Avaliação da utilização de nanopartícula de nitreto de boro (hBN) no óleo lubrificante e seu impacto no desgaste, no desempenho térmico e nas emissões de um motor diesel heavy duty.

• Ano de defesa: 2024
• Autor(a) principal: Santos, Pedro de Sousa Leal
• Tipo de documento: Tese
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
• Palavras-chave em Português: Eficiência térmica; Internal combustion engines; Lubricants; Lubrificantes; Motores de combustão interna; Nanoparticles; Nanopartículas; Thermal efficiency; Tribologia; Tribology
• Link de acesso: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3151/tde-22082025-072336/

Este estudo apresenta uma análise do impacto tribológico na superfície dos cilindros dos pistões 1 e 6 em um motor Diesel quando o nitreto de boro hexagonal (hBN) foi usado como nano aditivo disperso no lubrificante e o efeito do nano aditivo em importantes parâmetros térmicos e de desempenho do motor. Para tanto, um óleo lubrificante SAE10W-40 foi aditivado com 0,1% em peso de hBN, o que corresponde a 0,1% da massa total de óleo no cárter. O motor foi testado em banco de testes por 180 horas (2x) com e sem hBN, com rotação e torque constantes. Amostras dos cilindros 1 e 6 de ambos os testes foram posteriormente analisados por Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV), Espectroscopia Raman e perfilometria óptica, visando entender o efeito do nano aditivo nos parâmetros superficiais e presença de depósitos nos cilindros. Este estudo mostrou que o comportamento do hBN como nano aditivo usado em um ambiente real com motor Diesel foi problemático, o que difere de trabalhos da literatura com ensaios em ambiente de laboratório. Com relação aos parâmetros térmicos, notou-se aumento significativo da temperatura do óleo lubrificante quando hBN foi usado, com consequente redução na eficiência do intercooler e da turbina. O consumo de combustível e o torque foram afetados negativamente quando hBN foi disperso no óleo do motor. Adicionalmente, notou-se extensa formação de depósitos no PMS (Ponto morto superior) e MC (Meio de curso) e desgaste não significativo no PMI (Ponto morto inferior). Foi notada formação incomum de produtos provenientes de aditivos antidesgaste conhecidos como ZDDP na posição MC com o uso de hBN. Por esse motivo, o presente trabalho fornece informações sobre como o hBN adicionado ao óleo lubrificante não foi suficiente para melhorar o desempenho tribológico e térmico em condições operacionais reais.