TRANSMISSÕES E ENGRENAGENS AUTOMOTIVAS Lubrificação/Tendências 19 de agosto de 2010 Douglas McGregor
Transmissões Visão Geral Segmentos Segmentos de Transmissões
Transmissões Visão Geral Segmentos Engrenagens automotivas Segmentos de Transmissões
Transmissões Visão Geral Segmentos Engrenagens automotivas Transmissões automáticas Segmentos de Transmissões
Transmissões Visão Geral Segmentos Engrenagens automotivas Transmissões automáticas Fora de estrada Segmentos de Transmissões
Transmissões Visão Geral Tópicos da apresentação Segmentos de Transmissões Engrenagem automotiva & transmissão manual Transmissões automáticas Segmentos de Transmissões Fundamentos: Mecânica Fundamentos: Fluido Tendências
Engrenagem Automotiva Funções da engrenagem Mecânica Transferir força entre eixos Reduzir/aumentar velocidade de rotação para aumemtar/diminuir torque Mudar a direção de rotação Sincronizar rotação entre eixos
Engrenagem Automotiva Funções da engrenagem Capacidade de carga Mecânica Qualidade do material Acabamento da superfície Rigidez dos eixos e rolamentos Lubrificação
Engrenagem Automotiva Mecânica Funções da engrenagem Capacidade de carga Comparação das P Propriedades i d d a Rotação em eixos paralelos Dentes retos Helicoidal Espinha-de-peixe Pl Planetária tá i a Rotação em eixos perpendiculares Espiral Hipoidal Sem fim
Engrenagem Automotiva Funções da engrenagem Capacidade de carga Comparação das Propriedades d Por quê engrenagens falham Erro de desenho Mecânica Falha de fabricação Erro de aplicação / uso Problema de lubrificação Incluindo contaminação
Engrenagem Automotiva Funções da engrenagem Capacidade de carga Comparação das Propriedades d Por quê engrenagens falham Modos de falha - AGMA Mecânica A Associação Americana de Fabricantes de Engrenagens (AGMA) reconhece quatro modos principais de falhas das engrenagens Dois ou mais modos de falha podem ocorrer simultânea ou sucessivamente Uma falha eventualmente pode ter mais de uma causa
Engrenagem Automotiva Funções da engrenagem Capacidade de carga Comparação das Propriedades d Por quê engrenagens falham Modos de falha AGMA A Associação Americana de Fabricantes de Engrenagens Desgaste Mecânica Fadiga de superfície (fadiga de contato) Deformação plástica Frenagem
Corrosão C Abrasão A Espelhamen nto Modos de desgaste Ade esão por ssoldagem m Engrenagem Automotiva Modos de Falha
Engrenagem Automotiva Modos de Falha Fadiga de superfície Fragmentação Pitting Micropitting
Engrenagem Automotiva Modos de Falha Deformação plástica Enrrugamento Deformação á Enrrugamento frio
Engrenagem Automotiva Modos de Falha Frenagem or fadiga Quebra po
Engrenagem Automotiva Formulações dos lubrificantes Fluido
Engrenagem Automotiva Formulações dos lubrificantes Fluido Todos os óleos de engrenagem automotiva ti modernos contêm aditivos Aditivos são compostos químicos selecionados que proporcionam p propriedades desejáveis e compensam características indesejáveis de um fluido base A seleção de óleo básico e aditivos é determinada pela aplicação (desempenho / viscosidade)
Engrenagem Automotiva Formulações dos lubrificantes Fluido Previne o desgaste e destruição da superfície metálica sob regime de lubrificação laminar Previne a corrosão tanto por umidade quanto por ataque ácido Reduz o atrito para ajudar a transferir o calor gerado durante a operação Proporciona dosagem de agente condicionador para prevenir o ressecamento dos selos Suprime a espuma M difi t í ti d Modifica as características de viscosidade e fluidez do óleo básico
Engrenagem Automotiva Formulações dos lubrificantes Pacote de aditivos Fluido
Engrenagem Automotiva Formulações dos lubrificantes Pacote de aditivos Onde eles agem No óleo (protege as propriedades do óleo) Na interface (ar, água, etc.) Na superfície metálica (atração polar com a superfície metálica, podendo inclusive reagir) Óleo Antioxidantes Depressores de Fluidez Modificadores do Índice de Viscosidade Fluido Interface Antiespumantes Condicionador de Selos Superfície Agentes EP Componentes Antidesgaste Demulsificantes Modificadores de Atrito Antiferrugem/ Corrosão
