Perkins 402D, 403D, 404D Industrial Engine. Manual - part 11

SEBU8311-01

43

Maintenance Section

Refill Capacities

DHD-1 oils are recommended for use in extended oil

change interval programs that optimize the life of the

oil. These oil change interval programs are based

on oil analysis. DHD-1 oils are recommended for

conditions that demand a premium oil. Your Perkins

dealer or your Perkins distributor has the specific

guidelines for optimizing oil change intervals.

API CH-4 – API CH-4 oils were developed in order to

meet the requirements of the new high performance

diesel engines. Also, the oil was designed to

meet the requirements of the low emissions diesel

engines. API CH-4 oils are also acceptable for use

in older diesel engines and in diesel engines that

use high sulfur diesel fuel. API CH-4 oils may be

used in Perkins engines that use API CG-4 and API

CF-4 oils. API CH-4 oils will generally exceed the

performance of API CG-4 oils in the following criteria:

deposits on pistons, control of oil consumption, wear

of piston rings, valve train wear, viscosity control,

and corrosion.

Three new engine tests were developed for the API

CH-4 oil. The first test specifically evaluates deposits

on pistons for engines with the two-piece steel piston.

This test (piston deposit) also measures the control

of oil consumption. A second test is conducted

with moderate oil soot. The second test measures

the following criteria: wear of piston rings, wear of

cylinder liners, and resistance to corrosion. A third

new test measures the following characteristics with

high levels of soot in the oil: wear of the valve train,

resistance of the oil in plugging the oil filter, and

control of sludge.

In addition to the new tests, API CH-4 oils have

tougher limits for viscosity control in applications that

generate high soot. The oils also have improved

oxidation resistance. API CH-4 oils must pass an

additional test (piston deposit) for engines that use

aluminum pistons (single piece). Oil performance is

also established for engines that operate in areas

with high sulfur diesel fuel.

All of these improvements allow the API CH-4

oil to achieve optimum oil change intervals. API

CH-4 oils are recommended for use in extended oil

change intervals. API CH-4 oils are recommended

for conditions that demand a premium oil. Your

Perkins dealer or your Perkins distributor has specific

guidelines for optimizing oil change intervals.

Some commercial oils that meet the API

classifications may require reduced oil change

intervals. To determine the oil change interval, closely

monitor the condition of the oil and perform a wear

metal analysis.

NOTICE

Failure to follow these oil recommendations can cause

shortened engine service life due to deposits and/or

excessive wear.

Total Base Number (TBN) and Fuel Sulfur
Levels for Diesel Engines

The Total Base Number (TBN) for an oil depends on

the fuel sulfur level. For engines that use distillate

fuel, the minimum TBN of the new oil must be

10 times the fuel sulfur level. The TBN is defined

by “ASTM D2896”. The minimum TBN of the oil

is 5 regardless of fuel sulfur level. Illustration 30

demonstrates the TBN.

g00799818

Illustration 30

(Y) TBN by “ASTM D2896”
(X) Percentage of fuel sulfur by weight
(1) TBN of new oil
(2) Change the oil when the TBN deteriorates to 50 percent of

the original TBN.

Use the following guidelines for fuel sulfur levels that

exceed 1.5 percent:

•

Choose an oil with the highest TBN that meets one

of these classifications: EMA DHD-1 and API CH-4.

•

Reduce the oil change interval. Base the oil

change interval on the oil analysis. Ensure that the

oil analysis includes the condition of the oil and a

wear metal analysis.

Excessive piston deposits can be produced by an oil

with a high TBN. These deposits can lead to a loss

of control of the oil consumption and to the polishing

of the cylinder bore.

NOTICE

Operating diesel engines with fuel sulphur levels over

0.5 percent will require shortened oil change intervals

in order to help maintain adequate wear protection.

44

SEBU8311-01

Maintenance Section

Refill Capacities

Table 25

Percentage of Sulfur in
the fuel

Oil change interval

Lower than 0.5

Normal

0.5 to 1.0

0.75 of normal

Greater than 1.0

0.50 of normal

Lubricant Viscosity Recommendations

The correct SAE viscosity grade of oil is determined

by the minimum ambient temperature during

cold engine start-up, and the maximum ambient

temperature during engine operation.

Refer to Table 26 (minimum temperature) in order

to determine the required oil viscosity for starting a

cold engine.

Refer to Table 26 (maximum temperature) in order

to select the oil viscosity for engine operation at the

highest ambient temperature that is anticipated.

