscosirnetro Brookfield, Durante uma dezena de anos , ele foi considerado , na classificacao de viscosidade SAE J 300 , como metoda alternativo ao metoda ASTM D 3829 praticado com 0 aparelho MRV ap6s urn resfriamento rapido . Ele desapareceu da classificacao assim que a SAE adota 0 ensaio de bombeabilidade ASTM D 4684 no aparelho MVR com ciclo de resfriamento lento. Entretanto , este metodo ,

TOTAL LUBRIFICANTES

DO BRASIL


... ... ... -...

adotado recentemente pela ASTM com referencia D 5133 , esta tarnbem citado nas notas que acompanham a classificacao de viscosidade SAE BOO MAR93 como metoda suscetivel de fornecer informacoes suplementares sobre as performances reo16gicas a baixa temperatura de 61eos para rnorores. 3. Classificar;:ao ,de viscosidade dos lubrificantes 3.1. Classificacao de viscosidade SAE dos oleos de motor Historicamente a classificacao de viscosidade SAE remonta de 1911. Sem parar modificada e melhorada , esta em vigor ate 01.01.97 esta escrita SAE J 300 MAR93 ( tabela 3 ) , ela estabeleceu 6 graus "inverno", designados por numeros arbitrarios (0,5, l O, 15,20 e 25 ) seguidos pela letra W e 5 graus "verao" representados por outros mimeros arbitrarios ( de 20 ate 60 ) Tabela 3

Clessiticeeio de viscosidade SAE J 300 MAR93 - oleos de motor Viscosidade na pari ida a frio em mi'a.s(cP)a temperatura ("C) de :

Grall de viscosidadc SAE

-- ._ ·----r--------M-~.. OW

3150 a -30

IO\V

3500.1

5W

3StXL'l ·::5

Lsw I

15W

3500a

i

1

20 -0 J .oW

,

60

~

so

Metodo

-15

4500 a ·10 6000. ·5

20W

1,

-zo

Viscosidal1e de tX,mbcabilidadc a frio em mPa.s(cP) a ! rcmper;lIura( "'C) de:

I·· .. - .. I

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Min

3.S

I I

30000.1 -25 3(1)()()a -10 3()(j()O" ·15 30000. -10

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I

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ASTM D 468,1 (MRV)

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i

I

5,6

,

5,6 9,3!

I

5,6 9,:I12,5

Viscosidade HTHS il 150"C c 106 Sol em mpa.s (cP)

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< 9,3

'I

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I

'19, _ .

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3000<);1 ·35

!

ASTM D 5~93 (CCS)

---------

I

Viscovidade cinematica em mm21s (cSt) a J())OC

i

I

I I

I

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TOTAL LUBRIFICANTES DO BRASIL

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"(I < _

ASTM D 445 {viscosimerro caPIIar)!

(1) 2.9 mf'a.s min .para oleos OW4O , 5W40 e IOW40 (2) 3,7 mPa.s min. , para oleos 15W4O , 20W40 , 25W40 e 40 monograu

I

i

I (

ASTM D 4683 CEC L-36-A-9() sa ASTM D 4741 )

I I

I I I


• A ultima modificacao da classificacao SAE J 300 , em aplicacao a partir de 01.01.1997, diz respeito aos limites de bombeabilidade a frio e da temperatura de bombeabilidade avaliada no aparelho MVR (tabela 4 ),

Tabela 4 -Clsssiticsciio de viscosidade SAE J 300 0UT95 - 6leos de motor Grall de viscosidade SAE

!

Viscosidade na partida a frio em mPa.s(cP) a temperatura (OC)dc: Max

OW 5V-l lOW ISW

3:250 350(_)

~OW

4500

15W

a

a

·30 -~5

3500.1.

·15

3500 it -10

a -10 61}OO a -5

I

Viscosidade de bombeabilidade it frio em mPa.s(eP) a temperatura/ '"C ) de : Max I

6(XXX).i

I

Min

-to

a a

a

I

30 -10

I

5,6

5,6 9.3

9,3

1.2,5 16,3

50

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......1

Min

-1,1

-:?5 -:20 -15

5.6

21,9

ASTM D 5293 (CCS)

(eP) .

s.s

10

Mctodo

Max

3,X

60000 it -35 60000 a -30

('0000 60000 6O()OO

Viscosidade HTHS .1 150°Ce ml'a.s 50°C c 10';S-1em 10'; s' em ml'a.s

Viscosidade cinematica em mm' s (cSt) a 100°C

ASTM 04684 (MRV)

< 9,3 < 11.5 < 16,3 < 21,9 < 16,1

ASTM 0.t45 ( viscosimerro capilar ) ......

(1) 2,9 ml'a.s min, .para oleos OW40, 5W40 e IOW40 (2) 3,7 mPa.s min. ,para Oleos 15W40 ,20W40, 25W40 e 40 monograu

TOTAL LUBRIFICANTES DO BRASIL

,

~.6 1.6 2.9 c1 2,g]\ ou ou 3.7c1 ~,gn

3,7

I

o 0 J, ,

ASTM 04683 CEC L·36·A·90 ~ AS"[M 1J_-I7-11)_


Tabela 5 -Clessiticsciio de viscosidade SAE J 300 DEZ95 - oleos de motor Grau de viscosidade SAE

aw SW

I

lOW

ISW 1fJW 25W 20 30 40 50

eo

Viscosidadc na partida a frio em mPa-'(cp). temperatura (OC)<ie: Max 3250& -30 3500;' ·25 3500 a ·20 3500. ·15 4500 a -10 60003 -S .

t~D

Viscosidade de bombeabilidade a frio em mPa.s(cp) a temperatUra( °C ) de : Max 60000. -40 60000. -35 60000 a ·30 60000 a -25 6()(XX) a -20 60000. ·15

-

-

. .

ASTM D 5293

Viscosidade HTHS a 1500C e Ht sol em mP.a.s (cP) Min

Viscosidade cincmatica em mm%/s(cSt) a 100°C Min 3,8 3,8 4,' 5,6 5,6 93 5,6 9,3 12,5 16,3 21,9

Max I

.

< 9,3 < 12,5 < 16,3

-

<21,9 < 26,1

ASTMD445

ASTM D 46:___j

I I I i

I ,

2,6 2,9

2,9Wou 3,i2) 3,7 3,7 ASTMD4683 CEC L·)6.A·90 (5ASTM D4741)

(I) 2,9 ml'a.s min. ,para 61eos OW40, 5W4O e lOW4O (2) 3,7 mPa.s min. .para oleos 15W4O ,20W4O, 25W4Oe 40 monograu

Ela esta baseada nas medidas de viscosidade dinamica efetuadas a baixas temperaturas para caracterizar os oleos de grau --W, Uma e realizada com viscosimetro ees que indica a capacidade do lubrificante na partida a frio do motor, simulando 0 cisalhamento do 6leo nos mancais na hora do funcionamento inicial do motor. l't viscosidade da partida a frio , maximo , nao deve passar lim valor limite que aumenta de 3250 a 6000 ml'a.s com" n "horas de ensaios realizados em temperaturas que aumentem de 5 em 5 De desde -30oe para 0 grau OW ate -5°e para 0 grau de 25W,

fi") vetores exigidos na nova ctassificccao

SAE J JUO 0UT95 efeuvada

a partir

de 01.0 L,]')97

TOTAL LUBRIFICANTES DO BRASIL


• A outra assegura que a viscosidade limite de bombeabilidade do 6leo de 30000 mPa.s , (ou de 60000 ml'a.s)'? controlada com 0 viscosimetro MVR que e utilizado para temperaturas que nao excedam -35°C ( au -io-c f) para 0 OW a _10°C (ou -15°C)(*)para 0 grau 25W com urn escalonarnento de 5 em 5°C de um grau W ao seguinte. Nota-se que para cada grau W , a temperatura limite de bombeabilidade e inferior em 5°C ( ou de 10°C f) naquela medida de viscosidade em que se realiza com 0 ces. Esta margem de seguranca e destinada a assegurar que na hora da partida 0 motor vai ser acionado , 0 6leo do carter esta suficientemente fluido para escoar, em um tempo suficientemente curto , atraves da peneira e da canaleta de aspiracao da bomba e estar lubrificando todo 0 circuito , que compreende 0 sistema de distribuicao . Esta precaucao e destinada a irnpedir que os cantatas secos entre as pecas nao causem desgastes anormais ou mesmo provoquem 0 travamento destas pecas. As caracteristicas fisicas a quente sao determinadas , de um lade , medindo-se a viscosidade cinematica a 100°C , media , com urn viscosimetro com tubo capilar e de outro lade , desde 1993 , verificando que cada 6leo correspondendo a um grau "verao", submetidos a condicoes severas de cisalhamento ( temperatura: 150°C e velocidade de deformacao : 106s·1 ) , possui tambem uma viscosidade dinamica sob pressao suficiente para evitar a ruptura do filme de 6leo nos mancais e outras partes. Estes aparelhos utilizados, chamados viscosimetros HTHS sao do tipo rotativo de cones coaxiais assim como 0 viscosimetro europeu Ravenfield (metodo eEe L-36-A-90 , identico ao ASTM D 4741) (a) ou 0 viscosimetro americano TBS (b) (metodo ASTM D 4683 ). as 6leos que respondem aos limites de viscosidade de urn grau a frio ou a quente sao chamados de monograus ou monoviscosos (exemplos: SAE lOW, SAE 40 ... ) Aqueles que satisfazem os limites de viscosidade de um grau a frio e a quente sao chamados de multigraus ou multiviscosos ( ex.: SAE OW30, lOW40, 20W50 ... )

(a) Nos EUA , 0 viscoamceo Ravenfidd tami:Jem t chamMfo de "Tapered Plug Viscometer" (b) TBS = Tested Bearing Simulatvr

TOTAL LUBRIFICANTES DO BRASIL


• 3.2. Classificacao de viscosidade SAE dos oleos de transmissao manual e diferencial Os lubrificantes de transmissoes automotivas ( caixas de velocidade com comando manual e diferenciais ) foram tarnbem objeto de uma classificacao de viscosidade SAE J 306 ( tabela 6 ) , que como a classificacao dos oleos de motor, preve tambern graus W(inverno) , definidos por uma medida de viscosidade dinamica a baixa temperatura efetuada com urn viscosimetro rotativo Brookfield e os graus "veraovcaracterizados pelos limites min-max de viscosidades cinematicas medidas a lOO°C em tuba capilar. Tabela 6 -Clsssiiicsdio de viscosidade SAE J 306 -lubrificantes de trensmissoes a comando manual e diferenciais Grau de viscosidade SAE

,I

I

Temperatura maxima para uma viscosidade de 150000 mFa.s em °C

I

Viscosidade cinematica a 100°C em mm?/s (cSt)

(a)

Min

Max

(b)

70W 7SW 8SW

- 55 ·40 ·26 ·12

4,1 4,1 7,0 11,0

80 85

-

·

7,0 11,0 13,5 24,0 41,0

SOW

I

90

140 250 Metodo

· ·

· ASTMD2983

(a) : as exigencias adicionais de viscosidade a baixas temperaturas caixas de cambio sincronizadas em service moderado ( < 5000mPa.s (b) : os limites rninirnos de viscosidade devem ser respeitados ap6s equipamento KRL (CEC L-45·T-53 metodo C l

i

!

