Lubrificação
AUTOMOTIVA
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Companhia Brasileira de Petróleo Ipiranga
www.ipiranga.com.br
INTRODUÇÃO
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As Empresas Petróleo Ipiranga têm ocupado desde o início de suas
atividade em 1937, no mercado brasileiro, uma posição de destaque
no refino, distribuição de combustíveis, produção e pesquisa de
lubrificantes automotivos. Os estudos e ensaios, tanto em
laboratório com práticos que são constantemente levados a efeito,
permitem não somente manter um estreito relacionamento com o
desenvolvimento da indústria automobilística, como também seguir
as tendências futuras das exigências dos novos projetos de
motores, transmissões e outros componentes automotivos e
ferroviários, cada vez mais sofisticados e mais difíceis de serem
lubrificados em condições extremas de serviços.
Os lubrificantes destinados aos equipamentos automotivos
representam a maior parcela de utilização entre todos os outros
tipos de lubrificantes. Em nenhuma outra aplicação os lubrificantes
são usados em condições mais diversas e severas de operação e
em modelos tão variados de equipamentos.
Consumidores em todo o Brasil confiam a lubrificação de seus
veículos nos produtos que levam a marca IPIRANGA. Sabem que a
qualidade e performance destes lubrificantes irão atender as
especificações requeridas e satisfazer todas as necessidades de
lubrificação dos seus veículos. A IPIRANGA emprega os mais
modernos processos para fabricação, com um severo controle de
qualidade e rigorosos testes de avaliação de desempenho dos
produtos produzidos e Certificados pela Norma ISO 9001,
garantindo com isso as exigências técnicas e a satisfação de todos
os requisitos para uma longa vida dos componentes e partes
lubrificadas.
Pesquisas constantes são realizadas para o desenvolvimento de
lubrificantes cada vez melhores, a fim de atender as crescentes
necessidades da indústria automobilística quanto ao desempenho e
performance dos lubrificantes.
A IPIRANGA não para de evoluir e de investir em novas tecnologias
que façam com que o consumidor saiba que ao utilizar um produto
que tenha a sua marca, estará utilizando um produto da mais alta
qualidade
e
com
um
excelente
desempenho.
O QUE É UM ÓLEO LUBRIFICANTE?
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Antes de tratar das necessidades de lubrificação de um veículo, é
conveniente conhecer alguns termos expressões comumente
utilizadas com referência aos óleos lubrificantes, sua escolha e o
seu comportamento em serviço.
O Petróleo
O petróleo é composto por uma mistura complexa dos elementos
hidrogênio e carbono, além de pequenas quantidades de vários
outros elementos, como o enxofre, oxigênio, sódio, ferro, nitrogênio,
entre outros (geralmente considerados como impurezas). O óleo cru
tal como é extraído, contêm hidrocarbonetos, sendo que alguns são
muito instáveis e se dividem facilmente em novos compostos com o
tempo e outros são extremamente estáveis e resistem fortemente a
qualquer decomposição causada pelo calor, pressão ou reação
química.
De acordo com a predominância dos hidrocarbonetos encontrados
no óleo cru, o petróleo é classificado em:
Parafínicos:
Quando existe predominância de hidrocarbonetos parafínicos. Este
tipo de petróleo produz derivados com as seguintes propriedades:
• Gasolina de baixa octanagem.
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• Querosene de alta qualidade.
• Óleo diesel com boas características de combustão.
• Óleos lubrificantes de alto índice de viscosidade, elevada
estabilidade química e alto ponto de fluidez.
• Resíduos de refinação com elevada percentagem de parafina.
Naftênicos:
Quando existe predominância de hidrocarbonetos naftênicos. O
petróleo do tipo naftênico produz derivados com as seguintes
propriedades:
• Gasolina de alta octanagem.
• Óleos lubrificantes de baixo ponto de fluidez, baixo índice de
viscosidade e baixo resíduo de carbono.
Mistos:
Quando possuem misturas de hidrocarbonetos parafínicos,
naftênicos e aromáticos, com propriedades intermediárias, de
acordo com maior ou menor percentagem de hidrocarbonetos
parafínicos e naftênicos.
Aromáticos:
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Quando existe predominância de hidrocarbonetos aromáticos. Este
tipo de petróleo é raro, produzindo solventes de excelente qualidade
e gasolina de alta octanagem. Não se utiliza este tipo de petróleo
para fabricação de lubrificantes.
Após a seleção do tipo desejável de óleo cru, os mesmos são
refinados, através de processos que permitem a obtenção de óleos
básicos de ata qualidade, livres de impurezas e componentes
indesejáveis.
O óleo lubrificante
A elaboração dos óleos lubrificantes faz-se através da mistura
adequada de diferentes óleos básicos acabados obtidos após os
processos de refinação. Estas misturas, feitas em proporções
exatas para obtenção de viscosidades determinadas, são
completadas com outros tratamentos e/ou aditivos, a fim de dotar o
produto final com características especiais, que permitirão aos óleos
satisfazerem todas as exigências nos casos para que são
recomendados.
O que é um óleo lubrificante automotivo?
Um óleo lubrificante automotivo deve possuir uma série de
características especiais para satisfazer as exigências mecânicas e
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as variações de condições operacionais e ambientais a que estarão
continuamente submetidos.
O desenvolvimento e a formulação de um óleo lubrificante é um
trabalho complexo, em que o técnico deve estudar a
compatibilidade entre os diversos tipos de óleos básicos, entre os
diversos tipos de aditivos e entre estes óleos e aditivos, de acordo
com sua finalidade.
CARACTERÍSTICAS E PROPRIEDADES DOS
ÓLEOS LUBRIFICANTES
Para se atingir as características desejadas de um óleo lubrificante,
realizam-se análises físico-químicas que permitem fazer uma préavaliação de seu desempenho. Algumas destas análises não
refletem as condições encontradas na prática, mas são métodos
empíricos que fornecem resultados comparativos de grande valia,
quando associados aos métodos científicos desenvolvidos em
laboratórios.
As provas de laboratório são importantes para o controle das
operações de fabricação e como índice de uniformidade, porém, a
medida final da qualidade e poder de lubrificação são resultados
obtidos na prática e nas condições reais de serviço.
Na refinação e produção de óleos lubrificantes, devem ser
estabelecidos limites de tolerância, cobrindo numerosas
propriedades e características, a fim de se obter o grau desejado de
normalização dos produtos. Usam-se como limites básicos, várias
propriedades físicas e químicas, conhecidas como especificações
para óleos lubrificantes. Estas especificações são usualmente
determinadas e expressas baseadas em testes padronizados,
estabelecidos por órgãos normalizadores como a ASTM (American
Society for Testing and Materials), ABNT (Associação Brasileira de
Normas Técnicas), IBP (Instituto Brasileiro do Petróleo), API
(American Petroleum Institute), e outras.
Viscosidade
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A viscosidade é uma das propriedades mais importantes dos
lubrificantes. A viscosidade está relacionada com o atrito entre as
moléculas do fluido, podendo ser definida como a resistência ao
escoamento ou a resistência interna oferecida por um fluido (líquido
ou gasoso) ao movimento ou ao escoamento.
A viscosidade determina a facilidade com que pode ser dada a
partida num motor ou trocadas as marchas em tempo frio. É o fator
que determina a capacidade de carga que pode ser suportada num
mancal, com uma película de óleo separando as partes móveis. A
viscosidade afeta diretamente a potência e o calor gerado nos
componentes mecânicos, influindo no efeito de vedação entre as
folgas das peças e no próprio consumo do motor.
A viscosidade não possui relação alguma com o seu peso ou
oleosidade. A oleosidade é a propriedade que o lubrificante possui
de aderir às superfícies (adesividade) e permanecer coeso
(adesividade). Como exemplo, citaremos a água, que não possui
oleosidade e os óleos lubrificantes que possuem adesividade e
coesividade.
Fluidos com alta oleosidade têm uma alta viscosidade, como o mel,
isto é, eles não escorrem facilmente. Fluidos mais “finos”, tais como
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a água, fluem facilmente, significando que possuem baixa
viscosidade. Os óleos lubrificantes são produzidos em várias
viscosidades, podendo-se obter outras intermediárias através da
mistura entre os óleos básicos.
A viscosidade de um óleo lubrificante varia com a temperatura,
sendo inversamente proporcional à mesma. Isto significa que a
medida que a temperatura do óleo aumenta, ele se torna menos
viscoso. Com a diminuição da temperatura, o óleo torna-se mais
espesso, ou mais viscoso.
A viscosidade de óleos de diferentes origens e processos de
refinação varia de forma diferente para as mesmas variações de
temperatura. Assim sendo, sempre que se referir a um valor que
representa a viscosidade de um óleo, deve-se referir também à
temperatura na qual ela foi medida, pois caso contrário o valor não
terá nenhum significado.
Existem vários aparelhos para se medir a viscosidade de um óleo,
os quais são denominados de VISCOSÍMETROS. Os viscosímetros
mais utilizados são os seguintes:
• CINEMÁTICO (Utiliza o Sistema Métrico Internacional).
• SAYBOLT UNIVERSAL.
• REDWOOD (Inglês).
• ENGLER (Alemão).
Os mais utilizados são os Cinemáticos e os Saybolt. O
funcionamento de todos eles se baseia no tempo de escoamento
em segundos, necessário para que uma determinada quantidade de
óleo, mantida a uma temperatura determinada, passe por um
orifício de tamanho especificado. A seguir, o viscosímetro
automático Cinemático Cannon.
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Atualmente, o sistema de medição de viscosímetro Cinemático é de
uso universal, visto ser enquadrado no Sistema Métrico Decimal
Internacional e apresentar uma precisão maior em relação aos
outros viscosímetros.
No método Cinemático, um tubo capilar é abastecido com óleo
através de sucção, até um nível marcado. Parando-se de succionálo, o óleo tende a voltar para a posição inicial, passando por uma
segunda marca de referência. Anota-se o tempo, em segundos, que
o nível do óleo levou para passar pelos dois traços de referência.
Para cada faixa de viscosidade dos óleos, é utilizado um tubo
capilar com diâmetro especificado e, para cada tubo, é
determinado um fator de correção “C” do tubo, para o cálculo da
viscosidade em centistokes (cSt):
Viscosidade Cinemática em cSt = C x t
1 Centistokes = 1 mm²/s
Onde t é o tempo de escoamento em segundos do óleo no
viscosímetro cinemático.
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A seguir, o viscosímetro Saybolt ainda bastante utilizado em
laboratórios.
Importância da Viscosidade
Como já foi dito anteriormente, a viscosidade é a principal
propriedade física dos óleos lubrificantes, sendo um dos fatores
mais importantes na seleção adequada dos mesmos. Sua
determinação é influenciada por diversas condições sendo as
principais as seguintes:
1. Velocidade
Quanto maior for a velocidade, menor deve ser a viscosidade e
vice-versa. Os óleos de maior viscosidade possuem maiores
coeficientes de atrito interno, aumentando a perda de potência, isto
é, aumentando a quantidade de força motriz absorvida pelo atrito
interno do fluido.
2. Pressão
Quanto maior for a carga, maior deverá ser a viscosidade, para
poder suportá-la e evitar o rompimento da película lubrificante.
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3. Temperatura
Como a viscosidade diminui em função do aumento da temperatura,
para manter uma película lubrificante adequada, quanto maior for a
temperatura, maior deverá ser a viscosidade.
4. Folgas
Quanto menores as folgas, menor deverá ser a viscosidade, a fim
de que o óleo possa penetrar nelas.
5. Acabamento
Quanto melhor for o grau de acabamento superficial das peças em
movimento, menor poderá ser a viscosidade.
Verifica-se assim que existem condições inversas, isto é, umas que
exigem uma baixa viscosidade e outras, alta viscosidade, que
podem ocorrer ao mesmo tempo. Isto torna a determinação da
viscosidade um estudo complexo, que deve ser feito por técnicos
especializados quando do projeto dos motores, transmissões e
outros equipamentos.
Índice de Viscosidade
O índice de viscosidade é um valor numérico que indica a variação
da viscosidade em relação a variação de temperatura.
Os óleos lubrificantes sofrem alterações na sua viscosidade quando
submetidos a variação de temperatura. Estas variações podem ser
muito diferentes, em função do tipo de óleo lubrificante. O índice de
viscosidade (I.V.) é a medida padrão estabelecida para medir o grau
de variação da viscosidade em função da temperatura. Baseia-se
na comparação com as médias comparativas das variações de dois
tipos de óleos que foram estabelecidos como padrões, dando-se ao
óleo que mostrou a maior viscosidade quando resfriado e a menor
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viscosidade na presença de calor, a classificação de zero (óleo
aromático). Ao óleo que conservou a maior viscosidade quando
aquecido e a menor viscosidade quando submetido ao frio, deu-se a
classificação de 100 (óleo parafínico). Todos os óleos teriam, pois,
a sua classificação entre 0 e 100 e o que mostrasse o maior índice
de viscosidade, indicaria uma variação de temperatura
relativamente pequena de viscosidade com uma grande variação de
temperatura. Atualmente, temos óleos que ultrapassaram os índices
de viscosidades iniciais de 0 a 100 e superam o I.V. de 250 e
existem métodos de determinação do I.V. para estes valores.
Conhecendo-se duas viscosidades do óleo em temperaturas
diferentes, o índice de viscosidade pode ser calculado através de
fórmulas, tabelas e gráficos, publicados pela ASTM, que permitem
determinar o I.V. com precisão.
Apesar do índice de viscosidade de um óleo lubrificante ser
basicamente proveniente da natureza do petróleo cru e dos
processos de refinação utilizados, pode-se aumentá-lo através do
uso de aditivos para esta finalidade (Modificadores de Viscosidade).
Os óleos lubrificantes automotivos, geralmente possuem um
elevado índice de viscosidade (acima de 100), o que permite uma
partida rápida no frio, lubrificação imediata nos pontos mais
elevados no motor quando da partida, menor consumo de óleo e
lubrificação eficiente em altas temperaturas.
Índice de Viscosidade: Para uma mesma variação de temperatura,
a viscosidade dos óleos para motores SAE 20, 30, 40 e 50 variam
muito mais do que a viscosidade do óleo SAE 20W/50. O óleo SAE
20W/50 possui um índice de viscosidade maior que os outros óleos
do gráfico.
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Ponto de Fulgor e Ponto de Combustão
Ponto de Fulgor é a temperatura na qual o óleo, quando aquecido
em aparelho adequado, desprende os primeiros vapores que se
inflamam momentaneamente (lampejo) ao contato de uma chama.
Este ensaio fornece a indicação do ponto de evaporação de um
óleo à pressão atmosférica.
Continuando-se o aquecimento, depois de atingido o Ponto de
Fulgor, quando o óleo ao contato da chama inflama-se em toda a
superfície por mais de 5 segundos, tem-se a esta temperatura o
Ponto de Combustão ou Inflamação. O Ponto de Combustão de um
óleo encontra-se aproximadamente de 20°C A 30°C acima do Ponto
de Fulgor.
Os óleos para motores necessitam ter um Ponto de Fulgor elevado,
para se evitar o risco de incêndio nas altas temperaturas em que
trabalham. No caso de óleos usados, o aumento do Ponto de Fulgor
significa perda das partes leves por evaporação, enquanto que sua
redução indica que houve contaminação por combustível ou outro
produto de menor Ponto de Fulgor.
Ponto de Fluidez
Para haver uma circulação imediata do lubrificante do carter, as
partes a serem lubrificadas em tempo frio, o óleo deve manter sua
fluidez em baixas temperaturas e escorrer facilmente, a fim de
prover uma lubrificação adequada.
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Uma indicação da capacidade de um óleo fluir em baixas
temperaturas é dada pelo teste de Ponto de Fluidez, que significa a
menor temperatura na qual uma amostra ainda flui, quando
resfriada e observada sob condições especificadas.
O método para determinação do Ponto de Fluidez, consiste em se
resfriar uma amostra num ritmo pré-determinado, observando-se a
sua fluidez a cada queda de temperatura de 3°C, até que
virtualmente a superfície da amostra permaneça imóvel por 5
segundos, ao se colocar o tubo de ensaio com a amostra, na
posição horizontal.
O Ponto de Fluidez fornece uma idéia, de até qual temperatura,
determinado óleo lubrificante pode ser resfriado sem perigo de
deixar de fluir. O óleo lubrificante pode deixar de fluir por duas
razões. Primeiro, pode conter uma certa quantidade de parafina,
que permanece dissolvida no óleo a temperaturas maiores. Quando
este óleo é resfriado, a parafina cristaliza-se, aumentando em
número e tamanho, formando uma estrutura de treliça que tende a
impedir os movimentos do óleo.
Isto pode ser evitado através de diversos métodos para se extrair a
parafina quando da refinação do óleo, ou pelo uso de aditivos
abaixadores do ponto de fluidez, que retardam o crescimento dos
cristais de parafina, A segunda razão, é que todos os óleos
aumentam de viscosidade à medida que a temperatura baixa,
diminuindo naturalmente a sua fluidez.
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Densidade
Os produtos derivados de petróleo expandem-se quando
aquecidos, isto é, aumentam de volume sem modificar o seu peso.
A densidade é um número que define o peso de um certo volume
de uma substância medida a uma determinada temperatura e o
peso de igual volume de outra substância padrão (água destilada),
medido na mesma temperatura (sistema inglês 60°F/60°F) ou em
outra temperatura (sistema métrico 20°C/4°C).
Conhecendo-se a densidade relativa de cada produto, é possível
diferenciar imediatamente quais os produtos de maior ou menor
peso. Pode-se também ter uma idéia se o produto é de origem
parafínica ou naftênica. Normalmente, os óleos lubrificantes
parafínicos possuem densidades inferiores aos naftênicos, e estes,
aos aromáticos.
Devido à medição da densidade ser rápida e fácil de ser realizada,
é largamente usada como meio de controle na refinação, pois
produtos provenientes de um mesmo tipo de petróleo possuem
pontos de ebulição e viscosidade bem definidos e também
densidades características.
Entretanto, é importante frisar que a densidade de óleos
lubrificantes novos não tem nenhum significado quanto à sua
qualidade sendo importante apenas na conversão de litros em
quilos e vice-versa.
Cor
Os produtos de petróleo apresentam grande variação de coloração,
podendo ir do preto até o incolor. A causa disto é a variação da
natureza dos crus utilizados, da viscosidade, dos métodos e das
formas de tratamento utilizados na refinação.
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Os testes para determinação da cor de um lubrificante, em geral
comparam uma amostra destes produtos com padrões conhecidos,
através de um aparelho denominado de Colorímetro.
A cor clara de um lubrificante não significa que ele tenha baixa
viscosidade. A cor de um lubrificante também não significa
qualidade. Para óleos lubrificantes automotivos, a cor não tem
significado prático, salvo para os fabricantes controlarem a
uniformidade de uma batelada de produtos durante o processo de
produção. A cor de um lubrificante pode ser facilmente alterada com
a adição de aditivos e de corantes.
Resíduo de Carbono
Os produtos derivados de petróleo são misturas complexas de
hidrocarbonetos que, quando submetidos à evaporação em altas
temperaturas, deixam resíduos carbonosos que podem trazer
inconvenientes aos motores de combustão interna e a outros
equipamentos. A percentagem de resíduo de carbono de um óleo é
determinada através de métodos e aparelhos especiais
padronizados (Conradson e Ramsbottom). Estes ensaios consistem
basicamente em se fazer evaporar uma pequena amostra de óleo,
não permitindo que o mesmo tenha contato direto com o oxigênio
para evitar sua combustão.
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Estes ensaios servem para comparar as tendências de formação de
resíduos de carbono dos óleos para motores. Os valores obtidos
não devem servir de critério para determinar a qualidade ou
performance de um óleo lubrificante, quando considerados
isoladamente. Isto se deve ao fato de que as condições existentes
durante o teste nos aparelhos padronizados, não são repetidas na
prática. Alguns fatores como a dosagem de combustível pelo
sistema de injeção, condições mecânicas do motor, contaminantes
do óleo, entre outros, podem influenciar muito mais na formação de
resíduos de carbono do que o valor determinado em teste de
laboratório.
Os óleos de origem naftênica produzem menor percentagem de
resíduos de carbono do que os de origem parafínica. Óleos de
maior viscosidade obtidos de um mesmo tipo de petróleo, deixam
maior percentagem de resíduos que os de menor viscosidade.
Também, óleos refinados pelo processo de refinação por solvente,
apresentam resíduos de carbono menores que os apresentados por
óleos de mesma origem, refinados através de outros processos
menos enérgeticos. Deve-se ressaltar que este teste só se aplica a
óleos minerais puros, pois os aditivos, principamente os de base
metálica, distorcem os resultados obtidos.
ANÁLISES DE ÓLEOS LUBRIFICANTES
A troca do óleo lubrificante do motor ou de outras partes de um
veículo torna-se necessária devido à deterioração que pode ocorrer
durante o serviço, pelos seguintes mecanismos:
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Contaminações:
• Degradação térmica ou por oxidação.
• Passagem de gases través dos anéis de segmento (Blowby)
• Filtragem inadequada do óleo e do ar.
• Desgaste mecânico.
• Infiltração externa d’água ou pelo sistema de refrigeração.
