APLICACIONES PARA ACEITES DE MOTOR DE SERVICIO PESADO

Copyright of Shell Lubricants

APLICACIONES PARA ACEITES DE MOTOR DE SERVICIO PESADO: SHELL RIMULA

2010 1

Copyright of Shell Lubricants 2

PARA FUNDAMENTOS DE MOTOR VER MÓDULO INTRODUCCIÓN A MOTORES


0,9

0,612

0,25 0,1

0,02

3

6

9

12

15

~13

8.0

7.0

5.0

3.5

2.0

NOx, g/kWh

EMISIONES DIESEL SON AHORA 98% MAS LIMPIAS QUE EN 1990

3


1988 2008 Euro V

CANTIDAD DE GASES NOCIVOS POR UNIDAD

2012 Euro VI

4


LA LEGISLACIÓN DE EMISIONES INDUCE EL DESARROLLO DE TECNOLOGÍAS EN EL DISEÑO DE MOTORES

5

0.00

0.02

0.04

0.06

0.08

0.10

0.12

0.14

0 1 2 3 4 5 6

US 2002/2004

EURO III (2000)

JAPAN 2005 EURO IV (2006) EURO V (2009)

US 2007 HD

NOx, g/kWh; ESC test

2010

EURO VI (2013)

(Approximate comparison due to different test cycles)


Part

ícul

as (h

ollín

)

NOx

MENOS EMISIONES DEBIDO A NUEVAS TECNOLOGÍAS

TECNOLOGÍA DE MOTORES Sist. Inyección sofisticados. - common rail Tiempo de inyección Turbo geometría variable Cámara de combustión Control consumo de aceite

partículas

o NOx

Euro III

Euro IV Euro V

Euro VI

7


NOx

Euro III

Euro IV Euro V

Euro VI

DPF

SCR

Remover pm con DPF o prevenirla por Presión de inyección extra alta

2. Optimizar motor con mínimo de pm

Reducción NOx con SCR (+AdBlue)

8

DOS APROXIMACIONES BÁSICAS PARA EURO IV+

1. Reducción NOx por medio de EGR Pa

rtíc

ulas

(hol

lín)


Hollín en el aceite y corrosión!

Los gases de escape son escasos de oxígeno. El bajo contenido de O2 en el aire para la combustión hace que la misma se ralentice y reduzca los picos de temperatura

Resultado: Reducción NOx proveniente del motor

Los gases de escape contienen hollín y productos ácidos de la combustión - El incremento de niveles de hollín causa espesamiento del aceite y desgaste abrasivo - Los ácidos pueden causar corrosión

La formación de NOx es causada por los altos picos de temperatura durante el inicio de la combustión

EGR recicla una fracción del gas de escape al sistema

RECIRCULACIÓN DE GASES DE ESCAPE (EGR)

9


DIESEL PARTICULATE FILTER (DPF)

10

El hollín debe ser quemado Regeneración con ayuda de NO2, la cual reduce picos de temperatura de ~600°C a ~250°C NO2 generado por oxidación catalítica

Filtros son bloqueados por la ceniza Oxicat sensible al S y P


AdBlue (32,5% urea en agua) Nombre comercial

Catálisis muy efectiva para remover NOx de los gases del motor usando amoníaco

Amoníaco es un gas, agresivo y nocivo

La industria del transporte Europea a optado por el uso de soluciones de úrea como portadora del

amoníaco

REDUCCIÓN CATALÍTICA SELECTIVA (SCR)

11


Motor

Tanque Urea

Unidad Control

Catalizador SCR

Hidrólisis Catalítica convierte úrea en Amoníaco (NH3)

Catalizador por Oxidación previene fugas de amoníaco (NH3)

Gas escape

Inyector de Urea

N2 H2O

Catalizador Pre-oxidación convierte NOx y forma NO2

N2 H2O Amoníaco

NH3

NH3

NO

NO2

Urea NOx

EL SISTEMA DE REDUCCIÓN DE NOX (SCR)

12


Unidad de control

Filtro Aire

Intercambiador

Medidor flujo aire

Nivel Urea

Turbo

Dosificador / Bomba

SCR

Inyector

ESQUEMA BÁSICO SISTEMA SCR

SCR descrito es relativamente poco afectado por azufre, fósforo y cenizas

Urea + CO2 NH3 H2O + N2

13


DISPOSITIVOS DE TRATAMIENTO POSTERIOR: CUANDO USAR CUÁL?

14

OEM Comments SCR EGR+DPF No SCR

DAF Ha desarrollado SCR y EGR

Iveco Ha desarrollado SCR, EGR y HCCI

International EGR. No SCR.

