R
Fundamentos de Lubrificação
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Fundamentos de Lubrificação
R
Introdução
O objetivo desta apostila é ressaltar a importância dos lubrificantes para o bom desempenho dos veículos e
máquinas, assim como apresentar as novas especificações dos lubrificantes, visando sua correta aplicação, contribuindo para o aumento da vida útil das peças que o utilizam. Além disso, oferecer uma melhor familiarização para
os profissionais envolvidos com a área de manutenção em relação aos aspectos básicos da lubrificação das máquinas e equipamentos utilizados nos diversos segmentos automotivos e industriais, permitindo uma compreensão
melhor das funções importantes dos atuais lubrificantes.
Este material foi elaborado pelo Departamento de Tecnologia da Texaco Brasil LTDA. e não pode ser reproduzido,
integralmente ou parcialmente, sem autorização prévia do mesmo.
Emissão: Junho de 2005
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1
Fundamentos de Lubrificação
R
Índice
1 PETRÓLEO .................................................................................................................................................... 5
1.1
1.2
Origem do petróleo ........................................................................................................................... 5
Composição química do petróleo ....................................................................................................... 5
2 ÓLEOS BÁSICOS ............................................................................................................................................ 6
2.1
2.2
2.3
2.4
Descrição .......................................................................................................................................... 6
Processo de produção de óleos básicos ............................................................................................... 6
Propriedades dos grupos de básicos .................................................................................................... 7
Dúvida freqüente sobre básicos: Os óleos básicos do grupo III são sintéticos? ....................................... 8
3 ADITIVOS ..................................................................................................................................................... 9
3.1
Anticorrosivos .................................................................................................................................... 9
3.2
Antidesgaste ..................................................................................................................................... 9
3.3
Antiespumante .................................................................................................................................. 9
3.4
Antioxidantes .................................................................................................................................... 9
3.5
Detergentes ...................................................................................................................................... 9
3.6
Dispersantes ...................................................................................................................................... 9
3.7
Extrema Pressão ................................................................................................................................ 9
3.7.1
Four Ball ..................................................................................................................................... 10
3.7.2 Timken ...................................................................................................................................... 11
3.8
Melhoradores do Índice de Viscosidade ............................................................................................ 12
3.9
Rebaixadores do Ponto de Fluidez .................................................................................................... 12
3.10 Modificadores de atrito .................................................................................................................... 12
3.11 Outros aditivos ................................................................................................................................. 12
4 ÓLEOS LUBRIFICANTES ................................................................................................................................. 13
4.1
Produção de lubrificantes ................................................................................................................. 13
4.2
Propriedades dos óleos lubrificantes ................................................................................................. 13
4.2.1 Viscosidade ................................................................................................................................ 13
4.2.2 Índice de Viscosidade (IV) ........................................................................................................... 14
4.2.3 Ponto de fluidez ......................................................................................................................... 14
4.2.4 Ponto de fulgor .......................................................................................................................... 15
4.2.5 Cor ............................................................................................................................................ 15
4.2.6 Densidade .................................................................................................................................. 16
4.2.7 Outras propriedades ................................................................................................................... 16
5 SISTEMAS DE CLASSIFICAÇÃO DE VISCOSIDADE .............................................................................................. 17
5.1
5.2
2
Sistema de Classificação de Viscosidade SAE J300 para Óleos de Motor .............................................. 17
Sistema de Classificação de Viscosidade SAE J306 para Óleos de Transmissão Manual e Diferencial .................. 19
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Fundamentos de Lubrificação
5.3
5.4
5.5
R
Sistema de Classificação de Viscosidade ISO para Óleos Industriais ..................................................... 20
Sistema de Classificação de Viscosidade AGMA para Óleos Industriais ................................................ 20
Outras classificações de viscosidade .................................................................................................. 21
6 CLASSIFICAÇÕES DE DESEMPENHO ............................................................................................................... 22
6.1
Classificações americanas ................................................................................................................. 22
6.1.1
Classificação API para óleos de motores a gasolina ....................................................................... 22
6.1.2
Classificação ILSAC para óleos de motores a gasolina ................................................................... 23
6.1.3
Classificação API para óleos de motores a diesel ........................................................................... 24
6.1.4
Programa de certificação da API .................................................................................................. 25
6.2
Classificações Européias ................................................................................................................... 26
6.2.1 Classificação ACEA para óleos de motores a gasolina e diesel leve ................................................ 26
6.2.2 Classificação ACEA para óleos de motores a diesel pesado ............................................................ 27
6.3
Classificações de fabricantes automotivos ......................................................................................... 30
6.3.1 Ford ........................................................................................................................................... 30
6.3.2 Mercedes ................................................................................................................................... 30
