LUBRIFICANTES
A presença de um circuito de lubrificação prende-se com a necessidade em reduzir o atrito entre duas peças que têm movimento relativo e que exercem, entre si, determinada carga.
Mesmo as superfícies que aparentam um aspecto perfeitamente polido têm rugosidades que, caso não houvesse lubrificação, entrariam em contacto durante o movimento, aumentando o atrito.
A intensidade deste dependeria da pressão de contacto entre as superfícies e da sua velocidade relativa, o que conduziria à libertação de calor das peças, sua dilatação e, consequente, aumento da pressão de contacto e sua fusão ("gripagem").
Assim, para diminuir o atrito entre os diferentes elementos em movimento, o que diminui as perdas mecânicas e contribui para preservar o rendimento do motor, é fundamental a presença de um sistema de lubrificação, que interponha entre as superfícies uma fina camada de óleo que evite o contacto de metal sobre metal. O termo lubrificar deriva do latim “lubrificare” que significa escorregar.
Para além da lubrificação o óleo contribui para:
- a estanquecidade entre as várias peças, especialmente entre o cilindro e os segmentos;
- a refrigeração do motor;
- a limpeza, pela remoção de impurezas que resultam da aspiração do ar e das limalhas que se desprendem das peças, especialmente na fase de rodagem;
- protecção contra a corrosão;
- a diminuição do ruído, pois funciona como amortecedor entre as peças.
Para óleos lubrificantes, dois itens devem ser considerados: A viscosidade e o nível de desempenho, dai haverem dois tipos de classificação.
VISCOSIDADE
Pode-se definir grau de viscosidade de um óleo a uma dada temperatura, como a resistência oposta pelo óleo a qualquer escorregamento interno das suas moléculas. A viscosidade varia com a temperatura, pressão e natureza do líquido, sendo uma característica que depende das condições de trabalho, e que é definida por duas grandezas físicas, ou seja, pela sua viscosidade dinâmica e viscosidade cinemática.
O índice de viscosidade (V.I.) de um óleo é um valor empírico que estabelece uma relação entre a variação que a sua viscosidade sofre com a temperatura, e as variações idênticas de dois óleos de referência, um relativamente sensível (V.I.=0) e outro relativamente insensível (V.I.=100), tomando-se como base as viscosidades medidas às temperaturas de 100 e 210ºF (37,8 e 98,9ºC).
O óleo com baixo índice de viscosidade é proveniente do Golfo do México e o de alto índice da Pensilvânia (centro dos EUA). É possível, no entanto, produzir óleos mais sensíveis à temperatura do que os que se encontram abrangidos pela referência V.I.=0, e outros menos sensíveis do que os que figuram com a referência V.I.=100, devido, sobretudo, à introdução de novos aditivos, obtendo-se assim valores de índice de viscosidade abaixo de zero ou acima de 100, respectivamente.
Em resumo, a viscosidade de todos os óleos diminui com o aumento de temperatura, mas nos óleos com alto índice de viscosidade aquela não varia tanto como nos que têm um baixo V.I., para idênticas amplitudes de variação.
DESEMPENHO
A viscosidade de um óleo e sua variação não é suficiente para a sua definição completa, pelo que é fundamental considerar as condições de utilização (serviço), cujos critérios são variáveis e de difícil determinação.
Estas condições conduzem à alteração progressiva dos óleos, nomeadamente a sua poluição, como resultado da acumulação de elementos sólidos, como as partículas metálicas, de elementos líquidos, como a água de condensação, e das alterações químicas, por oxidação com a água, oxigénio do ar, etc., e alterações químicas que resultam do contacto com as partes quentes dos motores.
As condições de serviço são definidas em função das “performances” dos motores, sua tecnologia e condições de utilização, pelo que devem possuir propriedades anti-desgaste, extrema pressão, dispersividade, anti-acidez, anticorrosão, etc.
Classificação segundo o GRAU DE VISCOSIDADE:
ISO:
A ISO (International Standards Organization) criou um sistema que classifica os óleos de acordo com a sua viscosidade na unidade de medida centistokes ( cSt ) A 40 °C. Os valores variam de 2 a 1500 cSt e na tabela, o mesmo número do grau é correlacionado com o valor da sua viscosidade, com tolerância de 10% para mais ou para menos. Exemplo: Um óleo ISO VG 100 ou simplesmente ISO 100 terá um valor de viscosidade à 40 °C entre 90 e 110 cSt.
Obs: VG significa Viscosity Grade (grau de viscosidade).
A classificação ISO é normalmente utilizada para óleos industriais.
