Efeito da diluição de etanol em óleo lubrificante de baixa viscosidade no comportamento tribológico do contato anel do pistão/ cilindro

• Autor(a) principal: Crepaldi Junior, Jesuel
• Data de Publicação: 2017
• Tipo de documento: Trabalho de conclusão de curso
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Institucional da UTFPR (da Universidade Tecnológica Federal do Paraná (RIUT))
• Texto Completo: http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/12199
• topic: CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA DE MATERIAIS E METALURGICA; Tribologia; Álcool; Óleos lubrificantes; Motores de combustão interna; Tribology; Alcohol; Lubricating oils; Internal combustion engines

Com a tendência mundial ao pensamento sustentável, biocombustíveis renováveis como o etanol vem ganhando cada vez mais espaço, e a sua aplicação em motores Flex Fuel oferece vários benefícios, como a redução da emissão de CO2. Porém, a utilização de etanol como combustível traz alguns obstáculos tribológicos significantes. Neste contexto, o presente trabalho teve como principal objetivo analisar a influência da diluição, por etanol anidro e hidratado, de um lubrificante de baixa viscosidade 0W-20 API SN no comportamento tribológico do contato anel do pistão/camisa do cilindro por meio de um teste reciprocativo conduzido em um tribômetro SRV. As amostras da camisa brunida, fabricada em ferro fundido cinzento, e do anel PVD, foram extraídas diretamente de peças reais de um motor de combustão interna. O comportamento tribológico foi avaliado com base em resultados obtidos em dois tipos de ensaios independentes - ensaios de curta duração, representativos das sequencias de atrito, e de longa duração, representativos da sequência de desgaste. Com esse procedimento, o atrito foi avaliado a partir dos resultados obtidos de ambos os ensaios por meio da sua caracterização em curvas Stribeck-like, bem como do seu comportamento em função do tempo - obtido nos ensaios de longa duração. O desgaste foi discutido em relação a perda volumétrica da camisa do cilindro. Com base nos resultados obtidos, foi encontrado que, a adição do modificador de atrito - friction modifier (FM) à formulação do óleo base melhorou o desempenho tribológico. Assim, atrito e desgaste foram reduzidos substancialmente, o que atesta desempenho superior desse lubrificante em regimes de atrito misto e limítrofe devido a influência do FM. Porém, quando etanol anidro ou hidratado estavam presentes nesse óleo, o comportamento tribológico mudou consideravelmente – atrito e desgaste aumentaram, principalmente em condições representativas do ciclo urbano aplicadas aos ensaios, com a presença do etanol hidratado perdurando por mais tempo. Estas condições seriam equivalentes a partida a frio do motor de combustão interna e seu aquecimento durante trajetos de curta duração. Após os testes, a presença de tribofilme proveniente do FM foi constatada na superfície desgastada de todas as camisas, e uma relação entre o volume de desgaste medido e a área recoberta por esse tribofilme foi encontrada. Desta maneira, a presença de etanol anidro e hidratado influencia o comportamento tribológico do contato anel do pistão/camisa decisivamente, principalmente em baixas temperaturas onde a presença de etanol e água aparenta alterar as propriedades do lubrificante, de modo a causar aumento do CoF e do desgaste.