Melhoria da eficiência energética no 
Powertrain através da análise tribológica 
Eng. Carlos Mussato 
1/36 Um enfoque nos ...
Melhoria da eficiência energética no 
Powertrain através da análise tribológica 
Conteúdo 
I - Exigência da aplicação, car...
Melhoria da eficiência energética no 
Powertrain através da análise tribológica 
Conteúdo 
III - Características dos lubri...
Módulo I – Exigência da aplicação 
Condição tribológica 
4/36 Um enfoque nos materiais, processos de fabricação e condição...
Módulo I – Exigência da aplicação 
Condição tribológica 
5/36 Um enfoque nos materiais, processos de fabricação e condição...
Módulo I – Exigência da aplicação 
Pressão de Hertz 
6/36 Um enfoque nos materiais, processos de fabricação e condição de ...
Módulo I – Exigência da aplicação 
Pressão de Hertz 
7/36 Um enfoque nos materiais, processos de fabricação e condição de ...
Módulo I – Exigência da aplicação 
Tecnologia embarcada 
 Engrenagens planetárias 
helicoidais 
 Lamelas de transmissão 
d...
Módulo I - Apelo ecológico 
Ex.: Lubrificantes 75W80 
Com lubrificantes “full synthetic”, 
eu faço trocas.. 
só 2 vezes em...
Módulo II – Modos de falhas 
Infográfico 
Torque [N.m] 
Velocidade [km/h] 
10/36 Um enfoque nos materiais, processos de fa...
Módulo II – Modos de falhas 
Pitting, Scuffing, Scoring 
11/36 Um enfoque nos materiais, processos de fabricação e condiçã...
Módulo II - Fontes de contaminação 
Aditivação. O DNA dos lubrificantes 
12/36 Um enfoque nos materiais, processos de fabr...
Módulo II - Fontes de contaminação 
Aumentam com o tempo 
13/36 Um enfoque nos materiais, processos de fabricação e condiç...
Módulo II - Fontes de contaminação 
Aparecem em pequenas quantidades 
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Módulo II – Fontes de contaminação 
Resumindo, porque os lubrificantes degradam 
Poeira e sujeira ambiente 
Partículas de ...
Módulo III – Composição dos lubrificantes 
MIV 
Composição 
Temperatura 
Óleo Aditivo 
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Módulo III - Tipos de lubrificantes e normas Viscosidade cinemática 40ºC 
Viscosidade cinemática 100ºC 
(cSt) 
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Módulo III – Fundamentos da análise 
Mecânica dos fluidos 
 Reação com a superfície do metal através da proteção sólida co...
Módulo III – Fundamentos da análise 
Mecânica dos fluidos 
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Mecânica dos fluidos 
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Mecânica dos fluidos 
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Módulo III – Fundamentos da análise 
Viscosidade 
Reologia 
•Oxidação 
•Contaminação 
•Água (baixa quantidade) 
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Módulo III – Fundamentos da análise 
Anti-Espuma 
1 
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1 – 2 – Aproximação por ação do 
anti-espumante 
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convencionais são 
propensos para a formação 
de borra a elevadas cargas 
térmicas 
 Utilização de...
Módulo IV – Tipos de análise 
Ex. Planejamento de amostras 
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Formação de espuma 
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Reologia e Oxidação-Métodos 
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Módulo IV – Tipos de análise 
Formação de espuma-Métodos 
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Módulo IV – Tipos de análise 
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Ppm(s) Metais (Fe) de Ferro [ppm] 
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Crítico ! 
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Módulo IV – Tipos de análise 
Nível de sujidade 
Ex. Resultados de medições Classificação de sujidade 
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Transmissão de luz 
Módulo IV – Tipos de análise 
Infra-Vermelho 
Envelhecimento 
Ou Oxidação 
Comprimentos de onda cm-1 
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Módulo IV – Tipos de análise 
Infra-Vermelho 
34/36 Um enfoque nos materiais, processos de fabricação e condição de trabal...
Módulo V - Conclusão 
O estudo das variáveis de influência nos ganhos de 
eficiência energética aplicados ao Powertrain, c...