· · ·

I

·

< 11,0

< 13,5 <24,0 <41,0 ·

ASTMD445 sao detenninadas

para 61eos para D 5293 )

a -3O"C no CCSI ASTM 0

I

ensaio de cisalhamento

de 20 h no

(c) : A precisao do metodo ASTM D 2983 njo esra estabelecida em remperaturas abaixo de -4QOc.EJ eeve ser _ oeta ASTM art ·55"C

TOTAL LUBRIFICANTES DO BRASIL

I

I


3.3. Classificacao industriais

de

viscosidade

ISO

dos

lubrificantes

As viscosidades dos oleos industriais sao geralmente determinadas pela viscosidade cinernatica a 40°C que e a temperatura de referencia da classificacao dos 6leos industriais de acordo com a sua viscosidade ( norma ISO 3448 ) ( tabela 7 ) . Cada classe de viscosidade ISO e caracterizada por sua viscosidade cinematica media ( 20 classes de 2,2 a 3200 mm2/s a 40°C e par urn intervalo de viscosidade onde os limites min-max sao a media ±lO%. Tabela 7 -Clessiiiceciio de viscosidade ISO +lubriticentes industriais ( ISO 3448 - dez 93 ) Viscosidade cinetruitica media em mmvs (cStla 40" C

Mimmo

MAximo

ISOVG2

2,2

1,90

2,42

ISOVG3

3,2

2,88

3,52

ISOVG5

4,6

4,14

5,06

ISOVG7

6,8

6,12

7,48

ISOVG 10

10

9,00

11,00

ISOVG IS

15

13,50

16,50

ISOVG22

22

19,00

24,20

ISO VG 32

32

28,80

35,20

ISOVG46

46

41,40

50,60

ISO VG 68

68

61,20

74,80

ISOVG 100

100

90,00

110,00

ISOVG 150

150

135,00

165,00

ISOVG220

220

198,00

242,00

ISO VG 320

320

288,00

352,00

ISOVG460

460

414,00

506,00

ISOVG680

680

612,00

748,00

ISOVG 1000

1000

900,00

1100,00

ISO VG 1500

1500

1350,00

1650,00

ISOVG2200

2200

1980,00

2420,00

3200

2880,00

3520,00

Oasse ISO de viseosidade

ISO VG 3200

._

Limite da viscosidade cmematica , cSt a 40" C i

TOTAL LUBRIFICANTES DO BRASIL

60


• Cornparacao dos principais sistemas de classificacao de viscosidade dos lubrificantes liquidos para indices de viscosidade da ordem de 100

I

I2000

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ISO VG

ISO 3448

NFT60 ·141

G_

SAE

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5AEJ:I06 ______L-

GNde SAE rmtaIUa SAE J300

TOTAL LUBRIFICANTES DO BRASIL

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• Lubrificantes para motores 1. Especifica~oes para motores a gasolina e diesel 1.1. Oleos para motor a gasolina Urn motor a gasolina , de acordo com as condicoes de utilizacao exige do 6leo , propriedades diferentes : A plena carga.por exemplo, em uma estrada com grande velocidade , as temperaturas no topo do pistao e tambern do carter sao elevadas. Necessitamos entao propriedades termicas e detergentes suficientes para eliminar a deposito da primeira canaleta e tambern performances antioxidanres muito elevadas para evitar a degradacao do oleo. Ao conrrario , em pequenos percursos ou servico urbano ("anda e para"), os baixos niveis de temperatura de certas partes do motor favorecem a condensacao de agua e formacao de "borras negras". Para evitar este fenorneno , um 6leo com altissimo poder dispersante se faz necessario.

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1.2, Oleos para motor Diesel

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Um motor Diesel se caracteriza por um nivel de temperatura elevada, especialmente na parte superior dos pistoes de motores sobrealirnentados e pela utilizacao de um combustivel capaz de produzir impurezas , vernizes e residuos acidos, Por isto que os 6leos para motores Diesel devem ter niveis de detergencia e alcalinidade elevados, superiores aos dos motores a gasolina. Os motores "diesel rapido" que equipam pick-ups , formam quantidades elevadas de particulas "insoluveis" no oleo , exigindo tambern propriedades dispersantes.

TOTAL LUBRIFICANTES

DO BRASIL

6


2. Funcao dos lubrificantes I1ara motor Para a garantir ao motor boas condicoes de operacao lubrificante tem as seguinres funcoes :

,

0

6leo

- Reduzir 0 atrito durante a partida a frio, oferecer baixa resistencia ao funcionamento do motor , alern de proporcionar peliculas lubrificantes , nas mais variadas ternperaturas do motor , reduzindo assim a desgaste. - Refrigerar , principalmente na area dos pistoes e aneis , Vedar , ou seja , promover a estanqueidade entre 0 pistao e 0 cilindro para realizar uma boa cornpressao e obter 0 maximo rendimento, • Limpar internamente 0 para se evitar a formacao de depositos gomas , lacas e borras . - Protecao contra a corrosao , devido acidos provenientes da cornbustao , 3. Evolugio

a

acao da agua e compostos

dos lubrificantes para motor

Os oleos lubrificantes automotivos evoluem com tecno16gicos dos motores , sob os seguintes aspectos:

0

avanco

- Melhoria das performances gerais em condicoes terrnicas severas ¢

¢ ¢

diminuicao da formacao de dep6sitos a quente e a frio diminuicao do desgaste controle da oxidacao do 6leo e corrosao

TOTAL LUBRIFICANTES DO BRASIL

I


•• - Reducao do consumo de combustivel ¢ ¢

por razoes ecol6gicas por razoes econ6micas

- Aumento dos intervalos de troca - Manutencao das performances do oleo em longos periodos - Estabilidade a alta temperatura

TEMPERATURAS

I

PE<;:AS

MOTORES GASOUNA

Atuais P1STOES / i24()'C! 1· 26()()C CANALETA

I

I

Evolucio 29()"C

MAXIMAS

MOTORES DIESEL

I

Atuais I Evch 280'C

TODOS TIPOS DE MOTORES CARTER DE6LEO L_

ATUAIS

---

~

__

.r

EVOLU<;Ao

I

~8~O_i~1~3(~Jo~C~ __L__ 150oC~

- Limites das normas de emissoes de poluentes sem recuo - Novas tecnologia de motores : injecao direta gasolina/diesel (common-rail, injetores-bombas , EGR, filtros de particulas, ... - Novas especificacoes de lubrificantes de baixas viscosidades (OW30 , SW30 , ... ) economizadores de combustive is , com

•• •• • e

TOTAL LUBRIFICANTES DO BRASIL


•• grandes intervalos de troca , com maiores numeros de ensaios de performance, mais longos e severos.

• Oleos de bases sinteticas • Novas tecnologias de aditivos

4. Classificacao dos lubrificantes para motor Os 61eos para motor se classificam de duas maneiras : atraves da identificacao de suas caracteristicas fisicas ou nivel de qualidade (performance) : 4.1. Classificacao de viscosidade SAE Clessiticeeio de viscosidade SAE J 300 DEZ99 - oleos de motor Graude viscosidade SAE

i

OW 5W lOW 15W 20W 25W 20 30 40

SO

60

Metodo

Viscosidade na partida a frio em mPa.s(eP) temperatura ('OC)de: Max 6200. ·35 6600. -30 7000 a -25 7000a -20 9500A -15 13000 a -10

a

__

._

Viscosidade de bombeabilidade a frio em mPa,s(ep) a temperaturaf °C ) de : Max 6()()(Xl a 40 60000 it ·35 60000. -30 60000A -25 60000. -20 60000A -15

·

·

·

·

-

·

·

-

·

·

ASTMD 5293 (CCS)

T

ASTMD4684 (MRV)

(1) 2,9 mPa.. min. , para oleos OW40 , 5W40 e lOW40 (2) 3,7 mf'a.s min, ,paIll6leos 15W40, 20W4O, 25W40e40

a

ASTM D 445 (viscosimetro eapilar)

-

a

ASTM D 4683 (TBS) CEC L-36-A-90 (~ASTM D4741) (Ravenfield) ASTM D 548I(eapilar sob I

monogIaU

TOTAL LUBRIFICANTES DO BRASIL

11M

I

Vlscosidade cinemAtica Viscosidade IITHS . em mm'/s (cSt) 10000C 150"C e Ht s' em mPa.s ' i lePl Min Max Min 3,8 3,8 · 4,1 · 5,6 · 5,6 · 93 5,6 <9,3 2,6 I 9,3 < 12,5 2,9 12,5 < 16,3 2,9''' ou 3,1') 1 16,3 <21,9 3,7 <261 37 .- ---_._- ___ .11.,2.

pressio )


• 4.2. Classificacao de qualidade ou performance - Especificacoes ACEA (setl99) Des AI·98

Descrieao do oleo ( "usuario") Oleo de baixa viscosidade para cconomia de combustivcl(viscosidadc HTHS entre 2,9 e 3,5 mFa.s). Podc nao ser convenicnte para certos motores.Consultar a recorncndacao do fabricantc.

A2·96 rev. 2

Oleo de qualidade padrao , para lIS0 geral da maioria dos motorcs gasolina com intervalos de troca normais.Pode nao ser conveuiente para motores de alta performance.

A3-98 ai. 98

Mororcs diesel de veiculos

a'i

Oleo cstavel , conscrvando scu grau SAE . destinado aos motores gasolina de alta performance .e/ou para Icngos intcrvalos de troca , e/ au \ para condicoes severas de funcionamcnto. Oleo de baixa viscosidadc para economia de combustivcl(viscosidadc HTHS entre 2,9 c 3,5 mFa.s).Pode nao ser convenientc para certos mOraTCS. Consultar a rccomcndacao do fabncante.

B2· 98

Oleo de qualidade padrao , para usa gcral de veiculos com morores diesel, principalmente com injecao direta, com intervalos de troca normais.Pode nao ser convenientc para motorcs de alta performance.

B3-98

I Oleo estavcl , conservando seu grau SAE , dcstinado aos motores diesel,

principalmeure com iuiecao diretae/ou para longos intervalos de troca , e/ou para condicocs scvcras de funcionamento.

B4

\ Oleo destinado principahncntc aos motores com iniccao dircta , quando SC exiee uma qualidadc especial de oleo, E2-96 rev. 3 ! Oleo para uso gcral de motores naturalmente aspirados e turbo. comprimidos , utilizado em services moderados a severos e intervalos de troca normais. E3·96 rev. 3

Morores diesel pesado

E4-99

I Oleo que possibilita

0 combatc contra : a formacao de depositos nos pistoes , 0 polimento dos cilindros . 0 acumulo de impurezas e oxidacao do oleo. Recomcndado aos motores QUC atendam as normas de emissoes Euro I e Euro 2, funciouando sob condicoes severas.Possibilita intervalos de troca espacados ,

Oleo estavel , conservando seu grau SAE, que possibilita maior eficicncia que E3 para combater : a formacao de depositos nos pistoes. 0 poiimento

dos cilindros , 0 acumulo de impurezas e oxidacao do oleo. Recomendado aos motores de alta performance Que atendam as normas de emissoes Euro 1 , Euro 2 e Euro 3 , ftmcionando sob condicoes severas e possibilitando intervalos de troca muito grandes.

E5·99

Oleo estavel , conservando seu gran SAE , que possibilita 0 combate contta a formacao de depositos nos pisroes e 0 polimento <los cilindros Tern maior eficacia que E3 contra 0 desgaste e depositos no turbo, acumulo de impurezas e oxidacao do oleo. Recomendado aos motores de alta performance que atendam as normas de emissoes Euro 1 , Euro 2 e Euro 3 , funcionando sob condicoes severas e possibilitando intervaJos de troca muito grandes.

TOTAL LUBRIFICANTES DO BRASIL

I


- Especificacoes europeias

CODIGOS DE pRATICAS ATIEL E ATC (96) => Os ensaios devem ser rodados

conforme procedimento de aprovacao "European Engine Lubricant Quality Management System ( c6digo de conduta A TIEL : Associacao Tecnica da Industria Europeia de Lubrificantes) o Os ensaios american os ASTM conforme c6digo de conduta CMA "Chemical Manufactures Association" o Os ensaios europeus CEC conforme norma de conduta ATC "Additive Technical Council" o Os ensaios de motores a se registrar pelo ERC "European Registration Centre" o Os procedimentos de homologacao ACEA * conforme as norrnas de qualidade ISO 9000 ¢ Oleos produzidos em fabricas certificadas ISO 9002 ¢ Ensaios efetuados em laborat6rios certificados ISO 9001 ( qualidade internacional ) ou EN 45001 (ensaios CEC).