MAN SCR y EGR – Solo algunos modelos a 400 hp con EGR; DPF con compenentes metálicos

Mercedes-Benz SCR en todos los motores desde 10/05

RVI Desarrollos de Volvo

Scania SCR y EGR - EGR en motores de baja potencia; SCR en motores de alta potencia

Volvo Predominantemente SCR

Caterpillar No disponible en motores US 2010. propuesta plataforma de desarrollo c/International. Servicio medio???

-

Cummins SCR y EGR

DDC SCR y EGR

Mack SCR + DPF para US 2010


EFICIENCIA REQUERIDA PARA CATÁLISIS CON SCR

50

55

60

65

70

75

80

85

90

95

100

0 0.25 0.5 0.75 1 1.25 1.5 1.75 2 2.25 2.5 2.75 3 3.25 3.5

NOx after SCR Cat (g/kWh)

SCR

Cat e

ffici

ency

(%)

Euro VI

Euro IV & V 8 g/kWh NOx

Euro III 5 g/kWh NOx No EGR

Euro IV

Euro IV Cat eff. ~ 60%

Euro V

Euro V Cat eff. 75%

> 700.000 km durabilidad

HIGH pm !!

Engine out 3,5 g/kWh NOx

(10% EGR)

Engine out 2 g/kWh NOx (20% EGR)

Nox luego de Cat c/SCR (g/KWh

Efic

ienc

ia S

CR (%

)


Nivel de control

Urea De calidad

Filtro Aire

Intercambiador

Válvula EGR

Regulador

Medidor flujo aire

Nivel

Turbo

Enfriador EGR

T Dosificador / Bomba

T T NOx NOx

P

OC DPF HC SCR OC

POSIBLE PLAN EURO VI

Inyector

Inyector combustible

16


POSIBLES CONSECUENCIAS DE EURO VI El consumo de combustible será factor decisivo en una eventual decisión

Combinanado EGR, SCR y DPF

EGR para bajos niveles de NOx DPF con oxicat

Alta eficiencia catalítica de SCR Control riguroso de temperatura Oxicat (+post inyection)

NO2 a NO tasa 1:1 (salida motor ~1:9) Oxicat previo Alta conversión Urea Cat. Hidrolítica Riesgo fugas NH3 Oxicat posterior Control y registro Nox NOx sensores

El sistema puede ser sensiblea la química del combustible y el aceite

17


Azufre: - desactiva oxidación catalítica - daña el catalizador SCR - Forma partículas de sulfatos que bloquean el DPF

Cenizas: - Bloqueo del DPF (partículas no puedens er regeneradas) - Daña sensores NOx (Mg)

Fósforo: - Daña catalizadores (oxicat & SCR) - Daña sensores NOx

Combustible Diesel hoy en día es virtualmente libre de de S, el enfoque ahora es en el aceite

LOS COMPONENTES DEL GAS DE ESCAPE PUEDEN AFECTAR LOS SISTEMAS DE TRATAMIENTO POSTERIOR

18


Aceite Base Gp I, II, III PAO Ester

Dispersantes High MW, mono, mono-bis and bis Succinimides

Antioxidante Aminic Hindered phenol ZDTPs

Depresores pto fluidez Polymethacrylate

Anti espuma Silicone fluid

Mejorador VI Styrene-isoprene Olefin co-polymer polymethacrylate

Anti desgaste Primary, secondary and aryl ZDTPs

Detergentes Salicylates Sulphonates Phenates

Azufre

Azufre

Azufre

Azufre

Ceniza

Ceniza

Ceniza

Fósforo

Fósforo

TODAS LAS FORMULACIONES DE ACEITE DE MOTOR CONTIENEN SAPS

19

SAPS


Ceniza: (Ca & Mg) - Detergentes (Zn & Mo) - Anti-desgaste & anti-oxidante Fósforo: - Anti-desgaste & anti-oxidante Azufre: - Detergentes - Anti-desgaste & anti-oxidante - También presente en aceites base minerales

SAPS CONTIENEN COMPONENTES QUE SON ESENCIALES PARA EL DESEMPEÑO DEL ACEITE DE MOTOR

20


ACEA E6: Típicamente para motores Europeos. Limpieza Pistón Control desgaste Intervalos extendidos

API CJ-4 Desarrollado para motores americanos desde 2007 Protección mejorada contra hollín, desgaste y espesamiento aceite Estabilidad a oxidación y control de lodos mejoradas

