Efecto de nanoplaquetas de grafeno como aditivo lubricante en el consumo de combustible durante pruebas de emisión de vehículos
Autores: Tomanik, Eduardo; Christinelli, Wania; Garcia, Pamela Sierra; Rajala, Scott; Crepaldi, Jesuel; Franzosi, Davi; Souza, Roberto Martins; Rovai, Fernando Fusco
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2025
Acceso abierto
Artículo científico
2025
Efecto de nanoplaquetas de grafeno como aditivo lubricante en el consumo de combustible durante pruebas de emisión de vehículos
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería General
Palabras clave
Lubricante
Modificador de fricción
Material a base de grafeno
Aceite de motor
Reducción de fricción
Consumo de combustible
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 42
Citaciones: Sin citaciones
Los aditivos modificadores de fricción lubricante se utilizan en aceites de motor de baja viscosidad para mitigar la fricción límite. Este trabajo presenta el desarrollo de un material a base de grafeno como aditivo modificador de fricción de aceite, desde la formulación hasta las pruebas reales en vehículos. El material de grafeno fue caracterizado inicialmente utilizando microscopía electrónica de barrido (SEM) y espectroscopía Raman, lo cual reveló la predominancia de nanoplaquetas de grafeno (GNPs) con un promedio de nueve capas. Después de la funcionalización, dos variantes de aditivos de GNP fueron inicialmente mezcladas con un aceite de motor SAE 0W-20 completamente formulado y evaluadas tribológicamente utilizando pruebas de deslizamiento reciproco a 40 y 120 grados Celsius y presión Hertziana de hasta 1.2 GPa, momento en el cual ambas variantes presentaron reducción de fricción. Luego, la variante de aditivo de GNP con mejor rendimiento fue evaluada en una prueba de emisiones vehiculares utilizando un aceite SAE 5W-20 completamente formulado como referencia. La adición de 0.1% de GNPs redujo el consumo de combustible en un 2.6% en condiciones urbanas y 0.8% en autopistas. El ciclo de prueba urbano fue FTP75 y los beneficios mayores del aditivo de GNP ocurrieron especialmente al inicio de la prueba, cuando el motor y el aceite aún estaban fríos y en porciones de la prueba donde la velocidad del vehículo era menor.
Descripción
Los aditivos modificadores de fricción lubricante se utilizan en aceites de motor de baja viscosidad para mitigar la fricción límite. Este trabajo presenta el desarrollo de un material a base de grafeno como aditivo modificador de fricción de aceite, desde la formulación hasta las pruebas reales en vehículos. El material de grafeno fue caracterizado inicialmente utilizando microscopía electrónica de barrido (SEM) y espectroscopía Raman, lo cual reveló la predominancia de nanoplaquetas de grafeno (GNPs) con un promedio de nueve capas. Después de la funcionalización, dos variantes de aditivos de GNP fueron inicialmente mezcladas con un aceite de motor SAE 0W-20 completamente formulado y evaluadas tribológicamente utilizando pruebas de deslizamiento reciproco a 40 y 120 grados Celsius y presión Hertziana de hasta 1.2 GPa, momento en el cual ambas variantes presentaron reducción de fricción. Luego, la variante de aditivo de GNP con mejor rendimiento fue evaluada en una prueba de emisiones vehiculares utilizando un aceite SAE 5W-20 completamente formulado como referencia. La adición de 0.1% de GNPs redujo el consumo de combustible en un 2.6% en condiciones urbanas y 0.8% en autopistas. El ciclo de prueba urbano fue FTP75 y los beneficios mayores del aditivo de GNP ocurrieron especialmente al inicio de la prueba, cuando el motor y el aceite aún estaban fríos y en porciones de la prueba donde la velocidad del vehículo era menor.