6.3.3 Volkswagen ................................................................................................................................ 31
6.3.4 Volvo ......................................................................................................................................... 31
6.4
Classificações para Motores 2 tempos refrigerados a ar ...................................................................... 32
6.5
Classificações para Motores 2 tempos refrigerados a água ................................................................. 32
6.6
Classificação API para óleos de transmissões manuais e eixos ............................................................. 33
6.7
Classificações de óleos de transmissões automáticas ......................................................................... 34
6.7.1
Dexron (GM) .............................................................................................................................. 34
6.7.2 Allison ........................................................................................................................................ 34
6.7.3 Caterpillar .................................................................................................................................. 35
6.7.4 ZF .............................................................................................................................................. 35
6.7.5 Classificações de fluidos para freios ............................................................................................. 36
6.8
Classificação AGMA ......................................................................................................................... 37
6.9
Especificações DIN para óleos industriais ........................................................................................... 38
6.10 Classificações de fabricantes industriais ............................................................................................. 42
7 GRAXAS LUBRIFICANTES ............................................................................................................................... 44
7.1
Definição ........................................................................................................................................ 44
7.2
Aplicação de Graxa .......................................................................................................................... 44
7.3
Fabricação ....................................................................................................................................... 44
7.4
Tipos de Graxas ............................................................................................................................... 45
7.4.1
Tabela de compatibilidade de graxas ........................................................................................... 47
7.5
Propriedades ................................................................................................................................... 48
7.5.1
Consistência ............................................................................................................................... 48
7.5.2 Ponto de gota ............................................................................................................................. 50
7.5.3 Bombeabilidade ......................................................................................................................... 50
7.6
Classificação para graxas .................................................................................................................. 52
7.6.1
Sistema de classificação de graxas da NLGI .................................................................................. 52
7.6.2 Especificações DIN para graxas .................................................................................................... 53
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3
R
Fundamentos de Lubrificação
8 MÓDULO AUTOMOTIVO .............................................................................................................................. 55
8.1
Motores a gasolina, álcool e Gás Natural ........................................................................................... 55
8.2
Motores diesel ................................................................................................................................. 56
8.3
Transmissões Manuais ...................................................................................................................... 58
8.4
Transmissões Automáticas ................................................................................................................ 58
8.5
Diferenciais Convencionais .............................................................................................................. 59
8.6
Diferenciais Autoblocantes ............................................................................................................... 60
8.7
Direções Hidráulicas ........................................................................................................................ 60
8.8
Sistemas de Freio ............................................................................................................................ 61
8.9
Sistema de Arrefecimento ............................................................................................................... 63
8.9.1 Aplicação ................................................................................................................................... 63
8.9.2 Tipos de inibidores / Vantagens do inibidor do tipo carboxilato ..................................................... 63
8.10 Graxas Automotivas ......................................................................................................................... 64
8.10.1 Cubos de roda ............................................................................................................................ 64
8.10.2 Suspensão .................................................................................................................................. 64
8.10.3 Quinta Roda ............................................................................................................................... 64
9 MÓDULO INDUSTRIAL .................................................................................................................................. 65
9.1
Compressores ................................................................................................................................. 65
9.2
Compressores de ar ......................................................................................................................... 65
9.3
Compressores de refrigeração .......................................................................................................... 66
9.4
Compressores para Gases Industriais ................................................................................................. 66
9.5
Redutores ........................................................................................................................................ 66
9.5.1 Tipos de lubrificantes para redutores ........................................................................................... 67
9.6
Sistema Hidráulico ........................................................................................................................... 68
9.6.1 Tipos de lubrificantes para sistemas hidráulicos ............................................................................ 68
9.7
Graxas Industriais ............................................................................................................................. 69
10 GLOSSÁRIO ................................................................................................................................................ 70
4
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Fundamentos de Lubrificação
R
1 Petróleo
1.1 Origem do petróleo
Pela teoria orgânica, o petróleo, tal como é encontrado hoje na natureza, resultou da matéria orgânica depositada
em conjunto com partículas rochosas durante a formação das rochas sedimentares milhões de anos atrás.