Engrenagem Automotiva Formulações dos lubrificantes Pacote de aditivos Principais aditivos para minimizar o desgaste de engrenagem Aditivos antidesgaste Aditivo EP Modificadores de atrito Fluido Aditivos EP (extrema pressão): Difere dos agentes antidesgaste na sua velocidade de reação e tipo de filme protetivo ti formado Reage rapidamente sob condições de extrema pressão e deslisamento Produz uma camada resistente ao arranhamento que protege contra danos catastróficos
Engrenagem Automotiva Formulações dos lubrificantes Pacote de aditivos Principais aditivos para minimizar o desgaste de engrenagem Aditivos antidesgaste Aditivo EP Modificadores de atrito Fluido Enxofre é o elemento principal: Pressão
Engrenagem Automotiva Formulações dos lubrificantes Pacote de aditivos Principais aditivos para minimizar o desgaste de engrenagem API GL-5 (SAE 80W-90) Fluido
Engrenagem Automotiva Formulações dos lubrificantes Pacote de aditivos Principais aditivos para minimizar o desgaste de engrenagem API GL-5 (SAE 80W-90) SAE 2360 (SAE 80W-90) Fluido
Engrenagem Automotiva Formulações dos lubrificantes Pacote de aditivos Principais aditivos para minimizar o desgaste de engrenagem API GL-5 (SAE 80W-90) SAE 2360 (SAE 80W-90) Limited slip Fluido
Engrenagem Automotiva Formulações dos lubrificantes Pacote de aditivos Principais aditivos para minimizar o desgaste de engrenagem API GL-5 (SAE 80W-90) SAE 2360 (SAE 80W-90) SAE 2360 (SAE 75W-90) Fluido
Engrenagem Automotiva Viscosidade SAE J306 (2005) Define as viscosidades dos lubrificantes para engrenagem automotiva, diferencial e transmissão manual Atualização: 2 novos graus de viscosidade SAE 110 SAE 190 Fluido
Engrenagem Automotiva Fluido Viscosidade a SAE J306 (2005) Define as viscosidades dos lubrificantes para engrenagem automotiva, diferencial e transmissão manual Atualização: 2 novos graus de viscosidade SAE 110 SAE 190
Engrenagem Automotiva Especificações inativas Fluido Categorias API GL-1, GL-2, GL-3 e GL-6 foram declaradas d inativas pelo SAE Technical Committee 3, em 1995 API GL-4 se tornará inativo em 2010 Ainda podem haver óleos comercializados com estas designações
Engrenagem Automotiva Especificações inativas Especificações API atuais API GL-5 (ASTM D 7450-08) ASTM D 6121 Capacidade de carga, baixa velocidade/alto torque ASTM D 7038 Resistência a corrosão Desempenho do Fluido Nível básico de desempenho Base para especificações de mais alto desempenho da indústria e de OEM L-42 ASTM D 892 Capacidade de carga, alta velocidade/choque L-42 ASTM D 5704 Estabilidade térmica /oxidação ASTM D 892 Controle de espuma ASTM D 5704 (L-60) ASTM D 7038 (L-33) ASTM D 6121 (L-37)
Engrenagem Automotiva Especificações inativas Especificações API atuais API GL-5 (ASTM D 7450-08) API MT-1 ASTM D 5704 Desempenho do Fluido Desempenho superior Clean gear Transmissões manuais nãosincronizadas de veículos pesados Storage Stability & Compatibility ASTM D 130 Carbonização ou verniz & borra ASTM D 5662 Compatibilidade com selos ASTM D 892 ASTM D 5579 Durabilidade cíclica Mack ASTM D 130 Corrosão ao cobre Estabilidade para estocagem/compatibilidade ASTM D 5579 ASTM D 5662 ASTM D 5704 (L-60-1) ASTM D 5704 (L-60) L-42 ASTM D 7038 (L-33) ASTM D 6121 (L-37)
Engrenagem Automotiva Especificações inativas Especificações API atuais a API GL-5 (ASTM D 7450-08) a API MT MT-1 1 a SAE J2360 Prova de desempenho p Teste de frota controlado 3 caminhões/200 mil milhas 5 comerciais leves/100 mil milhas LRI (Lubricant Review Institute) Companhia de aditivos ou lubrificantes submete dados do teste, partes e resultados QPL (Qualified Products List) Desempenho do Fluido Adiciona prova de desempenho LRI Fi ld Test Field T t Storage Stability & Compatibility ASTM D 130 ASTM D 5579 ASTM D 5662 ASTM D 5704 (L-60-1) ASTM D 892 ASTM D 5704 (L-60) L-42 ASTM D 7038 (L-33) ASTM D 6121 (L-37)