SAE para óleos de motores:
A SAE (Society of Automotive Engineers) desenvolveu um sistema de classificação baseado nas medições de viscosidade. Para óleos de motores, este sistema estabeleceu 11 tipos de classificações ou graus de viscosidade: SAE 0W, 5W, 10W, 15W, 20W, 25W, 20, 30, 40, 50 e 60. O "W"que se segue ao grau de viscosidade SAE significa inverno (winter) e indica que um óleo é adequado para uso em temperaturas mais frias. Os óleos que tem a designação W devem ter o valor de viscosidade adequado quando medidos nas temperaturas baixas. As classificações SAE que não incluem o W definem graduações de óleo para uso em temperaturas mais altas. A viscosidade desses óleos SAE 20, 30 40 e 50 devem ter o valor adequado quando medidos a 100°C.
A viscosidade de um óleo é tanto mais alta quanto maior é o número S.A.E., assim, um óleo S.A.E. 30 é mais viscoso que um óleo S.A.E. 20 e um óleo S.A.E. 20W é mais viscoso que um óleo S.A.E. 10W.
O desenvolvimento dos melhoradores de índice de viscosidade possibilitou a fabricação dos óleos de múltipla graduação e de primeira qualidade, este tipo é também conhecido como óleo multigrau. Esses óleos, SAE 20W40, 20W50, 5W40 são largamente usados, porque ao dar partida no motor, o óleo está frio. Nesta temperatura ele deve ser "fino" o suficiente para fluir bem e alcançar todas as partes do motor. Já em altas temperaturas, ele deve ter a viscosidade adequada para manter a película protectora entre as partes metálicas, garantindo a lubrificação adequada à temperatura de trabalho do motor.
Deste sistema de classificação resulta que, por exemplo, não é possível um óleo ter a designação S.A.E. 20 e S.A.E. 40 simultaneamente, uma vez que os seus limites de viscosidade referidos a 98,9ºC não se sobrepõem. Um óleo pode, no entanto, ser ao mesmo tempo S.A.E. 20W e S.A.E. 40 (classificado na série de Inverno e na série de Verão) tomando então a designação de óleo multigrau; tem um grau de viscosidade a baixa temperatura e outro grau a quente.
Os óleos multigrades constituem uma categoria particular dos óleos motores uma vez que são sempre designados por dois números S.A.E. apresentando-se contraídos num só: S.A.E. 10W/30, que designa um óleo de alto índice de viscosidade ao ponto de se manter suficientemente fluído a – 20ºC - S.A.E. 10W - e não muito viscoso a 100ºC - S.A.E. 30.
Um óleo SAE 50 a altas temperaturas é mais fluído que um SAE 5 W a baixas temperaturas, pelo que um óleo multigrau SAE 5 W / 50 ao passar de -18ºC para 99, torna-se mais fluído apesar do seu grau passar de 5 (com W) para 50.
Os óleos classificados como SAE sem a designação W tem suas viscosidades medidas em 100°C para assegurar viscosidade adequada em temperaturas operacionais normais do motor.
SAE para óleos de engrenagens:
Este sistema tem função equivalente ao sistema para óleos de motor e estabelece 7 tipos de classificações ou graus de viscosidade: SAE 70W, 75W, 80W, 85W. O "W" que se segue ao grau de viscosidade SAE significa inverno (winter) e indica que um óleo é adequado para uso em temperaturas mais frias. Os óleos que tem a designação W devem ter o valor de viscosidade adequado quando medidos nas temperaturas baixas. As classificações SAE que não incluem o W definem graduações de óleo para uso em temperaturas mais altas. A viscosidade desses óleos são SAE 90, 140 e 250 e devem ter o valor adequado quando medidos a 100°C.
Esta classificação aplica-se normalmente a transmissões mecânicas e diferenciais de veículos leves e pesados.
Classificação segundo o DESEMPENHO:
API para óleos de motores
A classificação API é uma classificação de desempenho de óleos americana, que é utilizada mundialmente pelos fabricantes de motores.
O sistema de classificação de óleos da API (American Petroleum Institute) permite que os óleos sejam definidos com base na suas características de desempenho e no tipo de serviço ao qual se destina. Este sistema permite o acréscimo de novas categorias a medida que os projectos dos motores mudam e se exige mais do óleo do motor. A evolução das letras do alfabeto significam óleos de melhor qualidade/desempenho.
A classificação para motores a gasolina que leva a letra S (que e de Service Station - ou posto de gasolina em inglês) seguida de outra letra que determina a evolução do óleos. Esta classificação e de fácil entendimento já que a evolução das letras significa a evolução da qualidade dos óleos.