1.2 Composição química do petróleo
O petróleo é constituído quase inteiramente por carbono e hidrogênio em várias combinações químicas (hidrocarbonetos). Dependendo dos tipos de hidrocarbonetos predominantes em sua composição, o petróleo pode ser
classificado em base parafínica e base naftênica. No caso de não haver predominância de um tipo de composto
sobre o outro, o petróleo é classificado como base mista.
Certas características físico-químicas do petróleo, como fluidez, cor e odor, podem variar em função de sua
composição e do local extraído.
A figura abaixo classifica os derivados de petróleo, de acordo com o número de carbonos.
Número de hidrocarbonetos
1
6
11
16
21
26
31
36
41
46
51
C1 - C5 Gases
C5 - C11 Gasolina
C11 - C15 Querosene
C20 - C40 Diesel
C22 - C48 Óleos básicos
minerais
C40 + Combustíveis
pesados
Figura 1.1
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5
Fundamentos de Lubrificação
R
2 Óleos básicos
2.1 Descrição
Nas refinarias, o petróleo é processado e uma grande quantidade de subprodutos é obtida. Algumas das refinarias
possuem unidades especiais para tratamento e processamento destes subprodutos que depois de tratados serão
denominados “óleos básicos”.
Os óleos básicos são a matéria-prima principal para a produção dos diversos tipos de lubrificantes.
Os básicos obtidos do petróleo são classificados conforme abaixo:
Algumas
Aplicações
Ligação
Tipo
CH3
CH3
Óleos
Básicos
Aromáticos
Extensores e
emolientes na
indústria de
borracha.
CH3
H 3C
Óleos para
transformadores,
compressores de
refrigeração e
compressores
de ar.
CH3
Óleos
Básicos
Nafténicos
CH3
Óleos
Básicos
Parafínicos
H 3C
CH3
CH3
CH3
Óleos de motor,
óleos hidráulicos
e óleos de
engrenagens.
Figura 2.1
2.2 Processo de produção de óleos básicos
O tratamento dos básicos está em constante evolução, com o objetivo de melhorar suas propriedades e diferenciar
os mesmos comercialmente.
Na figura 3, uma visão simplificada de como os diferentes grupos de básicos são obtidos e quais são processos que
afetam diretamente as suas propriedades físico-químicas finais.
6
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Fundamentos de Lubrificação
R
= Processos
GLP
= Produtos
Nafta
Extração
por Solvente
Gasolina
Torre de
Destilação a
Vácuo
Desparafinação
Extração
porpor
Solvente
Solvente
Grupo I
Óleo Mineral
Convencional
Querosene
Grupo II
Óleo Mineral não
Convencional
Hidrocraquamento
de Baixa Temperatura
Diesel
Desparafinação
Catalítica
Petróleo
Hidrotratamento
Lubrificante
Destilado e
Gás-Óleo
Hidroacabamento
Grupo III
Óleo Mineral não
Convencional
Hidrocraquamento
de Alta Temperatura
Combustíveis
Pesados
Craqueamento
da Nafta
Gás Natural
Reação Fischer - Tropsch
Eteno
Síntese
Hidroprocessamento
Deceno
Polimerização
Desparafinação Catalítica
Grupo IV
Sintéticos (PAO)
Óleo Básico GTL
Figura 2.2
2.3 Propriedades dos grupos de básicos
Para permitir que os diferentes grupos de básicos possam ser comparáveis comercialmente e substituíveis no
processo de produção de lubrificantes, os óleos básicos foram classificados em grupos que levam em consideração as propriedades abaixo:
• Índice de viscosidade (I.V.)
• Percentual de saturados
• Teor de enxofre
Estas propriedades serão vistas mais adiante nesta apostila e também estão detalhadas no glossário.
Algumas das especificações mais modernas de óleos de motor e de transmissão têm limites tão severos que o
uso de básicos de maior qualidade passa a ser obrigatório. Os básicos de melhor qualidade também possuem
melhores características de Ponto de fluidez, Resistência à oxidação e Volatilidade.
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7
Fundamentos de Lubrificação
R
Grupo
Enxofre,
% peso
Saturados, %
volume
I.V.
I
> 0,03
e/ou
< 90
80-119
II
< 0,03
e
> 90
80-119
III
< 0,03
e
> 90
> 120
IV
Todas polialfaolefinas (PAOs)
V
Todos os básicos não incluídos nos grupos de I a IV (Nafténicos e sintéticos não PAOs)
VI
Poli-interna-olefinas (PIOs)
Figura 2.3
2.4 Dúvida freqüente sobre básicos: os óleos básicos do grupo III são sintéticos?
Segundo o parecer da Corte de Apelação Americana de 1999 (National Appeals Division - NAD), os óleos dos
grupos III podem ser chamados de sintéticos. Isto é válido para todo o mundo, exceto Alemanha.