• Esgotamento químico dos aditivos (depleção).
ESGOTAMENTO QUÍMICO DOS ADITIVOS
As principais razões para se analisar um óleo lubrificante usado,
são que através dos resultados obtidos nas análises pode-se
determinar se o óleo está ou não em condições de continuar em
uso, se está ocorrendo algum tipo de problema relacionado com as
partes que estão sendo lubrificadas ou com a operação do veículo.
A interpretação da análise de óleos usados depende do
conhecimento do tipo de equipamento, da sua condição, estado
operacional e do conhecimento do lubrificante utilizado, variando de
acordo com cada fabricante de equipamento e de lubrificante.
Abaixo, serão considerados dados gerais de interpretação das
principais análises realizadas em óleos lubrificantes usados, que
servem apenas para orientação, uma vez que os mesmos nem
sempre são conclusivos para condenar ou manter em uso um
lubrificante.
A interpretação final deve ser feita por técnicos habilitados, que
tenham condições de correlacionar os resultados obtidos de cada
veículo e sua condição operacional.
VISCOSIDADE
A análise da viscosidade de um lubrificante permite obter
informações importantes a respeito do funcionamento de um motor.
A viscosidade pode ser afetada por fatores físicos (contaminantes)
e por fatores químicos (oxidação).
O aumento da viscosidade de um óleo é causado por oxidação e/
ou contaminação (passagem de gases pelos anéis de segmento,
poeira, água entre outros).
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A diminuição da viscosidade de um óleo indica que houve diluição,
causada pela passagem de combustível não queimado para o
cárter, ou uma mistura de óleo de menor grau de viscosidade. Em
óleos que possuem aditivo modificador de viscosidade, pode
ocorrer uma queda inicial da viscosidade em serviço, devido ao
cisalhamento mecânico das moléculas dos polímeros utilizados no
aditivo.
Quando o aumento da viscosidade é devido a oxidação do óleo,
normalmente a acidez também sofre um aumento. De maneira
geral, se um lubrificante usado tiver sua viscosidade aumentada em
relação ao seu valor original quando em 15%, ou diminuir sua
viscosidade em 20% ou para um grau de viscosidade SAE
imediatamente inferior, deverá ser trocado de imediato.
O aumento ou diminuição da viscosidade podem ser prejudicial ao
motor ou outras partes, pois interferem diretamente no fluxo e na
capacidade de manter a película lubrificante nas parte móveis.
PONTO DE FULGOR
O teste do Ponto de Fulgor (Flash Point), é um dos métodos
utilizados para se verificar a contaminação por combustível diluído
no óleo lubrificante do motor.
Quando o valor da temperatura encontrada nesta análise diminui, é
sinal de que existe presença de combustível ou de outro produto de
menor Ponto de Fulgor. Geralmente, está queda é acompanhada
por uma diminuição da viscosidade do óleo. Com o uso, poderá
ocorrer o aumento do valor do Ponto de Fulgor, pois o calor gerado
pela combustão e pelo atrito, tende a evaporar as frações mais
leves contidas no óleo lubrificante.
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Para óleos de motores usados, quando ocorrer uma redução
abrupta no Ponto de Fulgor em relação ao valor inicial, deve-se
trocá-lo e verificar no motor as causas mecânicas que geraram isto.
Normalmente o limite mínimo do Ponto de Fulgor de óleos usados é
de 200°C.
DILUIÇÃO
Quando da partida a frio dos motores e durante seu período de
aquecimento, o combustível não queimado pode escorrer através
das paredes dos cilindros, indo misturar-se ao óleo do cárter.
Problemas de desgaste nos anéis, cilindros e no sistema de
alimentação do motor, também ocasionam diluição por combustível
do óleo lubrificante, diminuindo a viscosidade e Ponto de Fulgor,
podendo causar sérios prejuízos a vida útil dos componentes
mecânicos que estão sendo lubrificados.
O teste de diluição mede a percentagem de diesel ou gasolina
contida no óleo lubrificante do cárter. Para determinação da
quantidade de diesel no lubrificante, utiliza-se a análise por
espectrofotometria de infravermelho, que fornece resultados
precisos.
Normalmente, adota-se como limite máximo o valor de 5% de
diluição do óleo lubrificante por combustível. Acima deste valor, o
óleo deve ser trocado e verificadas as possíveis causas desta
contaminação.
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FULIGEM
Este ensaio verifica o teor de resíduos de combustível queimado na
câmara de combustão dos motores, os quais espessam o óleo,
exaurem os aditivos e podem eventualmente entupir o filtro de óleo.
O teor máximo da presença de fuligem em óleos usados é de 5%.
Os fatores que podem contribuir para o acúmulo de fuligem são os
seguintes:
• Elementos do filtro de ar entupidos.
• Marcha lenta excessiva.
• Baixa compressão do motor.
• Desgaste excessivo dos anéis de segmento.
• Sopro de vapores no cárter (blow-by).
• Acelerações rápidas / excessivas.
• Ajustagem incorreta do sistema de injeção.
• Desgaste do turbo alimentador
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ÁGUA POR DESTILAÇÃO
A água, quando misturada aos óleos lubrificantes pode provocar a
oxidação do óleo, a corrosão das partes lubrificadas, o aumento da
viscosidade do óleo, a separação dos aditivos e a formação de
espuma. Quando separada, a água provoca um escoamento
irregular do óleo e falhas de lubrificação.
Para a determinação do teor de água, faz-se uma destilação por
arraste com tolueno no óleo usado, de modo que a água e o tolueno
evaporem e sejam condensados em um recipiente graduado.
Facilmente pode-se comprovar no campo a contaminação de água
em óleos lubrificantes com o teste de crepitação por chapa quente.
Aquecendo-se uma chapa quente, coloca-se uma pequena
quantidade de óleo. Se crepitar (estalar), comprova-se a
contaminação por água.
A água pode ser proveniente, da má estocagem dos óleos,
vazamentos no sistema de arrefecimento do motor, contaminação
externa, condensação da umidade do ar nas partes internas do
motor e do combustível. Nos óleos de motores, a aditivação
detergente-dispersante, a tolerância à água é pequena (máximo
0,3% de água em volume). Quando estes óleos são contaminados
com água, ficam leitosos, com uma cor marrom claro, havendo
separação parcial dos aditivos.
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NÚMERO DE NEUTRALIZAÇÃO
Os óleos lubrificantes usados ou novos podem apresentar
características básicas ou ácidas, dependendo de sua origem,
processos de refinação, aditivos empregados, deterioração em
serviço e contaminações.
As características ácidas podem ser devidas a vários tipos de
substâncias contidas no óleo, tais como ácidos orgânicos ou
inorgânicos, ésteres, resinas ou sais de metais pesados. As
características básicas devem-se a bases orgânicas.
O teste de Número de Neutralização determina a quantidade e o
caráter ácido ou básico de um óleo lubrificante, podendo ser
determinado pelos seguintes métodos:
Colorimétrico – ASTM D-974
O método colorimétrico baseia-se na mudança de coloração de um
indicador, sendo pouco preciso para análises de óleos escuros,
devido à dificuldade de se observar a mudança de cor do indicador.
Potenciométrico – ASTM D-664, D-2896 e D-4739
Os métodos potenciométricos, mais precisos que o anterior,
baseiam-se na diferença de potencial gerado quando colocam-se
dois eletrodos de diferentes materiais na solução que se deseja
medir. Esta diferença de potencial pode ser relacionada diretamente
ao valor do Ph desta solução, podendo variar de 0 a 14, sendo que
de 0 a 7 o produto é ácido, de 7 a 14 o produto é básico e o valor 7
indica produto neutro.
De acordo com o caráter ácido ou básico, o valor do número de
neutralização pode ser indicado pelas seguintes classificações:
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• TBN (Total Base Number): É a medida da quantidade de
ácido, expressa em miligramas de hidróxido de potássio
(KOH), equivalentes ao ácido clorídrico, gasta para neutralizar
(até pH=4) todos os componentes básicos presentes em 1
grama de amostra.
• SBN (Strong Base Number): É a medida da quantidade de
ácido, expressa em miligramas de hidróxido de potássio
equivalentes ao ácido clorídrico, gasta para neutralizar (até
ph=11) as bases fortes presentes em 1 grama de amostra.
• TAN (Total Acid Number): É a medida da quantidade de base,
expressa em miligramas de hidróxido de potássio, necessa’ria
para neutralizar (até pH=11) todos os componentes ácidos
presentes em 1 grama de amostra.
• SAN (Strong Acid Number): É a medida da quantidade de
base, expressa em miligramas de hidróxido de potássio,
necessária para neutralizar (até pH=4) todos os ácidos fortes
presentes em 1 grama de amostra.
A interpretação prática desses valores é a seguinte:
Deve-se notar que os resultados obtidos são sempre expressos em
mg KOH/g, independente deter sido usado um ácido ou uma base
na titulação.
Um óleo mineral puro bem refinado deve apresentar somente uma
acidez ou alcalinidade orgânica, o que normalmente é inferior a 0,1
mg de KOH/g. Os óleos que contém aditivos, podem apresentar
acidez ou alcalinidade total com valores mais elevados, em função
da natureza do aditivo utilizado.
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Com óleos novos, os resultados do teste de neutralização fornecem
um valor para controle de qualidade do produto. Com óleos usados,
os resultados podem servir como um guia do estado mecânico do
motor e troca do óleo nas condições de operação ou deterioração
do produto.
O aumento do TAN indica uma contaminação do óleo com produtos
ácidos provenientes da combustão ou oxidação do mesmo, sendo
que neste caso geralmente ocorre uma evidência paralela que é o
aumento da viscosidade do óleo. Tem-se verificado que existe uma
relação direta entre ácidos orgânicos desta natureza e a ocorrência
de corrosão nos mancais de cobre/chumbo dos motores.
O TBN mede a capacidade que o óleo possui de neutralizar as
substâncias ácidas presentes. O TBN é uma característica
importante do óleo, pois representa a reserva alcalina do mesmo,
utilizado para neutralizar os ácidos fortes que se formam durante a
combustão ou oxidação do óleo, tais com ácidos derivados do
enxofre e nitrogênio. Além disso, está comprovado que o valor do
TBN pode influir diretamente no comportamento do motor. Altos
valores de TBN podem levar a um menor desgaste dos anéis de
segmento, camisas de cilindro, além de menores depósitos de
verniz nas partes críticas do motor.
Não se pode generalizar acerca dos limites para os quais valores de
TBN de um óleo em serviço podem atingir, para decidir com
segurança se ele deve permanecer em uso.
25
Cada tipo de aditivação, motor e condições de serviço, seguem uma
regra própria, que deve ser determinada através de experiências
práticas e de laboratório. A título de orientação, pode-se definir que
para óleos lubrificantes usados a gasolina e álcool, deve-se
considerar um valor mínimo para o TBN de 2,5 mg KOH/g. Para
óleos lubrificantes usados em motores diesel, o valor mínimo
considerado para o TBN é 4,0 mg KOH/g.
Deve-se lembrar ainda que, quando o TBN de um óleo lubrificante
aproxima-se de zero, a sua reserva alcalina esgotou-se e que a
partir deste momento a sua tendência é tornar-se ácido.
ANÁLISE ESPECTROGRÁFICA
A análise espectrográfica dos óleos lubrificantes, realizadas nos
aparelhos de emissão espectrográfica ou no especfotômetro de
absorção atômica, fornece resultados rápidos e precisos dos
contaminantes inorgânicos presentes nas amostras testadas. Além
dos elementos contidos nos aditivos do óleo, outros metais como o
ferro, cromo, cobre, chumbo, alumínio e silício, são de especial
interesse para se avaliar, problemas na lubrificação das partes
móveis do motor, que ocasionam o desgaste de determinadas
peças, ou problemas provenientes do mau funcionamento do
sistema de filtragem de ar. Os valores obtidos de cada elemento
nos testes permitem corrigir operações inadequadas do
equipamento, ou ainda dados significativos para se elaborar um
plano de manutenção preditiva.
26
A interpretação dos resultados obtidos deve ser feita por técnicos
capacitados, que tenham conhecimento do tipo de óleo analisado e
de sua origem, além dos dados de operação do equipamento, para
poderem avaliar corretamente o significado relativo de cada
elemento contido na amostra analisada. A determinação dos metais
e outros elementos produzidos por desgaste e sua concentração, é
a consideração principal neste tipo de análise.
Destes materiais, o ferro e o silício são os que estão mais
associados com o desgaste mecânico. O ferro está relacionado com
o desgaste abrasivo e corrosivo sofrido pelas partes constituídas
deste material, como camisas de cilindros, árvore de comando de
válvulas e sedes de válvulas. O silício provém geralmente da sujeira
e do pó abrasivo (poeira) devido a má filtragem ou entrada falsa de
ar no sistema de admissão. O cromo indica desgaste dos anéis de
segmento. O alumínio indica desgaste nos pistões e o cobre está
associado com o desgaste ou corrosão dos casquilhos de mancais
(bronzinas).
Alguns fabricantes de motores estabelecem limites da presença de
partículas de desgaste metálico, baseados nas experiências em
serviço obtidas em muitos anos de observação e controles. Mesmo
assim, a melhor forma de abordar este problema é através da
experiência e análise com cada tipo de veículo, a fim de se
determinar os valores críticos para estes metais de desgaste.
27
Os valores limites estabelecidos por um fabricante ou pelos
usuários, não valem para outros fabricantes ou usuários com outras
condições de serviço.
O óleo lubrificante usado sempre apresenta metais de desgaste das
partes internas, sendo preocupante somente quando excede os
limites normais do equipamento em cada situação.
GUIA DE ORIENTAÇÃO PRÁTICO
28
Guia para interpretação de análise de óleo usado em função dos
equipamentos:
A) MUDANÇA DA VISCOSIDADE
MOTOR
Uso de produto com viscosidade diferente da indicada.
• Contaminação:
Fuligem, má combustão, relação ar-combustível rica;
ineficiência dos filtros de óleo, baixa compressão, restrição na
entrada de ar; soprador ou turbo-alimentador defeituoso; má
regulagem da injeção; agulhas dos injetores ou válvulas das
bombas dos injetores descalibradas ou com vazamentos;
excessiva passagem direta dos gases causada por anéis ou
camisas gastas; anéis presos; vazamentos vindo de
compartimentos adjacentes.
• Degradação do óleo:
Operação a temperaturas mais altas do indicado; intervalo
excessivo de troca de óleo; camisas gastas; refrigeração
inadequada; operação com mistura pobre.
• Diluição pelo combustível:
Motores Diesel - Mistura rica por gotejamento dos bicos
injetores; ajustes incorretos do sistema de alimentação,
ventilação do cárter obstruída, temperatura de operação mais
baixa do indicado; defeituosa configuração da pulverização do
combustível injetado; vazamentos na linha do combustível;
excessiva marcha lenta.
Motores a Gasolina - Excessiva marcha lenta; temperatura de
operação mais baixa do indicado; ventilação do cárter
obstruída; filtro de ar entupido, defeito nos componentes do
sistema de alimentação.
TRANSMISSÕES, DIFERENCIAIS, COMANDOS FINAIS E
SISTEMAS HIDRÁULICOS.
Uso de produto com viscosidade diferente da indicada.
• Contaminação:
29
Vazamento vindo do compartimento adjacente; contaminação
do equipamento para adicionar óleo.
• Degradação de óleo
Operação a temperaturas mais altas das indicadas; intervalo
excessivo dos períodos de troca.
B) CONTAMINAÇÃO POR ÁGUA
TODOS OS TIPOS DE EQUIPAMENTOS
Vazamento do sistema de refrigeração – Vide item C
• Condensação
Temperatura de operação mais alta da indicada; ventilação
inadequada; serviço intermitente por curtos períodos.
• Estocagem imprópria do óleo
Tambores estocados de pé ao relento; contaminação do
equipamento para adicionar o óleo.
• Fonte externa
Equipamento exposto ao tempo; lavagem do compartimento.
C) CONTAMINAÇÃO COM ADITIVO DE ARREFECIMENTO OU
ANTICONGELANTE
MOTOR
• Vazamento do Refrigerante
Torque inadequado no cabeçote; juntas e gaxetas defeituosas
ou rompidas; vedadores das camisas dos cilindros, bloco,
cabeçote ou camisa rachada.
OUTROS MECANISMOS
• Vazamento do Refrigerante
30
• Vazamento do radiador de óleo
D) CONTAMINAÇÃO POR COMBUSTÍVEL
MOTOR
• Diluição - Vide item A
E) CONTAMINAÇÃO POR SUJIDADE
MOTOR
Poeira (Ambiente de trabalho) - Manutenção inadequada do
filtro de ar; entradas falsas no sistema de admissão;
manutenção
inadequada
da
ventilação
do
cárter;
contaminação durante a manutenção; sujeira no equipamento
para adicionar óleo; má amostragem.
OUTROS MECANISMOS
Manutenção inadequada do respiro de ar; vedadores
inadequados ou desgastados; sujeira no equipamento para
adicionar óleo; má amostragem.
F) CONTAMINAÇÃO POR DESGASTE METÁLICO
A importância dos valores de metais de desgaste varia de acordo
com o fabricante do modelo do equipamento e com o tipo de
serviço; também devem ser consideradas as condições ambientais,
períodos de troca, intervalos de troca de filtros e etc. Os valores não
devem ser julgados unicamente por seu níveis absolutos e sim por
mudanças abruptas ou rápidas desses níveis, os quais podem
indicar uma modificação nas condições mecânicas ou operacionais
do equipamento. Estudo da correlação entre metais oriundos de
desgaste, tais como: cobre/chumbo, cromo/ferro, estanho/chumbo
muitas vezes oferecem indícios que poderão precisar exatamente
quais os componentes sofrendo desgaste anormal e a causa deste.
1. FERRO
Motor
Ferrugem; anéis, camisas, munhões do virabrequim, ou
bomba de óleo desgastadas; peças frouxas ou quebradas no
trem de engrenagens de distribuição, turbo-alimentador com
problema.
Outros Mecanismos
31
Ferrugem; engrenamento impróprio de marchas; incorreto
ajuste dos mancais; partes frouxas ou desgastadas;
engrenagens; eixos; estrias; desgaste do tambor do freio.
2. CHUMBO
Motor
Desgaste dos mancais ou buchas desgastadas ou “babbit”
(metal patente).
Outros Mecanismos
Desgaste dos mancais cobre-chumbo ou “babbit” (metal
patente).
3. COBRE
Motor
Casquilhos (bronzinas), mancais de buchas desgastadas;
buchas de balancim ou pino do pistão; arruela de encosto de
engrenagem de distribuição; vazamento d’água para o
radiador de óleo e suas tubulações; vazamento de óleo da
transmissão para o compartimento do motor; tubulações de
cobre do esfriador de óleo e outros.
Outros Mecanismos
Desgaste de buchas; transmissão patinando; tubulações de
cobre do resfriador de óleo e outros.
4. CROMO
Motor
Anéis de segmento ou cilindros cromados desgastados;
virabrequim cromado; vazamento do refrigerante. Vide Item C
e comentários para o Boro.
Outros Mecanismos
Êmbolo (pistão) torto ou escariado de cilindro hidráulico
cromado; desgaste de engrenagem ou mancal.
5. NÍQUEL
Motor
Válvulas de admissão e escape.
32
Outros Mecanismos
Mancais.
6. ALUMÍNIO
Motor
Desgaste ou escariação de pistões de alumínio; desgaste
casquilhos de biela; buchas de bomba de óleo
engrenagem de distribuição; sujidade, poeira; compostos
brunimento.
Outros Mecanismos
Raspagem do estator do conversor de torque; desgaste
corpo de bombas (sede).
de
ou
de
no
7. SILÍCIO
Motor
Sujidade, poeira - manutenção inadequada do filtro de ar;
entradas falsas de ar no sistema de admissão; manutenção
inadequada da ventilação do cárter; vazamento do
refrigerante;
contaminação
durante
a
manutenção;
equipamentos sujos para adicionar óleo.
Outros Mecanismos
Essencialmente os mesmos indicados para o motor; lonas de
freio.
8. BORO
Motor
Vazamento d’água refrigerante contendo anticongelante ou
inibidor. Motores trabalhando normalmente evaporam
qualquer água pura presente no óleo, mas se inibida, ficará no
óleo, cromo, boro ou outro inibidor.
9. ESTANHO
Motor
Casquilhos das bielas; pinos de pistão e buchas do eixo
comando de válvulas; pistões, se estanhados.
Outros Mecanismos
Casquilhos, mancais e buchas.
10. MOLIBDÊNIO
33
Motor
Anéis de pistão recobertos com camada de molibdênio.
ADITIVOS E SUAS FUNÇÕES
Os aditivos para óleos lubrificantes podem ser definidos como tipos
especiais de produtos químicos, de composição exata e conhecida,
solúveis ou dispersos no óleo, usados em concentrações
adequadas, com a finalidade de reforçar algumas das qualidades
dos lubrificantes, lhes ceder novas ou eliminar propriedades
indesejáveis.