Generally, use the highest oil viscosity that is

available to meet the requirement for the temperature

at start-up.

Table 26

Engine Oil Viscosity

Ambient Temperature

EMA LRG-1

API CH-4

Viscosity Grade

Minimum

Maximum

SAE 0W20

−40 °C (−40 °F)

10 °C (50 °F)

SAE 0W30

−40 °C (−40 °F)

30 °C (86 °F)

SAE 0W40

−40 °C (−40 °F)

40 °C (104 °F)

SAE 5W30

−30 °C (−22 °F)

30 °C (86 °F)

SAE 5W40

−30 °C (−22 °F)

40 °C (104 °F)

SAE 10W30

−20 °C (−4 °F)

40 °C (104 °F)

SAE 15W40

−10 °C (14 °F)

50 °C (122 °F)

Synthetic Base Stock Oils

Synthetic base oils are acceptable for use in

these engines if these oils meet the performance

requirements that are specified for the engine.

Synthetic base oils generally perform better than

conventional oils in the following two areas:

•

Synthetic base oils have improved flow at low

temperatures especially in arctic conditions.

•

Synthetic base oils have improved oxidation

stability especially at high operating temperatures.

Some synthetic base oils have performance

characteristics that enhance the service life of the

oil. Perkins does not recommend the automatic

extending of the oil change intervals for any type of

oil.

Re-refined Base Stock Oils

Re-refined base stock oils are acceptable for

use in Perkins engines if these oils meet the

performance requirements that are specified by

Perkins. Re-refined base stock oils can be used

exclusively in finished oil or in a combination with

new base stock oils. The US military specifications

and the specifications of other heavy equipment

manufacturers also allow the use of re-refined base

stock oils that meet the same criteria.

The process that is used to make re-refined base

stock oil should adequately remove all wear metals

that are in the used oil and all the additives that

are in the used oil. The process that is used to

make re-refined base stock oil generally involves the

process of vacuum distillation and hydrotreating the

used oil. Filtering is adequate for the production of

high quality, re-refined base stock oil.

Lubricants for Cold Weather

When an engine is started and an engine is operated

in ambient temperatures below −20 °C (−4 °F), use

multigrade oils that are capable of flowing in low

temperatures.

These oils have lubricant viscosity grades of SAE

0W or SAE 5W.

When an engine is started and operated in ambient

temperatures below −30 °C (−22 °F), use a synthetic

base stock multigrade oil with an 0W viscosity grade

or with a 5W viscosity grade. Use an oil with a pour

point that is lower than −50 °C (−58 °F).

The number of acceptable lubricants is limited in

cold weather conditions. Perkins recommends the

following lubricants for use in cold weather conditions:

First Choice – Use oil with an EMA DHD-1

Recommended Guideline. Use a CH-4 oil that has

an API license. The oil should be either SAE 0W20,

SAE 0W30, SAE 0W40, SAE 5W30, or SAE 5W40

lubricant viscosity grade.

Second Choice – Use an oil that has a CH-4

additive package. Although the oil has not been

tested for the requirements of the API license, the oil

must be either SAE 0W20, SAE 0W30, SAE 0W40,

SAE 5W30, or SAE 5W40.

SEBU8311-01

45

Maintenance Section

Refill Capacities

NOTICE

Shortened engine service life could result if second

choice oils are used.

Aftermarket Oil Additives

Perkins does not recommend the use of aftermarket

additives in oil. It is not necessary to use aftermarket

additives in order to achieve the engine’s maximum

service life or rated performance. Fully formulated,

finished oils consist of base oils and of commercial

additive packages. These additive packages are

blended into the base oils at precise percentages in

order to help provide finished oils with performance

characteristics that meet industry standards.

There are no industry standard tests that evaluate

the performance or the compatibility of aftermarket

additives in finished oil. Aftermarket additives may

not be compatible with the finished oil’s additive

package, which could lower the performance of the

finished oil. The aftermarket additive could fail to

mix with the finished oil. This could produce sludge

in the crankcase. Perkins discourages the use of

aftermarket additives in finished oils.

To achieve the best performance from a Perkins

engine, conform to the following guidelines:

•

Select the correct oil, or a commercial oil that meets

the “EMA Recommended Guideline on Diesel

Engine Oil” or the recommended API classification.

•

See the appropriate “Lubricant Viscosities” table in

order to find the correct oil viscosity grade for your

engine.

•

At the specified interval, service the engine. Use

new oil and install a new oil filter.