A Chevron, por exemplo, faz uso do termo “formulado com ISOSYN” para diversos produtos fabricados nos EUA
com básicos do grupo III, como indicação de uso de básico de melhor qualidade.
8
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Fundamentos de Lubrificação
R
3 Aditivos
Os aditivos são compostos químicos que melhoram ou atribuem propriedades aos óleos básicos que serão
usados na fabricação de lubrificantes e graxas.
Esses aditivos químicos têm diferentes funções e normalmente pertencem a uma das categorias descritas abaixo.
3.1 Anticorrosivos
Estes aditivos protegem as superfícies metálicas lubrificadas do ataque químico pela água ou outros contaminantes.
3.2 Antidesgaste
Estes aditivos formam um filme protetor nas superfícies metálicas, evitando o rompimento da película lubrificante, quando o óleo é submetido a cargas elevadas. A formação deste filme ocorre a temperaturas pontuais de até
300°C.
3.3 Antiespumantes
Têm a propriedade de fazer com que esta espuma formada na circulação normal do óleo se desfaça o mais rápido
possível.
3.4 Antioxidantes
Têm a propriedade de aumentar a resistência à oxidação do óleo. Retardam a reação com o oxigênio presente no
ar, evitando a formação de ácidos e borras e, conseqüentemente, prolongando a vida útil do óleo. Evitando a
oxidação, minimizam o aumento da viscosidade e o espessamento do óleo.
3.5 Detergentes
Têm a propriedade de manter limpas as partes do motor. Também têm basicidade para neutralizar os ácidos
formados durante a combustão.
3.6 Dispersantes
Têm a propriedade de impedir a formação de depósitos de produtos de combustão (fuligem) e oxidação (borra)
nas superfícies metálicas de um motor, mantendo estes produtos indesejáveis em suspensão de modo que sejam
facilmente retidos nos filtros ou removidos quando da troca do óleo.
3.7 Extrema Pressão
Estes aditivos reagem com o metal das superfícies sob pressão superficial muito elevada, formando um composto químico que reduz o atrito entre as peças. Minimizam o contato direto entre as partes, evitando o rompimento
da película lubrificante, quando o óleo é submetido a cargas elevadas. Esta reação se dá a temperaturas pontuais
elevadas (cerca de 500°C). Estes aditivos são comumente utilizados em lubrificantes de engrenagens automotivas e industriais e também em graxas.
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9
Fundamentos de Lubrificação
R
Existem dois ensaios principais para avaliar a capacidade de um óleo lubrificante de suportar cargas elevadas em
serviço. A capacidade EP de um óleo depende quase que integralmente dos aditivos de Extrema Pressão adicionados ao produto.
3.7.1 Four Ball
O método Four Ball ASTM D-2783 é um ensaio que avalia as propriedades de extrema pressão do lubrificante,
utilizando uma esfera de aço que gira na parte superior a 1760 rpm sobre 3 outras esferas que estão imóveis em
uma cuba de teste recoberta com o óleo. Os testes são feitos aumentando a carga até ocorrer a soldagem.
A esfera de
cima gira a
1.800 RPM
Amostra do
Lubrificante
Força da Carga
Figura 3.1 a
O método Four Ball ASTM D-4172 é um ensaio que avalia as propriedades antidesgastes do lubrificante, semelhante ao ASTM D-2783, porém, neste caso, após o ensaio, mede-se o diâmetro das escariações sofridas pelas
esferas, em mm.
o teste é concluído quando
ocorre a solda
Figura 3.1 b
10
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Fundamentos de Lubrificação
R
os diâmetros das marcas de
desgastes são medidos
horizontalmente e verticalmente
Figura 3.1 c
Para graxas os ensaios são ligeiramente diferentes e são, portanto, definidos por outros métodos:
• O método Four Ball ASTM D-2596 avalia as propriedades de extrema pressão da graxa até ocorrer a soldagem.
• O método Four Ball ASTM D-2266 avalia as propriedades de antidesgaste da graxa, medindo o diâmetro das
escariações.
3.7.2 Timken
Este teste para óleos lubrificantes é feito sob o método ASTM D-2782. É um ensaio que avalia as propriedades de
extrema pressão do lubrificante.
