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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. 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
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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
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4. Módulo I – Exigência da aplicação
Condição tribológica
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5. Módulo I – Exigência da aplicação
Condição tribológica
5/36 Um enfoque nos materiais, processos de fabricação e condição de trabalho

6. Módulo I – Exigência da aplicação
Pressão de Hertz
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7. Módulo I – Exigência da aplicação
Pressão de Hertz
7/36 Um enfoque nos materiais, processos de fabricação e condição de trabalho

8. Módulo I – Exigência da aplicação
Tecnologia embarcada
Engrenagens planetárias
helicoidais
Lamelas de transmissão
de torque
Uso contínuo de freio
hidrodinâmico (retarder)
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9. Módulo I - Apelo ecológico
Ex.: Lubrificantes 75W80
Com lubrificantes “full synthetic”,
eu faço trocas..
só 2 vezes em 1 Milhão de km !
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10. Módulo II – Modos de falhas
Infográfico
Torque [N.m]
Velocidade [km/h]
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11. Módulo II – Modos de falhas
Pitting, Scuffing, Scoring
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12. Módulo II - Fontes de contaminação
Aditivação. O DNA dos lubrificantes
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13. Módulo II - Fontes de contaminação
Aumentam com o tempo
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14. Módulo II - Fontes de contaminação
Aparecem em pequenas quantidades
14/36 Um enfoque nos materiais, processos de fabricação e condição de trabalho

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)
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16. Módulo III – Composição dos lubrificantes
MIV
Composição
Temperatura
Óleo Aditivo
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17. Módulo III - Tipos de lubrificantes e normas Viscosidade cinemática 40ºC
Viscosidade cinemática 100ºC
(cSt)
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(cSt)
Grau
ISO
Grau
AGMA
Grau SAE
Lubrificantes
Transmissões
Grau SAE
Lubrificantes
Motores
Grau para
Bases

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
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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. 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
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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
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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)
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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
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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
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160°C
384 h
Resultado:
Nenhuma
Formação
de borra

25. Módulo IV – Tipos de análise
Ex. Planejamento de amostras
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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. Módulo IV – Tipos de análise
Reologia e Oxidação-Métodos
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28. Módulo IV – Tipos de análise
Formação de espuma-Métodos
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29. Módulo IV – Tipos de análise
Ppm(s) metais / aditivação-Métodos
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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]
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31. Módulo IV – Tipos de análise
Crítico !
Ppm(s) Metais (Fe)
Normal !
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32. Módulo IV – Tipos de análise
Nível de sujidade
Ex. Resultados de medições Classificação de sujidade
Ex.Transmissões manuais
Ex. Sistemas hidráulicos
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33. Transmissão de luz
Módulo IV – Tipos de análise
Infra-Vermelho
Envelhecimento
Ou Oxidação
Comprimentos de onda cm-1
H2O
Degradação
Aditivação
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34. Módulo IV – Tipos de análise
Infra-Vermelho
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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
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