ESPECIFICACIONES ACEITE MOTOR “LOW-SAPS” PARA PROTEGER LOS SISTEMAS DE EMISIÓN

21

ACEA E9: Típicamente para motores Europeos. Protección contra depósitos y lodos Control de hollín mejorado Control desgaste y oxidación

0

20

40

60

80

100

S. Ash Sulphur Phosphorus

ACEA E4* ACEA E7* ACEA E9/CJ-4 ACEA E6

% relative content


ESPECIFICACIONES ACEA 2008

22

Ensayos Motor Euro 4 & V Reemplaza motores Euro II Limpieza del Pistón Pulido de camisas Lodos en motor Desgaste tren de válvulas Consumo de aceite

Ensayo motor US07 con altas tasa EGR Control Hollín/ induce desgaste Desgaste Aros Desgaste tren de válvulas Lodos en motor Corrosión rodamientos Oxidación rodamientos

Requerimientos de oxidación mayores Límites TBN Límites químicos para cenizas sulfatadas, Fósforo, Azufre Ensayos para turbocargadores en desarrollo


EMISIONES Y ACEITE: LA HISTORIA HASTA AHORA

Cada nueva legislación sobre emisiones ha resultado en un incremento en el estrés del aceite:

Mas hollín (por inyección retardada)

Mas ácidos de combustión (del EGR)

Temperaturas de aceite mayores (por enfriador del EGR y más potencia del motor)

Ejemplo: El reto del hollín

El hollín de la carga se ha incrementado 100% de 1994 a 2002

23

CI-4/E5Euro 3

2002

CES20077

EO-M PlusLong drain

1999API

CH-41998

API

CG-

41994

CI-4/E5Euro 3

2002

CI-4/E5Euro 3

2002

CES20077

EO-M PlusLong drain

1999

CES20077

EO-M PlusLong drain

1999API

CH-41998

API

CH-41998

API

CG-

41994

API

CG-

41994


LAS TECNOLOGÍAS RECIENTES DE MOTORES HA INCREMENTADO EL ESTRÉS EN EL ACEITE – REQUIRIENDO LUBRICANTES DE ALTA CALIDAD

24

Mayor contaminación por hollín – promueve desgaste y espesamiento del aceite

Mayores temperaturas – promueve la oxidación del aceite y espesamiento

Mayor contaminación por combustible y explosiones por gases – promueve el incremento de sub-productos ácidos y corrosión de rodamientos

El uso de un fluido hidráulico en el sistema de inyección de combustible – requiere una desaireación mayor y mayores propiedades anti-espuma.

Sumideros de aceite mas pequeños para reducir el peso – menos aceite para proteger el motor y mayor estrés de aceite

SE REQUIERE UN ACEITE FORTIFICADO Y BIEN BALANCEADO


100% sintético

Semi sintético

Mineral Gr. I/II

100% sintético

Semi sintético

Monogrado Multigrado

Mineral Gr. I/II

Mineral

Mineral

Mineral

Mineral

Mineral

ARQUITECTURA DEL PORTFOLIO HDDEO

Mineral Gr. I/II

Tecnología convencional de aditivos Tecnología de aditivos LowSAPS


100% sintético

Semi sinthetic

Mineral Gr. I/II

100% sintético

Semi sintético

Monogrado Multigrado

Mineral Gr. I/II

Mineral

Mineral

Mineral

Mineral

Mineral

NOMBRE: SIMPLE JERARQUÍA NUMÉRICA

Mineral Gr. I/II

Tecnología convencional de aditivos Tecnología de aditivos LowSAPS

Rimula R1

Rimula R2

Rimula R3

Rimula R4

Rimula R5

Rimula R6 Sufijos por valor añadido L por bajas emisiones (lowSAPS) M por Mantenimiento extendido E por Economía combustible


EJEMPLO DE NOMBRE DE PRODUCTO

27

RIMULA R6 LME R6 100% sintético L Bajas emisiones M Mantenimiento extendido E Economía combustible


SHELL RIMULA R4 L (ACEA E9) RESISTENCIA A LA OXIDACIÓN MEJORADA

28

Los aceites base del Grupo II mejoran la actividad de los componentes anti-oxidantes hasta un 30% Comparado con los aceites convencional ACEA E7 o E5 y API CI-4 o CH-4, Shell Rimula R4 L tiene más de 300% de incremento de la resistencia a la oxidación*

*Ensayo de oxidación estandar de la industria PDSC vs cinco competidores comerciales del mercado europeo 2006

…significa que el aceite resiste la degradación por calor y a la oxidación por mas tiempo y bajo las mas extremas condiciones que la generación previa de aceites