* ACEA

= Associacao de fabricantes de veiculos europeus

TOTAL LUBRIFICANTES DO BRASIL


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â&#x20AC;˘ Classificacao de service API-ASTM-SAE SAE J 183

Categoria API

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e Diesel exigencias particulares ; antes de 1964, i Motores gasolina muito antigos SB \ de minima severidade ; antes de 1964. . Garantia aos motores a gasolina SC para modelos entre 1964 e 1967,

Tipo de61eo Sem aditivos exceto antiespumante e abaixador do I ponto de fluidez, Com aditivos antioxidante anticorrosivo e antidesgaste.

.

Com aditivos detergente .1 dispersante, antidesgaste, antiferrugem e anticorrosivo. aos Idem SC com aditivacao para reforcada .

!

III.

III

Servic;:o

I

I Motores gasolina I SA I muito antigos sem

para motores a gasolina

I

i

Garantia conservada motores gasolina a modelos entre 1968 e 1971. I Obsoletas em Garantia conservada aos Propriedades antioxidante, 2001 motores gasolina para detergente quente a a , SE modelos entre 1972 e 1979. e anticorrosivo 1 antiferrugem reforcadas. I conservada aos Estabilidade a oxidacao e poder Garantia para antidesgaste melhoradas SF i motores gasolina a eml I modelos entre 1980 e 1988, relacao a SE , Service aos motores a gasolina Estabilidade a oxidacao , poder para modelos entre 1989-1993, antidesgaste e dispersao SG Indui a performance de API melhores que SF ; passa no I i l ensaio Caterpillar IH2, I CC Servico aos motores a gasolina Idem SG salvo Caterpillar IH2, conforme SH para modelos entre 1994 - mars certificacao 1997. C6digo de Conduta C]\.1A. Idem SH + exigencias minimas I Servico aos motores a gasolina fisico-quimicas. SJ i para modelos entre 1997 i 2000, a oxidacao , ! Servico aos motores a gasolina Estabilidade detergencia a alta temperatura. Em vigor em para modelos entre 2001 .., it volatilidade , resistencia 2001 SL I formacao de espuma e it aeracao melhores que SJ Novos ensaios IIIF , TVA,V G , VIIeTEOST. iSD , ,

I

I

TOTAL LUBRIFICANTES DO BRASIL


Classificacao de service API-ASTM-SAE SAE J 183 Ca te

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Servis:<:>

para motores Diesel

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i Service lcvc para mororcs Diesel de! Oleos uulizados a partir de 19-W C muiro . aepiracao natura! c combusrivel de boa utilizado [las decadas dc-tO {' 50 .. Aditivos qualidadc(1900a 196U__ AC. AO -+ DET . ,SCfYU;:O modcrado de morores Diesel com Oleos ur ilizados em 19-49 de nlvel MIL L ! asprracao natural. combusrivcl com alto :' J{)..:I A . suplcmento I .Adirivos AC 'AO : teor de enxofre. USJdo rambem em + DET alta temperatura .. motorcs a g.tsolina . service ruodcrado ( I -'-IY,19·19lU_ , .

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: Service

modcrndo

severo

de

mororcs

I I

Oleos uriliza dos j

partir

de 1961 de nivel

Diesel com asptracao natural e MIL L 2J()--1 Be MIL l4615:? B. Aditivos ! supcralimenrados E'. de cerro:" motorcs a AC'AO. AF. DET. DlSP, 1 gasoli.na <.:1Jl sefvico seveJ'o(] % 1-1990 ). __j_ !Scn"i~o poucu severo de mororcs Oil..--sell' Oleos introduzidos em 1995 de nivel "scric I WI1l aspiracao natural C superalunemados rd.l Caterpillar . Aditivos AC AO DET

i

CC

Obsolctas em 2001

CD

I

funciouaudo

com oleo diesel de qualida des! alta temperatura.

\';Hiadas (aha % S iucJlLsiv(' ) (1955·1995) t Service severo de morores'Diesci } tempos ! (1985·1995). i

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Oleo!' API CD . desde 19X5 • sarisfazeudo ell,SJIO DD 6V-5J (:~T). Aditivos - ._. -- --.. -----_ ._._.- AC. Ao. DET alta f(.'m~·arura . CD '+~igellCi<1S Svrvico severo de morores Diesel oc~ic-j"~~5-:-]~~('I-.A.PI supcra lituenrados coustruidos apes 1983 c Mad: EOK,2(e:tL'\aios T6 e 1'7+('l1saio." operando ern ba ixa velocidade c: alra carga Cummins NTC ·HJO). Adirivos ou alta vclocidadc AC AO DET alta rcmperarura , DfSP

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con forme codigo de

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de nivel mineral CD 1r . rcdefinido , com substiruicao do cnsaio Detroit Diesel 6V ·53T pclo ensaio Detroit t99-t

tipico dos mororcs -Diesel com Oleos de nivei mineral CD , redefinido em I injecao indircta com aspiracao natural c 199-1 com substiruicao do cnsaio ! superalirncntados funcionando com diesel Caterpillar lG~ pclc Caterpillar 1M PC de q ualidade variavel (0,5%S inclusiv e) AdHJ\-Os AC/ A 0, DET alta remperatur CI

!

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I

I Oleos CIll

--;(I99~..__) __ ----.j Service tlPKO des mororcs DIesel 4 tempos J superalimentados de VC1CUJOS pcsados . C F·4 ' principalmente rrafcgando em estradas .(.1990, ) I Service severo de motorcs Diesel'l rurboalimcntados com % S no diesel <0.05 (1994, ._.) CG-4

I' (ceruncacao

I

:: tempos

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Em vigor em 2001

I

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111\el

ao CE . permirindo a reducao de de oleo e depositos nos pistoes

A partir de 199-1 possibiliraudo a reducao de depositos nos pisroes em alta remperarura , desgaste . COn-OS,]D oxtdacao espuma e acumulo de impurezas para motores menus poluenres para

I'

introduaidos

I

atendcr

as norrnas

amcricanas

dl.:

199~. Service severo para as novas geracoes de 1 A partir de 1998 a umentando a mororcs Diesel que ateudem as nonuas durabil.idJ.de des morores e OS tmcrvatos 1 americauas de emrssoes de 1998 assim de troca e reduzindo 0 desgaste , com alia como , motores rna IS anngos operando estabilidade to-mica . uma boa dispersao I com diesel com %S < 0,5 ( 1998, ' .. ) dJS irupurezas . prorecao contra a corrosao nao-fcrrosos , cspcssamcmo po~. I oxid.~~ao , espuma e queda de viscosidadc ~.,C"l<a"",U",la"m"",e-"n"ru",.,_

I

I

ACI AO = anricorrosivo/anrioxidantc AD=a utidcsgastc

: AF=antiferrllgcm

TOTAL LUBRIFICANTES

; DET=detergeute;

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DO BRASIL

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Ensaio de performance da classificacao de 6leos Diesel API SAE CH - 4 ( 1998 )

racteristicas de xrforrnance Oep?siros Il<) ptstao (aco )

TI

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I Duracan I

Mottl' ou banco de ensaio Monocilindrico Ca,erp~l1.lr I P 2,·1 I bloco I Y J-lOO - pistao erucnladc em

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IK

110

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Fuhgcm ,o""ou,.o nos filtros e couuolc na fbnuacao de 1 bo,:ras

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do oleo

Aeracao do oleo Espuma

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20\) It

injccao indircra proccdimenro

V8 Navistar T44-IE 7.3 I -

Vidraria

Navistar

- ASTM

HEUI

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Esrabilidade ao cisalhamento

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aparelho Kurt ·l30 ciclos ASTM D 3945

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TOTAL LUBRIFICANTES

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Injetor Bosch sobre _Orbahn - Procedimento

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AS 'I'M D 5S(X) ou

Destilacao

abrasivo P(')~ COI.nandO!' de

dos

- Dcsgastc dos aneis

50 h

I

I vatvulas. fuligem

- La rna a frio ( bon a ) Obstrucao do filrro de oleo

V6 gasoline - GM/Buick 3.g i sequencia III E - ASTM D 5533 I Procediruenro

'1' . Dc>g."e

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Noack

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r-OSidacao ill E

Monocilindrico

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I

Depositos no p~"ao rcalizado na ! canalcta

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Depositos pistao

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Viscosidade Iocr'. C apos

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Especificacao ILSAC

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do oleo por oxidacao c dcsgastc

GF-l 1992 5H

GF-2 1996 5J

Sequencia It D Seq uencia 1I 0

Teste c/ esfcra

Seq ucncia III E Sequencia lIlE

Sequencia lllF

Desgaste dos cames (Nissan KA24E ) Lama

a frio (berra)

Lama

a frio

e dcsgastc dos carnes

Economia de combusrivel

Oxidacao e corrosao dos mancais

Seq ucncia VEl

,

Seq ucncia VEl

I

Seq ucncia V G

Seq ucncia VI

Sequencia VIA

Sequencia VIB

CRC L· 38

CRC L·38

Sequencia Vll

Ensaios em laborat6rios Graus Ow-xxi Sw-xx c 10W·xx

Viscosidadc SAE J 300

Perdas por cvaporacao ( volatilidadc ) Filtrabilidadc

c tolerancia

a agua

ASTM D 5480

Espuma ( ASTM D 892 )

x

....

Ponto de fulgor ( ASTM D 92 )

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Deposito a alta temperatura ( coqueificacao )

D 5480

GM9099P

I

X ASTM D 6082 ) > 200 °C

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GM 9099P

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/ ASTM D 5800 GM9099P

x

x

x

x

> 200 °C

> 200 °C

Estabilidade ao cisalhamento L 38

Conservacao do gra u SAE

Homogeneidade

FTM 791 B metoda 3470

- Miscibilidade

lndice de gelificacao ("galation

index")

TEOST33

TEOST33

TEOSTMHT

ASTMD5133

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Espuma HT ( 150°C

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Oleos para motores de veiculos leves europeus

A formulacao deve atender as seguintes necessidades : ¢

econornia de combustivel o graus de viscosidade mais baixos : 5W30 ....Ow30....

5W20? o viscosidade HTHS mais baixa: 3mPa.s, minimo: 2,9 mPa.s o utilizacao mais frequente de aditivos redutores de atrito ¢

extensao dos intervalos de troca o oleos basicos mais estaveis a oxidacao o teores mais altos de aditivos detergente , dispersante e antioxidantes o conservacao da performance dos aditivos antidesgaste, redutores de atrito durante longos periodos

¢

generalizacao dos motores com inje¢o direta - alta pressao o controle dos depositos a quente : bases e aditivos mais estaveis termicamente o oleos basicos menos volateis : Noack < 13% e mesmo < 11 ou 10%

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Especificacao DaimlerChrysler (DC) , ex - Mercedes Benz (MB) para veiculos e urilitarios diesel rapido

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GaSOlma. e. Diese[

Controle de rroca de oleo

por ,\SSYST

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L

OW30 c 40 5\1,/30 j 50

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BTHS> 3.5

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(Ian)

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i Gasohna c Diesel Connole de uoca de oleo

- PerlOdo

rnPa.s

I mods. Com ASSYST II. [5.000 max 2 anos Oil

TOTAL LUBRIFICANTES DO BRASIL

I I

(para gasolina) I· 40.000 max ou 2 anos , 1

I-

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(DieseID[)

20.000 a 40.000. (media 30.000)

comASSYST

50000 mil.' au 3 anos ' . 25.000 a 50.000 I a 3

mclhorada

(1) ASSYST = active service system: indieador de trocs OaimJerChrysJer. (2) Especiticeciio API somente em peises onde as oleos com nortnes ACEA niio estiio disponiveis.

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ACEA - seuuencias de testes (anexo)

TOTAL LUBRIFICANTES DO BRASIL

86


ACEA European Automobii~

~anufacturers Association

ACEA EUROPEAN OIL SEQUENCES 2002 SERVICE FILL OILS FOR GASOLINE ENGINES LIGHT DUTY DIESEL ENGINES HEAVY DUTY DIESEL ENGINES

Laboratory tests for gasoline engine oils, Engine tests for gasoline engine oils, Laboratory tests for light duty diesel engine oils, Engine tests for light duty diesel engine oils, Laboratory tests for heavy-duty diesel engine oils, Engine tests for heavy-duty diesel engine oils.

