INDIAN RAILWAYS MAINTENANCE MANUAL FOR DIESEL LOCOMOTIVES - PART 49

Document No: 

Chapter –8  Fuel & Lubricants 

 

Version No: 1.0-d0 

Date Issued: dd/mm/yyyy 

Document Title: MANUAL MAINTENANCE FOR  DIESEL LOCOMOTIVES 
 

Revised 2013 

Printed: 2015/03/08 

Page 188 of 303

 

 

8.32.4.3  Detergents:  Detergents are normally organo-metallic compounds such as high 

molecular weight soaps of Barium, Calcium or Magnesium. They keep the 
metal surfaces clean by preventing any type of deposit formation. This is 
achieved by keeping the oxidation products of the oil in suspended state and 
their precipitation to form deposits is prevented.  

 

8.32.4.4  Dispersant:  Dispersants are also organo-metallic compounds such as 

Napthenates, Sulphonates, etc. The ashless type may contain any nitrogen in the 
form of Amides. Imides in combination with polymers. These compounds keep 
the potential sludge forming insolubles in suspension by preventing their 
agglomeration, and break the larger particles down into a finely divided 
‘colloidal’ state.  

 

8.32.4.5  Film Strength:  Film strength agents are organic compounds of chlorine, 

phosphorus or sulphur such as chlorinated waxes, phosphates, lead soaps such 
as lead napthenate. They form a film on  the metal surface which has a lower 
shear strength than the base metal thereby reducing friction. They prevent 
seizure of the contacting surfaces when the oil film is ruptured thus preventing 
galling or scoring of the surfaces.  

 

8.32.4.6  Anti rust:  Anti rust compounds may be sulphonates, Amines fatty oils, oxidize 

waxes, etc.  They prevent rusting of metal parts by being preferentially absorbed 
on the metal surface and this film repels water and neutralizes corrosive acids.  

 

8.32.4.7  Adhesive Agent:  Adhesive agents are certain high molecular weight polymers 

which increase the adhesiveness of the lubricant to the metal surface. They 
provide a tackiness or stringiness property to the lubricant. 

 

8.32.4.8  Special Compounds:  This is a general class of materials and may consist of 

natural or synthetic fatty acids, either straight or sulphurised. They increase the 
slipperiness of the lubricant and provide a better resistance to water wash-off 
from the metal surfaces, forming a protective film.  

8.32.4.9  V I Improver: Viscosity Index improvers are polymerized olefins or Iso-olefines 

mainly butylene polymers, or methacrylic acid polymers. They lower the rate of 
change of viscosity with temperature. These compounds are less affected by the 
temperature change than the oil and consequently raise the viscosity of the oil at 
98.9

o

C more in proportion than at 37.8

o

C owing to the change in solubilities. 

 

8.32.4.10  Pour point depressant:  Pour point depressants are high molecular weight 

compounds such as wax alkylated napthlenes or phenols and their polymers or 
methacrylate polymers. They lower the pour point of oils by coating the wax 
crystals in the oil and preventing their growth or agglomeration. 

 

8.32.4.11  Mild extreme pressure  Agents:  Mild EP agents are organic compounds like 

phosphates, Napthenates of Lead, alkyl thiophosphates, chlorinated waxes, etc. 
They form very tenacious films on metal surfaces which are far more active 
than in the case of anti wear agents and thus enable the surfaces to carry heavier 
loads. They also prevent contacting of surfaces after the oil film is returned.  

 

Home 

Ch-8 

Draft

Document No: 

Chapter –8  Fuel & Lubricants 

 

Version No: 1.0-d0 

Date Issued: dd/mm/yyyy 

Document Title: MANUAL MAINTENANCE FOR  DIESEL LOCOMOTIVES 
 

Revised 2013 

Printed: 2015/03/08 

Page 189 of 303

 

 

8.32.4.12  Anti foam:  Anti foam agents are normally silicone polymers which prevent the 

formation of a stable foam. These reduce the inter-facial tension so that small 
air bubbles collapse to form larger ones which separate out at a faster rate. 

 

8.32.4.13  Emulsifiers:  Emulsifiers are certain soaps of fatty acids, Sulphonic acids or 

Napthenic acids. They emulsify the oil with water and provide stable oil in 
water emulsion. They are essentially surface active chemical agents which 
reduce the interfacial tension between oil and water so that oil can exist in a 
finely dispersed state. 