SHELL RIMULA R4 L LIMPIEZA DEL MOTOR MEJORADA

29

Dispersantes activos sin cenizas proporcionan limpieza excepcional y control de depósitos

Experiencias en carretera con motores Mercedes-Benz muestran prácticamente ausencia de lodos en tapas de balancines o sumidero

Puntuación estándar de 9.65/10 en métodos de medición de limpieza


SHELL RIMULA R4 L

Los aceites de motor deben superar una serie de ensayos para evaluar su resistencia al desgaste: Motor Cummins ISM – ensayo de desgaste severo relacionado a la formación de hollín

Shell Rimula R4 L excede claramente los requerimientos referidos a desgaste, críticos en ajuste de inyectores de tornillo Menor desgaste en tren de válvulas, mayor eficiencia en la operación del motor y menos costos de mantenimiento Cummins ISM Passing Oil Rimula R4 L

Shell Rimula R4 L – Visibly lower wear

Valve bridge

Injector adjuster screw


- En 7 de 7 ensayos de desgaste de la industria, Shell Rimula R4 L mostró control al desgaste mejorado en relación a los productos previos E7 / CI-4

Plus.

Engine test Fuel type Key parameter

% Improvement for

Rimla R4 L relative

to API CI-4 Plus

Cummins ISM 500ppm S dieselcrosshead

weight loss54

Mack T-12 15 ppm S diesel cylinder liner 29

Cummins ISB 15 ppm S diesel tappet wt loss 25

OM 441LA 400 ppm diesel Bore polish 88

GM6.5L 50ppm dieselRoller follower

pin wear 46

Sequence 3F gasoline cam wear 27

Sequence IVA gasoline cam wear 74

SHELL RIMULA R4 L PROTECCIÓN AL DESGASTE ACEA E9 WEAR

31


Friction

Coefficient

Oil Film Thickness/Surface Roughness

Boundary

lubri

cati

on

Mix

ed l

ubri

cati

on

Elastohydrodynamic

lubrication

Hydrodynamic

lubrication

Valve Train

Piston Rings

Bearings

Bajo Desgaste

Alto desgaste

COMO TRABAJA UN LUBRICANTE? (CURVA STRIBECK)

32

Tren válvulas Aros Pistón

Coeficiente De Fricción

Lubricación Hidrodinámica

Lubricación Elastohidrodinámica

Rodamientos

Espesor capa lubricante/Rugosidad superficie

Lubr

icac

ión

límite

Lubr

icac

ión

Mix

ta


FRICCIÓN EN MOTORES

33

HD diesel LD gasolina

La fricción interna del lubricante en motores HD está relacionada principalmente a la viscosidad. Poco efecto de los modificadores de fricción

Conjunto de pistón Tren de válvulas

rodamientos


LIMITACIÓN DE LOS ACEITES DE BAJA VISCOSIDAD

34

Visc

osid

ad

Aceite Base VI = 100

Aceite Base VI = 140

IV típico aceite mineral ~100 IV típico aceite sintético ~140

Viscosidad crítica

Los modificadores de viscosidad en aceites minerales para motor tienden a cizallarse. La cizalla en multigrados minerales de baja viscosidad puede Reducirla por debajo de los límites críticos Los aceites sintéticos no muestran prácticamente , los aceites de baja viscosidad Se pueden usar sin riesgo. Pueden generar ahorros de combustible, como Shell Rimula R5 LE y R6 LME.

Cizalla


SHELL RIMULA R6 LME 5W-30 ADITIVOS SIN CENIZAS ÚNICOS CONTRA EL DESGASTE

35

0

10

20

30

40

50

ACEA E6 Limit Low-SAPS 10W-40 Rimula R6 LME

0

50

100

150

Top Ring Wear Cylinder Liner Wear

Mercedes OM 602 A Engine Test

Mack T-12 Engine Test

ACEA E6 Limit

Rimula R 6 LME

Desgaste de levas en ensayos en motor OM 602 ,90% menos que los límites ACEA E6 .