Em geral, os aditivos são usados para dar aos lubrificantes, em
usos específicos, propriedades especiais que podem ser obtidas
por meio unicamente dos métodos de refinação. Os aditivos são
usados em grande escala para aprimorar óleos de qualidade,
altamente refinados, não representando um meio para se conseguir
produtos de qualidade inferior. Não devem, assim, ser considerados
como meio ardiloso para encobrir deficiências ou propriedades
inadequadas de um óleo lubrificante mineral.
A incompreensão inicial deste fato criou certa desconfiança contra o
uso de aditivos durante muitos anos. Entretanto, constitui fato
reconhecido atualmente, representarem os aditivos real progresso
tecnológico, baseados em sólidos conhecimentos das exigências
confiadas aos lubrificantes nos mais severos tipos de trabalho.
Somente através da pesquisa e utilização de aditivos cada vez mais
eficientes, foram possíveis os enormes avanços no campo da
lubrificação automotiva.
A escolha dos aditivos adequados aos óleos básicos é geralmente
um processo demorado e custoso, exigindo pesquisas complexas
para se estabelecer as proporções corretas e os compostos mais
adequados a cada tipo de óleo básico, pois não existem aditivos
universalmente eficientes com todos os tipos de óleos. Mais difícil
ainda, é avaliar completamente o rendimento das misturas
resultantes em testes de laboratório e em provas práticas.
Como cada fabricante utiliza aditivos de composição e quantidade
diferentes, não é aconselhável misturar-se óleos de marcas ou tipos
34
diferentes, principalmente quando se tratar de óleos para
engrenagens. Também não se recomenda a adição por parte do
consumidor, de outros aditivos a um óleo já aditivado, devido a uma
possível incompatibilidade química que pode ocorrer.
Os aditivos em lubrificantes podem ser classificados da seguinte
forma:
a)
b)
Aditivos que modificam determinadas características físicas
dos óleos, tais como índice de viscosidade, ponto de fluidez e
espuma.
Aditivos cujo efeito final é de natureza química, como por
exemplo: inibidores de oxidação, agentes antidesgaste e
dispersantes.
TIPOS DE APLICAÇÕES
Os principais aditivos utilizados nos óleos lubrificantes para motor e
transmissão são:
• Antioxidante
• Detergente Inibidor
• Dispersante
• Inibidor de Ferrugem
• Antidesgaste / Extrema Pressão (EP)
• Antiespumante
• Abaixador do Ponto de Fluidez
• Modificador de Viscosidade
• Inibidor de Corrosão
• Desativador de Metais
Antioxidante
Composição Típica:
Fenóis, aminas aromáticas, compostos orgânicos de zinco.
35
Função:
Em operações onde existem temperaturas elevadas, mesmo o
melhor óleo mineral tende a se oxidar, devido a presença de
oxigênio, formando borras, vernizes e compostos ácidos que
atacam os mancais e outras partes metálicas do motor. Estes
aditivos operam basicamente reduzindo a formação de
substâncias ácidas, diminuindo a quantidade de oxigênio
absorvida pelo óleo. As reações de oxidação são evitadas,
pela formação de compostos solúveis inativos ou absorvendo
o oxigênio, ou seja, o aditivo é oxidado preferencialmente ao
óleo. As superfícies das partículas metálicas de desgaste são
cobertas pelo aditivo antioxidante, evitando a ação das
mesmas na oxidação do lubrificante.
É evidente que após um certo período de trabalho do óleo
lubrificante, o aditivo antioxidante é consumido (depleção) e, a
partir deste ponto, o óleo lubrificante se oxidará rapidamente,
devendo ser trocado.
Detergente Inibidor
Composição Típica:
Compostos organometálicos, tipo
metálicos alquilados, entre outros.
sulfonatos,
fenatos
36
Função:
Estes aditivos são na realidade sabões de elevado peso
molecular contendo bário, cálcio, magnésio e outros
compostos, cujas principais finalidades são de neutralizar os
gases ácidos do cárter (conhecidos como Blowby),
provenientes da câmara de combustão através dos anéis.
Devem também reduzir a formação de verniz e depósitos de
carbono nos pistões e na zona dos anéis evitando o
agarramento dos mesmos que pode ocorrer em condições de
operação em elevadas temperaturas, além de manter as
superfícies metálicas limpas. Quando depósitos de carbono,
borra e verniz se formam internamente no motor, raramente
eles são removidos, exceto com o uso de solventes ou com
uma remoção mecânica. A função do aditivo detergente
inibidor não é só limpar os depósitos já existentes no motor
mas, principalmente, prevenir a sua formação.
Dispersantes
Composição Típica:
Poliésteres de estireno e polimetacrilatos contendo grupos
funcionais de alta polaridade, polisobutinil succinamidas de
poliaminas de elevada polaridade ou pentacritinol.
Função:
Este tipo de aditivo tem como funções principais, manter em
suspensão a fuligem (principalmente em motores diesel), inibir
e dispersar a borra formada, reduzir a formação de vernizes e
37
ajudar a neutralizar os ácidos formados durante a combustão.
Os gases provenientes da câmara de combustão, que são
constituídos basicamente de vapor de água, gás carbônico,
combustível não queimado, óxidos de nitrogênio, dióxido
enxofre e outras substâncias, além de ácido sulfúrico,
resultante da reação dos derivados de enxôfre com a água.
No trânsito tipicamente urbano (intermitente e de percursos
curtos), o motor opera em baixas temperaturas, propiciando a
condensação dos gases e a formação de borras e depósitos.
Com a utilização do aditivo dispersante, cada partícula de
resíduo é envolvida por uma camada protetora, que as
mantém separadas, de modo que não possam se agrupar em
grandes massas, permanecendo dispersos e suspensos no
óleo. A utilização de aditivos dispersantes sem cinzas,
mostraram-se excelentes no controle do tamanho da partícula
de borra, mantendo-as dispersas, não permitindo que se fixem
nas superfícies metálicas, sendo que as maiores partículas
encontradas em suspensão no óleo lubrificante, são menores
que a menor folga encontrada entre duas peças mecânicas
em movimento no motor, não havendo assim a possibilidade
de obstrução das folgas ou de promoverem o desgaste
abrasivo das peças. Uma grande parte destas partículas são
retidas no filtro de óleo sendo o restante drenado quando da
troca do óleo.
A utilização de aditivos detergentes e dispersantes faz com
que o óleo escureça rapidamente (notado principalmente em
motores a gasolina e diesel), fato esse mal compreendido por
alguns consumidores, que acreditam que isto é sinal de
deterioração do óleo, ao contrário, o escurecimento do óleo
demonstra estar ele desempenhando a função a que se
destina, ou seja, os aditivos detergente e dispersante estão
atuando eficientemente, limpando internamente o motor e
mantendo em suspensão as impurezas e contaminantes, de
forma que não causem desgastes anormais e possam ser
retiradas do circuito pelo filtro ou na ocasião da troca do óleo.
Inibidores de ferrugem
Composição Típica:
Sulfonatos de metal, ésteres de álcool e fenol, aminas e
ácidos graxos.
38
Função:
A ferrugem é o tipo mais conhecido de corrosão e acontece
quando a água entra em contato com as partes metálicas.
Com o motor trabalhando em altas temperaturas, esta água é
praticamente toda evaporada, tendo poucas chances de
causar ferrugem. Quando o motor trabalha em temperaturas
menores, típicas de operação intermitente no trânsito urbano,
o óleo do cárter apresenta baixas temperaturas, que
propiciam a condensação da água, podendo provocar
ferrugem nas partes metálicas se o óleo lubrificante não tiver
o aditivo correto. A principal função deste aditivo é evitar a
formação de ferrugem nas partes internas do motor, como
tuchos, mancais, cilindros, e outras partes sensíveis a
ferrugem, através de um recobrimento das superfícies
metálicas como aditivo, repelindo o ataque da água e
neutralizando os ácidos corrosivos.
Antidesgaste / extrema pressão (EP)
Composição Típica:
Diaquil ditiofosfato de zinco, compostos de enxofre e cloro,
ácidos fosfatados orgânicos.
39
Função:
Tem como principal função reduzir o desgaste das peças em
movimento no motor. Em locais onde a lubrificação é crítica,
como, por exemplo, na árvore do comando de válvulas, a
elevada carga que atua sobre os cames resultariam num
desgaste excessivo por arranhamento se não houvesse um
aditivo que evitasse o contato direto das superfícies metálicas
e reduzisse drasticamente o atrito nas mesmas.
Geralmente, estes aditivos reagem ou decompõem
termicamente, formando uma película sólida protetora sobre a
superfície metálica. Como possuem menor resistência ao
cisalhamento do que o metal, evitam assim a soldagem ou
grimpamento das partes em contato. Nos óleos de
transmissão, utiliza-se aditivos de extrema pressão que são,
basicamente compostos de enxofre e fósforo, para dar
proteção às engrenagens hipóides e em engrenagens onde
existe deslizamento entre os dentes, além do rolamento entre
os mesmos.
Os aditivos apenas com ação antidesgaste são semelhantes
aos de extrema pressão, porém possuindo uma ação mais
branda, sendo que seus principais elementos são o zinco e o
fósforo.
Antiespumante
Composição Típica:
Polímeros de silicone.
40
Função:
A principal função é evitar a formação de espuma estável.
Atuam reduzindo a tensão superficial das bolhas, fazendo
com que as mesmas estourem rapidamente. Não se deve
esquecer que a espuma são bolhas de ar cercadas
superficialmente por uma película de óleo lubrificante. Toda
vez que esta bolha é arrastada para o sistema de lubrificação,
ela não consegue separar as superfícies metálicas em
contato, não lubrificando e ocasionando um desgaste
excessivo ou até grimpamento. A espuma é inimiga da boa
lubrificação, devendo sempre ser evitada através de aditivos
para este fim.
Abaixador do ponto de fluidez
Composição Típica:
Polimetacrilatos, naftaleno alquilado ou fenóis.
Funções:
A função principal deste aditivo é abaixar (ou reduzir) o ponto
de fluidez do óleo lubrificante. O seu mecanismo de atuação é
o recobrimento das estruturas cristalinas do óleo, evitando o
41
seu crescimento e aglomeração a baixas temperaturas,
permitindo assim ao lubrificante fluir em temperaturas mais
baixas do que ocorreria se o mesmo não tivesse este aditivo.
Modificador de viscosidade
Composição Típica:
Polímeros de butileno, polimetacrilatos, iso-olefinas e vários
compolímeros selecionados.
Função:
A função deste aditivo é reduzir a variação de viscosidade do
óleo lubrificante, em relação às mudanças de temperaturas. O
aditivo melhorador do índice de viscosidade ou modificador de
viscosidade, sofre menor influência da variação de
temperatura do que o óleo lubrificante, ou seja, eles possuem
uma viscosidade menos variável, permitindo que haja uma
compensação com a variação da viscosidade do óleo.
O mecanismo de funcionamento destes aditivos é o seguinte:
• Em temperaturas menores, as moléculas do aditivo são
contraídas, permitindo que o óleo tenha uma viscosidade
42
menor nestas temperaturas, do que se ele não tivesse o
aditivo.
• Em temperaturas elevadas, as moléculas do aditivo
distendem-se aumentando de volume. Dessa forma, o
escoamento do óleo é dificultado, apresentando uma maior
viscosidade.
Este tipo de aditivo proporciona partidas mais rápidas com o
motor frio, reduz o desgaste e diminui o consumo de óleo.
Inibidor de corrosão
Composição Típica:
Diaquil ditiofosfato de zinco, fenóis, aminas aromáticas.
Função:
Sua principal função é formar uma película química protetora
sobre as superfícies metálicas, neutralizando os ácidos
presentes e prevenindo o ataque de contaminantes corrosivos
existentes no óleo, nos mancais e em outras partes metálicas
do motor.
Desativador de metais
Composição Típica:
Diaquil ditiofosfato de zinco, sulfatos orgânicos e certos
compostos orgânicos de nitrogênio.
Função:
Neutralizar os efeitos catalíticos de certos metais no processo
de oxidação. Atuam basicamente por adsorsão física ou
química, formando uma película protetora inativa sobre a
superfície metálica, ou formando cataliticamente um complexo
inativo com íons metálicos.
LUBRIFICAÇÃO DE MOTORES
43
A IMPORTÂNCIA DA LUBRIFICAÇÃO
O alto desempenho de um veículo moderno, só é possível através
de lubrificantes eficientes cuja principal função é prover e garantir
lubrificação contínua a todas as superfícies das peças em
movimento.
A lubrificação incorreta ou ineficiente e a utilização de lubrificantes
com características e propriedades inadequadas, afetam o
funcionamento do motor e das outras partes lubrificadas de um
veículo, ocasionando um desgaste acentuado das peças e uma
grande possibilidade de grimpamento das mesmas, inutilizando-as.
A necessidade de lubrificação se explica quando duas superfícies
metálicas deslizam uma em relação à outra. A este movimento
existe uma resistência, que é denominada “atrito”. O atrito é
totalmente indesejável no caso das partes metálicas em movimento
de um veículo, pois implica em geração excessiva de calor e
desgaste das peças, além de perda de energia pelo agarramento
entre elas, causando uma perda de rendimento e consumo
adicional de combustível.
Uma vez que o atrito e o desgaste provêm do contato direto das
superfícies, a melhor forma para deduzi-los é manter as superfícies
separadas, intercalando-se entre elas uma camada de lubrificante.
Portanto, lubrificante é qualquer material sólido, líquido ou gasoso
que, interposto entre duas superfícies atritantes reduz o atrito das
mesmas. O menor atrito existente é o dos gases, vindo a seguir o
dos líquidos e por fim, o dos sólidos.
De maneira geral, os lubrificantes líquidos são os mais utilizados e,
entre eles, os produtos derivados de petróleo constituem-se em
44
excelentes lubrificantes em quase todas as situações. Possuem
ótimas propriedades físicas para formação de uma película
lubrificante eficiente, além de outras propriedades que os
diferenciam em relação a outros tipos de fluidos.
A maioria das propriedades dos fluidos lubrificantes, derivados do
petróleo, pode ser modificada quando da sua fabricação, podendose assim obter um lubrificante adequado para cada aplicação e
condição de trabalho.
UTILIZAÇÃO DOS ÓLEOS LUBRIFICANTES
Um veículo possui centenas de partes que se movimentam e devem
ser separadas por uma película de lubrificante. Para que possa
haver uma lubrificação eficiente o óleo lubrificante é forçado a
vencer uma série de obstáculos. Deve possuir a propriedade de
formar película protetora entre as peças em contato, tanto nas
baixas como nas altas temperaturas que se produzem nos cilindros,
como mesmo grau de proteção. Deve formar película protetora em
velocidades muito baixas e, ao mesmo tempo, assegurar
lubrificação perfeita em grandes velocidades. Deve ser
suficientemente fino para penetrar nas menores folgas e, ao mesmo
tempo ser bastante espesso para manter uma película constante
entre as partes em movimento e amortecer os choques sem se
romper.
As funções e qualidades essenciais que os óleos lubrificantes
devem possuir para uma perfeita lubrificação automotiva são:
• Reduzir o atrito e evitar o desgaste entre as partes em
movimento.
• Proteger contra a corrosão e a ferrugem.
• Ajudar na vedação.
• Contribuir na refrigeração.
• Limpar e facilitar a eliminação de produtos indesejáveis.
• Evitar a formação de espuma.
FUNÇÕES DOS ÓLEOS PARA MOTORES
45
Os modernos óleos lubrificantes para motores são projetados e
desenvolvidos tão cuidadosamente quanto os próprios motores.
Devem prover lubrificação plena e eficiente sob as mais variadas
condições de operação e garantir um funcionamento perfeito do
motor
por
um
ongo
período.
A mais importante função de um óleo para motor é manter uma
película lubrificante entre todas as peças em movimento, evitando o
contato entre as superfícies metálicas, reduzindo o desgaste e
prolongando a vida do motor.
A segunda importante função do óleo para motor é reduzir o atrito
entre as partes móveis. Nos últimos anos, os fabricantes de
motores têm trabalhado no sentido de introduzir alterações nos
seus projetos, com o propósito de reduzir o atrito entre as peças em
movimento, a fim de obterem maior eficiência mecânica dos
motores. Este trabalho teria se mostrado infrutífero, se não fosse a
capacidade dos modernos óleos para motores de manter uma
resistente película em altas temperaturas e velocidades, cargas
elevadas e pequenas tolerâncias entre as partes do motor.
Os óleos para motores atuais fazem mais do que isso. A terceira
função importante é desempenhar o papel de fluido refrigerante,
removendo parte do calor gerado pelo motor. Em um motor, cerca
de 5 a 10% do calor gerado, provêm do atrito produzido pelas
partes em movimento, como anéis, mancais da árvore de
manivelas, cames da árvore de comando de válvulas.
Estas partes de precisão do motor, por possuírem superfícies
altamente usinadas, são muito sensíveis a corrosão, ferrugem e
formação de depósitos. Isto indica outras funções quem um óleo
para motor deve possuir: prevenir a corrosão e eliminar depósitos
nocivos às superfícies.
Além disso, um bom lubrificante para motor deve possuir as
seguintes características: permitir uma partida rápida, mesmo em
condições de baixa temperatura, manter limpas as peças móveis do
motor, arrefecer as partes móveis do motor, vedar as altas pressões
geradas na combustão, evitar a formação de espuma.
Os modernos óleos para motores são produtos de alta tecnologia,
cuidadosamente desenvolvidos por engenheiros e químicos, para
executarem satisfatoriamente todas as funções que deles se
necessitam.
46
LUBRIFICAR E PREVENIR CONTRA O
DESGASTE
Quando o motor é acionado, o óleo lubrificante deve circular
imediatamente e lubrificar todas as partes em movimento, para
prevenir o contato de metal com metal, o que resultaria em
desgaste. O lubrificante deve ser fornecido continuamente, através
de um fluxo adequado e de uma distribuição apropriada, a fim de
manter as superfícies em movimento
separadas
por
uma película de lubrificante constante, completa e inquebrável,
denominada lubrificação hidrodinâmica.
O fator determinante em se manter estas partes separadas, é a
viscosidade do óleo na temperatura de trabalho, que deve
permanecer alta o suficiente para evitar o contato metal com metal.
Na lubrificação hidrodinâmica, existe uma película fluida que separa
as peças em movimento, fazendo com que o desgaste das mesmas
seja desprezível e que o atrito seja bem reduzido, em função da
substituição do atrito sólido pelo atrito fluido. Os mancais da árvore
de manivelas, das bielas e da árvore de comando de válvulas, além
dos pinos dos pistões, normalmente operam sob condições de
lubrificação hidrodinâmica.
Sob algumas condições, é impossível manter uma película contínua
entre as partes em movimento. Quando se dá a partida em um
motor, depois de muito tempo parado, uma grande parte do óleo
escorre das superfícies em atrito, havendo, em alguns locais,
películas incompletas de óleo. Esta situação pode também ser
encontrada em condições de baixas velocidades, altas cargas,
temperaturas muito elevadas, suprimento de óleo insuficiente ou
durante o período de amaciamento do motor. Esta condição de
película é denominada de “lubrificação limítrofe”, sendo que nessas
condições existe um contato metal com metal intermitente, entre as
partes mais altas das superfícies em deslizamento. A carga é
suportada parcialmente pela película de óleo, que é rompida nos
picos das superfícies, resultando num contato prejudicial entre as
partes metálicas. Quando isto ocorre, o atrito gerado entre as partes
metálicas em contato direto pode produzir calor suficiente para
provocar uma solda entre as mesmas, que resultaria no
grimpamento total do motor ou arrancamento de pequenas
partículas das superfícies, o que gera um alto desgaste e um
conseqüente riscamento das superfícies.
47
A lubrificação limítrofe é encontrada na área dos anéis superiores
dos pistões, onde o fornecimento de óleo é limitado, as
temperaturas são muito elevadas e ainda existe o problema da
reversão do sentido de movimentação do pistão. Também no
conjunto de válvulas, tuchos e ressaltos da árvore de comando,
existem condições de extrema-pressão e lubrificação por película
parcial, devido às altas cargas suportadas por áreas de contato
muito pequenas, altas velocidades e altas temperaturas.
Em diversas partes do motor a serem lubrificadas, as condições de
lubrificação são muito severas, em função da temperatura, pressão
e velocidade. Uma das zonas mais críticas para lubrificação são os
anéis superiores.
Através de ensaios que medem o atrito e o desgaste sob condições
severas de funcionamento, pela utilização de óleos básicos
selecionados e de aditivos adequados para aumentar o poder
lubrificante e a resistência de película dos óleos lubrificantes,
obtém-se produtos com propriedades e características apropriadas
para evitar o desgaste das partes em movimento de um motor.
REDUZIR O ATRITO
Em condições de lubrificação hidrodinâmica, existe uma película
espessa de óleo lubrificante, que evita o contato direto entre as
partes em movimento. Entretanto, o movimento relativo dessas
peças, exige uma força adicional para vencer o atrito fluido do
lubrificante. Assim, a viscosidade do óleo deve ser alta o suficiente
para manter uma película estável, mas deve ser baixa o suficiente
para oferecer o menor atrito fluido, a fim de não aumentar a
quantidade de força necessária para vencê-la.
