Cokéfaction et microcokage : outils d'évaluation et de développement d'additifs pour lubrifiants Coking and Microcoking Tests: Bench Screening Tools for the Development and Evaluation of Additives and Lubricants

Abstract

Dans le cadre des travaux du groupe Essais laboratoire de présélectiondépendant du Groupement Français de Coordination (GFC), deux tests d'évaluation, de la tendance d'un lubrifiant pour moteur à former des dépôts à haute température, sont présentés : - Un nouveau test, le microcokage (fig. 1) qui est un essai statique de cokéfaction soumettant l'huile déposée sur une plaque en alliage d'aluminium à des gradients de température élevés et proches des conditions thermiques rencontrées dans la zone de segmentation d'un piston moteur. En fin d'essai, on détermine la température limite de stabilité de l'huile, exprimée par la température d'apparition de dépôts (fig. 2) et l'on évalue l'aspect et la quantité de dépôts existants sous forme de vernis, en attribuant une note, au mérite, à l'aide du système de cotation décrit dans la méthode d'évaluation de la propreté d'un moteur CEC M-02-A-78 (tableau 5 et fig. 5 et 10). L'association des deux méthodes d'appréciation permet de bien discriminer des huiles de différents niveaux. Des résultats d'essais inter-laboratoires concernant des huiles de référence européennes, pour 2 moteurs à essence et Diesel, sont présentés (tableau 7 et figs. 3 et 4). - Une amélioration d'un test de cokéfaction sur plaque inclinée (figs. 6 et 7) dans lequel un volume donné d'huile s'écoule en film mince sur une plaque en acier inoxydable portée à très haute température. Les dépôts formés en fin d'essai sont évalués, selon leur nature (carbone ou vernis) et leur importance, également suivant les principes de la méthode de cotation CEC (fig. 8 et 9). Par ailleurs, un système de cotation vidéo des plaques de microcokage par reconnaissance de couleur est présenté (fig. 11 et 12). Ce système, appelé Vidéo-Cotateur ,, permet de reproduire fidèlement la cotation visuelle (fig. 13), tout en éliminant les facteurs subjectifs de cette cotation. Les résultats obtenus avec ce système constituent une première étape sur la voie de la cotation de pièces de moteurs assistée par ordinateur (fig. 14). Within the framework of the research done by the Essais laboratoire de présélectiongroup, which depends on the Groupement Français de Coordination (GFC), two evaluation tests are described of the tendency of an engine lubricant to form deposits at high temperature :- A new microcoking test (Fig. 1), which is a static coking test subjecting an oil deposited on an aluminium alloy plate to high temperature gradients that are close to the thermal conditions encountered in the piston-ring zone of an engine. At the end of the test, the maximum stability temperature of the oil is determined, as expressed by the temperature at which deposits appear (Fig. 2), and the aspect and quantity of deposits existing in the form of varnish are evaluated by determining a rating by means of the rating system described in the CEC M-02-A-78 method for evaluating the cleanness of a engine (Table 5 and Figs. 5 and 10). The association of the two assessment methods results in a effective discrimination between different level oils. Results of interlaboratory tests concerning European reference oils for gasoline and diesel engines are given (Table 7 and Figs. 3 and 4). - An improvement of a coking test on an inclined plate (Figs. 6 and 7), in which a given volume of oil flows as a thin film over a stainlesssteel plate heated to a very high temperature. The deposits formed at the end of testing are evaluated according to their nature (carbon or varnish), their amount and also according to the principles of the CEC rating method (Figs. 8 and 9). Likewise, a system of video rating of microcoking plates by color recognition is described (Figs. 11 and 12). This system, called Video-Cotateurcan accurately reproduce the visual rating (Fig. 13) while eliminating the subjective factors of this rating. The results obtained with this system make up the first phase in the route to the computer-assisted rating of engine parts (Fig. 14).