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Eficiencia energetica 09_2014_basesae_2012

  1. 1. Melhoria da eficiência energética no Powertrain através da análise tribológica Eng. Carlos Mussato 1/36 Um enfoque nos materiais, processos de fabricação e condição de trabalho
  2. 2. Melhoria da eficiência energética no Powertrain através da análise tribológica Conteúdo I - Exigência da aplicação, características influentes do powertrain e apelo ecológico Motorização, Topografia e Condições de rolagem Nível de ruído II - Principais modos de falhas e o papel da lubrificação neste quesito Combinações de torque e velocidade Perfis de temperatura de operação Fontes de contaminação Modos de falhas de engrenagens 2/36 Um enfoque nos materiais, processos de fabricação e condição de trabalho
  3. 3. Melhoria da eficiência energética no Powertrain através da análise tribológica Conteúdo III - Características dos lubrificantes e condição tribológica de desgaste Proteção à pitting e scoring por película resistente Estabilidade térmica e dispersância Mecânica de funcionamento, composição e tipos de óleos IV - Análises críticas da lubrificação para avaliação de falhas Mapeamento das fontes de sujidade e desgaste Ppm(s) metais/aditivação, reologia e Infra-Vermelho Formação de espuma e nível de oxidação V – Conclusões e benefícios Justificativa das análises tribológicas via monitoramento do lubrificante 3/36 Um enfoque nos materiais, processos de fabricação e condição de trabalho
  4. 4. Módulo I – Exigência da aplicação Condição tribológica 4/36 Um enfoque nos materiais, processos de fabricação e condição de trabalho
  5. 5. Módulo I – Exigência da aplicação Condição tribológica 5/36 Um enfoque nos materiais, processos de fabricação e condição de trabalho
  6. 6. Módulo I – Exigência da aplicação Pressão de Hertz 6/36 Um enfoque nos materiais, processos de fabricação e condição de trabalho
  7. 7. Módulo I – Exigência da aplicação Pressão de Hertz 7/36 Um enfoque nos materiais, processos de fabricação e condição de trabalho
  8. 8. Módulo I – Exigência da aplicação Tecnologia embarcada Engrenagens planetárias helicoidais Lamelas de transmissão de torque Uso contínuo de freio hidrodinâmico (retarder) 8/36 Um enfoque nos materiais, processos de fabricação e condição de trabalho
  9. 9. Módulo I - Apelo ecológico Ex.: Lubrificantes 75W80 Com lubrificantes “full synthetic”, eu faço trocas.. só 2 vezes em 1 Milhão de km ! 9/36 Um enfoque nos materiais, processos de fabricação e condição de trabalho
  10. 10. Módulo II – Modos de falhas Infográfico Torque [N.m] Velocidade [km/h] 10/36 Um enfoque nos materiais, processos de fabricação e condição de trabalho
  11. 11. Módulo II – Modos de falhas Pitting, Scuffing, Scoring 11/36 Um enfoque nos materiais, processos de fabricação e condição de trabalho
  12. 12. Módulo II - Fontes de contaminação Aditivação. O DNA dos lubrificantes 12/36 Um enfoque nos materiais, processos de fabricação e condição de trabalho
  13. 13. Módulo II - Fontes de contaminação Aumentam com o tempo 13/36 Um enfoque nos materiais, processos de fabricação e condição de trabalho
  14. 14. Módulo II - Fontes de contaminação Aparecem em pequenas quantidades 14/36 Um enfoque nos materiais, processos de fabricação e condição de trabalho
  15. 15. Módulo II – Fontes de contaminação Resumindo, porque os lubrificantes degradam Poeira e sujeira ambiente Partículas de metal de desgaste Água é ácidos Fuligem e carvão Diluição Produtos de oxidação do lubrificante (Verniz e resinas e borras) 15/36 Um enfoque nos materiais, processos de fabricação e condição de trabalho
  16. 16. Módulo III – Composição dos lubrificantes MIV Composição Temperatura Óleo Aditivo 16/36 Um enfoque nos materiais, processos de fabricação e condição de trabalho
  17. 17. Módulo III - Tipos de lubrificantes e normas Viscosidade cinemática 40ºC Viscosidade cinemática 100ºC (cSt) 17/36 Um enfoque nos materiais, processos de fabricação e condição de trabalho (cSt) Grau ISO Grau AGMA Grau SAE Lubrificantes Transmissões Grau SAE Lubrificantes Motores Grau para Bases
  18. 18. Módulo III – Fundamentos da análise Mecânica dos fluidos Reação com a superfície do metal através da proteção sólida com a camada reativa 4 Fases do processo Remoção - Remoção de gases e água Gases Water Gases Water Gases Water 18/36 Um enfoque nos materiais, processos de fabricação e condição de trabalho
  19. 19. Módulo III – Fundamentos da análise Mecânica dos fluidos Reação com a superfície do metal através da proteção sólida com a camada reativa 4 Fases do processo Remoção - Remoção de gases e água Absorção - Absorção física e química 19/36 Um enfoque nos materiais, processos de fabricação e condição de trabalho