As faixas de viscosidade apropriadas de acordo com as
temperaturas ambientes, são especificadas pelos graus SAE e
recomendadas pelos fabricantes de veículos. Mudanças
significativas na viscosidade do óleo durante sua operação são
potencialmente perigosas para o motor. Isto ocorre principalmente
quando existe contaminação do lubrificante. Com a diluição pelo
combustível, a viscosidade diminui. Com a fuligem, sujeira, borra e
água, a viscosidade aumenta. Assim, os níveis de contaminantes
presentes no óleo devem ser mantidos baixos, através da troca dos
filtros e do óleo nos intervalos recomendados.
48
Sob condições de lubrificação limítrofe ou de extrema-pressão, a
quantidade e o tipo dos aditivos químicos utilizados, são mais
importantes do que a própria viscosidade para manter o atrito em
níveis aceitáveis. O balanceamento de aditivos utilizados na
formulação de um óleo para motores é crítico, pois todas as
condições de operação desses motores devem ser satisfeitas. Para
se atingir esse equilíbrio, são realizados testes de laboratório e de
campo, além de muitas pesquisas para determinar os compostos
adequados e as quantidades corretas.
PERMITIR PARTIDAS RÁPIDAS
A facilidade da partida de um motor não depende apenas das
condições da bateria, das velas da volatilidade do combustível e da
relação de mistura ar-combustível. Depende também das
propriedades de fluidez do óleo que, se estiver muito viscoso
quando da partida, irá gerar um esforço adicional para vencer o
atrito fluido, de forma que o motor não irá girar com rapidez
suficiente para pegar e manter-se funcionando.
A característica fundamental de um óleo, que determina a facilidade
de arranque de um motor, e sua viscosidade na temperatura de
partida. A resistência que um óleo apresenta para fluir é função de
sua estrutura molecular. Assim, é importante a utilização de um óleo
que tenha características de viscosidade em baixas temperaturas,
que garantam uma partida satisfatória do motor, além de fluir
rapidamente e circular para pontos a serem lubrificados, para
prevenir contra o desgaste destas partes.
49
PROTEGER CONTRA A CORROZÃO E A
FERRUGEM
Sob condições ideais a queima do combustível em um motor forma
como subprodutos apenas dióxidos de carbono e água. Entretanto,
dificilmente ocorre uma combustão completa. Parte do combustível
não queimado passa por complexas reações químicas durante a
combustão, formando em algumas condições específicas fuligem e
carbono, que conseguem escapar juntamente com o combustível
pelos anéis dos pistões, indo depositar-se no cárter, onde existe a
tendência de reagirem com água, formando borras e depósitos de
vernizes. O acúmulo de borra pode obstruir as galerias de
distribuição de óleo sobre as superfícies em movimento, causando
o agarramento de peças vitais, resultando numa vida menor do
motor.
A água é também um problema para o motor. Durante a queima do
combustível, a água sempre resulta como produto de combustão.
Apesar de uma grande parte desta água estar em forma de vapor e
vir a ser expulsa através do sistema de escapamento, uma parte
dela irá se condensar nas paredes dos cilindros ou então descerá
para o cárter, através dos anéis dos pistões. Isto ocorre mais
freqüentemente em climas frios, antes que o motor atinja a
temperatura normal de funcionamento. Além da água e dos
subprodutos de uma combustão incompleta, outros gases
corrosivos também passam pelos anéis e são condensados ou
dissolvidos no óleo lubrificante. Na própria oxidação normal do óleo,
formam-se ácidos que, juntamente com os outros elementos
anteriores, são um risco potencial para a ocorrência de ferrugem e
corrosão das partes internas do motor. A vida útil destas partes e a
sua proteção efetiva contra a corrosão e a ferrugem dependem de
forma significativa da capacidade que o óleo possui de neutralizar
os efeitos de todas estas substâncias corrosivas, através de aditivos
químicos, solúveis no óleo, que realizam esta função.
50
MANTER O MOTOR LIMPO
Na formulação de um óleo lubrificante para motores, o objetivo
básico não é somente manter as peças do motor limpas, mas
também prevenir a formação de depósitos de verniz e borra. A
formação de borra no motor é geralmente um problema típico de
operações sob baixas temperaturas, sendo formada pela
combinação da água de condensação, sujeira, produtos da
oxidação do óleo e resíduos de combustão incompleta. A borra
inicialmente é composta de partículas tão pequenas, que nenhum
tipo de filtro de óleo pode removê-las. Elas são menores do que a
própria película de óleo, não causando, portanto, nenhum problema
de desgaste, desde que permaneçam pequenas e dispersas no
óleo. Entretanto, com o aumento da contaminação durante o uso do
óleo, as partículas de borra tendem a se agrupar e formar grandes
massas, que assim podem restringir o fluxo de óleo e causar outros
problemas. A formação de borra é agravada pela presença de água,
além de outros fatores como misturas ar-combustível ricas (ocorre
na partida, quando o afogador está puxado ou prendendo, com
filtros de ar sujos ou em casos de falha de ignição) e temperaturas
de
funcionamento
muito
elevadas.
Um óleo mineral puro possui uma capacidade muito limitada de
evitar o acúmulo de contaminantes e a formação de borra dentro do
motor. Os aditivos detergentes e dispersantes são adicionados aos
óleos para evitar que isso ocorra. Estes aditivos mantêm as peças
do motor limpas e os contaminantes dispersos no óleo, de forma
que eles possam ser removidos através do sistema de filtragem, ou
quando das trocas de óleo. Estes aditivos também são muito
eficientes na prevenção de formação de depósitos de verniz dentro
do motor. O verniz é produto das reações químicas dos diversos
contaminantes presentes no óleo com o oxigênio, em altas
temperaturas. O verniz tende a se formar como uma película dura
nas partes mais quentes do motor.
Os tuchos, os anéis, as abas laterais dos pistões e os mancais, são
particularmente sensíveis aos depósitos de verniz. Quantidades
excessivas de borra e verniz não são toleradas pelas partes mais
sensíveis do motor, prejudicando sua operação quando isto ocorre.
A formação de borra, nas telas da bomba, ou nos canais de
distribuição de óleo limitam o fluxo de lubrificante para as peças do
motor, resultando num desgaste rápido e destrutivo das mesmas.
51
Os anéis de pistões que ficam, presos ou agarrados devido ao
acúmulo de borra ou verniz, não permitem que o motor desenvolva
sua plena potência. Os anéis raspadores de óleo que estejam sujos
com borra ou mesmo entupidos com ela, evitam a remoção do
excesso de lubrificante das paredes dos cilindros, ocasionando um
consumo de óleo excessivo.
Manter limpas as peças do motor e prevenir a formação de borras e
vernizes, são as principais funções dos aditivos detergentes e
dispersantes.
REDUZIR DEPÓSITOS NA CÂMARA DE
COMBUSTÃO
Durante a lubrificação do motor, parte do óleo atinge a área do anel
superior do pistão para lubrificar as paredes dos cilindros e os
anéis. Este óleo é exposto às altíssimas temperaturas, da câmara
de
combustão
e
parte
dele
é
queimado.
As modernas tecnologias de refino produzem óleos que, nestas
condições queimam deixando pouco, ou mesmo nenhum resíduo de
carbono. Os aditivos dispersantes-inibidores presentes nos óleos
modernos mantêm os anéis limpos e livres em suas ranhuras,
permitindo a manutenção das pressões internas e diminuindo a
quantidade de óleo que atinge a câmara de combustão. Isto permite
não apenas reduzir o consumo de óleo, mas muito mais importante,
manter os depósitos na câmara de combustão num nível mínimo.
Os depósitos excessivos na câmara de combustão prejudicam a
operação do motor. A formação de depósitos nas velas pode causar
curto-circuito das mesmas, pré-detonação (batida de pinos) e outras
irregularidades na combustão que reduzem a eficiência e economia
do motor.
52
Devido ao fato de atuarem como barreiras térmicas, os anéis,
pistões, velas e válvulas, não são adequadamente arrefecidos,
podendo resultar em danos ou mesmo quebra do motor. Assim, ao
prevenir contra a formação de depósitos na câmara de combustão,
é importante que o óleo faça duas coisas:
1)
deixar os anéis livres, de forma que possam minimizar
quantidade de óleo que atinge a câmara de combustão;
2)
a parte do óleo que atingir a câmara de combustão deve
queimar da forma mais limpa possível.
ARREFECER O MOTOR
A maioria dos motoristas julga que a totalidade do arrefecimento do
motor seja feito através do ar ou da água do sistema de
refrigeração. Na verdade, o sistema de lubrificação é responsável
por aproximadamente 40% do arrefecimento dos motores. A árvore
do comando de válvulas, os mancais da árvore de manivelas, os
mancais das bielas, as engrenagens de distribuição, os pistões e
muitos outros componentes das partes inferiores do motor,
dependem diretamente do óleo lubrificante para o arrefecimento
necessário. Todas estas peças têm temperaturas limite de trabalho
que não devem ser excedidas.
53
Portanto, todas elas devem ter um suprimento generoso de óleo
“frio”, que transferirá o calor para o cárter, onde se resfriara através
do ar ambiente.
Para manter o processo de arrefecimento em constante
funcionamento, grandes quantidades de óleo devem ser
continuamente circuladas pelos mancais e por outras partes móveis
do motor. Se o fornecimento de óleo for interrompido, estas partes
do motor irão aquecer-se rapidamente, devido ao atrito e às
temperaturas de combustão. Quando um mancal apresenta
problemas, freqüentemente refere-se a ele como um mancal
fundido, porque as temperaturas ali presentes foram altas o
suficiente para derreter o metal daquele mancal.
As propriedades físicas do óleo e as qualidades dos aditivos não
ajudam muito o processo de arrefecimento. O importante é que
exista uma circulação de grandes volumes de óleo no motor. Isto se
torna possível através do uso de uma bomba de óleo de alta
capacidade e de canais de distribuição de óleo com dimensões
suficientes, para dar passagem ao mesmo sob altos regimes de
vazão. Fica claro que estes canais de óleo não poderão fazer seu
trabalho de forma satisfatória, se ficarem parcial ou totalmente
entupidos com depósitos. Se isto ocorrer, o óleo não poderá circular
e arrefecer de forma apropriada o que poderá causar avarias
precoces no motor. Esta é outra razão pela qual troca-se o óleo
antes que o nível de contaminação se torne muito alto. O
arrefecimento adequado ainda requer que o nível de óleo no cárter
esteja sempre entre as marcas “mínimo” e “máximo” na vareta
medidora de nível do cárter.
54
VEDAR PRESSÕES DA COMBUSTÃO
As superfícies das ranhuras dos pistões dos anéis e das paredes
dos cilindros não são totalmente lisas apresentando irregularidades
superficiais microscópicas e até mesmo rugosidades devidas a
usinagem. Em função disso, os anéis sozinhos não evitam a perda
de pressão nos cilindros, havendo queda da eficiência do motor. O
óleo lubrificante preenche estas irregularidades e ajuda a vedar
pressões.
Deve-se lembrar que devido à espessura da película de óleo
(0,0025mm), não haverá compensação das folgas e desgaste
excessivo. Se estas condições já existirem, o consumo de óleo será
elevado. O consumo também será grande em motores novos ou
recondicionados, até que as irregularidades superficiais tenham se
desgastado o suficiente para permitir que o óleo forma uma película
vedadora homogênea.
O óleo lubrificante ajuda na vedação das pressões na câmara de
combustão, preenchendo as irregularidades das superfícies,
compensando as folgas entre as partes em movimento e evitando a
passagem de gases pelos anéis do pistão.
55
EVITAR A FORMAÇÃO DE ESPUMA
Devido às partes móveis do motor, o óleo é constantemente agitado
com o ar. Isto produz espuma, que nada mais é do que muitas
bolhas de ar que não estouram rapidamente.
Normalmente, elas sobem para a superfície e daí estouram, mas a
água e outros contaminantes diminuem a velocidade com que isto
ocorre, e o resultado é a formação de espuma.
A espuma não é boa condutora de calor, portanto se for excessiva,
o arrefecimento do motor será prejudicado, pois a dissipação de
calor será deficiente. A espuma também não suporta cargas e não
irá evitar o desgaste dos tuchos e mancais. A razão disso é que a
espuma tem ar e o ar é facilmente compreensível. Por outro lado,
um óleo sem a presença de ar misturado a ele, é praticamente
incompreensível.
SISTEMAS DE LUBRIFICAÇÃO DE MOTORES DE
4 TEMPOS.
Nos veículos modernos, a parte inferior do cárter serve como
reservatório de óleo. A quantidade de óleo no cárter quando o motor
está em repouso, é indicada por uma vareta de nível.
56
Uma bomba de óleo do tipo de engrenagens ou de êmbolo, situada
quase sempre no fundo do cárter e submersa no óleo, fornece óleo
sob pressão para os manuais da árvore de manivelas, bronzinas
das bielas, pino do pistão, mancais da árvore de comando de
válvulas e paredes dos cilindros. Geralmente, existe uma peneira na
entrada da bomba, um filtro de óleo e um manômetro que indica a
pressão de circulação do óleo, localizado no painel de instrumentos.
Os sistemas de lubrificação do motor são classificados de acordo
com o modo que o óleo é distribuído. Num sistema onde parte ou
todos os mancais recebem diretamente óleo sob pressão, é
conhecido como “sistema de lubrificação sob pressão”, ou “sistema
de lubrificação por circulação forçada”. Num sistema em que os
mancais recebem óleo salpicado e arremessado sobre eles pelas
peças em movimento, é denominado de “lubrificação por salpico”.
Geralmente, os motores são lubrificados por uma combinação
destes métodos. Ocasionalmente, as paredes dos cilindros são
lubrificadas sob pressão, porém, na maioria dos casos dependem
principalmente do óleo arremessado e salpicado pelas peças em
movimento.
Nos motores de dois tempos à gasolina, o óleo é misturado ao
combustível em proporções especificadas, diretamente no tanque
ou por meio de um dosador, circulando sob a forma de névoa para
lubrificar os mancais e cilindros.
Em motores de grande porte a lubrificação dos cilindros é feita
separadamente dos mancais. Os mancais da árvore de manivelas e
as guias das bielas são feitas através do óleo contido no cárter,
enquanto que a lubrificação dos cilindros é realizada por um
sistema independente, normalmente com outro tipo de óleo.
Normalmente o cárter dos veículos possui defletores de óleo, que
servem para impedir que o óleo seja impulsionado para frente e
57
para trás com excesso, devido aos movimentos do veículo. Isto
assegura o funcionamento da bomba com toda a sua capacidade,
mantendo-se uma quantidade de óleo adequada ao redor da
entrada da bomba.
Sistema de lubrificação sob pressão
Nos sistemas de lubrificação sob pressão, mais complexos, o óleo é
forçado a cada um dos mancais principais da árvore de manivelas,
mancais das bielas e mancais da árvore de comando de válvulas e
depois, por meio de passagens perfuradas nas bielas, para os pinos
dos pistões. O óleo que vaza pelas extremidades da árvore de
manivelas em altas rotações é transformado em uma fina névoa,
que proporciona lubrificação às paredes dos cilindros e outros
componentes acessados por ela.
Quando são empregadas válvulas sobre a cabeça, o óleo é
geralmente levado sob pressão para a lubrificação dos balancins,
hastes e tuchos. Algumas bielas possuem uma passagem ou
injetor, no mancal da biela, pelo qual o óleo é pulverizado às
paredes dos cilindros, para proporcionar uma lubrificação adicional
aos anéis e pistões. O óleo que escapa das diversas superfícies
lubrificadas escorre novamente para o cárter. As engrenagens de
sincronização são lubrificadas por óleo pulverizado por um local
derivado da tubulação principal.
Em outro sistema mais simplificado, o salpico também é empregado
para a lubrificação dos mancais das bielas, através de saliências ou
pescadores com uma abertura dirigida para o mancal, que captam o
óleo, a cada rotação da árvore de manivelas, de depósitos ou
58
calhas de óleo localizados diretamente sob cada biela. Bicos
ramificados de um tubo principal fornecem óleo a esses depósitos e
quando as velocidades do motor são elevadas, também esguicham
óleo nos pescadores.
LUBRIFICAÇÃO DE MOTORES CICLO OTTO DE
DOIS TEMPOS
Nos motores ciclo Otto de dois tempos, devido ao fato de admissão
da mistura ar-combustível dar-se através de janelas de admissão,
torna-se impossível uma vedação perfeita que possibilite a
permanência do óleo no cárter. Portanto, obtém-se a lubrificação
por mistura, isto é, adicionando-se óleo ao combustível.
O maior problema de lubrificação nesses motores é fazer com que o
óleo chegue à zona de contato entre a árvore de manivelas e a
biela. Por isso, nos motores de dois tempos usam-se rolamentos no
mancal da biela.
O sistema de lubrificação por mistura exige que o óleo seja
nebulizado juntamente como combustível, que é previamente
misturada com o óleo lubrificante na proporção necessária,
recomendada pelos fabricantes de motor. Isso pode provocar
dificuldades de carburação, pois a mistura nunca é totalmente
homogênea. Além do mais, em situações críticas, como em
descidas longas, onde o motor é usado como freio e o carburador
encontra-se fechado, a lubrificação é quase nula, podendo acarretar
desgaste excessivo e até mesmo grimpamento do motor, pois a
quantidade de lubrificante fornecida ao motor é diretamente
proporcional à quantidade de combustível aspirado. Ou seja, em
59
acelerações ou em velocidades maiores, a lubrificação é muito boa,
mas nas desacelerações a lubrificação é deficiente. Nos motores 2T
modernos, para diminuir estes problemas e o incômodo processo
de abastecimento de mistura, adota-se um sistema de lubrificação
separado, que dispõe de um dosador para a injeção do lubrificante
no volume adequado.
Características de um óleo 2T
Devido às particularidades do motor de dois tempos expostas os
óleos 2T devem ter as seguintes características:
• Baixa formação de depósitos
• Mínima formação de depósitos nas velas
• Proteção antidesgaste
• Proteção contra riscamento das peças metálicas
• Características antiferrugem
• Miscibilidade com o combustível
Convém ressaltar que para motores de alto desempenho, há ainda
a exigência do uso de aditivos dispersantes sem cinzas.
Classificações de serviços para óleos de dois tempos:
A seleção do lubrificante adequado para motores 2T refrigerados a
ar, deve-se seguir as recomendações da API (American Petroleum
Institute), JASO (Japan Automobile Standards Organization), TISI
(Thai Industrial Standard Institute) e ISO (International Organization
for Standartization), conforme tabela comparativa à seguir:
API
JASO
TISI
ISO
-
FA
-
-
TA/TB
FB
-
EGB
TC
FC
Pass
EGC (Baixas emissões)
(Baixas
(Baixas
emissões)
emissões)
-
-
EGD (Baixas emissões e
alta detergência)
-
-
-
EGE (Baixas emissões e
alta lubricidade)
60
A classificação de serviço mais importante para óleos de dois
tempos refrigerados à água é a TC-W3 desenvolvida pelo NNMA
(National Marine Manufacturers Association) especificamente para
motores de popa de alta performance arrefecidos a água. Para ser
aprovado na classificação TC-W, um óleo deve passar por uma
série de testes, observando-se mínima formação de depósitos e
máxima
proteção
ao
motor.
Um lubrificante tipo TC-W3 é largamente aceito para uso em
motores de popa de alta performance.
Classificação de óleos para motores 4 tempos:
A qualidade dos óleos automotivos é definida pelo seu
comportamento e desempenho em motores normais da série, em
motores especiais de testes e através de provas de laboratório com
a finalidade de definir o comportamento em condições reais de
serviço. Os sistemas de classificação de serviços dos óleos
automotivos mais utilizados e aceitos, são os sistemas SAE e API.
61
SISTEMA DE CLASSIFICAÇÃO SAE
Classifica os óleos segundo sua viscosidade a 100°C e a baixas
temperaturas. A medição da viscosidade em altas temperaturas
está relacionada com o consumo de óleo e o desgaste das partes
do motor, enquanto que a medição a baixas temperaturas está
relacionada com o comportamento do motor quando da partida a
frio. Um óleo que apresenta um alto índice de viscosidade possui
uma melhor condição para trabalhar tanto em altas como em baixas
temperaturas.
SISTEMA DE CLASSIFICAÇÃO API
Classifica os óleos automotivos segundo seu desempenho em
motores padronizados, com controle rigoroso quanto a depósitos e
desgaste. Este sistema classifica os óleos por nível de
desempenho, desde os minerais puros até os lubrificantes de mais
alta tecnologia. As condições de funcionamento destes motores são
desenvolvidas para simular uma utilização veicular em serviço de
alta severidade. Este sistema possui diversas classificações de
serviço, incluindo alguns testes de motor conforme especificações
militares e da indústria automobilística, tanto antigas como também
atuais.
Os óleos automotivos podem ainda classificar-se segundo
especificações militares e de fabricantes de motores. A seguir serão
mostrados os detalhes e características de cada sistema de
classificação.
62
SISTEMA SAE DE CLASSIFICAÇÃO DE
VISCOSIDADE PARA ÓLEOS AUTOMOTIVOS
Os graus de viscosidade SAE indicam uma classificação dos óleos
lubrificantes para motores somente no que se refere a viscosidade,
não sendo levadas em conta outras características químicas e
físicas que definiriam o desempenho em uso destes óleos. Utilizase os graus de viscosidade estabelecidos pelo sistema SAE, para
os fabricantes de motores definirem e padronizarem os óleos
especificados no projeto de construção dos motores e para os
produtores de óleos lubrificantes comercializarem seus produtos no
mercado.