Engrenagem Automotiva Tendências de mercado Gerais Veículos comerciais leves Densidade de potência Tendências Aumento de potência/torque em até 80% nos últimos 10 anos Aumento no peso dos veículos em até 30% no mesmo período = Aumento da DENSIDADE DE POTÊNCIA
Engrenagem Automotiva Tendências Tendências de mercado As mudanças aerodinâmicas nos Gerais veículos para melhorar a economia de combustível vêm reduzindo o fluxo de Veículos comerciais leves ar pelos componentes da transmissão Densidade de potência Refrigeração reduzida Diferenciais são geralmente instalados muito próximos do sistema de exaustão = REFRIGERAÇÃO reduzida
Engrenagem Automotiva- Transmissão Manual Mecânica Fundamentos: Transmissão Manual Market Trends
Engrenagem Automotiva- Transmissão Manual Mecânica Não-sincronizadas Fundamentos: Transmissão Manual Engrenagens Helicoidais
Engrenagem Automotiva- Transmissão Manual Mecânica Não-sincronizadas Fundamentos: Transmissão Manual Engrenagens Helicoidais Engrenagens de dente reto
Engrenagem Automotiva- Transmissão Manual Mecânica Não-sincronizadas Fundamentos: Transmissão Manual Engrenagens Helicoidais Engrenagens de dente reto Rolamentos
Engrenagem Automotiva- Transmissão Manual Mecânica Não-sincronizadas Sincronizadas Fundamentos: Transmissão Manual Engrenagens Helicoidais Engrenagens de dente reto Rolamentos Sincronizadores
Engrenagem Automotiva- Transmissão Manual Mecânica Não-sincronizadas Sincronizadas Transmissão integrada Veículos comerciais leves Fundamentos: Transmissão Manual Engrenagens Helicoidais Engrenagens de dente reto Rolamentos Sincronizadores Diferenciais (Transaxle)
Engrenagem Automotiva- Transmissão Manual Tecnologias de fluidos para transmissão manual (MTF) Óleo de motor ZDDP/Detergente Fluido
Engrenagem Automotiva- Transmissão Manual Tecnologias de fluidos para transmissão manual (MTF) Óleo de motor ATF Antidesgaste sem cinzas Fluido
Engrenagem Automotiva- Transmissão Manual Tecnologias de fluidos para transmissão manual (MTF) Óleo de motor ATF Óleo de engrenagem - S/P EP API GL-4 API GL-5 API MT-1 Total driveline Fluido
Engrenagem Automotiva- Transmissão Manual Tecnologias de fluidos para transmissão manual (MTF) Óleo de motor ATF Óleo de engrenagem - S/P EP Híbrido Combinação de tecnologias Fluido
Engrenagem Automotiva- Transmissão Manual Especificações MTF Especificações da Industria Especificações OEM Muitas Desempenho do Fluido API GL-4 (?) A maioria das especificações de OEM requer extensivos testes in-house e de campo. Alguns programas de aprovação podem custar mais US$1.000.000 e demandar mais de 3 anos de testes e desenvolvimento
Engrenagem Automotiva- Transmissão Manual Tendências: equipamentos Aumento do número de equipamentos de 6 marchas Veículos leves Tendências
Engrenagem Automotiva- Transmissão Manual Tendências: equipamentos Aumento do número de equipamentos de 6 marchas Novos arranjos 2 eixos movidos (DCT) Sincronizadores de fibra de carbono Tendências
Engrenagem Automotiva- Transmissão Manual Tendências: equipamentos Aumento do número de equipamentos de 6 marchas Novos arranjos Aumento do número de Transmissões Manuais Automatizadas Substituição das transmissões manuais por equipamentos automatizados Tendências
Engrenagem Automotiva- Transmissão Manual Tendências: fluidos Aumento dos sintéticos Fill-for-life Fluidos de baixa viscosidade Economia de combustível Durabilidade Maior proteção EP Maior proteção contra pitting nos rolamentos Melhoria nas propriedades de atrito Compatibilidade d com sincronizadores e desempenho Tendências
Mecânica das Transmissões Automáticas Mecânica
Mecânica das Transmissões Automáticas Funções Mudança automática das relações radiais Combinação de engrenagens ou polias Funções Básicas
Mecânica das Transmissões Automáticas Funções Mudança automática das relações radiais Combinação de engrenagens ou polias Componentes Mais de 1000 partes Conjunto de engrenagens planetárias Sistema hidráulico Embreagens e correias Conversor de torque Selos e gaxetas Sistema de controle Componentes