 

8.32.5 

Contamination of lubricating oil in service and loss of additives: 

 

8.32.5.1  Diesel engine lubricating oil continuously loses additives as well as becomes 

contaminated through use and its lubricating qualities become impaired. The 
degree of degradation of diesel engine lubricating oil varies with the length of 
service. This deterioration is also dependent upon - 

a.  The type of oil; 
b.  The nature and condition of the engine; 
c.  The operating variables and service conditions.  
 

8.32.5.2  Loss of additives through lubricating oil filters is unavoidable. In diesel locos, 

some sort of filtering arrangement has to be incorporated in the lubricating oil 
system which limits the level of solid contamination. But when using detergent 
dispersant oils containing additives, filters that can remove exceedingly small 
particles cannot be used as these will remove a certain percentage of the 
additives also. The correct quality of filters as recommended for the diesel 
engine must, therefore, be used. This will ensure adequate filtration of the 
contaminating soot and dirt without undue depletion of additives.  

 

8.32.5.3  Also important are contaminating materials formed as a result of deterioration of 

lubricating oil due to oxidation, polymerization and cracking of the constantly 
removed thin films of oil on the upper cylinder and piston surfaces during 
exposure to high cylinder temperatures. Considerable deterioration occurs by 
piston cooling oil contacting the high temperature surfaces of the piston crowns 
especially if the rate of oil flow through the piston cooling cavities is 
inadequate. High temperatures in engine crankcase or sump also promote 
oxidation of the fine mist of oil present in the crankcase.  

 

8.32.5.4  Some contaminants can form carbonaceous deposits on piston surfaces and in 

piston ring grooves: some can concentrate on the cylinder walls and piston 
skirts in lacquer or vanish-like form; some can be deposited in crankcases or 
sumps or oil passages as sludges. The kinds of contaminants that can be present, 
their sources and their possible effects are tabulated below: 

 

Contaminants 

Sources 

Possible results 

Soluble and insoluble 
products of incomplete 
combustion, oxidation and 
deterioration. 

Fuel oil and 
lubricating oil 

Colour of lubricating oil darkens, 
viscosity of lubricating oil increases, 
lacquer deposits and sludge formed, 
resistance to oxidation lowered. 

Sooty carbonaceous matter 

Fuel oil 

Lubricating oil becomes black. 
Viscosity of lubricating oil increases. 

Home 

Ch-8 

Draft

Document No: 

Chapter –8  Fuel & Lubricants 

 

Version No: 1.0-d0 

Date Issued: dd/mm/yyyy 

Document Title: MANUAL MAINTENANCE FOR  DIESEL LOCOMOTIVES 
 

Revised 2013 

Printed: 2015/03/08 

Page 190 of 303

 

 

Deposits.  

Dust and dirt 

Fuel oil & intake air  Abrasive wear of sliding surfaces and 

bearings deposits. 

Metal particles 

Engine wear rust 
and scale. 

Abrasive wear. Speed up oxidation or 
lubricating oil. Deposits. 

Fuel oil 

Leaks in fuel 
pumps or piping, 
injection dribble, 
blow by and partial 
combustion  

Dilutes crankcase oil reduces 
viscosity, lowers stability of 
lubricating oil, impairs lubricity. 

Water 

Condensation of 
blow by gases. 
Leaky jackets and 
leaky cooling heat 
exchangers.  

Emulsions, sludge, corrosion due to 
combining with products of 
combustion. Lower resistance of 
lubricating oil to oxidation, Rusting.  

 

8.33  Transmission Oils: 

 

8.33.1 

In hydraulic transmissions, oil is used as a power transmission medium (in the 
torque convertors and couplings). The same oil does all lubrication  functions for 
various bearings and gears, etc. The transmission oil is, therefore, required to have 
properties both of a satisfactory hydraulic fluid required of hydro-dynamic systems 
and as a lubricant for bearings and gears.  