A classificação SAE é baseada na medição da viscosidade dos
óleos a 100°C e em baixas temperaturas. Na tabela 1, os graus de
viscosidade sem a letra “W” são baseados na viscosidade a 100°C.
os graus de viscosidade com a letra “W”, que significa a abreviação
de Winter (inverno), são baseados na viscosidade em temperaturas
abaixo de 0°C. Um óleo classificado como multiviscoso, significa
que sua viscosidade medida a baixa temperatura está dentro da
faixa estabelecida para uma classificação de um grau de
viscosidade com a letra “W” e cuja viscosidade a 100°C está dentro
da faixa estabelecida para uma classificação sem a letra “W”.
A viscosidade de um óleo a 100° C é medida segundo os padrões
estabelecidos no método ASTM D-445, sendo que o resultado é
obtido no padrão métrico internacional na unidade de Centistokes
(cSt). A determinação da viscosidade neste padrão é de grande
utilidade para se selecionar a viscosidade apropriada de um óleo
quando utiliza-se o motor em condições normais de temperatura
ambiente.
A determinação da viscosidade de um óleo em temperatura abaixo
de 0°C, é feita de acordo com os padrões estabelecidos no método
ASTM D-2602 que especifica a realização do teste de viscosidade
aparente do óleo em baixas temperaturas, utilizando para isso um
aparelho denominado SIMULADOR DE PARTIDAS A FRIO (Cold
Cranking Simulator), sendo que os resultados são obtidos na
unidade Centipoise. A utilização deste padrão de medida, visa
garantir que um determinado óleo para motor permitirá a partida de
um motor sob condições de baixa temperatura ambiente, que para
efeito de escolha do óleo, deve levar em conta a mais baixa
63
temperatura ambiente prevista. Os óleos para motores 2T,
normalmente são pré-diluídos, a fim de facilitar a mistura com o
combustível. Neste caso, a determinação do grau de viscosidade
para classificação do mesmo no sistema SAE, deve ser feita com o
óleo sem diluição.
CLASSIFICAÇÃO DE VISCOSIDADE PARA
ÓLEOS DE MOTORES
SAE J300 DE DEZEMBRO DE 1999.
64
65
NOTAS:
Centipoise = centistokes x densidade do produto a 15,5/15,5/C
1 centistoke = 1/100 stoke
1cP= 1 mPa.s
1cSt= 1mm²/s
66
Como usar a tabela:
Para exemplificar, usaremos um determinado óleo lubrificante
para motor cuja viscosidade a 100°C seja de 12,30cSt. Pela
Tabela I, conclui-se que este óleo está classificado como um
SAE 30. Se medirmos a viscosidade de um outro óleo à
mesma temperatura e encontrarmos um valor de 12,60 cSt, o
mesmo estará classificado como um óleo SAE 40. Um outro
óleo que apresenta uma viscosidade de 16,00 cSt na mesma
temperatura, também será um óleo com um grau SAE 40.
Óleos multiviscosos: o que são?
A viscosidade de um óleo varia conforme a temperatura. A baixa
temperatura, um óleo é mais “espesso”, isto é, sua viscosidade é
maior. À medida que se aumenta a temperatura, o óleo se torna
mais “fino”, isto é, sua viscosidade diminui. Um óleo, que flui
lentamente, dificulta a partida do motor, enquanto que um óleo
muito “fino” proporciona uma lubrificação deficiente e um alto
consumo do mesmo.
As variações que ocorrem na viscosidade de um óleo com as
mudanças de temperatura, não são as mesmas para todos os tipos
de óleo. A relação que mede a variação da viscosidade de um óleo
em função da variação da temperatura é denominada de Índice de
Viscosidade (IV) do óleo. Quanto maior é o IV de um óleo, menor
será sua variação de viscosidade com a variação da temperatura. A
adição de um aditivo melhorador de IV, aumenta o índice de
viscosidade
e
melhora
outras
características
de
viscosidade/temperatura.
Entretanto, o IV (que atualmente é baseado nas viscosidades
cinemáticas a 40°C e 100°C), não permite uma avaliação perfeita
da viscosidade a baixas temperaturas, devido ao efeito combinado
da estrutura parafínica do óleo, do aditivo melhorador de IV e de
outros aditivos. Entretanto, o IV continua sendo importante para
avaliar-se as características de variação da viscosidade de um óleo
em função da variação da temperatura.
Apesar das características de um óleo de um só grau de
viscosidade serem suficientes para satisfazer os requisitos de um
motor para uma determinada condição climática, poderão ser
inadequadas em um meio ambiente diferente, necessitando uma
mudança para um grau mais apropriado para estas novas
condições. Em regiões de climas variáveis, os motoristas que usam
67
óleo de um só grau de viscosidade, geralmente no verão trocam
para um grau maior de viscosidade e no inverno para um grau
menor de viscosidade. As trocas sazonais de óleo podem ser
eliminadas através do uso de óleos multiviscosos, que satisfazem
mais de um grau de viscosidade na classificação SAE.
Para exemplificar, tomemos o óleo SAE 15W. Se tratarmos este
mesmo óleo com um aditivo melhorador de índice de viscosidade,
quando o mesmo for aquecido ele diminuirá de viscosidade de
maneira menos pronunciada do que se não tivesse esse aditivo.
Como suposição, se medirmos a viscosidade a 100°C deste óleo
assim aditivado, observaremos um resultado de 13,4 cSt.
Verificando na Tabela I, concluímos tratar-se de um óleo com grau
SAE 40. Por conseguinte, o óleo apresentado é um óleo
multiviscoso, ou seja, é um óleo 15W que a altas temperaturas
comporta-se com um óleo SAE 40.
Portanto, dizemos que ele é um óleo multiviscoso com um grau
SAE 15W40.
A seguir, quadro comparativo dos óleos SAE 30, 40 e 15W/40:
As principais vantagens de um óleo multiviscoso são:
• Partidas a frio mais fáceis
• Lubrificação adequada numa faixa mais ampla de temperatura
• Menor desgaste do motor
• Menor consumo do combustível
• Menor consumo do óleo lubrificante
• Maior durabilidade da bateria
68
SISTEMA DE CLASSIFICAÇÃO DE SERVIÇO API
PARA ÓLEOS AUTOMOTIVOS
O Instituto Americano de Petróleo (API) em conjunto com outras
entidades de normalização como a SAE e ASTM, estabeleceu um
sistema de classificação para os óleos do motor que é baseado em
níveis de desempenho para cada tipo de óleo, sendo
complementado com testes de motores e limites pré-estabelecidos
de avaliação. Este sistema foi desenvolvido de tal forma que
permite a adição de novos níveis de qualidade à medida que se
fizer necessário suprir novas exigências da indústria
automobilística.
As classificações da API são feitas a partir de testes padronizados,
sob condições operacionais controladas denominadas “Seqüência
de Teste”. Em cada uma destas seqüências é avaliado o
desempenho do óleo lubrificante nas várias partes de um motor sob
condições variadas de funcionamento, como temperatura, rotação,
carga, tipo de combustível e outros parâmetros, sendo as mesmas
rigidamente controladas dentro dos padrões estabelecidos para
cada seqüência do teste.
Para classificar o lubrificante de acordo com o seu desempenho, os
resultados obtidos em cada seqüência de testes, serão comparados
com padrões, que determinam os requisitos mínimos estabelecidos
quanto à formação de borra, vernizes, desgaste, corrosão e
oxidação do óleo. Estes requisitos mínimos são quantificados na
forma de atribuição de notas para cada seqüência, sendo que cada
categoria de serviço API tem um número mínimo de pontos a serem
atingidos nestas seqüências para poderem ser classificadas dentro
de um determinado nível de desempenho. Os níveis API de
desempenho determinam a qualidade mínima na qual um
determinado óleo se enquadra. Isto significa dizer que quando um
óleo atende à mais alta classificação API, este óleo atende os níveis
de desempenho inferiores a ela.
O sistema API divide a classificação em uma série “S”, para níveis
de desempenho associados com óleos utilizados em veículos de
passeio e veículos leves, geralmente movidos à gasolina ou álcool e
uma série “C”, que é relacionada com veículos comerciais movidos
geralmente por motores diesel. Os óleos especialmente formulados
69
para motores a gasolina ou álcool, nem sempre são apropriados
para
lubrificar
os
motores
diesel
e
vice-versa.
Categorias para motores a gasolina
AS
Óleo mineral puro sem aditivos, podendo ter antiespumante e
abaixador do ponto de fluidez. Indicada para motores
trabalhando em condições muito suaves.
SB
Óleo com aditivos que proporcionam certa proteção contra
desgaste e contra oxidação. Indicada para motores operando
em condições suaves que requerem um óleo com capacidade
de evitar arranhaduras e corrosão dos mancais. Os óleos
destinados para tais serviços são usados desde 1930.
SC
Óleo com aditivos que proporcionam bom desempenho
antidesgaste, antiferrugem, antioxidação e anticorrosão,
controlando depósitos de alta e baixa temperatura (função do
detergente-dispersante). Satisfaz à especificação da Ford
ESE-M2C-101-B. Indicada para serviço típico de motores à
gasolina dos modelos fabricados entre 1964 e 1967.
SD
Óleo com aditivos, proporcionando a mesma proteção que os
óleos da classe SC, mas em maior grau. Satisfaz à
especificação da Ford ESE-M2C-101-B (1968) e da General
Motors GM-6041-M. Indicada para serviço típico de motores à
gasolina dos modelos fabricados entre 1968 e 1970. Pode ser
recomendado para certos modelos de 1971, conforme
indicação dos fabricantes destes veículos.
70
SE
Óleo com aditivos, proporcionando a mesma proteção que os
óleos de classe SD, mas em maior grau. Satisfaz às
especificações da Ford ESE-M2C-101-C e da General Motors
GM-6136-M. Indicada para motores à gasolina montados em
carros de passeio e em alguns tipos de caminhões fabricados
a partir de 1972. Pode ser recomendada também para alguns
veículos fabricados em 1971.
SF
Óleo com aditivos antioxidante, antidesgaste, antiferrugem,
anticorrosivo, proporcionando proteção contra a formação de
ferrugem. Esta categoria apresenta maior estabilidade quanto
à oxidação e menor desgaste do motor em relação às
categorias anteriores. Os fabricantes europeus e americanos
recomendam óleos desta categoria para uso em motores
fabricados a partir de 1980.
SG
Óleo com aditivos antioxidante, antidesgaste, antiferrugem,
anticorrosivo, proporcionando maior proteção contra a
formação de depósitos de alta e baixa temperatura, maior
estabilidade quanto à oxidação e menor desgaste do motor,
em relação às categorias anteriores. Homologado pela APIASTM em 1988, é indicado para serviço típico de motores à
gasolina em carros de passeio, furgões e caminhões leves,
fabricados a partir de 1989.
SH
Categoria introduzida a partir de 01/08/93. Lubrificante
recomendado para motores à gasolina, álcool e gás natural
veicular, para atender os requisitos dos fabricantes de
motores a partir de 1994.
SJ
Categoria introduzida a partir de 15/10/96. Lubrificante
recomendado para motores à gasolina, álcool e gás natural
veicular, para atender os requisitos dos fabricantes de
motores a partir de 1994. Apresentam performance com maior
resistência à oxidação e melhor desempenho contra desgaste.
SL
Categoria introduzida a partir de 2002 para atender os atuais
requisitos dos fabricantes de motores à gasolina. Apresentam
71
características de desempenho com maior proteção contra a
oxidação, ferrugem e formação de borras e depósitos. Esta
categoria substituiu as anteriores.
F1 Master Sintético 5W30
F1 Master 502 10W40
F1 Master 4x4 15W50
SL
F1 Master Plus 20W50
F1 Master 501 15W40
F1 Master 20W50
F1 Super
SF
F3 30, 40 ou 50
SE
Categorias para motores a Diesel
CA
Óleo com aditivos que promovem uma proteção aos mancais,
contra a corrosão, desgaste, evitando a formação de
depósitos de altas temperaturas. Óleo para uso em motores à
gasolina e motores diesel não turbinados (com aspiração
normal do ar), operando em condições suaves ou moderadas,
72
com combustível de baixo teor de enxofre (0,4%). Este tipo de
óleo foi largamente usado nas décadas de 1940 e 1950.
CB
Óleos com aditivos, proporcionando a mesma proteção que os
óleos de classe CA, mas em maior grau, devido à utilização
de um combustível de elevado teor de enxofre. Óleo para uso
em motores diesel, operando em condições suaves ou
moderadas, com combustível de elevado teor de enxofre
(1,0%).
CC
Os óleos da classe CC proporcionam proteção contra
depósitos de altas temperaturas e formação de borra de baixa
temperatura. Também possuem proteção contra ferrugem,
desgaste e corrosão. Óleo para uso em motores à gasolina
sob serviço severo e motores diesel turbinados com baixa
taxa de superalimentação, operando sob condições de
moderadas a severas, com qualquer tipo de combustível.
CD
Óleo com aditivos, proporcionando a mesma proteção que os
óleos de classe CC, mas em maior grau. Indicado para
motores diesel turbinados com alta taxa de superalimentação,
operando em condições severas e com qualquer tipo de
combustível. Satisfaz a antiga especificação da Caterpillar,
Série 3.
CD-2 Motores diesel 2 tempos, trabalhando em serviço severo.
Atende os requisitos dos motores Detroit como, por exemplo,
os da série 149 dos caminhões fora de estrada Haulpak.
CE
Óleo, com aditivos superando a categoria CD em ensaios
mais severos de desempenho satisfaz as exigências dos
fabricantes americanos quanto ao consumo de óleo
lubrificante, combustível, controle de depósitos, dispersância,
desgaste e corrosão. Homologada em abril de 1987. Indicado
para motores diesel turboalimentados em serviço severo.
73
CF
Categoria introduzida a partir de 1994, podendo ser usada em
substituição a API CE. Para serviço em motores diesel de
injeção indireta e outros, incluindo os que usam diesel com
alto teor de enxofre (acima de 0,5%). Apresenta efetivo
controle dos depósitos nos pistões, corrosão em mancais e
desgaste, sendo os motores superalimentados, turbinados ou
de aspiração natural. Atende aos testes de motor: CRC L-38 e
Caterpillar 1M-PC.
CF-2 Para serviço em motores diesel de 2 tempos que requerem
efetivo controle de desgaste e depósitos. Esta categoria
demonstra superior performance em relação aos óleos da
classificação CD-2, podendo substituí-la. Atende aos testes de
motor: CRL L-38, Caterpillar 1M-PC e Detroit Diesel 6V92TA.
CF-4 Esta classificação foi criada em 1990, para uso em motores
diesel quatro tempos operando em altas velocidades. O CF-4
excede os requisitos do API CE no que tange a um maior
controle de consumo de lubrificante e depósito nos pistões:
atende os requisitos da CRC L-38, MACK-T 6, MACK-T 7,
CUMMINS NTC 400 e CATERPILLAR 1 K.
CG-4 Categoria introduzida em 1994, desenvolvida especificamente
para uso em motores projetados para atender aos níveis de
emissões do EPA (Agência de Proteção Ambiental), podendo
ser usada nos motores que requeiram: API CD, CE e CF-4.
De acordo com o API, estes óleos devem ser usados em
motores diesel de alta rotação em uso rodoviário, usando óleo
diesel com teor de enxofre de até 0,05% ou veículos fora da
estrada usando óleo diesel com teor de enxofre inferior a
0,5%. Os óleos desta categoria destacam-se pela proteção
aos motores contra depósitos em pistões operando em altas
temperaturas, espuma, corrosão, desgaste, estabilidade a
oxidação e acúmulo de fuligem. Atende aos testes de motor:
CRC L-38, seqüência IIIE, GM 6.2L, MACK T-8 e Caterpillar
1K. Acompanhada da sigla “CF-4” podem ser utilizadas em
todos os veículos com percentual de enxofre no Diesel não
superior a 0,5%.
74
CH-4 Categoria disponível a partir de dezembro de 1998. A
classificação API CH4 foi desenvolvida para atender à
rigorosos níveis de emissão de poluentes, em motores de alta
rotação e esforço, que utilizam óleo diesel com até 0,5% de
enxofre. Os óleos desta categoria proporcionam especial
proteção contra desgaste nos cilindros e anéis de vedação,
além de possuírem o adequado controle da volatilidade,
oxidação, corrosão e espuma.
CI-4 Categoria disponível a partir de setembro de 2002
desenvolvida para atender os novos motores diesel com
recirculação de ar das câmaras de combustão (EGR) para
atendimento dos atuais limites de emissões, utilizando diesel
com teor de enxofre até 0,5%. Possui maior resistência à
oxidação. A classificação CI-4 substitui as anteriores.
Brutus EGR 15W40
F1 Master 4X4 15W50
CI-4
Brutus Alta Performance
CH-4
Brutus T5
Brutus 25W50
Ultramo Turbo Plus
Ultramo Turbo
CG-4
CF
NOTAS:
1)
Motor Turbinado ou Superalimentado: neste tipo de Motor,
existe um compressor ou turbo compressor, acionado pelo
próprio motor ou pelos gases de escapamento, que forçam o
75
ar para dentro do cilindro. Com este artifício, aumenta-se a
quantidade de ar dentro do cilindro, possibilitando-se
aumentar o volume injetado de combustível e, assim, a
potência do motor.
2)
Borra e Depósitos de Alta Temperatura: São provenientes da
oxidação do lubrificante e dos resíduos do carbono.
3)
Borra e Depósitos de Baixa Temperatura: São formados pela
água de condensação, fuligem(combustível parcialmente
queimado) e combustível não queimado, que se aglomeram
no cárter, tampa de válvulas e demais partes frias do motor,
formando um subproduto com aspecto semelhante à
conhecida “maionese”.
CLASSIFICAÇÃO ACEA PARA ÓLEOS DE
MOTOR
A Associação dos Construtores Europeus de Automóveis tem uma
classificação de nível-desempenho, adotada pelos fabricantes de
76
automóveis, caminhões e motores do Mercado Comum Europeu e
bastante importante para o nosso mercado de veículos, pois
fabricamos veículos Mercedes-Benz, Scania, Volvo, Volkswagen,
Audi, Fiat, Citroen, Peugeot, Renaut e etc.
Em 1996 o sistema CCMC foi substituído pelo Sistema ACEA
(Associação dos Construtores Europeus de Automóveis). Neste
sistema os lubrificantes são classificados por uma letra (A, B ou E)
que define o tipo de motor / serviço, um algarismo que define a
versão da norma, e dois algarismos que dizem respeito ao ano da
classificação.
Assim foram classificados:
Os lubrificantes para motores a gasolina como A1-96, A2-96 e
A3-96 (a versão mais recente classifica-os como A1-98, A2-98 e
A3-98).
Os lubrificantes para motores Diesel de veículos ligeiros como
B1-96, B2- 96 e B3-96 (a versão mais recente classifica-os como
B1-98, B2-98, B3-98 e B4-98).
Os lubrificantes para veículos comerciais Diesel como E1-96,
E2-96 e E3-96 (a versão recente classifica estes lubrificantes como
E1-98, E2-98, E3-98, E4-98 e E5-99).
Quando um lubrificante é classificado com a versão 1 do norma (por
exemplo A1-98), significa que se trata de um lubrificante de baixa
viscosidade e que proporciona uma economia comprovada do
consumo de combustível.
Já as restantes versões (2, 3, etc.) estão diretamente relacionadas
com a qualidade do produto (quanto mais elevada é a norma, mais
exigentes são os ensaios que o lubrificante tem que superar.)
A seguir, tabela com as seqüências de testes com as performances
das categorias de testes para óleos de motores à gasolina e diesel:
77
Requisitos de qualidade da ACEA e os respectivos lubrificantes
Ipiranga:
78
ESPECIFICAÇÕES ACEA
LUBRIFICANTES IPIRANGA
A3-98, B3-98 e E5-99
A3-98, B3-98 e E5-99
A3-98, B3-98 e E2-96
A3-98 e B3-98
A3-02, B3-98 e B4-99
A3-02 e B3-02
Brutus EGR 15W40
Brutus Alta Performance 15W40
Brutus T5 15W40
F1 Master Sintético 5W30
F1 Master 502 10W40
F1 Master 501 15W40
Lubrificantes para motores 4 tempos de motocicletas.
A seguir, tabela com as atuais classificações da API, ILSAC, ACEA
e CCMC de lubrificantes de motores 4 tempos de motocicletas:
ÓRGÃO NORMALIZADOR
CLASSIFICAÇÕES
API
SE, SF, SG, SH, SJ, SL
ILSAC
GF-1 e GF-2
ACEA
A1, A2, A3
CCMC
G-4 e G-5
O CONSUMO DE ÓLEO NO MOTOR
De forma inequívoca, em geral o consumidor julga a qualidade de
óleo lubrificantes que utiliza, pela quantidade que é obrigado a
adicionar ao cárter, ou pela freqüência com que deve fazer a sua
troca. Para ele, o melhor óleo é aquele que apresenta o menor
consumo. Entretanto, o consumo de óleo lubrificante está
relacionado com diversos fatores relativos às partes mecânicas do
veículo, sendo apenas dois os fatores relacionados diretamente às
características do óleo, que são a viscosidade e o índice de
viscosidade.