ACEA

Rue du Noyer 211 B-1000 Bruxelles Tel (32 2) 732 55 50 Fax (32 2) 738 73 10 (32 2) 738 73 11 www.ACEAbe TVA BE 444 072631 SG8 21~69404..CJ4

TOTAL LUBRIFICANTES DO BRASIL Page 1 at 13

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All Rights reserved, ACEA, Brussels,

2002 oil sequences.doc:

24101/02

81


ACEA 2002 EUROPEAN OIL SEQUENCES FOR SERVICE-FILL OILS

Feb,2002

lbis cIoa..-.ent details the ACEA 2002 European 01/ Sequences for Service-fill Oils for Gasoline engines, for Light Duty ~ Âľ

engines, and for Heavy Duty Diesel engines. These sequences define the minimum quality level of a product for ItatJon to ACEA members. Performance parameters other than those covered by the tests shown or more

:sIIWw:::asit

limits may be indicated by individual member companies.

These sequences will replace the ACEA 1999 sequences as a means of defining engine lubricant quality from 1" February 2002.

CONDITIONS FOR USE OF PERFORMANCE CLAIMS AGAINST THE ACEA OIL SEQUENCES ACEA requires that any claims for 01/ performance to meet these sequences must De based on credible data and controlled tests in accredited test taboratories. All engine performance testing used to support a claim of compliance with these ACEA sequences must be generated according to the European En~ine Lubricants Quality Management System (EELOMS). This system, which is described In the ATIEL Code of Practice, addresses product development testing and product performance documentation, and involves the registration of all candidate and reference oiltesling and defines the compliance process. Compliance with the ATIEL Code of Practice is mandatory for any claim to meet the requirements of the 2002 issue of these ACEA sequences. Issue year

First allowable use

New claims by

Withdrawn

1996 1998 1999

1S\ March 1996 1" March 1998 1" September 1999

1" March 1997 1" March 1999

1" March 2000 1" March 2002 ," February 2004

2002 1" February 2002 ') Issue year of full document

1" September 2000 1>I February 2003

The marketer of an oil claiming to meet ACEA performance requirements is responsible for all aspects of product liability, Where limits are shown relative to a reference all, then these must be compared 10 the last valid Reference Result on that test stand prior to the candidate and using the same hardware. Further details will be in the ATIEL Code of Practice, Where claims are made that Oil performance meets the requirements of the ACEA sequences (e.q. product literature, packaging, labels) they must specify the ACEA Class and Category (see Nomenclature & ACEA Process for definitions),

. The

ATIE,L Code of, P'!ÂĽt~1

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(Assoc~atlon Technlqu~\de~q~~~~~~~~AJhJb~~~,

Souverain 165, B-1160 Brussels, Belgium. Page 2 0113 All Rights reserved, ACEA, Brussels,

available

Boulevard

from du

ATIEL

2002oil sequences.doc;

'

24101/02


ACEA

ACEA 2002 EUROPEAN OIL SEQUENCES FOR SERVICE-FILL

OILS

Feb,2002

The ACEA 2002 European Oil Sequences for Service-fill Oils comprise 3 sets (classes) of sequences: one for Gasoline engines; one for Light Duty Diesel engines; and one for Heavy Duty Diesel engines. Wilhin each of these sets there are categories which reflect different performance requirements - four (A 1, A2 A3 & AS) for gasoline engines; five (81, 82 83, 54 & 85) for light duty diesel engines; and four (E2, E3, E4 & ES) for heavy-duty diesel engines. Typical applications for each sequence are described below for quidance only, Specific applications of each sequence are the responsibility of Individual motor manufacturers for their own vehicles I engines. The sequences define the minimum quality level of a product for self-certification to EELQMS and presentation to ACEA members, Performance parameters other than those covered by the tests shown or more stringent limits may be indicated by individual ACEA member companies.

NONENCLATURE

& ACEA PROCESS:

Each set of sequences is designated for consumer use by a 2 part code comprising a letter to define the CLASS (e.q A). and a number to define the CATEGORY (e g. A1 J. In addition, for industry use, each sequence has a two-digit number to identify the YEAR of implementation of that severity level (s.q. A1路02), An ISSUE number may also be included where requirements have been updated without a change In severity. (e.q. A2路96 Issue 3,) The CLASS indicates oil intended for a general Iype of engine - currently A = gasoline engines; B = light duty diesel engines; E = heavy duty diesel engines. Other classes may be added in future if, for example, Natural Gas engines prove to require all characteristics which cannot readily be incorporated into existing classes. The CATEGORY indicates oils for different purposes or applications within that general class, related to some aspect or aspects of the performance level of the oil. Typical applications for each sequence are described below for guidance only, Specific applications of each sequence are the responsibility of the individual motor manufacturer for his own vehicles and engines, Oils within a category may also meel the requirements of another category, out some engines may only be satisfied by oils of one category within a class. The YEAR numbers are intended only for Industry use and indicate the year of implementation of that severity level for the particular category, A new year number will indicate, for example, that a new test, parameter or limit has been incorporated for the category to meet new I uprated performance requirements whilst remaining compatible with existing applications. An update must always satisfy the applications of the previous Issue. If this is not the case, then a new category is required. An administrative ISSUE Number is added for industry use where it is necessary to update the technical requirements of a sequence without the intention to increase severity (e,g when a CEC test engine is updated to the latest version whilst maintaining equivalent severity; or where a severity shift In the test requires modification of the specified lirnits.].

The ACEA Development Decision Guidelines for the update process are shown in Appendix A

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24/01 ro2


S

ACEA 2002 EUROPEAN OIL SEQUENCES FOR SERVICE-FILL OILS

Feb. 2002

OOIIS "FP LANGUAGE: Cm elihe Sequences A1 Oil intended for use in gasoline engines specifically designed to be capable of using low friction, low viscosity Dis wiIh a High Temperature I High Shear Rate Viscosity of 2.6 to 3,5 mPa.s. These oils may be unsuitable for use in some engIneS. Consult owner manual or handbook if in doubt. A2 General purpose oil intended for use in most gasoline engines with normal drain intervals, although it may not be suitable for some high performance engines, A3 Stable, stay-in-qrada oil intended for use in high performance gasoline engines and I or for extended drain inervals where specified by the engine manufacturer, and lor for year-round use of low viscosity oils, andlor for severe operating conditions as defined by the engine manufacturer. AA

Reserved for future use for gasoline direct injection engines.

AS Stable, stay-in-qrada oil intended for use at extended drain intervals in high performance gasoline engines designed to be capable of using low friction, low viscosity oils with a HTIHS of 2.9 to 3,5 mf>a.s. These oils may be unsuitable for use in some engines. Consult owner manual or handbook if in doubt. Light duty diesel Sequences 81 Oil intended for use in car and light van diesel engines specifically designed to be capable of using low friction, low viscosity oils with a High temperature I High shear rate viscosity of 2,6 to 3.5 mPa,s, These oils may be unsuitable foI' use in some engines, Consult owner manual or handbook if in doubt. 82 General purpose oil intended for use in most car and light van diesel engines (primarily indirect injection) with normal drain intervals, although it may not be suitable for some high performance engines. 83 Stable, stay-in-grade oil intended for use in high performance car and light van diesel engines and I or for extended drain intervals where specified by the engine manufacturer, and lor for year-round use of low viscosity oils, andlor for severe operating conditions as defined by the engine manufacturer, SA Stable, stay-In-grade oils intended for use in cars and light vans having direct injection diesel engines but also suitable for applications described under B3 85 Stable, stay-in-qrads oil intended for use at extended drain intervals in car and light van diesel engines designed to be capable of using low friction, low viscosity oils with a HTIHS of 2,9 to 3,5 mPa,s, These oils may be unsuitable for use in some engines. Consult owner manual or handbook if in doubt.

Heavy duty diesel Sequences E2 General purpose oil for naturally aspirated and turbocharged heavy-duty diesel engines, medium to heavy duty cycles and mostly normal oil drain intervals. E3 This lubricant category provides effective control with respect to piston cleanliness, bore polishing, wear, soot handling and lubricant stability, It is therefore recommended for diesel engines meeting Euro 1 and Euro 2 emission requirements running under severe conditions, It is also suitable for extended oil drain intervals according to the manufacturer's recommendations. E4 Stable, stay-in-grade oil providing further control of piston cleanliness, wear, soot handling and lubricant stability compared to E3. It is recommended for highly rated diesel engines meeting Euro 1, Euro 2 and Euro 3 emission requirements and running under very severe conditions, e.g. significantly extended oil drain intervals according to the manufacturers recommendations. E5 Stable, stay-in-qrade oil providing effective control with respect to piston cleanliness and bore polishing. It further provides improved wear and turbocharger deposit control, soot handling and lubricant stability compared to E3, It is reconvnended for highly rated diesel engines meeting Euro 1, Euro 2 and Euro 3 emission requirements and running under severe conditions, e.g, extended oil drain intervals according to the manufacturers recommendations,

•• ••

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24101/02


ICEA 2002 EUROPEAN

IF

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Feb. 2002

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mir*num quality level of a product for self-certification to EELQMS and for presentation to ACEA members. sus O!her than those covered by the tests shown Of more stringent limits may be indicated by individual member companies. TEST IIIETHOO I PROPERnES

UNIT

LIMITS

A1-02

SAE J300

I

A4 -e n

xW-20

stay in

All

All

grades to

grades

xW-30

~ 8.6

2': 9.0

be stay in

to be

xW40

2': 12.0

2: 12.0

grade

stay in grade

2': 15_0

xW-so

>3.5

Viscosity at 150°C and

max.

106 s-1 shear rate

35

$13 (Noack)

A5'()2

100°C Viscosity after 30 cycles grade

(Ravenfiefd)

A3~2

No restriction except as defined by shear stability and HT IHS requirements. Manufacturers may indicate specific viscosity requirements related to ambient temperature.

Latest active issue

(Bosch Injector)

A2-96 Issue 3

after 1 h at 250°C

S 13

or lower S 13 for

type immersion for 7 days in fresh oil

RE1

RE2-99

RE3

-1/+5

-5/+8

-25/+1

RE4

AEM (VAMAC)

:

-51+5

-20/+10

As per DaimlerChrysler

without pre-ageing Hardness DIDC

points

Tensile strength

%

-40/+10

-15/+18

-451+10

:

Elongation at rupture

%

-50/+10

-35/+10

-20i+10

: -50/+10

Volume variation

%

-1/+5

-7/+5

-1J-+-30

ml

without option A High

-5/+5

Sequence I (240q

10 - nil

Sequence II (94°C)

50 - nil

Sequence III (24°C)

10 - nil

Sequence IV (150°C} 100 - nil

High temperature foam test

(1) Use either cornptete OainlerChrysier requirements (VDA 675301, 7 days +1- 2h, 4 materials (NBR: NBR34 DIN 53538 T3 (100 DC+/- 2°C): FPM' M6 (150 °C -+-1-2"C); ACM: E7503 (150 "C +J- 2°C); AEM: D 8948/200.1 (150 DC+1- TC)} + RE3 according to requirement 1.9 above, or mmplete requirements according to 1.9 above + DC requirements for AEM. HeN CEC RE3 material and limits are to be developed and added to Sequences as soon as possible.

TOTAL LUBRIFICANTES DO BRASIL Page 50f 13

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2002 oil secaences.dcc:

24/01102

9,


t'

Feb. 2002

ACEA 2002 EUROPEAN OIL SEQUENCE FOR SERVICE-FILL OILS FOR GASOLINE ENGINES

ACEA

TIIis sequence defines the minimum quality level of a product for self-certification to EELQMS and for presentation to ACEA members. Performance parameters other than those covered by the tests shown or more stringent limits may be indicated by individual member companies

REQUIREMENT

PROPERTIES

TEST METHOD

LIMITS

UNIT

A1·02 2.

I

!