Desgaste en aros y cilindros en ensayo Mack T-12 , 45% menos que los límites ACEA E6


SHELL RIMULA R6 LME SISTEMA ÚNICO DE LIMPIEZA BAJO EN CENIZAS

36

OEM Intérvalo de cambio extendido:

Shell Rimula R6 LME 5W-30 excede especificación Mercedes-Benz OM 501 respecto a aceites de referencia de calidad en ~25% Excede el desempeño de aceites de

referencia de calidad de limpieza de pistón en MAN D 2876 en ~6%

…proporciona durabilidad mejorada y limpieza permitiendo aplicaciones de cambios extendidos


SHELL RIMULA R6 LME DURABILIDAD DE FILTROS Y CATALIZADORES

37

Acumulación de

cenizas en un filtro de

escape

Cenizas extraidas de

los filtros de escape

Shell Rimula R6 LME additive technology

Conventional technology

0

20

40

60

80

100

S. Ash Sulphur Phosphorus

ACEA E4* ACEA E9/CJ-4 ACEA E6 Rimula R6 LME

•Niveles SAPS claramente por debajo de los niveles ACEA E6

– Bajo consumo de aceite resultado de muy baja volatilidad …extendiendo los intérvalos de limpieza de filtros más de un 50%

% relative content


SHELL RIMULA R6 LME DURABILIDAD EXTENDIDA DEL DPF

38

0

30

60

90

120

150

180

210

240

270

300

0

20,000

40,000

60,000

80,000

100,00

0

120,00

0

140,00

0

160,00

0

180,00

0

200,00

0

220,00

0

240,00

0

260,00

0

280,00

0

100 mbar max. limit

2 x Rimula R6 LME:

+50% intérvalo de cambio

mas largo

2 x aceite convencional

Berlin, 12m bus ciudad, MB OM 906 Euro III

[mbar]

[km]


SHELL RIMULA R6 LME ECONOMÍA DE COMBUSTIBLE

39

• Ensayos independientes reflejan un ahorro estadísticamente significativo de 1,1% para lowSAPS Rimula R6 LME.

–Evaluado como parte del programa “Innovative Clean Urban Transport” programa de la Universidad técnica de Graz, Austria*

–Shel Rimula R6 LME 5W-30 demonstró hasta 1.1% de ahorro de combustible vs un aceite tradicional alto en cenizas SAE 10W-40

–Ensayos en motores MAN D2066 & M-B OM501 Euro IV muestran1.4% economía combustible vs. Aceites de referencia 15W-40

* Ensayos en motor Scania DC 9 Euro 3 en ensayo ciclo ESC


PRODUCTOS A RECOMENDAR

40

Tier Product Brand

Top Tier

Shell Rimula R6 LM/LME Tecnología con bases sintéticas ofrecen aditivos activos mejorados para ofrecer protección extra. Exclusiva tecnología “low-SAPS” controla el bloqueo y desactivación trampas de escape y catalizadores..

Shell Rimula R6 M/ME Activación de aditivos mejorada con el uso de bases sintéticas y aditivos multifuncionales. Ahorros por mantenimiento aprobado por OEM-intervalos de cambio extendido. Shell Rimula R6 ME: Optimiza ahorro de combustible y mantenimiento extendido sin comprometer su desempeño ni durabilidad.

Premium Shell Rimula R5 E Mejora actividad de los aditivos de alto rendimiento reforzado con bases sintéticas para control de ácidos y desgaste. Ahorro en consumo de combustible sin comprometer durabilidad a través del uso de modificadores de viscosidad duales.

Mainstream

Shell Rimula R4/R4 L Exclusiva combinación de aditivos de alta tecnología para mejorar el control de formación de depósitos y sucio. Resistencia a la degradación por calor y estrés mecánico en condiciones extremas. Shell Rimula R4 L – lbajas emisiones.

Shell Rimula R3+/R3 X Tecnología adaptada multicomponente para otorgar triple protección contra desgaste, depósitos y calor. Hasta 18 millones de km de desempeño demostrado en servicio real.Protección en servicio severo en aplicaciones dentro y fuera de carretera . Shell Rimula R3+ monogrado con extra protección.

Entry

Shell Rimula R2/R2 Extra Aditivos probados con dispersantes activos para mantener los motores limpios y eficientes. Hasta un 33% mayor control de ácidos y corrosión que aceites API CFs. Shell Rimula R2 Extra: Alto desempeño para turbocargadores

Shell Rimula R1 Aditivos de desempeño probado para combatir corrosión de desgaste del motor. Lubricación confiable, desempeño consistente, para uso en motores no turbocargados.


COMO SELECCIONAR EL PRODUCTO SHELL RIMULA ADECUADO

41

Motores Diesel servicio pesado

Shell Rimula R6 LM/LME

4 tiempos

2-tiempos (Detroit Diesel)

100% sintéticos Low SAPS

Lubricación confiable

Triple Protección

Tecnología única activa

Eficiencia combustible

Semi-sintético Shell Rimula R5 E

Shell Rimula R4 / R4 L

Shell Rimula R3 X

Shell Rimula R1/R2

Shell Rotella DD+

Shell Rimula R3 MV Minería

Documents

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