79
Não existe uma regra geral para o consumo de lubrificante no
motor, pois um veículo pode consumir uma determinada quantidade
e outro veículo idêntico, mas operando sob outras condições, pode
consumir o dobro. O que deve ser sempre lembrado é que todo
motor deve consumir óleo, pois para funcionar dependem da
lubrificação das superfícies de contato das paredes dos cilindros,
anéis, guias e hastes das válvulas. A fina película de óleo que
recobre estas peças queima-se a cada ciclo de combustão do
motor. Por mais perfeitos que sejam os ajustes entre as peças
lubrificadas, a fim de se reduzir o consumo, não se pode eliminar as
folgas totalmente, pois nesse caso não haveria lubrificação. Assim,
mesmo o motor em perfeitas condições mecânicas, deve consumir
uma pequena quantidade de óleo lubrificante.
Condições de funcionamento
A velocidade é o fator principal no consumo do óleo de motor. Com
o aumento da velocidade, o consumo pode crescer de 2 a 20 vezes,
pois quanto maior for a velocidade, maior quantidade de óleo é
atirada para as paredes dos cilindros e, consequentemente, maior a
possibilidade que este óleo passe pelos anéis e atinja a câmara de
combustão, onde se queima.
O aumento da carga acarreta também maior consumo de óleo.
Testes práticos realizados em estradas demonstraram que o
consumo de óleo é invariavelmente maior nos veículos que
trafegam em zonas montanhosas (submetendo o veículo a maior
carga), quando comparado com o consumo nos veículos que
trafegam nas estradas em nível.
As temperaturas do ar, água de refrigeração e óleo tem também
influência no consumo. Quanto maiores forem as temperaturas
atingidas, maior será o consumo de óleo.
A construção do motor e o consumo de óleo
O formato, a construção e o ajuste dos pistões e anéis de segmento
constituem o maior fator de influência no consumo de óleo depois
da velocidade. Os pistões possuem diversos anéis de segmento,
sendo que destes, um ou mais são destinados a garantir a
compressão e outros (pelo menos um) são destinados a arrastar o
80
excesso de óleo das paredes dos cilindros para o cárter, sendo
denominados de anéis de óleo. Estes anéis, quando não são
devidamente construídos, quando perdem a sua compressão,
quando partem-se ou ficam cheios de incrustações carbonosas ou
outras impurezas obstruindo os seus orifícios, não arrastam o óleo
para o cárter, aumentando sensivelmente o seu consumo.
As folgas entre as partes móveis do motor têm também influência
no consumo de óleo. Por exemplo, em desgaste excessivo nas
guias ou nas hastes das válvulas, permitirá a passagem do óleo
lubrificante existente na parte superior do cabeçote para dentro da
câmara de combustão, onde é queimado.
Este é um dos motivos do aumento do consumo de óleo com a
idade do veículo.
De 50% a 70% do óleo “consumido” é desperdiçado por
vazamentos. As velocidades maiores geram, grandes pressões
internas no motor e outros componentes lubrificados do veículo,
forçando o óleo através de pontos mal vedados. Todo tipo de
vazamento deve ser imediatamente sanado, para não ocorrer
problemas maiores de lubrificação no veículo.
O consumo de óleo
Embora os fatores descritos acima tenham grande influência no
consumo de óleo, eles são inteiramente fora do controle dos
produtores de lubrificantes. Os fatores inerentes ao óleo lubrificante
que afetam o seu consumo e podem ser diretamente controlados
pelos fabricantes, são a viscosidade e o índice de viscosidade.
Um dos expedientes mais difundidos para se diminuir o consumo, é
utilizar um óleo com maior viscosidade. Cada motor requer um óleo
com determinada viscosidade, de acordo com o seu projeto de
construção. Quando se utiliza um óleo com uma viscosidade maior
daquela originalmente projetada, a lubrificação do motor é
sacrificada, causando desgaste prematuro das peças, elevação da
temperatura de funcionamento e um maior consumo de
combustível.
O consumo de óleo decresce com o aumento da viscosidade, até
um certo ponto. Daí por diante, porém, ele aumentará porque se o
81
óleo for viscoso demais, não escoará das paredes dos cilindros,
sendo forçado para a câmara de combustão, onde se queimará.
O índice de viscosidade, que está diretamente ligado à viscosidade
do óleo e à temperatura de trabalho, é a característica mais
importante de um óleo com referência ao consumo. Um óleo que
possui um baixo índice de viscosidade torna-se “fino” demais às
temperaturas de trabalho do motor. Nestas condições, uma
quantidade excessiva de óleo é levada à câmara de combustão,
onde será queimado. Por outro lado, um óleo que possui um alto
índice de viscosidade, mantém-se relativamente viscoso em altas
temperaturas, mantendo uma película adequada na lubrificação,
havendo menos quantidade de óleo queimado por excesso na
câmara de combustão.
O nível do óleo
A capacidade do cárter dos veículos tem sido gradualmente
reduzida através dos anos, para permitir o rebaixamento da silhueta
do automóvel e torná-los mais compactos.
Uma das principais funções do óleo para motor é dissipar o calor
gerado pela combustão e pelo atrito. Um motor sem óleo no cárter
pára de funcionar depois de pouquíssimo tempo devido ao
grimpamento de suas partes móveis.
A combinação de cárter com pequena capacidade de óleo, altas
velocidades e cargas requeridas de um motor moderno, dão idéia
da importância do óleo para remover o calor das superfícies
lubrificadas. Além disso, estas condições de operação produzem
uma quantidade maior de contaminantes, diluídos num volume
menor de óleo.
Assim, os óleos lubrificantes são muito mais solicitados nos motores
modernos e estes motores dependem muito mais da ação destes
lubrificantes para funcionar perfeitamente. Por estas razões, é muito
importante manter o nível do cárter sempre acima da marca inferior
(Mín.) da vareta medidora e abaixo da marca superior (Máx.), com
lubrificante recomendado pelo fabricante.
82
Excesso de óleo no motor provoca espuma excessiva no
lubrificante e queima de óleo devido à maior quantidade do mesmo
jogado para as camisas de cilindros. Pouco óleo no cárter resulta
num aumento excessivo da temperatura do óleo, devido ao calor
gerado no motor, que fica mais concentrado num volume menor de
óleo, além de poder causar falhas graves de lubrificação e
aumentar o desgaste das peças. Além disso, um nível maior ou
menor, provoca um aumento de consumo de óleo.
É importante ressaltar que todos os motores consomem óleo
durante seu funcionamento, variando a quantidade consumida com
as condições de operação e funcionamento e do projeto do motor.
O consumo normal geralmente é fornecido pelo fabricante, devendo
o consumidor estar consciente que o que deve ser preocupante é o
consumo estar além dos limites estabelecidos ou então o motor que
aparentemente não consome óleo. Nesse caso, o não consumo
significa que está havendo uma diluição excessiva, pelo
combustível, o que contrabalança o nível, necessitando uma
verificação das condições mecânicas de funcionamento do motor.
A reposição regular do óleo no cárter deve ser feita com um óleo
lubrificante que se enquadre dentro das especificações
recomendadas pelo fabricante do veículo e, preferencialmente, da
mesma marca do já utilizado. Deve-se evitar misturas de óleos de
marcas ou qualidades diferentes na reposição normal. Quando da
troca completa do óleo, não existe nenhum problema em se utilizar
óleo de outra marca, desde que seja recomendada pelo fabricante.
O consumo de óleo e o consumo de combustível
O consumo de óleo está diretamente relacionado com o consumo
do combustível de um veículo, que está ligado às condições de
funcionamento e regime de operação do mesmo. Muitos fabricantes
informam aos usuários a proporção de consumo normal de óleo em
função do combustível gasto.
83
PORQUE O ÓLEO DEVE SER TROCADO
Muitos consumidores têm dúvidas quanto às razões para a
mudança periódica do óleo lubrificante. Acreditam que o óleo tornase “gasto” depois de um certo período e, nessas condições, não
pode produzir uma boa lubrificação. Na realidade, o óleo não se
torna “gasto” e nem tampouco a sua viscosidade é muito afetada
pelo trabalho normal. As mudanças físico-químicas que se notam
num óleo usado são, na verdade, inteiramente causadas por
contaminações, que são agravadas pelas altas temperaturas do
motor. É, sem dúvida, medida econômica trocar o óleo na
freqüência estabelecida pelo fabricante em situações normais de
operação, ou mais freqüentemente quando condições anormais
assim o exigirem, porque os resíduos e contaminantes que sempre
se encontram no cárter agem como abrasivos, causando desgaste
das peças metálicas. A formação desses resíduos e contaminantes
não podem ser evitados, seja qual for a qualidade do óleo utilizado.
A única maneira de se eliminar essas impurezas, consiste em trocar
o óleo periodicamente no tempo recomendado pelo fabricante.
Os principais contaminantes que afetam a vida útil do óleo de
motor, poder ser discriminados da seguinte forma:
ABRASIVOS
Poeiras
As limitações de projeto do sistema de filtragem de ar, o
sistema de ventilação do cárter e entradas falsas de ar que
permitem a entrada de poeira e outras partículas de terra no
motor. Estas impurezas estão sempre presentes no ar, que
entra na carburação na proporção média de 1.700 metros
cúbicos por 1.000 quilômetros percorridos. Estas partículas,
84
extremamente abrasivas, quando em mistura com o óleo,
provocam desgaste acentuado das partes lubrificadas. A
manutenção regular do motor e do sistema de filtragem do ar
diminui a quantidade de contaminantes que entram no motor,
aumentando a sua vida útil.
Partículas Metálicas
O desgaste normal das peças em movimento do motor produz
pequeníssimas partículas metálicas que são retiradas e
circuladas pelo óleo. Partículas abrasivas provenientes da
entrada de poeira e outros contaminantes provocam um
desgaste maior das peças, gerando maior quantidade de
partículas metálicas, aumentando cada vez mais o desgaste
do motor. O filtro de óleo retém a maioria destas partículas em
suspensão, mas não o consegue totalmente. Quando ocorrem
problemas no filtro de óleo que fazem com que a válvula de
“bypass” abra, as partículas metálicas abrasivas não são mais
retidas e, circulando junto como lubrificante causam um rápido
desgaste.
SUBPRODUTOS DA COMBUSTÃO
Água
A água forma-se em todos os motores como produto resultante da
combustão. Quando a temperatura do motor é alta a maior parte
desta água permanece em forma de vapor e expelida pelo
escapamento, entretanto, quando a temperatura do motor é baixa,
tal como na partida e no período de aquecimento, o vapor
condensa-se em água, escorrendo pelas paredes dos cilindros e
indo depositar-se no cárter, ocasionando a formação de borra,
ferrugem e oxidação do óleo.
Ácidos
O processo de combustão produz substâncias ácidas que, como o
vapor d’água se condensam nas paredes dos cilindros nas baixas
temperaturas e escorrem para o cárter, indo contaminar o óleo
lubrificante. Essas substâncias, quando combinadas com a água,
causam ferrugem e corrosão das partes metálicas internas do
motor.
Borra e Resíduos de Carbono.
85
Uma combustão incompleta produz borra, resíduos de carbono e
outras formações de depósitos. Na partida e aquecimento do motor,
aumenta-se a quantidade destes contaminantes uma vez que a
mistura de combustível é mais rica. Também, quando o óleo é
submetido a altas temperaturas e em condições de operação
intermitente, existe uma maior formação destes resíduos, que são
prejudiciais à lubrificação.
Um óleo lubrificante de alta qualidade tem a propriedade de
incorporar a ele, em diminutas partículas, os resíduos de carbono e
outros materiais, mantendo-os em suspensão, evitando que se
acumulem nas partes vitais do motor. Isto, entretanto, só acontece
por um período de tempo. Se o óleo não for trocado nos períodos
recomendados ou for utilizado um óleo de baixa qualidade, as
partículas suspensas começam a agrupar-se, formando uma
quantidade de borra que pode causar o entupimento do filtro e
restringir a circulação de lubrificante.
Diluição
Durante a partida do motor e em algumas condições anormais de
operação, deposita-se nas paredes dos cilindros uma certa
quantidade de combustível não queimado, na forma líquida. Este
combustível mistura-se com o lubrificante, diminuindo a sua
viscosidade, reduzindo a película lubrificante e impedindo a
vedação perfeita do espaço entre os pistões e os cilindros. A
diluição representa sério problema, porque traz como conseqüência
o contato do metal com o metal, contribuindo assim para um
desgaste rápido e acentuado das peças em movimento. A diluição
também reduz a performance necessária dos aditivos e aumenta o
consumo de óleo. Altas velocidades e temperaturas elevadas
86
tendem a evaporar o combustível diluído no óleo. Normalmente, a
diluição é proveniente de problemas de regulagem do carburador,
defeitos no sistema de injeção ou mau funcionamento ou utilização
inadequada do afogador. Em veículos que funcionam em percursos
curtos e não tem condições de atingir as temperaturas normais de
operação, a diluição também é acentuada, pois não existe a
evaporação normal que ocorre quando se opera em temperaturas
mais elevadas. Neste tipo de operação, recomenda-se trocar o óleo
com mais freqüência.
Produtos de Oxidação do Óleo
Quando em operações que envolvem altas temperaturas e
velocidades os hidrocarbonetos do óleo de motor se combinam com
o oxigênio do ar formando vários tipos de reações químicas que
produzem substâncias que produzem a borra, o verniz e outros
tipos de depósitos. Os óleos lubrificantes modernos possuem
determinados tipos de aditivos, tais como detergentes,
dispersantes, e inibidores de oxidação, que ajudam a controlar a
formação destes materiais e evitar o acúmulo delas nas partes
internas do motor. Entretanto, existe um ponto de saturação do óleo
que, quando alcançado, deve ser trocado para prevenir problemas
de entupimento e falhas no sistema de lubrificação.
Os abrasivos e os subprodutos da combustão que passam através
dos anéis para o óleo no cárter, estão sujeitos a reações químicas
provocadas pela ação da temperatura e de certos metais que agem
como catalisadores das mesmas, vazamentos no sistema de
refrigeração constituem outro tipo de contaminação do óleo. Todas
essas substâncias reagem entre si para formar borra, verniz,
depósitos, corrosão e ferrugem nas partes metálicas.
O que é realmente importante para o proprietário do veículo, é que
o óleo lubrificante é o agente coletor de todos os contaminantes que
se formam ou são introduzidos no motor durante sua operação, que
causam desgaste das peças e problemas no seu funcionamento. O
uso e a troca nos períodos recomendados dos óleos lubrificantes
especificados pelos fabricantes, além da manutenção e mudança
regular dos filtros de ar e de óleo, ajudam a manter os
contaminantes em níveis mínimos e prolongar a vida útil do motor.
PRESSÃO DE ÓLEO
87
A pressão do óleo no motor varia diretamente com a vazão e a
viscosidade do óleo. A pressão de óleo, indicada pelo manômetro
ou luz de advertência instalado no painel do veículo, pode fornecer
ao motorista importantes informações a respeito da lubrificação do
motor:
Pressão Baixa
Diminuição da viscosidade por superaquecimento; diluição do óleo,
defeito na bomba; defeito na válvula de segurança da bomba; nível
baixo de óleo; mancais com desgaste excessivo; vazamento de
óleo na tubulação. Quando existe pressão baixa no sistema, alguns
pontos do motor não recebem a quantidade de óleo suficiente,
podendo trazer sérios prejuízos para o funcionamento do motor.
Pressão Alta
Viscosidade elevada do óleo; válvula de segurança da bomba
defeituosa; passagens de óleo obstruídas; filtro de óleo sujo ou
entupido; óleo muito oxidado, com conseqüente aumento de
viscosidade e impurezas.
Pressão Oscilando
Baixo nível de óleo, defeito na bomba de óleo ou no manômetro e
óleo com muita espuma.
OS FILTROS NÃO EVITAM A NECESSIDADE DA
MUDANÇA DO ÓLEO
Muitos proprietários de veículos julgam que, em virtude dos
mesmos possuírem filtros de ar, filtros de óleo e ventilação do cárter
a formação de materiais abrasivos e corrosivos no cárter é
eliminada. Esta teoria é totalmente errada. Borra é uma mistura
grossa e viscosa sem poder lubrificante, formada de certas
partículas de carbono, água e produtos da combustão. Acumulada
no carter, causa desgaste excessivo dos mancais, podendo até
mesmo produzir o entupimento do sistema de lubrificação. A borra
88
pode ser dissolvida pela ação de aditivos apropriados e, depois de
um certo grau de saturação do óleo, através da drenagem e
substituição por óleo novo. Os contaminantes externos e partículas
metálicas de desgaste do motor, também só são parcialmente
retidos pelos filtros. O aumento da concentração destes elementos
só é eliminado também através da troca do óleo.
Filtros de Óleo
Os filtros de óleo lubrificante são os responsáveis pela retenção das
partículas sólidas oriundas do ar aspirado e do combustível, como
também das partículas de desgaste do motor e outros produtos não
solúveis no óleo, provenientes do próprio funcionamento do motor.
Os motores modernos possuem um sistema de filtragem de óleo
denominado de “Sistema de Filtragem Total”. Nesse sistema, em
condições normais, como filtro e óleo limpos, todo o óleo é
bombeado para um elemento filtrante, geralmente do tipo cartucho,
antes de circular no motor.
Teoricamente, todo o óleo é filtrado durante todo o tempo.
Entretanto, isto nem sempre é real, pois com o aumento gradual
dos contaminantes no óleo, começa a haver uma obstrução e uma
saturação do elemento filtrante. Por este motivo, incorpora-se no
filtro ou no sistema, uma válvula de alívio. Em caso de obstrução do
filtro por sujeira, a pressão do óleo aumenta e abre a válvula,
permitindo o óleo circular sem passar pelo filtro. Este sistema não
permite falhas por falta de lubrificação, mas deve ser lembrado que
nesses casos o óleo lubrificante circulará sem filtragem, carregando
consigo muitos materiais abrasivos e outros contaminantes.
Os filtros de óleo têm uma importância decisiva no intervalo de troca
de óleo. Normalmente, os filtros de óleo são projetados para
remover partículas de até 5 micra de diâmetro. É importante lembrar
que, enquanto os filtros removem materiais sólidos em suspensão
no óleo, estes não retêm líquidos como a água, combustível não
89
queimado e ácidos. Os filtros não removem a diluição ou previnem
a ferrugem ou desgaste corrosivo.
Filtros de Ar
Os filtros de ar são responsáveis pela retenção das partículas
sólidas em suspensão no ar que, aspiradas pelo motor através do
carburador, causam o desgaste das peças em movimento. Para se
ter uma idéia da importância destes filtros, para cada litro de
combustível consumido, são aspirados pelo motor cerca de 10.000
litros de ar. Em ambiente urbano e em condições normais, para
cada 100 litros de combustível consumido, o filtro é responsável
pela retenção de 1 a 3 gramas de partículas. Em ambientes
contaminados por poeira, a quantidade de partículas aspirada pelo
motor multiplica-se muito, exigindo manutenção mais freqüente do
filtro de ar.
Os filtros de ar podem ser do tipo seco, a banho de óleo ou uma
combinação dos dois. Nos veículos modernos, os do tipo seco são
os mais utilizados, pois possuem uma capacidade maior de
filtragem, uma vida mais longa e maior facilidade de manutenção.
Nenhum filtro é 100% eficiente. Conforme vão acumulando poeira e
sujeira na superfície, diminui sua eficiência de filtragem, restringindo
o ar que entra no motor, provocando um consumo maior de
combustível, já que a mistura torna-se mais rica.
INTERVALO DE TROCA DE ÓLEO
Como já foi visto, há necessidade de substituir o óleo lubrificante a
intervalos regulares, a fim de retirar do motor os contaminantes e
outras substâncias que se agregaram ao óleo durante a sua
operação. A periodicidade de troca pode ser afetada por diversos
fatores:
90
Tipo de Motor
Quanto maiores forem as temperaturas de operação, as taxas de
compressão e as rotações dos motores, mais severo será o
trabalho do lubrificante e, portanto, menores deverão ser os
períodos de troca.
Capacidade do Cárter
Quanto maior for a sua capacidade, maior será a vida útil do
lubrificante.
Estado de Conservação do Motor
Os óleos lubrificantes não corrigem os defeitos de uma má
manutenção no veículo, que abrevia a sua vida útil. Os efeitos mais
comuns de uma manutenção deficiente são o superaquecimento, a
diluição do óleo, o consumo exagerado de lubrificante e
combustível.
Combustível Utilizado
Quanto maior for o teor de impurezas e enxofre do combustível,
menor será a vida do óleo.
Condições de Serviço
Operações constantes em baixas temperaturas, sobrecarga,
trajetos muito curtos e superaquecimento, abreviam os intervalos de
troca.
Local de Operação
Locais com tráfego intenso ou com muita poeira, também implicam
na redução do período de troca.
Lubrificante Utilizado
Óleos de qualidade superior, que satisfaçam as exigências dos
fabricantes e atendam às especificações SAE API e outras normas
de qualidade, resistem melhor às condições críticas, possibilitando
maiores intervalos de uso entre as trocas.