A4.nn

A3.02

A2.96

Issue 3

A5-02

ENGINE TESTS CEC-L-88-T-xx

2.1

(TlJ5JP - L4)

High

temperature

Ring sticking (each part)

merit

~9_0

?: 9.0

:2:9.0

?: 9.0

Piston varnish

merit

?: Rl216

~ RL216

2: RL216

2: RL216

(6 elements) (average of 4 pistons)

72 hour test

deposits

Absolute viscosity increase at 40°C

Ring sticking

between min and max values during

Oil thickening

s RL216

<

1,5

x

<

0.8

x

s

0.8

RL216

RL216

RL216

Report

Report

Report

x

test Oil consumption

ASTM 06593-00

2.3

mm2(s

kg/test

Report

Average engine sludge

merit

2: 7.8

?: 7.8

2: 7.8

2: 7.8

Low

(Sequence VG)

Rocker cover sludge

merit

2: 8.0

2: 8.0

2: 8.0

?: 8.0

temperature

Under protocol &

Average Piston skin varnish

merit

;::.:7.5

~ 7.5

27.5

27.5

requirements for

Average engine varnish

merit

~8.9

~ 8.9

~8.9

~8.9

sludge

Comp. ring (bot stuck)

none

none

none

none

(See Note (2))

Oil screen clogging

%

s 20

::;:20

:S 20

:5 20

CEC·L·38·A-94

Cam wear, average

urn

s 10

::;:10

:5 10

:5 10

Cam wear, max.

um

::;:15

~15

s 15

::;:15

API

2.4 Valve train

(TU3M)

scuffing wear

Pad merit (Ave. of 8 pads)

merit

~7.5

~ 7.5

~ 7.5

27.5

2,5

Engine sludge, average

merit

2 RL 140

2 RL 140

2 RL140

2 RL 140

CEC·L -54· T·9£

Fuel economy improvement vs.

%

(M111)

Reference oil RL191 (15W-40)

CEC·L-53·T·95

Black sludge 2.6 Fuel economy

SeE Note (3)

(Mlll

) 22.5

22.5

_._-

(2) The limits shown are based upon those applied in U.S. market requirements. ACEA will continuously review the situation to ensure that these limits are appropriate for European vehicles and lubricants. (3) ACEA considers the CEC l-54-T-96 test the only valid comparator against wnich claims of lubricant fuel economy improvement should be made.

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24101102

, I


ACEA 2002 EUROPEAN OIL SEQUENCE FOR SERVICE-FILL LIGHT DUTY DIESEL ENGINES

ACEA This ~

Pertormance

Feb. 2002

OILS FOR

defines the minimum quality level of a product for sett-certttication to EELQMS and for presentation to ACEA members. parameters other than those covered by the tests shown or more strinqenthmits may be Incicateo by lndividual member companies,

REQUIREMENT

I

I , 1. LABORATORY

UMITS

UNIT

TE~ROPERnES METHOD

TESTS

I 1.1 ! Viscostty

I

SAE J300

1000e Viscosity after 30 cycles

1,2

CEC·L·14·A·93

Shear

(BoSCh Injector)

mm2/s

xW-20

xW-30

. CEC.L-36-A-97!

vtscosuy

(Raveofietd}

xW·40 xW-so

Stay in

I

stability

II

I

I

Evaporative loss

1.5 Sulfated ash

CEC·L-40·A·93

Max. weight loss

(Noack)

atter 1 h at 250°C

i

82·98

83-98

issue 2

Issue 2

I

85-02

84.02

2: 12.0

xW-20 26. min All others 2.9 min.

1%

s

I

I

~5

mrm

5" 1.3

All

All

All

grades to

grades to

grades to

2: 9.0

be Slay In

be stay in

he Slay in

2: 12.0

grade

grade

grade

>3,5

>3.5

min 2.9

!

I i

? 15.0 >3.5

I i \

I

I

J

i %

ASTM 087.

-,

max. 3.5

high shear rate

I.'

~ 8,6

I mca.s

Viscosity at 1500C and

grade

106 s-, shear rate

at high temp. &

!

No restriction except as defined by shear stability and HTlHS requirements. Manutacnners may indicate specific viscosity requirements related to ambient temperature.

Latest active issue

9'adcs

1.3

81·02

I

~15for 10W-x or tower :5 13 for others :5 1.B

I

max. 3 5

:S~3

:513

:513

:5 1 .5

:5: 1.6

:5 1.6

NOTE: The foflowi n9 sections apply to all sequences 1.6 Sulfur

ppmmlrr>

Report

1.7 Phosphorus

ppm nvm

Report

1.8 Chlorine

!lp'-" ml,,]

1.9

CEC-L ·39- T·96

Max. variation 01 characteristics

Report Elastomer

,

type

:

REI

RE2·99

:

RE3

:

-1/+5

-5/+-8

·25/+1

after

RE.

AEM (VAMAC)

-5/+5

As pel DaimlerChrysler

Oil 1 elastomer

immersion for 7 days in fresh oil

compatibility

'Nithout pre-ageing

See Note (1)

Hardness OIDe

points

Tensile strength

%

-40/+10

-151+18

-45/+-10

-20/+10

Elongation at rupture

%

-50/+10

-35/+10

-201+10

-50/+10

Volume variation

%

-1J+-S

-71+5

-1/+3G

-5/+5

Tendency

ml

ASTM 0892

1.10 Foaming

- stability

wtrbout option A

tendency

rrn

Hig...,----- -'ASTM

temperature foaming tendency

06()82 High

temperature

Tendency

- stability

:

mi-r

:

Sequence

I (24°C)

10" nil

Sequence

II (94°C)

50 - nil

Sequence

II! (24°C)

10 - nil

Sequence

IV (1SOOC) 100 - nil

I

foam test

Q

(1) Use either complete OaimlerChrysler requtrernerus (VOA 675301, 7 days +1- 2h. 4 materials (NBR NBR34 DIN 53538 T3 (100 °C +1- 2 C); FPt,A. AK6 (150 °C +1- 2"C): ACM: E7S03 (150 OC+/- 2~C): AEM: 0 89481200.1 (150 OC+/- 2QC)) + RE3 according to requirement 1.9 above, Of compete requirements according to 1.9 above + DC requirements tor AEM New CEe RE3 material and limits are to be developed and added to Sequences

as soon as possible.

TOTAL LUBRIFICANTES DO BRASIL Page 7 of 13

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2002 oil sequences.doc:

24101 m

q


-----

Feb. 2002

ACEA 2002 EUROPEAN OIL SEQUENCE FOR SERVICE-FILL OILS FOR LIGHT DUTY DIESEL ENGINES

ACEA

This sequence defines the minimum quality level of a product for sejt-cernficetlon to EELQMS and for presentation to ACEA members. Performance parameters other than those covered by the tests shown or more stringent limits may be indicated by individual member companies

-~-

REQUIREMENT

I

I

TEST METl-IOO

m:

PROPERTIES

UNIT

J__ _l_[

------

2. ENGINE TESTS

2,1

CEC L-46.1':ilj"·\

Ring sticking &

0fW

Piston

1.6

rc 0)

I

(See Nole 3)

cleanliness

2.2

C EC~L -56- T ~98)

Medium

I Piston merit (5 elements) I (average for 4 pistons) I

CEC-L-51~.1I..-98 (OM602A)

I~

Viscosity increase at 40°C

\c,

\ '(,

Bore polishing Cylinder wear. Average

Oil

Oil consumption

I

2.4

CEC·L-78-T-99

01 diesel

I 1merit

Piston cleanliness

I

I

I

~

RL 148

2: RL 148

::;;0.90 x

~ 0.50 x

RL197

RL197

RL19?

result.

result

result

~ (RL197

> (RL197

2: RL197

minus 6

minus 6

pts.}

pts)

< 50.0

!S: 0.50

,

I I

. .. . &2· Ring sticking (Rings 1 J

Ring sticking

Max. for any

I I

1s:.~ring

Max. for any 2"u ring \

economy

(M111E)

RL 197

RL197

result.

result.

2: RL19?

$50.0

550.0

90

590

590

57.0

57.0

57.0

520.0

520.0

::;;20.0

::;;10.0

510.0

510.0 2: RL206

I Fuel economy

1

1

Average of all 8 rings

CEC-L-54-T-96

:s; 0.50 x

x

I

~RL197

~ RL206l

minus

Piston

2.5 Fuel

B4-C2 [ __ B_5_-C_2

I

s 0.50 x

I -,

I

I

RL

(WlDI)

cleanliness &

See Note (4)

T

I

1481 ~ RL148j· ~ 1481

1 ~ RL 148

merit

Cam wear. average

stability & consumption

merit

Absolute viscosity increase at

~ Viscosity

i

i

[ ~ RL

with CEe L-83-A-9? method)

j

Wear,

Piston cleanliness

(XUO11 BTE)

dispersivity

I

I merit

... -

I

LIMITS

_B_1_.O_2_-'I~S~~~ [ ~s:~9~

10(PC and 3% soot (measurement

temperature

.. 2,3

Ring sticking

)

ASF

ASF

improvement vs.

\ ReferenceoilRL191

I I

ASF

3 points '1.2

s 1.2

:0::;;2.5

:0::;;2.5

<00

:0::;;0.0 ;;::2.5

2: 2.5

(15W-40)

I

(3) A passing result in the CEC L-78~T-99 test (WI! DI) to the B4 requirements may be used in place of the CEC L-46-T-93 test. (4) ACEA considers the CEe L-54-T-96 test the only valid comparator against which claims of lubricant fuel economy improvement should be made.

TOTAL LUBRIFICANTES DO BRASIL Page80f 13

••

All Righls reserved. ACEA, Brussels.

2002 oil sequences.doc:

24101102

I

I


--

ACEA 2002 EUROPEAN OIL SEQUENCE FOR SERVICE-FILL HEAVY OUTY OIESEL ENGINES .....

~

OILS FOR

Feb,2002

the minimum qua\tty \eve' of a product for setf-certification to EELQMS and fur presentation to ACEA members.

P&b.w£e jldia.oeteis other than those covered by the tests shown or more stringent limits may be indicated hy individual member conoaoes.

rrs

"EQ!

1. LABORATORY

TEST METHOD

PROPERTIES

UNIT

,

LIMITS

ACEA:

ACEA:

ACEA

ACEA

E2-96

E3-'l6

E4.99

E5-{)2

Issue 4

Issue 4

Issue 2

TESTS

1.1 Viscosity

SAE J300

No restriction except as defined by shear stability and HT/HS requirements. Menutacturers may indicate soecnc viscosity

Latest Active Issue 1.2 Shear stability

CEC·L·14·A·93

Viscosity after 30 cycles

{BOSCh lrqectcr)

measured a: ioovc.

requirements related [0 ambient temperature xW-30;?: mm2/s

stay in grade

9.0

xW-40 ~ 12.0

r:vv -50 ? 15.0 no requirements

fer $ing!e

qrades 1.3 Viscosity

CEC·L·36·A·97

High Temperature

(2nd Edition)

High Shear Rate

(Raventield)

1.4 Evaporative Loss

viscosnv at 15UoC and 106 s-1 Shear rate

mpa.s

~ 3.5

CEC·L-40·A·93

Max. weight loss

%

513

(Noack}

after 1 h at 250°C %m!m

520

1.5 Sulfated Ash

ASTMD874

1.6 Oil Elastomer

CEC·L-3!f. T-96

Max. variation of

Compatibility

characteristics

See Note (1)

immersion for 7 days in

after

I

Elastomer

tyee

RE1

RE2-99

RE:l

RE4

-1/+5

-5.1+8

-2Sl+1

-5/+5

fresh oil without pre-ageing

1.7 Foaming Tendency

ASTM 0892

Hardness DIDC

points

Tensile stren<Jth

%

-501+10

-151+18

-45/+10

-20/+10

Elongation rupture

'%:

-60/+10

-35/+10

-20/+10

-50/+10

Volume variation

%

-11·5

-7/+-5

-1/+-30

-5/+5

Tendency - stability

ml

Sequence I (24°C)

10 - nil

Sequence It (94°C)

50 - nil

Sequence III (24°C)

10 - nil

without option A

ml rnl

1.8 High temperature foaming tendency

ASTM 06082

AEM (VAMAC) As per DaimlerChrysler

Tendency - stability

mI

OlCidation induction time

!rOn

~ 35

Used oil lead cone.

ppm

~ 100

Sequence IV (1S00q 200-50

High temp Foam test

1.9 Oxidation

CEC·L-<l5-

r-ss

(POSe) 1.10 Corrosion

ASTM 0 5968 (HTCBT)

(1)

(Test temperature 135"C)

Use either complete Daimler-Chrysler requirements (VDA 675301,7 days +1-2h, 4 materials (NOR: NBR:}4 DIN 53538 T3 (100 "C +/- 2°C): FPM AK6 (150 °C +/-2"C): ACM: E7503 (150 OC +1-2°C): AEM: 0 8948/200.1 (150 DC +/- 2"C) + RE3 according to requirement 1,6 above, or complete requiremenls eccominq to 1,6 above + DC requirements for AEM New CEe RE3 material and limits are to be developed eoo added to Sequences as soon as possible.

