Evaluation, au laboratoire, du pouvoir dispersant d'une huile pour moteurs à essence et relation avec les résultats obtenus dans la séquence VE Laboratory Evaluation of the Dispersive Power of Gazoline Engines Oils and Relation with Sequence Ve Test Results

Abstract

L'évaluation du pouvoir dispersant d'une huile pour moteurs à essence est incluse dans les spécifications internationales telles que les spécifications du Comité des Constructeurs du Marché Commun (CCMC) et les spécifications de l'American Petroleum Institute (API). Cette évaluation est effectuée à partir d'essais longs, sévères et coûteux sur moteurs au banc. Il s'agit des essais sur moteurs Mercedes M102E (niveaux CCMC G4 et G5) et Ford Pinto 2,3l (niveaux API SG et SH). Le coût de ces essais nécessite l'utilisation, au laboratoire, de tests de présélection des lubrifiants qui soient fiables. Le test le plus employé, pour l'évaluation du pouvoir dispersant d'une huile pour moteur, est l'essai à la tache . Il est effectué en présence de polluants provenant d'une huile de moteur Diesel enrichie en matières charbonneuses (tableaux 1 et 4, fig. 2). Cependant, certaines technologies d'additifs, qui donnent de bons résultats dans cet essai, donnent de mauvais résultats sur essais moteurs et inversement (tableau 2). Dans la Séquence VE, d'une durée de 288 h, l'huile est soumise à différents cycles de température (tableau 3). Si l'on suit, par l'essai à la tache, l'évolution du pouvoir dispersant de cette huile, en fonction du temps d'essai, on décrit les courbes représentées figure 1. Les méthodes OXYDISP et POTDISP que nous proposons dans cet article, permettent d'obtenir les mêmes évolutions et le même classement des produits que lors de l'essai moteur. Ces méthodes sont basées sur l'association de deux séquences successives. La première séquence consiste en un vieillissement préalable du lubrifiant par oxydation artificielle à haute température (160 ou 180°C) (tableau 5). La seconde séquence correspond à l'évaluation du pouvoir dispersant du lubrifiant, en cours et en fin d'oxydation, par réalisation d'essais à la tache. L'huile oxydée subit alors un traitement particulier, par pollution artificielle, à 200°C, à l'aide de boues provenant d'une huile ayant été préalablement vieillie sur moteur Ford Pinto 2,3 l et d'eau (tableaux 4 et 6, fig. 3). On trace alors la courbe Mérite dispersant résiduel(MDR) en fonction du temps d'oxydation (fig. 5 et 12). Cette courbe a la même allure que celle décrite dans la séquence VE (fig. 1). Le tracé des courbes MDR en fonction de la cotation moteur moyenne en boues VE (Average Engine Sludge Deposit (AES)) permet de discriminer clairement les huiles bonnes ou mauvaises en Séquence VE. À partir de 96 h d'oxydation, dans l'essai OXYDISP (fig. 9) et de 48 h dans l'essai POTDISP (fig. 14), nous sommes en présence de deux familles de produits : les produits qui conservent leur MDR et qui obtiennent un mérite boueségal ou supérieur à 9, dans la Séquence VE et les produits qui perdent leur MDR et qui ont tous des mérites inférieurs à 9 dans la même séquence. Les méthodes OXYDISP et POTDISP permettent également de différencier des huiles de niveaux API différents (niveaux SE, SF et SG) (fig. 16 et 17). Evaluating the dispersive power of an oil for gasoline engines is included in international specifications such as the ones issued by the Committee of Common Market Automobile Constructors (CCMC) and the American Petroleum Institute (API). This evaluation is the result of lengthy, severe and costly testing in engines on a test bench. These tests are performed in Mercedes M102E (CCMC levels G4 and G5) and Ford Pinto 2. 31 (API levels SG and SH) engines. The cost of these tests requires the laboratory use of reliable preselection tests. The more often used test for evaluating the dispersive power of a motor oil is the spottest. It is performed in the presence of pollutants coming from an used Diesel motor oil (Tables 1 and 4, Fig. 2). However, some additive technologies that give good results for this test give poor results during engine testing (Table 2). During the VE Sequence lasting for 288 hr, the oil is subjected to different temperature cycles (Table 3). If the spottest is used to follow the evolution of the dispersive power of this oil as a function of testing time, curves shown in Fig. 1 are plotted. The OXYDISP and POTDISP methods proposed in this article can be used to obtain the same evolution and classification of products as during engine testing. These methods are based on the association of two successive sequences. The first sequence consists in the prior ageing of the lubricant by artificial oxidation at high temperature (160°C or 180°C) (Table 5). The second sequence corresponds to the evaluation of the lubricant dispersive power during and atthe end of oxidation, using spottests. The oxidized oil is then subjected to a specific treatment by artificial pollution at 200°C, by means of sludge coming from an oil that had already been aged in a Ford Pinto 2. 3 l engine and water (Tables 4 and 6, Fig. 3). The Residual Dispersive Rating(RDR) curve is then plotted as a function of oxidation time (Figs. 5 and 12). This curve has the same configuration as the one described in the VE Sequence (Fig. 1). The plot of the RDR curves as a function of the Average Engine Sludge deposit (AES) is used to make a clear distinction between good and poor oils in the VE Sequence. After 96 h of oxidation for the OXYDISP test (Fig. 9) and 48 h for the POTDISP test (Fig. 14), we are in the presence of two families of products, i. e. products that preserve their RDR and obtain a sludgerating equal to or higher than 9 in the VE Sequence, and products that lose their RDR and that all have ratings lower than 9 in the same sequence. The OXYDISP and POTDISP methods can also differentiate oils having different API levels (levels SE, SF and SG) (Figs. 16 and 17).