Devido às muitas variáveis que existem, um intervalo perfeito para a
troca do lubrificante só é possível com análises periódicas do
mesmo feitas em laboratórios, o que não é viável na prática. Os
91
fabricantes de motores, conhecendo as características de seus
equipamentos e o combustível a ser utilizado, testam e
recomendam certos tipos de óleos, determinando seus períodos de
troca para motores em perfeito estado de conservação, condições
de serviço e locais de operação normais. Naturalmente, estas
recomendações servem como base para se estabelecer um período
de troca próprio para cada situação. Com motores de manutenção
precária, condições e locais de operação desfavoráveis, os
intervalos deverão ser reduzidos, para uma melhor conservação do
motor.
A drenagem do óleo deve ser feita sempre com um óleo aquecido,
para que os contaminantes sejam mantidos em suspensão no óleo
e assim possam ser retirados do motor. Embora seja possível fazer
a troca do óleo depois dos intervalos recomendados, sem que se
note o dano aparente, a economia no custo de óleo é pequena
demais, comparada com o possível sacrifício da proteção do motor.
A Quilometragem Invisível
Muitos motoristas não reconhecem que o motor trabalha um
número muito maior de quilômetros do que o indicado pelo
odômetro durante o tempo em que o veículo fica parado, mas com
motor em movimento, o óleo continua a fazer seu serviço e,
portanto, continua contaminado-se e desgastando os seus aditivos.
O odômetro marca a quilometragem percorrida pelo veículo e
não o tempo que o motor funcionou. A prática mostra que veículos
que trafegam em trânsito urbano, apresentam uma quilometragem
em termos de horas de funcionamento do motor, que pode chegar
de 50 a 100% da quilometragem marcada no odômetro.
Este fato tem suma importância com referência ao período de troca
do óleo para o motor, porque estas mudanças são feitas tomandose como base o número de quilômetros realmente percorridos, sem
levarem consideração a quilometragem equivalente às revoluções
do motor nas ocasiões em que o carro está parado.
Para veículos que se enquadram nesta situação, recomenda-se o
controle do período de troca através do número de horas de
funcionamento do motor ou do consumo de combustível, ao invés
da quilometragem.
Óleos Sintéticos Para Motores
92
Surgiram no mercado diversos lubrificantes de base sintética para
motores. Este tipo de lubrificante oferece vantagens em termos de
desempenho, à baixa temperatura, melhor resistência à oxidação e
maior estabilidade ao cisalhamento quando submetido a altas
pressões e velocidades de deslizamento.
Existem vários tipos de óleos sintéticos, para a lubrificação de
motores, a maioria sendo à base de polialfaolefinas, ésteres e suas
misturas. Os fabricantes de veículos recomendam o mesmo período
de troca, utilizando um lubrificante sintético.
ÓLEOS PARA TRANSMISSÃO
ÓLEOS PARA CAIXAS DE ENGRENAGENS
Todo o sistema (mecânico ou hidráulico) encarregado de transmitir
a força gerada pelo motor às ridas denomina-se Transmissão. Nos
ocuparemos inicialmente das transmissões mecânicas, nas quais a
força é transmitida e multiplicada através de caixas de
engrenagens.
A lubrificação destas caixas de engrenagens e feita por banho, por
salpico e em algumas caixas de mudanças de maior porte, por
lubrificação forçada. Se observarmos a figura, verificamos que
algumas engrenagens estão imersas em óleo e outras não.
Quando o veículo está em movimento, as engrenagens que estão
em movimento arrastam o óleo entre seus dentes, transportando-o
até a área de contato e lubrificando as engrenagens. Devido à
rotação, parte deste óleo é salpicado para as demais engrenagens
e mancais de rolamento. Em caixas de mudanças sujeitas a altas
cargas e a solicitações mais severas, a lubrificação por banho e
salpico não é suficiente para garantir uma proteção adequada.
Nestas caixas, acopla-se uma bomba de óleo à árvore de
transmissão primária (aquela que é diretamente movida pelo motor)
93
sendo então o óleo bombeado às engrenagens da árvore
secundária, aos rolamentos e mancais existentes que necessitam
de lubrificação.
Devido à enorme variedade de tipos de construção de caixas de
mudanças, existem diversos tipos de formatos de engrenagens,
tipos de rolamentos, severidade de operação, velocidade, carga e
temperatura de funcionamento. O tipo e a quantidade de aditivação
que estarão em um lubrificante, depende de vários fatores, tais
como a forma dos dentes das engrenagens (óleos minerais puros
ou inibidos contra oxidação para engrenagens de dentes retos,
óleos com aditivação desde antidesgaste até extrema-pressão para
engrenagens helicoidais), tipos de rolamentos, sincronizadores e
outros descritos anteriormente. Para a correta lubrificação de caixas
de mudanças, deve-se seguir rigorosamente as recomendações
especificadas pelo fabricante.
A transmissão da força do motor às rodas, após ser reduzida pela
caixa de mudanças, é feita através do conjunto de engrenagens
denominado de Diferencial, que normalmente é constituído de
engrenagens cônico-helicoidais com engrenamento hipóide. Este
tipo de engrenagem caracteriza-se por ter a linha de centro do
pinhão deslocada do centro da coroa.
Esta forma de construção permite um melhor rendimento mecânico,
uma operação mais silenciosa e um centro de gravidade do veículo
mais baixo. Entretanto, as cargas e o deslizamento envolvidos no
engrenamento, geram uma operação de altíssima severidade, que
94
necessita o uso de lubrificantes altamente aditivados, com agentes
de extrema pressão.
Nos veículos com transmissão dianteira, a caixa de mudanças e o
diferencial estão agrupados num mesmo conjunto, utilizando um
único lubrificante. Neste caso, torna-se mais importante ainda
ressaltar a necessidade de se utilizar rigorosamente o produto e
recomendações de lubrificação estabelecidas pelo fabricante do
veículo.
CARACTERÍSTICAS DOS ÓLEOS
LUBRIFICANTES PARA ENGRENAGENS
Lubrificantes para caixas de engrenagens de veículos automotivos
são desenvolvidos para prover a proteção adequada para os
mancais e engrenagens por longos períodos. Entretanto, as
condições de trabalho sob as quais estes lubrificantes operam,
aliadas às altas temperaturas, contaminações internas e externas,
são por si só, fatores limitadores da vida útil destes lubrificantes.
Devido a isto, deve-se usar na formulação e fabricação destes tipos
de lubrificantes, óleos básicos de excelente qualidade e com alta
resistência à oxidação, a fim de que possam suportar este tipo de
serviço pelo maior período possível.
Os óleos utilizados em transmissões, atualmente, são aditivados
com agentes de extrema pressão.
Óleos aditivados com agentes de extrema pressão
Este tipo de óleo possui, além das características descritas para um
óleo mineral puro, um aditivo de Extrema-Pressão. Em função da
quantidade de aditivação e de outras características de
desempenho necessárias, eles se subdividem em duas categorias,
em função de suas aplicações:
95
a)
Os que atendem a classificação de serviço API GL-4,
utilizados para lubrificação de caixas de mudanças, caixas de
direção mecânicas e diferenciais de alguns tipos de veículos.
Embora estes óleos tenham aditivos de extrema pressão, o
são em menor quantidade do que os óleos da categoria API
GL-5, não suportando cargas mais severas e condições de
alto torque e velocidades, nem cargas de choque.
b)
Os que atendem à classificação de serviço API GL-5,
indicados para lubrificação de todos os tipos de diferenciais
que utilizam engrenagens do tipo hipóide, comandos finais de
veículos de carga e fora de estrada e certos tipos de caixas de
mudanças. Resistem a altas cargas, velocidades e torque,
suportando cargas de choque e outras condições de operação
severa. Apesar da elevada quantidade de aditivos contidos
neste tipo de lubrificante, não atacam certos metais ou ligas
susceptíveis à corrosão.
Classificação SAE de viscosidade
A SAE (Sociedade dos Engenheiros Automotivos) desenvolveu esta
classificação para óleos de engrenagens, dirigida aos fabricantes de
equipamentos, para definição e recomendação dos lubrificantes
utilizados em transmissões manuais e eixos traseiros e para os
fabricantes de óleo rotularem seus produtos e os usuários seguirem
recomendações dos manuais dos veículos.
A classificação SAE, mostrada na tabela a seguir, baseia-se única e
exclusivamente na viscosidade, não considerando fatores de
qualidade ou desempenho.
96
97
Os graus de viscosidade SAE para engrenagens, não devem ser
confundidos com os graus de viscosidade SAE para óleo de
motores. Um lubrificante para engrenagem e um lubrificante para
motor que tenham a mesma viscosidade, terão uma designação do
grau SAE completamente diferente.
Assim sendo, um óleo de engrenagem SAE 90 pode ser similar em
viscosidade a um óleo para motor SAE 40 ou 50.
Essa classificação é baseada na viscosidade medida em altas e
baixas temperaturas, sendo que os valores em altas temperaturas
são determinados de acordo com o método ASTM D-445, sendo o
resultado obtido em centistokes (cSt), e os valores em baixas
temperaturas são determinados de acordo com o método ASTM D2983 utilizando o viscosímetro Brookfield, sendo os resultados
obtidos em Centipoises (cP). A classificação em baixa temperatura
se define pela temperatura máxima para viscosidade de 150.000 cP
(para fluidez a frio), mais as viscosidades mínimas em cSt a 100°C.
Um lubrificante classificado como multiviscoso, como um óleo SAE
75W90 satisfaz as necessidades tanto em altas como em baixas
temperaturas, conforme mostrado na tabela. Isto é, ele atua como
um óleo SAE 75W nas baixas temperaturas e está na faixa de um
óleo SAE 90 nas altas temperaturas. A escolha de um óleo para
engrenagem e transmissão deve-se basear nas temperaturas
extremas de serviço. Um óleo classificado como multiviscoso,
deverá atender às necessidades de ambos os extremos de
temperaturas.
Classificação de serviço API
As designações de serviço de lubrificantes estabelecidas pelo API
(Instituto Americano de Petróleo) para transmissões manuais e
eixos traseiros estão baseadas nos tipos das engrenagens e no
grau de proteção antidesgaste e de extrema pressão necessários.
98
As designações de serviço API são uma maneira simplificada de
comunicação para que os fabricantes de caixas de engrenagens e
de veículos recomende os tipos de óleos adequados para
lubrificação aos usuários finais e também que os fabricantes de
lubrificantes desenvolvam e identifiquem por meio de rotulação das
embalagens cada produto e sua utilização.
A tabela abaixo fornece uma descrição simplificada das
designações de serviço API para óleos de engrenagens, justamente
com a designação GL (Gear Lubrificants) que especifica cada
categoria. Normalmente, alguns lubrificantes são apropriados para
lubrificação numa ampla faixa de condições de operação, podendo
ser recomendados para mais de uma designação de serviço API.
Embora as designações API são úteis quando se faz
recomendações gerais, muitas aplicações devem receber um outro
tipo de consideração, pois nem sempre as especificações de projeto
da transmissão coincidem com os padrões estabelecidos pela API.
Neste caso, alguns fabricantes podem exigir um óleo que se
enquadre numa categoria diferente das normais ou então não
recomendar uma determinada especificação de serviço API que
pareceria satisfatória à primeira vista. Assim, deve-se sempre
consultar em primeiro lugar as recomendações do fabricante.
Deve-se também salientar que as designações de serviço API se
aplicam somente para eixos e transmissões manuais. As
transmissões automáticas, acoplamentos hidráulicos. Conversores
de torque, diferenciais de deslizamento limitado e os sistemas
hidráulicos, requerem geralmente outros tipos de lubrificantes que
os descritos nesta categoria de serviço.
Classificação API para Óleos de Transmissão
Considerando a capacidade de carga como a principal
característica dos lubrificantes para engrenagens e como os óleos
chamados EP não definem a que carga podem resistir, a API criou
99
uma especificação GL (Gear Lubrificants – Lubrificantes de
Engrenagens) de acordo com os serviços a serem prestados:
GL-1 Serviço típico de engrenagens cônicas helicoidais e sem-fim,
operando sob condições de baixa pressão e velocidade, tais
que um óleo mineral puro pode ser usado satisfatoriamente.
Os óleos podem possuir aditivos antiespumante, antioxidante,
antiferrugem e abaixadores do ponto de fluidez. Não são
satisfatórios para a maioria das caixas de mudanças de 3 ou 4
marchas dos automóveis, podendo satisfazer algumas
transmissões de caminhões e tratores. Atualmente o GL-1 não
é mais utilizado.
GL-2 Designa o serviço de engrenagens sem-fim, onde, devido às
condições de velocidade, carga e temperatura, os lubrificantes
da especificação anterior não satisfazem. Contém,
normalmente, aditivos antidesgaste ou em Extrema Pressão
suave. Atualmente o GL-2 não é mais utilizado.
GL-3 Serviço de engrenagens cônicas helicoidais sob condições de
moderada severidade de velocidade e carga. Suportam
condições mais severas que o GL-2 e contém aditivos
antidesgaste ou um Extrema Pressão suave.
GL-4 Serviço de engrenagens e particularmente das engrenagens
hipoidais operando com alta velocidade e baixo torque, ou
baixa velocidade e alto torque. Não se aplica, geralmente, aos
diferenciais antiderrapante. Contém aditivos de Extrema
Pressão.
GL-5 Idem à GL-4, resistindo ainda a carga de choque.
GL-6 Idem à GL-5, sendo especialmente recomendada para
engrenagens hipoidais com grande distância entre os eixos e
condições de alta performance. Atualmente o GL-6 não é mais
utilizado.
100
MT-1 Especialmente recomendada para caixas de transmissão
manuais não sincronizadas de caminhões de serviço pesado
americanos. Possui maior resistência à oxidação.
TRANSMISSÕES AUTOMÁTICAS
A transmissão automática é um sistema composto de um conversor
de torque e de um conjunto de engrenagens epicicloidais, que
substitui a embreagem e o câmbio mecânico, realizando
automaticamente suas funções.
101
Cada motor tem um regime mínimo de rotações por minuto, abaixo
do qual ocorrem inconvenientes, e um regime máximo, que não
pode ser superado sem prejuízos. Nos carros com transmissão
convencional, cabe ao motorista efetuar as mudanças de marchas
de modo a transmitir o maior torque possível às rodas sem,
entretanto, transpor os limites de rotação do motor. Já os sistemas
de transmissão automática incluem componentes capazes de
escolher a melhor relação de marcha, compatível com a velocidade
do veículo e o número de rotação ideal para o motor. Para tanto, a
transmissão automática serve-se de dispositivos ligados às rodas,
ao virabrequim e à borboleta do acelerador, que transmitem as
informações necessárias para a seleção de marcha adequada.
Os sinais provenientes das rodas indicam a velocidade com que o
veículo se desloca e o sistema efetua então uma seleção básica de
marchas: se a velocidade é elevada, engrena marchas altas; se ela
é reduzida, engrena marchas baixas. Por sua vez, o sinal
proveniente do virabrequim, escolhe, entre as marchas préselecionadas, aquela que vai permitir regime de rotações ideal.
102
A escolha das marchas, que ocorre normalmente pela ação dos
dois sinais é, entretanto, alterada pelo sinal emitido pela borboleta
do acelerador. Assim, quando ela se encontra em posição
intermediária (portanto, também o acelerador está em posição
intermediária) as marchas são trocadas em número relativamente
baixo de rotações do motor. Se, por outro lado, a borboleta está
totalmente aberta (consequentemente, com o acelerador empurrado
até o fundo), ela envia um sinal que faz com que as marchas sejam
trocadas apenas em números elevados de rotações do motor
(dentro dos limites estabelecidos pelo fabricante).
Graças a esse dispositivo, o motorista pode intervir na troca de
marchas. Assim, o alívio momentâneo do pedal, durante a fase de
aceleração, provoca a mudanças de uma marcha baixa para outra
de maior velocidade (por exemplo, da segunda para a terceira). Por
outro lado. Ao calcar-se repentinamente o acelerador, o sinal
enviado pela borboleta à transmissão dispara o sistema que age
sobre os comandos hidráulicos, provocando redução de marcha
(manobra de kickdown).
Outra forma do motorista intervir diretamente na troca de marchas é
utilizar a alavanca seletora de marchas (em alguns casos a seleção
é feita por botões). Existem carros com sobre-marcha ou com
quatro marchas para frente, mas estes são poucos. As relações de
marchas mais comuns em transmissões automáticas são: N (neutro
ou ponto morto), onde nenhuma marcha é engrenada; 1 onde
apenas a primeira marcha é engrenada; 2 onde somente a segunda
é engrenada; D (drive) onde todas as marchas para a frente são
engrenadas; e R (ré) que permite o deslocamento para trás. Assim,
pode-se utilizar o freio motor em uma descida, colocando-se o
seletor em 1 ou 2, o que provoca o bloqueio das marchas não
selecionadas.
O mecanismo que capta os sinais e programa o engate, constitui-se
geralmente de um grupo de válvulas hidráulicas ou de um circuito
eletrônico. Teoricamente o mesmo conjunto poderia comandar
também o acionamento de uma embreagem normal. Entretanto, o
engate da embreagem para a partida do carro, é operação delicada
e lenta, que varia em função do piloto, da carga do veículo e da
inclinação da rua, necessitando, pois, de um sistema especial. O
problema é solucionado pelo conversor de torque, considerado com
uma embreagem hidráulica, que age automaticamente assim que o
motor supera certo número de giros. O conversor tem a vantagem
103
de transmitir, na saída do carro, um torque maior do que o sinal
recebido, permitindo dessa forma reduzir o número de relações de
marcha necessária. Não garante, contudo, o engate completo
quando o carro está andando, pois só funciona enquanto existe
deslizamento entre as duas peças giratórias que o compõem e,
portanto, entre o cardã e o motor.
Ao conversor de torque aplicado ao volante do motor, segue-se o
câmbio de velocidades, constituído por engrenagens epicicloidais
com engates graduais, obtidos através de fricções de discos, ou
freios em forma de tiras ou cônicos. O sistema epicicloidal compõese da engrenagem solar e do conjunto de satélites e coroa, que
estão sempre engatados e podem ser bloqueados gradualmente, de
modo a se tornarem “motores”, ou alternadamente funcionar como
“conduzidos”. O comando das fricções e dos freios de fita faz-se
hidraulicamente, por meio de bateria de válvulas.
O CONVERSOR DE TORQUE
O conversor de torque tem duas funções principais. A primeira é
que ele age como um acoplamento fluido que, usando um óleo com
características específicas, transmite a força do motor ao conjunto
de engrenagens da transmissão. Sua segunda função é multiplicar
o torque do motor, quando se necessita de maior desempenho. O
conversor de torque é composto por três elementos básicos: a
bomba (elemento motor), a turbina (elemento movido) e o estator
104
(elemento de reação). A capa do conversor está soldada à bomba,
selando os três membros num recipiente cheio de óleo. A capa do
conversor está parafusada ao volante do motor, que por sua vez
está ligado à árvore de manivelas (virabrequim). Portanto, a bomba
do conversor está ligada ao motor, e gira na mesma rotação deste.
Quando o motor funciona, a bomba do conversor de torque gira
funcionando como uma bomba de óleo centrífuga, succionando o
óleo no centro e expulsando-o por entre as palhetas de seu aro
externo. O formato da bomba e das palhetas faz com que o óleo
saia da bomba girando em sentido horário, em direção às palhetas
da turbina. Quando o óleo as atinge, ele cede sua força à turbina,
fazendo-a girar. Quando o motor está em marcha lenta e a bomba
do conversor de torque não está girando em alta velocidade, a força
do óleo não é suficiente para girar a turbina, permitindo que se
deixe o veículo imóvel mesmo que a alavanca seletora esteja em
posição de engrenamento. Ao se acelerar o veículo, a velocidade
da bomba aumenta e a força do motor é transmitida à turbina e daí
para o conjunto de engrenagens da transmissão.
O óleo empresta sua força à turbina, entrando através de suas
palhetas externas e saindo de suas palhetas centrais, girando em
sentido anti-horário, opostamente ao sentido de rotação do motor. O
torque desenvolvido pelo motor é absorvido pela turbina quando ela
inverte o sentido de rotação do óleo enviado pela bomba. Se fosse
permitido que o óleo girasse em sentido anti-horário proveniente da
turbina e continuasse sua trajetória em direção às palhetas internas
da bomba, ele prejudicaria sua rotação e, consequentemente,
105
reduziria a força que a bomba do conversor cederia ao óleo. Para
que
isso
seja
evitado,
coloca-se
o
estator.
O estator é montado entre a bomba e a turbina, sobre uma
embreagem que permite sua rotação apenas no sentido horário. A
finalidade do estator, é redirecionar o óleo proveniente da turbina,
dando a ele o mesmo sentido de rotação que o da bomba. A
energia contida no óleo é usada para auxiliar o motor a girar a
bomba. Isto aumenta a força do óleo que irá girar a turbina e assim
a multiplicar o torque do motor. A força do fluxo do óleo proveniente
da turbina tenderia a girar o estator no sentido anti-horário, mas sua
embreagem evita que isso ocorra.