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24101102


ACEA

ACEA 2002 EUROPEAN OIL SEQUENCE FOR SERVICE-FILL OILS FOR HEAVY DUTY DIESEL ENGINES

Feb,2oo2

1IIiII5 ~ defines the minimum quality level of a product for sett-certltication to EELQMS and for presentation to ACEA members. Pwbmance paranetcrs other than those covered by the tests shown or more strtnoenttimus may be inmcated by individual member cornparses.

~EHTS

TEST METHOD

PROPERTIES

UNIT

I

ACEA:

I

E2,96

I

I 2. ENGINE TESTS l.HI"re

pofishing /

CEC L-42-T·99

Piston cleanliness

(OM364LA)

I

CEC·L·51A-97 (OM602A)

(MOCkT-8E)

(Mack T-8)

Issue 2

? 40.0

I

~ 45.0

µm

[

Camwear \ viscoshy

increase at 400C

I I f

i

!

mern kgtresl

!

µm

I

I

~I()

! %

111m

Oil conscmption

kgrtest

Test ocratico:

Hours

~ 3.5

I

s 3.0

294 s 16,0

295 ~ 12.0

s 50.0

,,50 0

! I

--l I

II !

I

Relative viscosity at

I [

I--:<'O's,;;o'O'.c:--il 'l

S 50.0::-·-f:s; 90 57.0 S 20.0

I

I

5. 10

S" 90

57.0

~ 10

300

300

4.8% soot

4.8%

SOOl

1 test

2.1

21

22

2.2

23

2.3

3.8% soot

3.8 .... /0 soot

3.8% seer

s 11.5

511.5

$11.5

Test do-anon Viscosity increase at

test average test average

Bore polishing Piston Cleanliness

Turbocharger

Boost pressure loss at 400 hrs

deposits

Oil consumption

I'

250

Hours

! mm ls 2

I mm 1s 2

I

I

s 13.0

kP~...

I 9/"-.Jh !%

I

I

!

$12.5

s 12.5

s 13.0

:s: 13.0

s 138

$ 138

"$ 0.304

:s: 0.304

"50.304

"$ 2.0

s 2.0

merit

~ 40.0

%

S4

\_kg/test

TOTAL LUBRIFICANTES

_

~ 12.5

rnm~Js

s .10

138

"$

!

I

.1

~ 25.0

:::; 4

""$

40

DO BRASIL

All Rights reserved, ACEA, Brussels.

l

~ 20.0

2 test average

all ccnsumptlon

Page 10 of 13

Issue 4

Issue 4

r

Fi~tcrPluggin~, Ditt. pressure

,OM441LA}

E5-02

1 merit

12

Piston Cleanliness

E4.99

\ Piston cleanliness

I3 CEe l.-S2-T-97

E3.96

s 10

1 test

2.4 Bore polishing

I I

3 test average ASH ..' 04485

ACEA

<35

Cylinder wear

ASTM 05967

ACEA:

I

Bore ponsbinq

2.3 Soot in oil

ACEA:

I%

Slvcqe Oil consurnption

2.2 Wear

I

'

I Bore polishing

! A~erage Cylinder wear

I

LIMITS

2002oil secoences.ooc: 24/01/02

I


ACEA

Feb. 2002

ACEA 2002 EUROPEAN OIL SEQUENCE FOR SERVICE-FILL OILS FOR HEAVY DUTY DIESEL ENGINES

This seq ellCe defines the minimum quality tevel of a product for setf-certiflcation to EELQMS and for presentation to ACEA members. Periormance parcwne!ers other than those covered by the tests shown or more stringent limits may be indicated by individual member companies.

II~

I

TEST METHOD

I

2.1E11G11E TESTS continued 25. _ induced

--

I

PROPERTIES

ASTM RR: 0·2·

Rocker pad average weight loss

1440

at4.5% soot

(CumminsM11)

1 test

mg

2 test average

mg

3 test average

mg

Oil filter ditt.press EOT 1 test

Engine sludge

2.6. Wear (liner-

I

ring-bearings)

ASTM 0 6483 (Mack T-9;

I I

I I I

UNIT

ACEA:

ACEA:

ACEA:

ACEA

E2-96

E3-96

E4.99

E5-02

Issue 4

Issue 4

Issue 2

I

I

kPa

2 test average

kPa

3 test average

kPa

1 test

I

merit

2 test average

merit

3 test average

merit

I

I I

Avg.liner wear nonnalised \0 1.75%500t

1 test

µm

2 test average

µm

3 test average

µm

I I I

Aveiage top ring weight loss 1 test

mg

2 test average

mg

3 test average

mg

Used oil lead content increase

ppm

Used oil lead content increase at 300-400 h

ppm

I

LIMITS

I

I I

I

s7_5

s 8,0 S79 :593 S 100 2:: 8.7

2:85

I I

I I

I

S 25.4

S 26.6

s 27.1

2002 oil sequences.doc:

I

:s; 100

s 130 :0::;;20

~10

TOTAL LUBRIFICANTES DO BRASIL All Rights reserved, ACEA, Brussels.

I I

s 115

• • Page 11 of 13

I

? 8.6

I

1

:s; 6.5

24/01/02

I


ACEA 2002 EUROPEAN Oil SEQUENCE FOR SERVICE-Fill FUTURE REQUIREMENTS

ACEA

OilS FOR

Feb, 2002

ACEA members have Identified a number of requirements for which tests are not currently available, but which are either under development or are desirable for inclusion in the next issue of these sequences. POTENTIAL -

! TEST METHOD i

econo'T1y benefi: Fuel econcmy

EJhiIus% aftertreatment

sys:an

compatib"i1y

.

I

J

tnaeas.ed extended drain intervals CEr..-l-54-T-96

-

-if. OPE~;rtest

I -I

W_

(5)

nl I

EGR pe<tonnarce

<Grey scale va'ue

See Ncre (5)

i

APPLICABILITY

PARAMETERS

Ball Rust Test

,

It.onge.i:yoffuej

i

I

I

I

,-

.

-

if. Three way catalyst deactivation

ji;. Diesel particulate filter pressure \ differential.

! iiil. Diesel oxidation

-

-

oeectivanon

catalyst

An A and B Cateqones A I, A5, B1 & B5 Categories

I

I

E Cateocr ies

I,

E Categories A. Band E categories

I

._._ 1-.

B Cateqones A and

B

cateqones

I

is conducted on fresh oil. CEC-L..e9-xx is currently being developed to show longevity of fuel economy benefit

This list is not exhaustive.

TOTAL LUBRIFICANTES Page 12

0(

13

DO BRASIL

All Rights reserved. ACEA, Brussels,

2002 oil sequences.doc:

24/01/02


I

-zo::>cn~a:>-

13 z :::::i

w

Q

;:, (!)

z

Q VJ o

W CI IZ

w :lE

0..

g ~ CI

ino oct

VJ W

(.)

Z

w

;:,

a w VI ..J

o

i3 ~

t 15

J

I

:><IlW

II

OOZ<Il::>::;:wa:

::><IlW


â&#x20AC;˘ Analises de oleos em servi<;o

o cuidado

com os lubrificantes par muito tempo , consistia em se medir 0 seu estado de degradacao e de contaminacao , para conhecer sua capacidade e assegurar corretamente a funcao de Iubrificacao dos veiculos ; hoje, gracas aos progressos realizados em materia de tecnicas analiticas e de lubrificacao , 0 controle dos lubrificantes em servico tornou-se um verdadeiro instrumento de manutencao . Lembramos entao , os fatores responsaveis da evolucao de urn lubrificante em service, que levam , as vezes , a trocar por um fluido novo a fim de proteger os mecanismos lubrificados : - Contaminantes : urn lubrificante contaminado com agua .com solventes , com particulas diversas ( poeira , materiais plasticos , fibras ... ) e conseqnencia do processo em que este 6leo esta inserido : a evolucao destes contaminantes dependem da atividade do veiculo e dos cuidados com 0 seu funcionamento e nao das qualidades intrinsecas do lubrificante. - Particulas metalicas : devido ao desgaste e a corrosao , estas particulas vern de elementos do circuito percorrido pelo lubrificante; se ap6s um periodo de funcionamento do equipamento , a quantidade de particulas cresce subitamente , ernbora 0 lubrificante permaneca imutavel , isto significa disfuncao das pecas mecanicas ; deve-se entao investigar as causas : desregulagem , presenca de produtos corrosivos , vazamentos ..... - Oxidacao : a presenca de ar , de particulas metalicas e as elevacoes de temperatura provocam a oxidacao dos 6leos ; ao contrario de urn envelhecimento normal de um lubrificante , uma degradacao muito rapida e ainda um sinal de condicoes anormais de funcionamento dos lubrificantes , e procuram particularmente os pontos quentes do circuito de 6leo.

TOTAL LUBRIFICANTES DO BRASIL


..

II

• • • • • • • • • • • ••

-

....

III

......

II

Assirn que se determinam as causas da degradacao dos lubrificantes ,

os responsaveis pela manutencao efetuam um diagn6stico de funcionamento das maquinas e podem entao , remediar os problemas, antes mesmo que os reais incidentes conduzam a paradas de alto custo : 0 controle dos lubrificantes em service perrnitem antecipar e evitar uma manutencao unicamente corretiva. Para se conduzir uma boa politica de manutencao e para controle dos oleos em service , e conveniente ser rigoroso quanta aos metodos de coleta de amostras , e observar as diferentes acontecimentos durante o periodo de utilizacao da carga de oleo : complementos , trocas. A fim de podermos mostrar um diagn6stico mais preciso sobre uma carga de 6leo e 0 equipamento que ele lubrifica , e conveniente verificar regularmente as evolucoes das caracteristicas dos oleos e de comparar os resultados obtidos a cada analise com a anterior e em relacao as caracteristicas do oleo novo. Isto vale somente se n6s constatamos no 6leo uma evolucao brutal das caracteristicas , ou se n6s verificamos valores muito distantes dos valores iniciais 0 que nos leva a uma intervencao , seja do equipamento , seja trocando 0 6leo. Urn resuItado isolado de uma analise nao tem valor quanto aos objetivos da manutencao preditiva. Para se efetuar corretamente as comparacoes de resultados, certamente e necessario assegurar a representatividade das amostras utilizando 0 modo correto de retirada do oleo , definir a periodicidade e a natureza das analises , registrar corretamente todas as informacoes pertinentes ao equipamento e as amostras.

III!!