Um anel de aço gira contra um bloco de aço. São colocados pesos (libras), fazendo com que o anel exerça pressão
sobre o bloco que está imóvel. Ao final, avalia-se o bloco, ou seja, se a aditivação presente no óleo não se rompeu, danificando o bloco.
O detalhe mostra
como o copo de
teste fricciona
de encontro ao
bloco de teste
Figura 3.2
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11
Fundamentos de Lubrificação
R
Para graxas o ensaio é ligeiramente diferente e, portanto, definido por outro método:
• O método Timken ASTM D-2509 avalia as propriedades de extrema pressão da graxa, observando os danos
causados no bloco de teste.
3.8 Melhoradores do Índice de Viscosidade
Têm a função de reduzir a tendência dos óleos lubrificantes variarem a sua viscosidade com a variação da
temperatura.
3.9 Rebaixadores do Ponto de Fluidez
Melhoram a fluidez dos óleos quando submetidos a baixas temperaturas, evitando a formação de cristais que
restringem o fluxo dos mesmos.
3.10 Modificadores de Atrito
Os aditivos modificadores de atrito reduzem a energia necessária para deslizar partes móveis entre si, formando
uma película que se rompe com o movimento, mas que se recompõe automaticamente. São empregados em
óleos de motores (para aumento de eficiência), em sistemas de freio úmido, direções hidráulicas e diferenciais
autoblocantes (para diminuição de ruídos), em transmissões automáticas (para melhorar o acionamento das
embreagens e engrenagens) e também em graxas para Juntas Homocinéticas (para o aumento de eficiência).
Podem ser substâncias orgânicas (teflon), inorgânicas (grafite, bissulfeto de molibdênio) ou organometálicas (a
base de molibdênio ou boro).
3.11 Outros Aditivos
Além destes tipos de aditivos, existem vários outros de uso corrente como corantes, agentes de adesividade, etc.
12
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Fundamentos de Lubrificação
R
4 Óleos lubrificantes
4.1 Produção de lubrificantes
Os óleos lubrificantes apresentam certas características próprias que lhes são conferidas pela sua composição
química (resultante do petróleo bruto), pelo tipo de refino, pelos tratamentos adicionais realizados e pelos
aditivos utilizados.
Abaixo esquema simplificado da produção de óleos lubrificantes:
Óleo Básico 1
Óleo Básico 2
Misturador em Linha
ou
Tacho de Mistura
Óleo
Lubrificante
Aditivos
= Componentes
= Processo
= Produto
Figura 4.1
4.2 Propriedades dos óleos lubrificantes
4.2.1 Viscosidade
A viscosidade é a resistência ao movimento (fluxo) que um fluido apresenta a uma determinada temperatura.
O método de medição mais empregado atualmente é o de viscosidade cinemática. Neste método, é medido o
tempo que um volume de líquido gasta para fluir (sob ação da gravidade) entre dois pontos de um tubo de vidro
capilar calibrado. A unidade de viscosidade cinemática é expressa em centistokes (cSt) ou em mm2/s, conforme
o sistema métrico internacional.
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13
Fundamentos de Lubrificação
R
Tubo de Viscosidade Cinemática
Sucção do fluido até a
marca do início
Marca do início
Marca do fim
Seção capilar
Segundos
Figura 4.2
Outros métodos de cálculo de viscosidade cinemática ainda muito citados em manuais e literatura técnica em
geral são SSU (Saybolt Segundo Universal) e Engler.
A viscosidade é uma das propriedades mais importantes a serem consideradas na seleção de um lubrificante, pois
este deve ser suficientemente viscoso para manter uma película protetora entre as peças em movimento relativo, e também não ser tão viscoso que ofereça resistência excessiva ao movimento entre as peças.
4.2.2 Índice de Viscosidade (IV)
É um número empírico que expressa a taxa de variação da viscosidade com a variação da temperatura. Quanto
mais alto o IV de um óleo lubrificante, menor é a variação de sua viscosidade ao se variar a temperatura. De um
modo geral, os óleos parafínicos possuem um IV maior que os óleos naftênicos. (Veja mais detalhes no glossário)
4.2.3 Ponto de fluidez
É a menor temperatura em que um óleo flui livremente, sob condições preestabelecidas de ensaio. Esta característica é bastante variável, e depende de diversos fatores como: origem do óleo cru, tipo de óleo e processo de
fabricação. (Veja mais detalhes no glossário)
14
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Fundamentos de Lubrificação
R
4.2.4 Ponto de fulgor
É a menor temperatura na qual um óleo desprende vapores que, em presença do ar, provocam um lampejo ao
aproximar-se de uma pequena chama da superfície do óleo. Este ensaio permite estabelecer a máxima temperatura de utilização de um produto, evitando riscos de incêndio e/ou explosão.