Com o aumento da velocidade, inverte-se o sentido de rotação do
óleo que vem da turbina. O óleo atinge a parte traseira do estator no
sentido horário. Agora, o estator estaria impedindo o fluxo do óleo,
logo a embreagem permite que ele passe a girar livremente no
sentido horário. O estator tornou-se inativo e não há mais
multiplicação do torque, portanto o conversor tornou-se um simples
acoplamento fluido e, a bomba e a turbina, estão girando na mesma
velocidade.
Características de um óleo para transmissão
automática
Os fluidos para transmissões automáticas (conhecidos apenas
como FTA), transmitem a potência do motor para as rodas.
Também atuam como meio hidráulico, comandando as válvulas de
controle das fricções e dos freios de fita. Além disso, um fluído para
transmissões automáticas deve lubrificar as engrenagens e os
mancais do conjunto. Deve arrefecer o sistema e protegê-lo contra
106
a ferrugem e também deve manter o sistema limpo, removendo
eventuais
contaminantes
presentes
no
conjunto.
Para atenderem todas estas solicitações, os óleos utilizados com
fluidos para transmissões automáticas devem possuir as seguintes
características:
• Viscosidade adequada: um fluido usado em uma
transmissão automática deve ter sua viscosidade dentro da
faixa de tolerância especificada pelo fabricante da mesma.
• Alto índice de viscosidade: a viscosidade de um FTA deve
variar o mínimo possível, para evitar-se mudanças sensíveis
de comportamento na transmissão.
• Resistência à formação de borra: o conjunto de válvulas de
comando tem passagens de óleo de pequenas dimensões e
de altíssima precisão. Se ocorrer formação de borra, o
funcionamento da transmissão estará comprometido.
• Resistência à formação de espuma: a espuma consiste de
finíssimas películas de óleo envolvendo o ar atmosférico.
Além de ser altamente prejudicial à lubrificação, é também
nociva ao sistema hidráulico, pois o ar enclausurado nas
bolhas de espuma é compressível, prejudicando a
transmissão da força.
• Grande efeito de limpeza: o óleo deve remover todos os
contaminantes eventualmente presentes no sistema.
• Coeficiente de atrito adequado: conforme o tipo de projeto
da transmissão automática, o óleo deve apresentar um
coeficiente de atrito apropriado para o bom funcionamento da
mesma.
107
Conforme o tipo de transmissão, deve-se usar um fluido que tenha
características de viscosidade, índice de viscosidade e coeficiente
de atrito, de acordo com o especificado pelo fabricante da mesma.
Listamos abaixo os principais fluidos de transmissão automática e
sistemas hidráulicos de nossa linha de lubrificantes.
GRAXAS LUBRIFICANTES AUTOMOTIVAS
LUBRIFICAÇÃO À GRAXA
Em um veículo existem muitos pontos a serem lubrificados que, por
condições operacionais ou construtivas, não podem ser lubrificados
por um óleo lubrificante. Nestes casos encontram-se, por exemplo,
os mancais das rodas, articulações da suspensão, cruzetas, juntas
homocinéticas, alguns tipos de caixas de direção, que necessitam
108
de um lubrificante que permaneça por longos períodos sem
necessidade de relubrificação, devido às dificuldades operacionais
de desmontagem destes pontos e que evite o atrito e o desgaste
destas peças.
As graxas são lubrificantes sólidos ou semifluidos, sendo
constituídas de um agente espessador mais um lubrificante líquido,
e aditivos.
Como agente espessador, pode ser utilizado sabão metálico de
cálcio ou lítio, bentonita ou ainda bases poliméricas. Como
lubrificantes são utilizados óleos derivados de petróleo ou sintéticos.
Os aditivos são os mesmos relacionados para lubrificantes em
geral.
Geralmente, as graxas automotivas para uso normal são fabricadas
com sabão metálico como agente espessador, óleos lubrificantes
derivados de petróleo como fluido lubrificante e aditivos
antioxidantes, antiferrugem, extrema pressão, anticorrosão,
antidesgaste e outros.
PROPRIEDADES DAS GRAXAS
As propriedades que uma graxa lubrificante possui, estão
relacionadas com, a capacidade de vedação, resistência à água,
resistência a altas e baixas temperaturas e adesividade. Estas
propriedades são determinadas pelo tipo de espessante utilizado,
sendo que os mais usuais são os sabões metálicos de cálcio, sódio,
lítio e complexo de lítio.
109
As graxas de sabão de cálcio têm boa resistência à água, mas
devido ao fato de terem água como agente estabilizador, elas se
decompõem em temperaturas ao redor de 100°C, quando ocorre a
evaporação desta água. Isto significa que estas graxas não devem
ser usadas em altas temperaturas ou rotações, sendo empregadas
na lubrificação de um veículo basicamente para pinos e articulações
de suspensão e, quando aditivadas com grafite, na lubrificação de
feixes de molas e quinta roda.
As graxas a base do sabão de sódio, têm ponto de gota
(temperatura de fusão) da ordem de 150°C, podendo ser usadas na
lubrificação de quase todas as partes automotivas, com exceção
dos mancais de rolamentos de rodas de veículos com freio a disco.
Entretanto, o sabão de sódio é solúvel em água e assim, este tipo
de graxa, nunca deve ser utilizada em locais onde haja
possibilidade de contato com a mesma.
As graxas de lítio têm, ponto de fusão relativamente alto e resistem
bem à água, sendo usadas praticamente em todas as partes a
serem lubrificadas de um veículo. Estas graxas são as chamadas
”Graxas de Múltiplas Aplicações” ou “Multipurpose”, já que podem
substituir vários tipos de graxas e serem utilizadas em muitas
aplicações.
As graxas de complexo de lítio podem ser usadas em todos os
pontos de lubrificação de um veículo, desde que aditivadas
adequadamente para cada aplicação. Possuem um alto ponto de
gota, excelente estabilidade mecânica e boa resistência a altas
rotações.
Devido à tendência de se padronizar a lubrificação para um
determinado veículo, as graxas de lítio têm substituído com
vantagens as graxas à base de cálcio e sódio. A tendência da
110
indústria automobilística atualmente é utilizar graxas à base de
complexo de lítio para substituir todas as outras anteriores pelas
mesmas razões de padronização e qualidade.
CONSISTÊNCIA
A graxa é um produto pastoso, não possuindo viscosidade como os
óleos. Neste caso, determina-se a penetração, que é a medida de
sua consistência. A determinação da penetração de uma graxa
pode ser feita de duas maneiras:
Penetração Trabalhada
Para se medir a penetração trabalhada de uma graxa, antes
de se fazer a determinação no aparelho de teste que é
denominado PENETRÔMETRO, a graxa é trabalhada 60
vezes, por meio de um equipamento padronizado.
Após isso, coloca-se a graxa num recipiente sob um cone, de
dimensões, forma e peso normalizados e faz-se, a uma temperatura
constante de 25°C, que o cone penetre na graxa por 5 segundos.
Após isso, mede-se a profundidade que o cone penetrou, em
décimos de milímetros. Quanto mais macia for a graxa, maior será a
penetração. As graxas são classificadas em termos de consistência
pelo sistema criado pelo NLGI (National Lubricating Grease
Institute), onde os graus variam de acordo com a penetração. É
importante notar que quanto mais dura for a graxa (menor
penetração do cone), maior é o grau NLGI.
111
A seguir, a classificação de consistência das graxas lubrificantes da
NLGI (National Lubricanting Grease Intitute):
Penetração Não Trabalhada
A penetração não trabalhada é feita da mesma maneira,
porém a graxa não é batida ou trabalhada 60 vezes antes do
teste. A penetração não trabalhada não é usada para a
classificação NLGI, sendo utilizada apenas como referência
de controle de qualidade durante a fabricação.
Ponto de Gota ou Fusão
A determinação do ponto de gota ou fusão, que é a menor
temperatura na qual uma graxa deixa de ser semi-sólida e
passa a ser líquida é determinada em laboratório com o nome
de PONTO DE GOTA. Neste teste, determinada quantia de
graxa é colocada no equipamento de medição e aquecida em
condições controladas, até que a graxa passe do estado semisólido para o líquido. Nesta temperatura na qual cai a primeira
gota, é denominado Ponto de Gota.
112
Uma graxa que tenha um alto ponto de gota, não significa que
ela tenha alta consistência (dura) e vice-versa. Uma graxa
com baixa consistência pode ter um alto ponto de gota, esta
propriedade depende do tipo de espessante usado na graxa e
de outras características de fabricação.
A seguir, nossa linha de graxas lubrificantes automotivas:
113
LUBRIFICAÇÃO DE MOTORES DE
COMBUSTÃO INTERNA
PROBLEMAS DOS MOTORES E POSSÍVEIS CAUSAS
Desgaste de Anéis, Pistões, Anéis Presos:
•
•
•
•
•
•
•
Filtragem de óleo e ar deficientes.
Intervalo longo entre as trocas de óleo.
Qualidade inadequada do óleo.
Arrefecimento insuficiente.
Anéis de tamanho errado.
Distorções nas camisas de cilindros.
Desgaste nas ranhuras de pistões.
Desgaste e Avarias de Mancais e Bronzinas:
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
Tempo de injeção incorreto (motores diesel).
Excesso de carga.
Filtragem de óleo e ar deficientes.
Falhas metalúrgicas.
Montagem errada.
Fadiga do metal.
Óleo inadequado.
Viscosidade do óleo errada.
Vazamento de água.
Espuma e cavitação no óleo
114
Arranhamento e Avarias nas Camisas:
• Problemas no período de amaciamento.
• Defeitos durante a usinagem.
• Distorções nas camisas.
• Metalurgia inadequada.
• Projetos de pistões e anéis.
• Avanço da injeção impróprio (motores diesel).
• Sobrecarga.
• Viscosidade do óleo errada.
• Filtragem de óleo e ar deficientes.
• Anéis presos, quebrados ou desgastados.
• Falta de lubrificação.
• Arrefecimento insuficiente.
Entupimento de Janelas (Motores 2 Tempos):
• Sobrecarga.
• Pouco ar de lavagem.
• Arrefecimento insuficiente.
• Aditivação inadequada do óleo lubrificante.
• Óleo básico utilizado no óleo lubrificante inadequado.
Verniz e Borra:
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
Intervalo entre trocas muito longo.
Qualidade inadequada do óleo.
Baixa temperatura do óleo.
Vazamento de água.
Contaminações no óleo.
Superaquecimento (verniz).
Anéis em más condições
Problemas na filtragem do óleo.
Combustível de má qualidade.
Problemas nos sistema de ventilação do cárter.
115
Superaquecimento, Pontos Quentes:
• Bomba de óleo defeituosa.
• Arrefecimento deficiente.
• Sobrecarga.
• Avanço errado.
• Restrições na admissão de ar.
• Viscosidade do óleo errada.
• Desgaste nas válvulas e guias.
• Anéis desgastados, presos ou quebrados.
• Distorções nas camisas.
• Mancais muito apertados ou desalinhados.
Vida Curta do Óleo:
• Óleo de baixa qualidade.
• Superaquecimento.
• Vazamento de água para o cárter.
• Baixa temperatura do óleo e da água.
• Contaminações
• Anéis em más condições.
• Filtragem de óleo e ar deficientes.
Vida Curta do Filtro de Óleo:
• Óleo de baixa qualidade.
• Filtro com pequena capacidade de filtragem.
• Anéis do cárter.
• Anéis desgastados, presos ou quebrados.
• Baixa temperatura do óleo e da água.
• Filtro de ar em má condição.
• Intervalo de troca muito longo.
• Má qualidade do elemento filtrante.
• Sobrecarga.
Quebra do Turbo-Compressor:
• Desbalanceamento devido depósito de cinzas.
• Acúmulo de verniz.
• Circulação de óleo deficiente.
116
Problemas Gerados pelas Falhas Mecânicas e de Lubrificação
Óleo de Baixa Qualidade:
• Depósitos de verniz.
• Borra.
• Vida curta do filtro.
• Vida curta do óleo
• Desgaste de anéis e válvulas.
• Anéis presos.
• Desgaste dos cilindros.
• Entupimento de janelas (motores 2 tempos).
• Desgaste e avarias de mancais.
• Altos custos de manutenção.
Válvulas em Más Condições:
•
•
•
•
Depósitos de cinzas excessivos.
Sobrecarga em quatro cilindros.
Formação de fuligem.
Potência reduzida.
Injeção Fora do Ponto (Motores Diesel):
• Sobrecarga.
• Superaquecimento.
• Desgaste e avarias nos mancais.
• Perda de potência
• Trincas no cabeçote.
• Arranhamento das camisas.
117
Arrefecimento Insuficiente (Óleo é Água):
• Vida curta do óleo.
• Formação de verniz.
• Anéis presos.
• Arranhamento das camisas.
• Trincas no cabeçote.
• Desgaste de anéis.
• Vida curta do filtro de óleo.
Anéis em mau Estado:
• Alto consumo de óleo.
• Depósitos excessivos de cinzas.
• Blowby elevado.
• Verniz.
• Borra.
• Superaquecimento.
• Perda de potência.
• Arranhamento de camisas.
• Agarramento dos pistões.
• Sobrecarga nos outros cilindros.
Intervalo de Troca Muito Longo:
• Verniz.
• Borra.
• Anéis
• Desgaste de anéis e camisas.
• Vida mais curta do filtro de óleo.
• Custo de manutenção mais alto.
Filtragem Inadequada:
• Verniz.
• Borra.
• Desgaste das peças móveis.
• Sujeira e depósitos no motor.
• Vida do óleo mais curta.
• Anéis presos.
118
Causas das mudanças nas condições de óleo
Queda do valor do TBN (número básico total) ou aumento do
Número de Neutralização:
• Óleo de baixa qualidade.
• Intervalo de troca muito longo.
• Filtragem inadequada.
• Vazamento de água.
• Arrefecimento deficiente.
• Combustível com alto teor de enxofre (diesel).
• Temperatura das paredes dos cilindros muito baixa.
Água no Óleo:
• Trinca no cabeçote.
• Vazamento na junta do cabeçote.
• Blowby excessivo.
• Ventilação do cárter deficiente.
• Temperatura do óleo muito baixa.
• Serviço intermitente.
• Contaminações externas
Diminuição da Viscosidade:
• Diluição com combustível.
• Mistura com óleo de menor viscosidade.
• Aumento da Viscosidade:
• Intervalo entre as trocas muito longo.
• Sobrecarga.
• Arrefecimento deficiente.
• Filtragem de óleo e ar deficientes.
• Anéis em mau estado.
• Contaminações.
• Óleo de baixa qualidade.
Alto teor de Insolúveis em Pentano e Tolueno:
• Manutenção do filtro de ar inadequada.
• Problemas na filtragem do óleo.
• Arrefecimento deficiente.
• Problemas na combustão.
119
MÁQUINAS DE TERRAPLANAGEM
EQUIPAMENTOS DE CONSTRUÇÃO/TERRAPLANAGEM
Com a finalidade de facilitarmos o reconhecimento de
equipamentos da construção civil/terraplanagem, daremos uma
descrição sumária das principais máquinas.
Trator de rodas (agrícola)
Trata-se de uma unidade básica de força para puxar ou
empurrar implementos a ele acoplados tais como carretas,
arados entre outros.
Trator de esteiras
Trata-se de trator projetado para serviços pesados de
terraplanagem.
O de rodas é mais ágil do que o de esteiras, porém este
último possui capacidade de tração e sustentação maior em
terras fofas e terrenos encharcados. Os implementos aqui
constantes são:
a)
parte dianteira – lâmina (buldozer) para transporte de
materiais em pequenas distâncias, nivelamento e
desmatamento.
b)
parte traseira – escarificador (ripper) para fragmentar
materiais duros.
120
Caminhão fora de estrada
Caminhão para serviços pesados de transporte de terra e de
minérios. A descarga é por inclinação da caçamba.
Caminhão fora de estrada articulado
Para terrenos de difícil acesso.
Escavadeira (Drag-Line)
É um equipamento para escavação de materiais com
superestrutura giratória equipada com lança treliçada e
caçamba
acionada
por
cabos.
Escavadeira Hidráulica
É uma escavadeira hidráulica lança articulada para serviços
junto ao local de escavação para terrenos de diversos
tamanhos tipos.
121
Pá-carregadeira (Wheel Loader)
Servem para escavações não muito profundas e para carga
de materiais previamente fragmentados e/ou empilhados. São
mais ágeis do que as escavadeiras. A pá, carregadeira de
rodas, é mais manobrável e rápida que a de esteiras.
Moto-Scraper
Equipamento dotado de uma caçamba central com borda
cortante acionada hidraulicamente para escavação e
transporte e espalhamento de material, tracionada por 2 ou 4
rodas.
122
Retroescavadeira
Equipamento dotado de pá carregadeira frontal e um braço de
escavação traseiro para aplicações generalizadas em obras
leves, saneamento, agricultura.
Guincho móvel (Crane)
É uma máquina para levantamento e transporte de volumes/
containers em pátios de manobras de armazenamento.
Motoniveladora (Motor Grader):
É uma máquina para dar conformidade ao leito de uma
estrada aos taludes e valas. Além disso, espalha e nivela o
material. É chamada às vezes de “Patrol”.
123
Compactadores Auto-Propelidos
Equipamentos para diversos tipos de pavimento, bases,
asfalto e outros materiais.
LUBRIFICAÇÃO DE AUTOMÓVEIS, CAMINHÕES,
ÔNIBUS, TRATORES DE RODAS E
EQUIPAMENTOS DE TERRAPLANAGEM:
(CONSULTAR O MANUAL DO VEÍCULO/EQUIPAMENTO)
124
125
126
127
128
CUIDADOS PARA ARMAZENAMENTO E
MANUSEIO DE LUBRIFICANTES
Manuseio Descuidado dos Tambores
Quedas bruscas, descidas de rampas sem proteção, rolar em
terreno irregular, resultam em furos, amassamentos ou
desaparecimento da identificação do produto.
129
O descarregamento de caminhões deverá ser feito por meio de
empilhadeiras ou de rampas com pneus em sua extremidade e
nunca jogados sobre pneus.
Contaminação por água
A água prejudica qualquer tipo de lubrificante. Os óleos aditivados
ou graxas podem ter seus aditivos deteriorados ou precipitados pela
presença de água.
Contaminação por Impurezas
A presença de materiais estranhos, como a poeira, areia, folhas,
pregos e outros causam sempre sérios problemas.
Misturas Acidentais de Produto
Sérios inconvenientes podem, surgir pela mistura de óleos ou
graxas. Os produtos aditivados, muitas vezes, não se misturam
normalmente, podendo haver precipitação de aditivos.
130
Para não haver trocas possíveis, os vasilhames devem estar
claramente identificados.
Armazenagem ao Ar Livre
a)
b)
c)
Não havendo possibilidade de se armazenar em recinto
fechado, devemos observar os seguintes cuidados:
Tambores deitados: evitar o contato com o chão colocando os
tambores sobre ripas de madeira, com os bujões numa linha
aproximadamente horizontal.
Tambores em pé: neste caso cobrir os tambores com um
encerado, e evitar o contato dos mesmos com o chão.
Embalagens pequenas: colocar sobre pranchas de maneira,
para evitar o contato com o chão e cobrir com um encerado.
Armazenamento em Recinto Fechado
Este tipo de armazenamento não requer grandes preocupações,
exceto quanto à verificação periódica, para evitar a deterioração do
produto ou desaparecimento de marcas. Nunca deixar vasilhames
abertos.
Almoxarifados de Lubrificantes
O almoxarifado deverá ficar afastado do processo de fabricação que
produzem poeira que pode contaminar o produto. Afastado também,
de fontes de calor como caldeiras, que podem deteriorar o produto.
Os tambores deverão ficar deitados em estrados de madeira, com
torneiras adaptadas aos bujões para a retirada do produto. As
131
marcas dos tambores deverão estar sempre bem visíveis. Limpar
sempre em volta da torneira ou bujão antes de abrir.
Recipientes de Distribuição
Estes deverão estar marcados da mesma forma que o tambor, para
evitar troca na hora da aplicação.
Todos os recipientes utilizados na distribuição (funis, almotolias,
pistolas graxeiras), deverão estar sempre limpos e é conveniente
lavá-los com querosene e secá-los, antes de cada distribuição. Não
se deve usar para limpeza panos que deixem fiapos, principalmente
estopa.
As graxas são mais difíceis de distribuir. É desaconselhável retirálas do vasilhame com pedaços de madeira, em virtude do perigo de
contaminação em recipiente aberto. Aconselha-se a instalação de
bombas manuais, ficando assim sempre fechados os recipientes.
NOTA:
1. Extremos de Temperatura
Além da contaminação, os lubrificantes podem ter suas
características alteradas, quando sujeitos aos extremos de
temperatura; isto se aplica especialmente a certas graxas, que
podem apresentar separação de óleo da massa de graxa
quando estocados em condições de calor excessivo.
2. Graxas de Sabão de Cálcio
As graxas de sabão de cálcio podem ter sua consistência
alterada, endurecerem enquanto permanecem estocadas por
um período de tempo aproximadamente superior a seis
meses. Por isso, devemos manter uma rotatividade, o que,
aliás, deve ser feito com todos os lubrificantes.
FIM
132