•

Perform maintenance at the intervals that are

specified in the Operation and Maintenance

Manual, “Maintenance Interval Schedule”.

Oil analysis

Some engines may be equipped with an oil sampling

valve. If oil analysis is required the oil sampling valve

is used to obtain samples of the engine oil. The oil

analysis will complement the preventive maintenance

program.

The oil analysis is a diagnostic tool that is used to

determine oil performance and component wear

rates. Contamination can be identified and measured

through the use of the oil analysis. The oil analysis

includes the following tests:

•

The Wear Rate Analysis monitors the wear of the

engine’s metals. The amount of wear metal and

type of wear metal that is in the oil is analyzed. The

increase in the rate of engine wear metal in the

oil is as important as the quantity of engine wear

metal in the oil.

•

Tests are conducted in order to detect

contamination of the oil by water, glycol or fuel.

•

The Oil Condition Analysis determines the loss of

the oil’s lubricating properties. An infrared analysis

is used to compare the properties of new oil to the

properties of the used oil sample. This analysis

allows technicians to determine the amount of

deterioration of the oil during use. This analysis

also allows technicians to verify the performance

of the oil according to the specification during the

entire oil change interval.

i02959102

Fluid Recommendations

(Coolant Specifications)

 

General Coolant Information

NOTICE

Never add coolant to an overheated engine. Engine

damage could result. Allow the engine to cool first.

NOTICE

If the engine is to be stored in, or shipped to an area

with below freezing temperatures, the cooling system

must be either protected to the lowest outside temper-

ature or drained completely to prevent damage.

NOTICE

Frequently check the specific gravity of the coolant for

proper freeze protection or for anti-boil protection.

Clean the cooling system for the following reasons:

•

Contamination of the cooling system

•

Overheating of the engine

•

Foaming of the coolant

46

SEBU8311-01

Maintenance Section

Refill Capacities

NOTICE

Never operate an engine without water temperature

regulators in the cooling system. Water temperature

regulators help to maintain the engine coolant at the

proper operating temperature. Cooling system prob-

lems can develop without water temperature regula-

tors.

Many engine failures are related to the cooling

system. The following problems are related to cooling

system failures: Overheating, leakage of the water

pump, and plugged radiators or heat exchangers.

These failures can be avoided with correct cooling

system maintenance. Cooling system maintenance is

as important as maintenance of the fuel system and

the lubrication system. Quality of the coolant is as

important as the quality of the fuel and the lubricating

oil.

Coolant is normally composed of three elements:

Water, additives, and glycol.

Water

Water is used in the cooling system in order to

transfer heat.

Distilled water or deionized water is

recommended for use in engine cooling systems.

DO NOT use the following types of water in cooling

systems: Hard water, softened water that has been

conditioned with salt, and sea water.

If distilled water or deionized water is not available,

use water with the properties that are listed in Table

27.

Table 27

Acceptable Water

Property

Maximum Limit

Chloride (Cl)

40 mg/L

Sulfate (SO

4

)

100 mg/L

Total Hardness

170 mg/L

Total Solids

340 mg/L

Acidity

pH of 5.5 to 9.0

For a water analysis, consult one of the following

sources:

•

Local water utility company

•

Agricultural agent

•

Independent laboratory

Additives

Additives help to protect the metal surfaces of

the cooling system. A lack of coolant additives or

insufficient amounts of additives enable the following

conditions to occur:

•

Corrosion

•

Formation of mineral deposits

•

Rust

•

Scale

•

Foaming of the coolant

Many additives are depleted during engine operation.

These additives must be replaced periodically.

Additives must be added at the correct concentration.

Overconcentration of additives can cause the

inhibitors to drop out-of-solution. The deposits can

enable the following problems to occur:

•

Formation of gel compounds

•

Reduction of heat transfer

•

Leakage of the water pump seal

•

Plugging of radiators, coolers, and small passages

Glycol

Glycol in the coolant helps to provide protection

against the following conditions:

•

Boiling

•

Freezing

•

Cavitation of the water pump

For optimum performance, Perkins recommends a

1:1 mixture of a water/glycol solution.

Note: Use a mixture that will provide protection

against the lowest ambient temperature.

Note: 100 percent pure glycol will freeze at a

temperature of −23 °C (−9 °F).

Most conventional antifreezes use ethylene glycol.

Propylene glycol may also be used. In a 1:1 mixture

with water, ethylene and propylene glycol provide

similar protection against freezing and boiling. See

Tables 28 and 29.