Os óleos são classificados então como:
Óleos para motores a gasolina: SA (serviço suave); SB (serviço leve); SC (carros de 1964 a 1967); SD (carros de 1968 a 1971); SE (carros a partir de 1971) ; SF (serviço muito severo, carros de 1980 a 1989); e os de serviço muito severo, óleos + aditivados; SG (de 1989 a 1994); SH (de 1994 a 1996); SI ( de 1996 a 1998); SJ (de 1998 a 2000) e o mais novo e avançado SL (de 2000 aos dias actuais).
Muitos dos óleos recomendados para motores até 1996 já não estão à venda, sendo necessário substituir pela categoria superior.
A classificação mais recente é a API SL que é superior a API SJ, logo os óleos com classificação API SL são óleos de melhor desempenho que os óleos de classificação API SJ ou seja, os óleos SL passam por todos os testes que um óleo API SJ passa e por mais alguns que os óleos API SJ não passam. Logo, quando é recomendado um óleo com classificação SJ poderá ser usado um óleo SL, porem o contrário não é permitido.
A maioria dos óleos actuais pode ser usado tanto em motores gasolina, álcool ou GNV (Gás Natural Veicular), porém os motores de ciclo Diesel usam óleos específicos.
Para motores a gasolina do tipo 2 tempos, normalmente utilizados em motos, ciclomotores, karts, motosserras e similares, a classificação da API abrange três níveis de desempenho: API TA, TB e TC, onde o TC é a mais avançada no momento.
A classificação para motores diesel já é bem mais complexa. A classificação tem a letra C (de comercial) seguida da letra (ou letra e número) que determina a evolução dos óleos. Esta classificação é simples somente até à classificação CD, pois segue a evolução das letras do alfabeto: CA (serviço ligeiro- motores atmosfericos) ,CB (serviço moderado – motores atmosféricos), CC (serviço médio – motores atmosféricos) e CD (serviço severo –motores sobrealimentados). A partir dai, há uma separação da categoria em três grandes ramos.
Os óleos actualmente produzidos podem atender a especificação de cada ramo de uma forma independente.
O ramo dos óleos para motores diesel 2 tempos (praticamente só motores Detroit) tem a partir da categoria CD duas evoluções: a categoria CD-II (serviço severo muito severo – motores sobrealimentados) e outra mais recente CF-2.
O ramo dos óleos para motores 4 tempos para veículos a operar com diesel de teor de enxofre maior que 0.5 % que só teve uma evolução. A categoria CF que sucede a CD para esta aplicação especifica.
O ramo dos óleos para motores 4 tempos para veículos operando com diesel com teor de enxofre menor que 0.5% já teve 4 evoluções: CE, CF-4 , CG-4 e CH-4.
De qualquer forma é recomendado sempre seguir a indicação do fabricante. Assim se um há uma especificação de se utilizar no mínimo um CF-4 se pode utilizar um CG-4 e não se pode utilizar um CE.
API para óleos de engrenagens:
GL 1 : engrenagens helicoidais para transmissões manuais – condições de serviço pouco severas
Gl 2 : engrenagens sem-fim e engrenagens industriais – condições de serviço mais severas
GL3 : engrenagens helicoidais – condições de carga e velocidade moderadamente severas
GL4 : engrenagens Hypoid – condições severas de serviço, velocidades elevadas ou binários altos
GL5 : engrenagens Hypoid – condições severas de serviço, velocidade elevada e binário baixo com choques
GL6 : engrenagens Hypoid – redutores hypoid cujo deslocamento ultrapassa os 50 mm ou 25 % do diâmetro da coroa
Só os óleos GL1 são do tipo mineral puro, todos os outros óleos são do tipo “extrema pressão” (E.P.). Em determinados tipos de transmissão, exemplo as rodas de coroa e parafuso sem fim, as pressões de contacto são tão elevadas que é necessário utilizar óleos especiais que se designam por óleos compostos, que incluem óleos vegetais.
MIL-L do exército americano
As especificações MIL-L são mais utilizados para escolha e indicação dos óleos destinados aos motores Diesel. A designação comporta as quatro letras MIL-L (Military Lubrificant) seguidas de um número de quatro ou cinco algarismos e de uma letra.
As características (qualidades) exigidas em cada uma das normas podem ser assim
resumidas:
- Mil.L.. 2104 A : propriedades detergentes. Esta especificação substitui, em 1954, a antiga especificação Mil.L. 2104;
- Mil.L.. 2104 B : propriedades detergentes e propriedades dispersivas. Estes óleos podem ser utilizados em veículos que fazem grandes percursos, em tempo quente, ou pequenos trajectos, em tempo frio;
- Mil.L.. 46152 B: reforço das propriedades de detergência e sobretudo de dispersão. Esta especificação substitui a especificação Mil.L.. 46152, sendo os óleos recomendados para motores a gasolina ou gasóleo ligeiramente sobrealimentados, utilizados em trajectos curtos;
- Mil.L. 45199 B: propriedades detergentes elevadas. Esta especificação substituiu a Mil.L.. 45199, sendo os óleos utilizados em motores diesel sobrealimentados de grande potência e em serviço severo;
- Mil.L.. 2104 D: propriedades de detergência e dispersivas elevadas. Esta especificação substituiu a Mil.L.. 2104 C;
- Mil. L. 46152 C: tem características semelhantes à categoria Mil.L.. 46152 B, mas os óleos são menos tóxicos. É equivalente à categoria A.P.I. SF/CC;
- Mil.L. 46152 D: esta categoria apareceu em 1988 e é equivalente à A.P.I. SG;
- Mil.L. 2104 E: tem propriedades elevadas de detergência e dispersividade. Apareceu em 1988, substituindo a categoria Mil.L.. 2104 D.