Fluido: Fundamentos Fluido: Fundamentos
Fluido: Fundamentos Funções & Características Transferir pressão hidráulica Proteger as partes mecânicas Transferir torque Controlar o atrito nas embreagens Dissipar calor das embreagens Funções & Características Viscosidade cinemática adequada Fluidez a baixas temperaturas Controle de espuma e aeração Controle de desgaste, corrosão e fadiga Compatibilidade com selos Estabilidade térmica Atrito balanceado (µ / velocidade) Durabilidade das propriedades de atrito
Fluido: Fundamentos Funções & Características Transferir pressão hidráulica Proteger as partes mecânicas Transferir torque Controlar o atrito nas embreagens Dissipar calor das embreagens Fluido: Aplicações Transmissões leves Transmissões pesadas Fluido para direção hidráulica Fluido hidráulico: Industria, mineração, construção, agricultura, aviação, marítimo Hidráulicos móveis (baixa temp.) Aplicações do Fluido de Transmissão Automática
Fluido: Fundamentos Formulação Complexa 10+ aditivos Formulação ATF Genérica
Fluido: Fundamentos Formulação Complexa 10+ aditivos Formulação ATF Genérica
Fluido: Fundamentos Formulação Complexa a 10+ aditivos a Interação entre componentes Balanço de Formulação
Fluido: Fundamentos Formulação Complexa 10+ aditivos Interação entre componentes Aditivos Modificador de Índice de Viscosidade id d (MIV) à base de Polimetacrilato (PMA) Dispersantes Antioxidantes Inibidores de ferrugem e corrosão Agentes antidesgaste Antiespumantes Condicionadores de selos Modificadores d de atrito tit Efeito do Material de Atrito Papel Fibra de Carbono Alta Energia Carbono/Carbono
Fluido: Fundamentos Formulação Complexa 10+ aditivos Interação entre componentes Aditivos Modificador de Índice de Viscosidade id d (MIV) à base de Polimetacrilato (PMA) Dispersantes Antioxidantes Inibidores de ferrugem e corrosão Agentes antidesgaste Antiespumantes Condicionadores de selos Modificadores d de atrito tit Efeito do Material de Atrito *MS-022 Carbon Fiber, EYLS7A
Fluido: Fundamentos Formulação Complexa 10+ aditivos Interação entre componentes Aditivos DCT Requerimentos especiais de lubrificação Fluidos para DCT Proteger contra ranhura e desgaste Engrenagens g helicoidais Desempenho do Synchromesh Bronze sinterizado Mo Fibra de carbono Bronze Proteção EP /desgaste Compatibilidad e e Oxidatção Desempenho da Embreagem Durabilidade do Atrito
Fluido: Fundamentos Formulação Complexa 10+ aditivos Interação entre componentes Efeito da Composição dos Aditivos Aditivos DCT Requerimentos especiais de lubrificação Compação dos fluidos para DCT com outros fluidos de transmissão
Fluido: Fundamentos ATF DCTF MTF Atrito de embreagem +++ +++ --- Proteção de engrenagens e rolamentos + +++ +++ Oxidação +++ +++ O Sincronização (Sinterizado, Bronze Carbono & Mo) Compatibilidade com materiais (selos, corrosão, ) O +++ +++ +++ +++ ++ Fluidos de DCT proporcionam a melhor combinação de propriedades p p ç p p entre os tipos de fluidos. Representam uma boa solução mesmo para sistemas DCT tipo seco.
Tendências Mercado Global de Transmissões Automáticas Histórico Mercado de Transmissões
Tendências Mercado Global de Transmissões Automáticas Economia de Combustível & Emissões Economia de Combustível/ CO 2 Reduzir perda de eficiência Fluidos de baixa viscosidade
Tendências Mercado Global de Transmissões Automáticas Fluidos Fill-for-Life Economia de Combustível/ CO 2 Reduzir perda de eficiência Fluidos de baixa viscosidade Fill-for-Life 160 mil Km em condições normais de direção
Tendências Mercado Global de Transmissões Automáticas Economia de Combustível/ CO 2 Reduzir perda de eficiência Fluidos de baixa viscosidade Fill-for-Life 100 mil milhas em condições normais de direção Carência por fluidos mais robustos Fluidos Fill-for-Life Reservatórios de óleo com volume reduzido Aumento das taxas de circulação dos fluidos Maior densidade de potência Capacidade de refrigeração reduzida