  20. 20. Módulo III – Fundamentos da análise Mecânica dos fluidos Reação com a superfície do metal através da proteção sólida com a camada reativa 4 Fases do processo Remoção - Remoção de gases e água Absorção - Absorção física e química Aditivação - Aditivação da superfície de reação 20/36 Um enfoque nos materiais, processos de fabricação e condição de trabalho
  21. 21. Módulo III – Fundamentos da análise Mecânica dos fluidos Reação com a superfície do metal através da proteção sólida com a camada reativa 4 Fases do processo Remoção - Remoção de gases e água Absorção - Absorção física e química Aditivação - Aditivação da superfície de reação Proteção – Camada de proteção desenvolvida 21/36 Um enfoque nos materiais, processos de fabricação e condição de trabalho
  22. 22. Módulo III – Fundamentos da análise Viscosidade Reologia •Oxidação •Contaminação •Água (baixa quantidade) • Contaminação por óleo de maior viscosidade • Solvente ou água (grande quantidade) • Contaminação por óleo de menor viscosidade • Melhorador do índice de viscosidade • Cisalhamento de molécula (EP) 22/36 Um enfoque nos materiais, processos de fabricação e condição de trabalho
  23. 23. Módulo III – Fundamentos da análise Anti-Espuma 1 2 1 – 2 – Aproximação por ação do anti-espumante 3 – Abrangência da bolha de ar com separação 4 – Rompimento da bolha de ar 3 4 Situação inicial Situação final 23/36 Um enfoque nos materiais, processos de fabricação e condição de trabalho
  24. 24. Lubrificantes minerais convencionais são propensos para a formação de borra a elevadas cargas térmicas Utilização de retardadores e Ex.: SAE 80W Teste: Ex.: SAE 75W80 Teste: Módulo IV – Tipos de análise Níveis de oxidação climas tropicais contribuem para a oxidação Com o envelhecimento pela oxidação, as propriedades do mesmo já não são suficientes para proteger o powertrain 150°C 336 h Resultado: Forte Formação de borra Procedimento: Teste de oxidação CEC-L-48-A 00 24/36 Um enfoque nos materiais, processos de fabricação e condição de trabalho 160°C 384 h Resultado: Nenhuma Formação de borra
  25. 25. Módulo IV – Tipos de análise Ex. Planejamento de amostras 25/36 Um enfoque nos materiais, processos de fabricação e condição de trabalho
  26. 26. Módulo IV – Tipos de análise Formação de espuma A aditivação anti-espuma é essencial para a reação do fluido ante a agitação As relações de transmissão (i) afetam a agitação, bem como a dirigibilidade (RPM e Aceleração) O anti-espumante é um material em suspenção na composição do óleo e deve portanto estar homogeneizado Procedimento: Teste de Espuma ASTM D892 26/36 Um enfoque nos materiais, processos de fabricação e condição de trabalho 1-Região de espuma 2 - Região de dispersão ar + óleo
  27. 27. Módulo IV – Tipos de análise Reologia e Oxidação-Métodos 27/36 Um enfoque nos materiais, processos de fabricação e condição de trabalho
  28. 28. Módulo IV – Tipos de análise Formação de espuma-Métodos 28/36 Um enfoque nos materiais, processos de fabricação e condição de trabalho
  29. 29. Módulo IV – Tipos de análise Ppm(s) metais / aditivação-Métodos 29/36 Um enfoque nos materiais, processos de fabricação e condição de trabalho
  30. 30. Módulo IV – Tipos de análise Ppm(s) Metais (Fe) de Ferro [ppm] Particulado Distância de rodagem [Km] [Para teste de campo com eixo traseiro de ônibus] 30/36 Um enfoque nos materiais, processos de fabricação e condição de trabalho
  31. 31. Módulo IV – Tipos de análise Crítico ! Ppm(s) Metais (Fe) Normal ! 31/36 Um enfoque nos materiais, processos de fabricação e condição de trabalho
  32. 32. Módulo IV – Tipos de análise Nível de sujidade Ex. Resultados de medições Classificação de sujidade Ex.Transmissões manuais Ex. Sistemas hidráulicos 32/36 Um enfoque nos materiais, processos de fabricação e condição de trabalho
  33. 33. Transmissão de luz Módulo IV – Tipos de análise Infra-Vermelho Envelhecimento Ou Oxidação Comprimentos de onda cm-1 H2O Degradação Aditivação 33/36 Um enfoque nos materiais, processos de fabricação e condição de trabalho
  34. 34. Módulo IV – Tipos de análise Infra-Vermelho 34/36 Um enfoque nos materiais, processos de fabricação e condição de trabalho
  35. 35. Módulo V - Conclusão O estudo das variáveis de influência nos ganhos de eficiência energética aplicados ao Powertrain, conduzem à maximização dos lucros de uma frota, pelos principais pilares abaixo: Mapeamento do desgaste crítico do equipamento Redução dos custos de manutenção/operação de equipamentos Aumento da confiança na operação e da frota Aumento da vida útil dos equipamentos e manutenção preditiva Redução do índice de quebras/paradas de veículos comerciais 35/36 Um enfoque nos materiais, processos de fabricação e condição de trabalho

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