Perante a diversidade de classificações que são utilizadas em paralelo, convém conhecer as suas equivalências. O quadro seguinte apresenta essas correspondências que não são contudo absolutamente rigorosas, deverão ser consideradas unicamente uma base de comparação.
Equivalência entre as classificações dos óleos para motores a gasolina (Classificação Mil.L. = Classificação A.P.I.)
Mil.L.2104 A = CA
Mil.L.2104 A suplemento 1 = CB
Mil.L.2104 B (1964) = CC
Mil.L.46152 A = SE/CC
Mil.L.46152 B = SF/CC
Mil.L.46199 B = CD
Mil.L.2104 C (1970) = SC/CD
Mil.L.2104 D (1983) = CD
Mil.L.46152 C (1987) = SF/CC
Mil.L.46152 D (1988) = SG
Mil.L.2104 E (1988) = CE
C.C.M.C.
A classificação C.C.M.C.( Comité dos Construtores do Mercado Comum), que foi elaborada pelos principais construtores europeus, devido à diferença entre as características técnicas dos motores americanos em relação aos europeus, considera os seguintes tipos de óleos:
Equivalência da Classificação CCMC dos óleos para motores a gasolina (Designação = Serviço)
G.1 = Semelhante ao definido para A.P.I. SE
G.2 = Semelhante ao definido para A.P.I. SF
G.3 = Semelhante ao G.2 mas menos viscoso
Equivalência da Classificação CCMC dos óleos para motores a gasóleo (Designação = Serviço)
D.1 = Serviço normal, motores atmosféricos; corresponde à A.P.I. CC
D.2 = Serviço normal, motores sobrealimentados. Serviço severo, motores atmosféricos; corresponde à A.P.I. CD
D.3 = Serviço muito severo, motores atmosféricos e sobrealimentados; corresponde à A.P.I. CE
PD.1 = Veículos ligeiros
Depois de 1989, foram definidos dois novos tipos de óleos, D.4 e D.5 para motores Diesel utilitários, que substituíram os D.2 e D.3, desaparecendo o tipo D.1, e PD.2 para veículos de turismo, que substituiu o tipo PD.1; a grandeza do número do tipo de óleo corresponde à exigência do serviço. Os óleos com a letra P antes do D, destinam-se ao sector automobilístico, para motores aspirados ou turbos.
A classificação europeia de óleos é bastante semelhante à classificação A.P.I. distinguindo-se basicamente pela maior exigência relativamente ao desgaste dos cilindros, resistência ao corte e perdas por evaporação.
ACEA
Mais recentemente a classificação C.C.M.C. foi substituída pela ACEA - Associação Europeia de Fabricantes de Veículos, que define diversos níveis de desempenho, tais como para motores a gasolina: A1, A2 e A3, para motores diesel de turismo, níveis de desempenho, tais como: B1,B2, B3 e B4 e para motores diesel de veículos pesados E1,E2,E3 e E4 .
Esta classificação é normalmente exigida pelos fabricantes de motores diesel de origem europeia, tais como Mercedes Benz, Volvo, Scania, etc...
Outros
A Mercedes Benz possui ainda um critério de classificação de desempenho compatível com a da ACEA, sendo que os níveis actualmente variam de: MB 228.0 a 228.3.
Para motores de 2 tempos a gasolina, existe ainda uma classificação da indústria japonesa chamada JASO, que define outros três níveis de desempenho: JASO FA, FB e FC, que de forma análoga à API, tem o nível JASO FC como o mais actual.
Para motores marítimos de 2 tempos refrigerados a água utilizados em lanchas - tipo Outboard (fora de borda), existe uma classificação definida pela NMMA - National Marine Manufacturers Association : TC-W, TC-W 2 e TC-W3. Em 1994, ocorreu uma certificação dos produtos classificados, gerando o actual nível TC-W3 certificado, que é o mais avançado do mercado.
Informação in
http://www.patrolaventura.com/forum/viewtopic.php?t=1999