II!!I

II!!I

• Caracteristicas controladas em oleos em servi90 Seguem as analises comumente efetuadas para diagn6stico e controle dos 6leos lubrificantes automotivos em service

• • • • • • • • •a

TOTAL LUBRIFICANTES DO BRASIL


1. As.pecto • Caracteristicas medidas I

Catacterlstica

! - Aspecto I· Cor

Normas Visual ASTM

Valores

Uoidades

Observacoes

D ISOO

• Defmicao - Controle do aspecto visual do lubrificante ( limpido , escuro , opaco , turvo ...) - Controle da car • Principio e metodo U m simples exame visual do lubrificante permite as vezes detectar uma contaminacao : => contaminacao por um liquido : aspecto turvo no caso de uma contaminacao com agua , ou uma eventual mudanca de cor no caso de uma contaminacao por urn liquido soluvel em agua . => contaminacao por s6lidos : presenca de poeira , particulas metalicas , ferrugem , casca de pintura , fragmentos de junta ... o exame visual pode tam bern informar uma degradacao do oleo por oxidacao ou por alteracao termica. Completa-se tambem, com a descricao do aspecto par uma apreciacao do odor. • Inter:pretacao Caracterisricas Aspecto turvo

Hipotese

Sugestao

- rnisrura

- verificar a contaminacao

Aspecto lcitoso

· agua · ar

ou ar

Aspecto castanhol avermelhado

· oxidacao

-agua

outros fluidos , agua ,

com

- verificacao mrroducao de agua - examinar os pontos quentcs do circuito

TOTAL LUBRIFICANTES DO BRASIL

.

,

IC-2


2.

Agua

• Caracteristicas medidas Caracrerisriea . Agua (aquatest) . !~glla( Karl Fischer)

Nonnas Totalfinaelf ASTM 01744

Valores

Unidades % %

Observacoes

• Definicao A

agua e urn pessimo lubrificante , pois pode causar problemas mecanicos . A agua favorece 0 envelhecimento do oleo e a corrosao dos metais,

• Principio e metodo

o

teor de agua pode ser medido citamos dois principais metodos : AQUATEST o teor de agua e determinado a hidrotest . 0 metodo e baseado sobre um volume de hidrogenio resultante da acao da agua contida no 6leo testado em urn excedente de hidr6xido de

calcio,

por varias maneiras. Abaixo KARL FISCHER Quando necessita-se medir baixos teo res de agua , faz-se

por colometria. Este metodo esta baseado sobre a medicao da quantidade de corrente eletrica proporcional a quantidade de agua contida na amostra de ensaio.Este ensaio permite a deteccao de ate 5ppm de agua.

'I ,

• Interpretacao Presenca de agua

Fenomeno de condensacao causado seja por grandes diferencas de temperatura de funcionamento (carter) , seja pela introducao de vapor d'agua (circuito de lubrificacao). Contaminacao externa : chuva(estanqueidade do bocal de 6leo) , lavagem do motor com agua sob pressao , vazamento do fluido do radiador.

TOTAL LUBRIFICANTES DO BRASIL


~

3. Diluicao

Caracteristica , Diluicao ( diesel ) . Diluicao (Setaflash )

Normas IF 303 IF 303

Valores

Unidades

Observacoes

.Y'Q

"C

• Defmi~ao

-

Os lubrificantes em uso podem estar contaminados com gasolina ou 6leo diesel. Se esta contaminacao e grande , a viscosidade do 6leo lubrificante diminui. As vezes , esta queda de viscosidade pode ser mascarada pela presenca de materiais s6lidos em suspensao , assim como pel a oxidacao do oleo que provoca um aumento da viscosidade. • Principia e metodo Para medic a diluicao , utiliza-se para 0 6leo diesel um metodo chamado Setaflash baseado no ponto de fulgor .Este metoda nao e aplicavel aos 6leos para motores a gasolina . Devera ser utilizado 0 rnetodo de arraste a vapor. • Int~rpretacao A porcentagem de diluicao se divide em 4 niveis : Caracrcrisncas Oa 1% 1 a 3,5 % 3,5 a 5% .> 5% 1

Hipotcsc Ncnhuma ou ponca diluicao Prcsenca de diluicao - vcrificar equiparnento Verificar cquipamertro

Vcrificar cquipauiento

-

com urgencia

Principais causas : rna pulverizacao , regulagem da bomba, marcha lenta , conducao em pequenos trechos , problemas com aneis , filtro de ar.

TOTAL LUBRIFICANTES

DO BRASIL


.. !!!! !I!!

4. lnsoluveis

~

• Caracteristicas medida~

.... ....

!

I

.... ..

lnscluvcis

I

Normas

I ASTM 0893

Valores

Unidades

Observacoes

%

• Definicao

.... .... ..

Os insoluveis sao particulas s6lidas presentes no oleo. Estes podem ser poeira , areia , fuligem , particuias metalicas de desgaste , de ferrugern ,- de casca de pintura , de fragmentos de juntas, de fibras texteis , etc ... Estas particulas , aumentam a velocidade de desgaste do material. • Principio e metodo

.... ..

!I.II

Se no exame visual se observa a presenca de particulas s6lidas , determinase 0 tear de sedimentos, Ele e determinado pela filtragern de uma dada quantidade de 6leo atraves de um filtro de nylon com porosidade de 1 micron ou 5 microns, 0 filtro de nylon e pesado antes do ensaio , Ap6s a filtragem , 0 filtro e lavado com hexano e apos , pes ado para se obter a porcentagem de sedimentos do oleo. Urn exame do deposito contido no filtro e feito ao microscopic.

!III-

I!II-

Quando 0 teor de sedimentos ou particulas esta anorrnalmente elevado, e necessario reparar esta situacao para evitar um desgaste anormal do equipamento. Examinam-se os seguintes pontos : => a contaminacao pode ser oriunda de uma limpeza deficiente na troca. => a contaminacao pode ser ocasionada , utilizando-se recipientes

..• .. ..

SUJOS

=> deve-se verificar tarnbern : a estanqueidade da instalacao , vedacoes .etc ..

....

.... •.. • •

Caracteristica

TOTAL LUBRIFICANTES DO BRASIL

II

105


• • • •

5. Fuligem

II

• • • • • •

• ••

....• •

.. • • •.. .. ..

.... •

• Caracteristicas mcdidas

I

Caracteristica Fuligcm ( IFF)

I

Normas IFF

I

Valores

I Unidades I

Observaeoes

• Defmi<;i!,Q A combustao em um motor nao e perfeita.Ela produz residuos sob a forma de particulas ricas em carbono. A maior· parte desta fuligem e eliminada pelo escapamento Dependendo , 0 oleo "absorve" uma parte desta fuJigem. • Principio e metodo

o

metodo consiste em se determinar a opacidade do oleo . Por comparacao com uma escala gradual se obtern urn valor que representa a porcentagem de fuligem no lubrificante . A qualidade do aditivo detergente-dispersante evita a aglomeracao destas particulas e a fixacao de dep6sitos nas paredes metalicas . A filtragem , melhora a limpeza do oleo. • Interpreta<;ao A melhora dos combustiveis , utilizando-se aditivos apropriados , contribui para a diminuicao da porcentagem de fuligem. Os motores modemos tern uma combustao cada vez mais limpa. A porcentagem de fuligem deve ser inferior a 1. Isto depende , como em toda a analise, da evolucao dos valores encontrados . Um aumento da fuligem sera urn indicio da disfuncao da cornbustao: alimentacao , problemas com a regulagem dos injetores funcionamento corn 0 motor frio , ...

• •

TOTAL LUBRIFICANTES DO BRASIL


6. Viscosidade Cinematica e indice de Viscosidade • Caracteristicas medida_~ Caracteristica Viscosidadc a 40°C Viscosidadc a lOO 0 C

IV

_

.

Valorcs Norrnas ASTM 0445 ASTlvt 0445 _ASJi\<t_D_2_270_ L... ____

-..

lJnidades

cSt __

I

!

Observacocs

• Definicao

.... ..

I

III III III

..• • •

.... • • • • •

.... • •

A viscosidade representa a resistencia que 0 lubrificante se opoe ao deslocamento de suas moleculas umas sobre as outras. • Principio e metodo A viscosidade cinematica e obtida comparando-se a tempo de escoamento do oleo a se verificar com urn oleo padrao , em urn mesmo capilar , em condicoes identicas e na mesma temperatura. o indice de viscosidade e urn numero que caracteriza a variacao da viscosidade em funcao da temperatura, Quanta menor for a variacao, mais alto sera 0 indice de viscosidade. A viscosidade pode ser intluenciada por diversos fatores : - Ela po de ser aumentada pela oxidacao , por adicao de lim 6leo mars

VISCOSO.

- Ela pode diminuir devido a contaminacao com um gas, solvente au um lubrificante menos viscoso. - As viscosidades sao determinadas em dois viscosimetros capilares, para as temperaturas de 40°C e 100 C , A partir destes tempos de escoamento , deterrnina-se a indice de viscosidade. 0

• lnterpreta<;ao A umento da viscosidade

Diminuiciio da viscosidade

Oxidacao causada pelo funcionamento do oleo a uma temperatura elevada (bomba d'agua defeituosa , radiador incrustado) ,

Contaminacao acidental com solventes Presenca ou mistura de outro oleo de viscosidade mais baixa .

TOTAL LUBRIFICANTES

DO BRASIL


7. indice de acidez / TAN • Caracteristicas rnediiias Normas

Caracteristica

Valorcs

ASTM D974 ASTM 0664

judice de acidez

TAN

Observaeoes

Unidades KOH/g mgKOH/g

1lI~

-

L_.

__

.

• Definicao

o indice de acidez

e

nurnero de miligramas de potassic necessaries para neutralizar os constituintes acidos presentes em urn grama de oleo, 0

• Principio e metodo

III III III III

.... • • • • • •

• •

A oxidacao de um lubrificante provoca a formacao de compostos acidos e portanto um aumento do indice de acidez , 0 indice de acidez , pode par consequencia , ser um dado util para se avaliar a oxidacao , mas deve-se faze-to com prudencia , pois um 61eo novo com grande carga de aditivos , pode apresentar um alto indice de acidez . Deve-se entao , fazer a verificacao da varia_cao do indice de acidez . Mas pode complicar tarnbern a interpretacao se observamos uma diminuicao deste indice , resultante de urn consumo parcial, e normal, dos aditivos. o metodo mais utilizado e 0 ASTM D 664 : e urn metoda potenciometrico , utilizando-se um "phrnetro". Este indice e correntemente chamado de T.AN. (Total Acid Number), • Interpretacao Diminuiciio do indice de acidez

Aumento do indice de acidez

Consumo de aditivo ..' Mistura com outro 6leo com TAN interior

Oxidacao devido ao funcionamento do 6leo em uma temperatura muito alta Mistura com outro oleo com TAN supenor

TOTAL LUBRIFICANTES DO BRASIL


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8. T.B.N. • Caracteristiqs

medidq~ Normas

Caracterisnca TBN

Valorcs

ASTM 02896

Unidadcs

Observacoes

mgKOH!g

• Definir,:ao Representa a rcserva alcalina de urn oleo. • Pr:incipio e metoda Os combustiveis para motores diesel contern uma certa quantidade de enxofre ( - 0,3 % no Brasil ). o ar contem nitrogenio ,A comb ustao do enxofre e do nitrogenio formam oxides de enxofre e de nitrogenio que podem se combinar a agua formada pela combustao . A reacao destes 6xidos com a agua produz "acidos". Para que urn oleo em uso , possa proteger as pecas metalicas contra 0 ataque acido , este deve conter uma reserva alcalina suficiente , 0 T.B.N, ( Total Basic Number) representa esta reserva aJcaJina. • Jnterpretacao Uma grande diminuicao do TBN pode ser 0 sinal de um mall funcionamento do motor , Uma refrigeracao elevada favorece a formacao de acidos. Entretanto , nos constatamos que estes fen6menos sao perfeitamente administraveis , Um aumento do TBN , indica uma mistura com outro lubrificante com um TBN mais elevado,

,

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• 9. Metais de desgaste • Caracteristicas m~didas

....

Caracteristica

• ,. •

• • • • • •

,

Normas

VaJores

E,E, E.E. EE. EE. EE, E.E, EE. E.E. E.E

Estanho ( SII ) Chumbo( Pb) Niquel (Ni) Silicio ( Si ) Feno( Fe) Cromc ( Cr ) Cobre ( ClI ) Aluminio ( Al ) Praia (Ag)

Unidades

0

ppm ppm ppm ppm ppm ppm ppm ppm ppm

I

.....