  

8.33.2 

A low viscosity type of oil is generally recommended for use in hydraulic 
transmissions, commensurate with requirements of lubrication, so that the 
transmission efficiency is the maximum. The oil must be a refined mineral oil of 
high quality with a viscosity index generally higher than 90. It must be adequately 
fortified with extreme pressure type of additives to ensure the required oil film even 
under heavy pressures. Addition of fatty oils or fatty acids is not permissible. The 
oil must contain anti corrosion additives and inhibitors to check oxidation and 
ageing. The oils should be totally noncorrosive to transmission components made of 
steel, cast iron, malleable cast iron, brass, copper aluminum, etc. The additives 
should remain uniformly dissolved or dispersed upto temperatures of the order of 
150

o

C or while they are in storage. Another basic requirement of transmission oils 

is that they should not foam at operating temperatures of upto about 120

o

C – 130

o

C 

and the air separation properties should be extensively good. 

 

8.33.3 

Apart from the general requirements, transmission oil must pass a severe test of its 
suitability as a gear lubricant. The FZG gear test is applied for this purpose, 
minimum specified is the 11th load range for scuffing load in this test, with a limit 
of maximum specific wear upto 10th load stage of 0.20 without any sign of 
corrosion. 

 

8.33.4 

Oils are evaluated for their suitability for use as transmission oils by strict 
laboratory tests followed by field trials. Brands considered suitable for different 
applications are approved by RDSO and the current approved brands are advised to 
all Railways from time to time. 

 

Home 

Ch-8 

Draft

Document No: 

Chapter –8  Fuel & Lubricants 

 

Version No: 1.0-d0 

Date Issued: dd/mm/yyyy 

Document Title: MANUAL MAINTENANCE FOR  DIESEL LOCOMOTIVES 
 

Revised 2013 

Printed: 2015/03/08 

Page 191 of 303

 

 

8.33.5 

Transmission oils are changed usually at scheduled intervals of one year. Some 
manufacturers advise smaller change intervals. Apart from the fixed time schedules, 
the condition of transmission oils should be left under check by laboratory tests. 

 

8.34  Greases  

 

8.34.1 

Greases are semi-solids or solids at room temperature but provide fluid lubrication 
in the bearing. They are of two kinds:- 

 

8.34.1.1  Some are oils, organic or mineral, that are more or less solid at room temperature. 

The term “grease’ may also be applied to some lubricants that are really liquids, 
but of very high viscosity at normal temperatures. 

 

8.34.1.2  The second types, soap greases, are the lubricating greases in the normally 

understood meaning of the word. They are defined by the American Society for 
Testing Materials as “a semi-solid combination of petroleum products and a 
soap or mixture of soaps, suitable for certain types of lubrication”. They may 
vary from an almost liquid state to the consistency of hard soap, but they are all 
fluid lubricants, acting either by “bleeding” oil into the bearing or by softening 
under the heat and working of bearing and acting, in effect as a thick oil. The 
composition of most greases is 65 to 90 percent mineral oil, the rest soap. 
Extreme pressure or other additives, as used in liquid oils, may be incorporated, 
and solid “fillers” such as graphite are added in special cases. Nearly all greases 
soften very considerably when worked, but re-harden slowly on standing. This 
property is a very useful one in practice.   In a properly grease-lubricated 
bearing, grease should be injected until it oozes out at the ends. This grease 
hardens and form a seal against the entry of dirt and moisture.  

 

8.34.2 

Greases are normally classified according to the type of soap used. The main types 
are as follows:- 

 

8.34.2.1  Lime-Base Grease (Cup Grease): Lime or calcium soap has been one of the 

most popular for grease –making purposes. It is insoluble in water, so that it 
may be used in very wet condition and even submerged. The texture is usually 
smooth and buttery, while the colour varies according to the type of oil used. A 
certain percentage of water is normally incorporated in the grease to obtain a 
smooth mixture of soap and oil, and if this water is driven off by heat, the oil 
and soap will separate, for this reason, such greases cannot be used 
continuously, at temperatures above 80

o

C. These greases are used for general 

lubrication purposes such as plain shaft bearings and guideways.  

 

8.34.2.2  Sodium Base Grease:  Normal sodium base greases have a fibrous texture, but 

can be made smooth-textured, if desired. The fibrous texture is a natural 
characteristic of the grease and is not due to fibres of any foreign material, such 
as cotton. These greases can be used upto and beyond their melting point. The 
sodium soap used is soluble in water and sodium grease should, therefore, not 
be used where it may be washed away. The emulsified grease is still a good 
lubricant, however. Due to its high adhesive properties this type of grease is 
extensively used for bearings seldom attended to, such as automobile chassis 
bearings. 

 

Home 

Ch-8 

Draft