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Título: Estudo das propriedades fisico-químicas e tribológicas de condicionadores de metais e suas misturas com óleos lubrificantes para motor
Título(s) alternativo(s): Study of the physicochemical and tribological properties of metal conditioners and their mixtures with engine lubricating oils
Autor(es): Palma Calabokis, Oriana
Orientador(es): Cousseau, Tiago
Palavras-chave: Lubrificação e lubrificantes
Motores de combustão interna
Tribologia
Corrosão e anticorrosivos
Óleos lubrificantes - Aditivos
Fisissorção
Quimissorção
Lubrication and lubricants
Internal combustion engines
Tribology
Corrosion and anti-corrosives
Lubricating oils - Additives
Physisorption
Chemisorption
Data do documento: 22-Mar-2024
Editor: Universidade Tecnológica Federal do Paraná
Câmpus: Curitiba
Citação: PALMA CALABOKIS, Oriana. Estudo das propriedades fisico-químicas e tribológicas de condicionadores de metais e suas misturas com óleos lubrificantes para motor. 2024. Tese (Doutorado em Engenharia Mecânica e de Materiais) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Curitiba, 2024.
Resumo: Os condicionadores de metais são produtos que asseguram melhorar a eficiência dos motores de combustão interna via aumento da potência, diminuição do consumo de combustível e controle do atrito e desgaste das partes móveis. Contudo, sabe-se pouco sobre a composição química, propriedades e como operam esses produtos, sendo escassos os estudos com suporte científico. Em consequência, nesta tese de doutorado, avaliou-se sistematicamente as propriedades físicoquímicas e tribológicas de condicionadores de metais e suas misturas com óleos lubrificantes para motor tanto em ensaios laboratoriais como de campo. Utilizou-se a forma de coletânea de três artigos publicados em periódicos científicos como formato de apresentação do trabalho. As publicações estão focadas na avaliação dos efeitos destes aditivos pós-venda no desempenho de motocicletas de baixa cilindrada, nas propriedades físico-químicas e tribológicas e na corrosividade em liga de cobre. O estudo de campo, publicado no primeiro artigo, foi realizado em condições reais de operação, revelando que o condicionador ajudou na proteção das peças de aço e de ligas de alumínio. Isto foi evidenciado durante os primeiros 7.000 km de amaciamento do motor, apesar do desgaste em peças contendo cobre ter sido maior, porém ainda dentro dos limites aceitáveis pré-estabelecidos. A adição do condicionador não alterou as propriedades dos óleos usados nem sua degradação. A segunda publicação demonstrou que a adição de condicionador a um óleo de motor não alterou as propriedades físico-químicas do óleo comercial, exibindo uma ação anti-desgaste substancial (33%) a 80 °C. Por último, no terceiro artigo se comprovou que alguns condicionadores de metais são corrosivos às ligas de cobre. Contudo, em mistura com o óleo de motor, a corrosividade do condicionador foi minimizada, mostrando apenas o leve efeito corrosivo dos aditivos do próprio óleo de motor. O estudo abrangente realizado fornece um olhar crítico e cientificamente fundamentado sobre os condicionadores de metais. Não apenas confirma o potencial deles para melhorar o desempenho e a durabilidade dos motores de combustão interna, mas também enfatiza a importância de uma compreensão mais profunda da composição, mecanismos de ação e interações com diferentes materiais.
Abstract: Metal conditioners are marketed as products that enhance the efficiency of internal combustion engines by increasing power, reducing fuel consumption, and controlling the friction and wear of moving parts. However, there is a lack of detailed knowledge regarding their chemical composition, properties, and operational mechanisms, as scientific research validating their effects is limited. In response to this gap, this thesis studied the physicochemical and tribological properties of metal conditioners and their mixtures with engine lubricating oils in both laboratory and field tests. The work was presented in the form of a collection of three articles published in scientific journals. The publications focus on evaluating the effects of these aftermarket additives on the performance of small-capacity motorcycles, their physicochemical and tribological properties, and their corrosiveness to bronze alloy. The first article, rooted in field study, demonstrated under real-world operational conditions that metal conditioners afford protection to steel and aluminum alloy components of low-displacement motorcycles. This protection became apparent during the initial 7,000 km of engine running-in, even though components containing copper exhibited higher wear rates, still, these rates remained within acceptable predefined thresholds. Notably, the introduction of the conditioner did not compromise the properties or degradation pathways of the lubricants in use. The second publication demonstrated that adding a conditioner to an engine oil did not change the commercial oil’s physicochemical properties, showing a substantial anti-wear action (33%) at 80 °C. The third and final article addressed concerns regarding the corrosiveness of some metal conditioners towards copper alloys. It was found that when these conditioners are blended with engine oil, their corrosive potential is significantly reduced, leaving only the mild corrosive impact inherent to the additives already present in the engine oil. The comprehensive study provides a critical and scientifically grounded look at metal conditioners. It not only confirms their potential to improve the performance and durability of internal combustion engines but also emphasizes the importance of a deeper understanding of their composition, action mechanisms, and interactions with different materials.
URI: http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/34161
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