• Defmicao

o oleo

lubrificante propaga as particulas provenientes do desgaste e eventualmente da poluicao. Os teores de metais de desgaste fornecem informacoes preciosas sobre as condicoes de funcionamento do equipamento. Sua evolucao pode permitir detectar desgastes anormais e de intervir antes de urn possivel incidente. • Interpretacao Tear de silieia eJevada : nao abrasivo ( se os teores de metais sao baixos ) indica a presenca de componentes de silicone. Abrasivo : proveniente do ar ou contaminacao do oleo atraves de urn recipiente contaminado ou ainda , devido a vestigios de areia ( fundicao do bloco do motor ). Tear de estanha eJevada : proveniente de mancais , rolamentos , buchas. Tear de aJuminia : proveniente de rolamentos , pistoes , cabecote . Tear de eabre elevada : proveniente de mancais , rolamentos , buchas do radiador de oleo. Tear de eroma eJevada : proveniente de aneis. Tear de ferro elevada : proveniente de camisas , bielas , arvores , engrenagens. Tear de cbumbo elevada : proveniente de mancais , rolamentos , buchas,

TOTAL LUBRIFICANTES

'"

DO BRASIL

1.1


... CONTAMINACAO DO LUBRlFICANTE

....•

I

....

.. ..•• .... I DESGASTE I

IWBRIFICANTE!

..

!CONfAM1NA~AO !

TOTAL LUBRIFICANTES DO BRASIL

II!


.. • • • • • • • • • • • •

10. Elementos de aditivacao • Caracteristicas medidas I

Caracteristica

I

Normas

Fosforo ( F )

I

Bora (B)

• • •

ppm

EE EE

ppm ppm

E.E.

I

j

I Unidades

E.E. E.E.

.

Zinco ( Zn ) Magnesia (Mg) Calcic ( Ca )

Valores

01

ppm ppm

• Definicao

o

6leo lubrificante contem aditivos que the conferem propriedades especificas . Gracas ao metodo descrito "rnetais de desgaste", as teores destes aditivos sao controlados pelo espectrometro de plasma,

• • • •

• Principio e metodo

• • • • • • • • •

o espectrometro

permite tambem controlar certos elementos de aditivacao do 6leo : F6sforo , calcio , magnesio , e 0 zinco. Estas dosagens fornecem indicacoes sobre 0 consumo de certos aditivos e eventualmente sobre a mistura com um outro 6leo. A deplecao progress iva dos aditivos antioxidantes , antidesgaste , anticorrosivos , que reagem quimicamente para desempenhar seu papel , e completamente normal.

• • • • a a

S S

•• • S

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112.


• •

11. Ponto de fulgor ( VAC)

• Caracteristicas medidas Caracteristica

• • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • •

Ponto de fulgor, VAC

Normas ASTMD92

Valores

Unidades

Observacoes

I

"c

I -_._---

• Definicao

o ponto

de fulgor de um 6leo , e a minima temperatura em que seus vapores se inflamam espontaneamente em presenca de uma chama. • Principio e metodo

o interesse

essencial do ponto de fulgor e que este informa sobre um eventual risco de incendio, Um abaixamento do ponto de fulgor pode significar uma contaminacao por urn gas ou par urn liquido mais volatil que 0 oleo. Para se medir 0 ponto de fulgor , a amostra do 6leo contida em uma cuba metalica e aquecida progressivamente em uma velocidade preestabelecida. A norma ASTM D 92 descreve 0 metodo de determinacao do ponto de fulgor - vasa aberto de Cleveland . o ponto de fulgor e a temperatura do 6leo no momenta em que se produz um lampejo provocado pela inflamacao dos vapores deste 6leo.

• •

•• •• •

TOTAL LUBRIFICANTES DO BRASIL

)13


12. Oxidacao e nitracao • Caracteristicas medidas Caracteristica IR

<.t

Normas

1720 cm'

TOldlfillJ.clf

Toralfinaclf Toralfinaclf

IRa 17oocl11" IR d 1625 crn'

• •

.... •

L

I

I

1 I

I

valores

Uoidades

0

oes

Abs/cru Abs/cm Abs/cm

I

I

• Definicao

• •

de um lubrificante resulta em parte da fixacao do oxigenio sobre as moleculas do hidrocarboneto. A oxidacao se traduz pela formacao de produtos acidos. A oxidacao do 6leo pode ser medida por espectrometria de absorcao infravermelho. Esta tecnica tem a vantagem de permitir igualmente a medicao da nitracao , outro fator de envelhecimento no caso de 6leos de motor.

.... •

• • • • • • • • • •

..

• • • • • • •

o envelhecirnento

• lntemretacao A interpretacao do infravermelho , permite refmar 0 diagnostico it revisao das medidas do indice de acidez a TAN, A necessidade da troca do 6leo de motor e ditada : - seja por sell envelhecimento ( oxidacao , nitracao , deplecao dos aditivos , etc ... ) - seja por contaminacao ( materia is carbonicos , sais de chumbo , cornbustivel , agua , etc .., ) Frequenternente , estas sao as contarninacoes que determinam a troca de um 6leo lubrificante.

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.... ..• • •.. ..

13. Desaeracao / espuma •

Cari\~teristicas

I

I

medidas

Caracteristica

Normas

Dl''''CIJ~aO a 50 "C

NFT60),19 ASTM 0892

Espurna

valores

Unidades

Observacoes

Jvlin ml

-

---------

DeI!!l!'Q!Q

o tempo

de desaeracao caracreriza a capacidade do oleo ern liberar

dispersa.

Quando

0

ar previamenre

ar e inrroduzido no oleo por agitacao rnecanica ou por insuflamenro , etc ..

forrna-se espurna na superficie.

A espuma de urn oleo •

0

e caracterizada

pelo volume de cspurna e sua persistencia.

!:'.cincipio e metodo

DESAERA<;:AO Sob 0 cfcito de uma forte agitacao mccamca au de urn forte insuflarncnro de ar numcrosas boLhas de .'H sao dispcrsas dentro da rnassa de oleo.

P.uJ caractcrizar a capacidade de urn oleo de sc

scoarar

, do

ar

soh

uressao

e.

(+lOOmbar).

insuflado ern rubo de cnsaio de 180 ml de oleo .arravcs OC lim boca! de 2mrn de diamcuo durante 7 ruin. Imediatarnentc apos 0 insuflamcnto . urn prolongador de lima balanca hidiosrarica C introduzido no oleo sarurado de ar A balauca hidrostatica pcrmite que sc lcia minute a minute , a massa volumetrica do oico em curso de dcsacracao . Da massa volumerrica dcduz-se a porccntagem

em vol arne , do ar

disperso. Por dcfiuicao , 0 tempo de desaeracao numcro de minutes necessaries para que a % de ar disperse nao seja maier

ESPUMA A medic-an (', fcita de acordo com a norma ASTM roruida

0 892 lima amosua de 190 1111 em uma provera de vidro graduada , c

subrncrida a urn insufla mcnto de ar de 95 1111 / min. , a ITavcs de lima esfcra porosa . dura nrc 5 minutes e apes .dcixado em rcpouso. o volume etc cspuma apos 5 minuros de f: 4-1 tcnocnci<l a form<1(:i1O de insufla menro cspurna. volume

o

rcpouso

de cspuma apos 10 min utos de e a csra bilida de 011 persisrencia da

espuma. cusa io de espurua pode

o

5-e1

eferuado em 3

scqucncias difcremcs : Sequencia J cnsaio a 24 C : sequencia II cnsaio a 93 C : sequencia l l l : cnsaio a 24 "C sabre a amostra apes 93°C. Q

Q

C

0

qucQ,2% .

Esta aeracao possibitna inconvenientes : _dimiuuicao da sustenracao do filmc de oleo - crescimcnro da velocidade de oxidacao - anmento da comprcssibilidadc de oleo _ risco de cavitacao .\.5 auomalias de desacracao "em: . conramioacao ( silicone, etc, ) _cnvelhecimcmo - mi.srura com outre oleo

A espuma

podc proporcionar perdas de oleo por rransbordarncnto; ela favorecc a oxidacao .Urna grande formacao de espurna , pode provocar 0 deshgamcnro cia bomba . .A. cspurna pode SCI" devido a lima conraminacao all de entrada de ar 110 circuito. Ourros faro res connibuem para a formacao eta cspuma : . rescrvarorio de 61eo abaixo do nivcl , - baixo volume de oleo

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â&#x20AC;˘ Fluidos de arrefecimento automotivos 1. Ljquidos para arrefecimento de motor e~dotermico concentrado (NBR 13702.) Liquido (ou aditivo) , concentrado arrefecedora misturando com agua

, para a preparacao

2. SollJ~ao_arrefecedora paril motor endotermico

de solucao

(NBR 14261.)

Produto diluido , pronto para usa , destinado ao arrefecimento motores endotermicos

1

Ra.diataut'

2

Bloc meteor

oe retrototseement

3

Vase d'expanaion

6

+ ccteeee evec ou sans degazagQ A4rotherme de chaUft<!lge Pompa it eau "rberrnccornect

7

Thermostat

-4 5

8

J::cnal)9QUr d"hui" moteur et $VentueRet'TlQrlt de transmt6ston ROCt'Iauftage du tyStluTle crenmentanon en carburnnt

d'hulle 9

TOTAL LUBRIFICANTES DO BRASIL

dos


3. Propriedades Os fluidos de arrefecirnento sao destinados a dissipar 0 calor clo motor, mantendo sua temperatura de trabalho. Para tal, este deve apresentar : =}

Bom coeficiente de transferencia de calor ( H20)

=}

Baixo ponto de congelamento ( glicois )

=}

Resistencia

=}

Capacidade de protecao dos metais :

a temperatura

sem degradacao

, Corrosao do bloco-cilindros , camisas , cabecote - Corrosao por "pitting" ( paredes de aluminio ) , Corrosao por cavitacao nas partes submetidas pressao ( camisas , cabecote , bomb a d'agua ) =}

as variacoes

de

Ausencia de formacao de borras e de dep6sitos : de acordo com legislacoes ecologicas e toxicologicas

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4. Constituicao

(

q Agua

: 50 a 70 %

q Glic6is : 30 a 50 % q Aditivos: qualquer %

- Agua : pureza "indispensavel" ~ emprego de agua desmineralizada - Glic6is : para abaixar

0

ponto de congelamento da agua

~ Monoetilcnoglicol ( biodegradavel , t6xico ) ~ Monopropilenoglicol ( menos biodegradavel , menos t6xico , ponto de ebulicao mais elevado )

..•

..•

I

• • •..

.... ..

• • •

- Aditivos:

- Fosfatos de aminas : precipitacao com agua dura; em vias de desaparecimento por razoes ambientais Nitritos.benzoatos.silicatos degradacao em alta temperatura ( desaparecimento programado ) Sais de Na e K de acidos carboxilicos em C6 e C7 : acao par passivacao das superficies sem consumo notavel de aditivos ; nao agride 0 meio ambiente

- Aditivos complementares : antiespumante,corantes,desnaturantes

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5, Ponto de ebulicao dos fluidos de arrefecimento Agua o EtiJenoglicol o Propilenoglicol o Liquidos de arrefecimento

o

: 100° C • 1970 C • 1870 C

: ate 1200 C

., Emprego recomendado em paises quenres devido a • . - grande evaporacao da agua - acao anticorrosiva ., Utilizacao de circuitos pressurizados: - ganho de alguns graus

6. Classificacoe.s Atualmente nao existe uma classificacao mundial oficial , porem : - relat6rio de informacoes SAE .T814 .Tu188 : informacoes gerais sabre os Iiquidos de arrefecimento para motores. - recomendacao SAE J1034 Abr91: caracteristicas fisicoquimicas e performance limite (admissivel) para as liquidos de arrefecimento a base de etilenoglicol e de silicatos para veiculos industria is .

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DO BRASIL


7. Poder de prote~ao contra a formacao de gel , peso especifico da mismra agua / etileooglicol

s:

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Y. H.IIlmao 'e anefcti_el1to :I. lIau 'e &licolthaieo ( em'9olulllc )

Protecao :

- isvc

= 30% de glicol

- 2Soe = 36% de glicol - 300 = 46% de glicol - 3Soe = SO% de glicol

e

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\ .2. \



2_2 Lubrificantes Total Elf