4.2.5 Cor
Dentre vários métodos empregados para a determinação de cor, o mais usual é o ASTM - 1500.
Neste método, uma amostra líquida é colocada no recipiente de teste e, utilizando uma fonte de luz, esta
amostra é comparada com discos de vidro colorido, que variam em valor de 0,5 a 8,0. Quando não é encontrada
uma equivalência exata e a cor da amostra fica entre duas cores padrão, relata-se a mais alta. Assim, um óleo que
tenha a cor entre 2,5 e 3,0 será reportado L3,0.
A cor dos óleos não tem relação direta com as características lubrificantes e nem com a viscosidade, um óleo mais
claro não é necessariamente menos viscoso.
Qual a importância da cor em um lubrificante?
1) Identificação de vazamentos. Por esta razão muitas vezes são adicionados corantes nos óleos para facilitar a
identificação dos mesmos.
2) Atrativo comercial. Óleos mais claros ou coloridos artificialmente podem dar uma idéia de produtos de maior
qualidade.
3) Facilitar a visualização das peças (nos casos de produtos para usinagem).
4) Não interferir na cor do produto final quando o óleo fizer parte da composição do mesmo.
A tabela a seguir é apenas uma referência de cores para uso didático, não pode ser utilizada como padrão
de cores.
Color Conversion Table
(ASTM D 1500)
Figura 4.3
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15
Fundamentos de Lubrificação
R
4.2.6 Densidade
É a relação entre o peso do volume do óleo medido a uma determinada temperatura e o peso de igual volume
de água destilada. Também é conhecida como massa específica.
A maior parte dos produtos líquidos de petróleo são manipulados e vendidos por volume, porém, em alguns
casos, é necessário conhecer o peso do produto. Conhecendo-se a densidade, é possível converter volume para
peso e vice-versa.
4.2.7 Outras propriedades
Além das propriedades detalhadas acima, existem outras como:
• Ponto de anilina
• Volatilidade
• Ponto de inflamação
• Ponto de congelamento
16
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Fundamentos de Lubrificação
R
5 Sistemas de classificação de viscosidade
Existem várias classificações de viscosidade para óleos lubrificantes. Para escolher o óleo adequado, o usuário
deve levar em consideração a viscosidade correta do óleo para cada aplicação.
5.1 Sistema de Classificação de Viscosidade SAE J300 para Óleos de Motor
A SAE desenvolveu a Classificação de Viscosidade para Óleos de Motor SAE J300, que tem sido modificada com
o passar dos anos e estabelece 11 diferentes graus de viscosidade do óleo de motor, conforme tabela abaixo.
Classificação de viscosidade para óleos de motor
SAE J300 Janeiro 2001a
Viscosidades a Altas Temperaturas
Viscosidades a Baixas Temperaturas
Grau de
Viscosidade
SAE
Viscosidade
máximab (cP)
Viscosidade
máximac (cP)
0W
6.200 até -350C
5W
6.600 até -300C
0
Viscosidaded
(cSt a 1000C)
Mínimo
Máximo
60.000 até -400C
3,8
-
60.000 até -350C
3,8
-
0
Viscosidadee
(cP a 1500C)
10W
7.000 até -25 C
60.000 até -30 C
4,1
-
15W
7.000 até -200C
60.000 até -250C
5,6
-
20W
9.500 até -150C
60.000 até -200C
5,6
-
25W
13.000 até -100C
60.000 até -150C
9,3
-
20
-
-
5,6
< 9,3
2,6
30
-
-
9,3
< 12,5
2,9
40
-
-
12,5
< 16,3
2,9f
40
-
-
12,5
< 16,3
3,7g
50
-
-
16,3
< 21,9
3,7
60
-
-
21,9
< 26,1
3,7
Reimpresso com a permissão da SAE J300 © 2004 Society of Automotive Engineers, Inc.
a) 1cP = 1m Pa. s; 1cST = 1 mm2/s
b) Viscosidade aparente utilizando o Simulador de partida a frio (CCS) - Método ASTM D 5293.
c) Viscosidade aparente utilizando o Viscosímetro rotativo (MRV) - Método ASTM D 4684.
d) Viscosidade cinemática utilizando Viscosímetro capilar - Método ASTM D 445.
e) Viscosidade após cisalhamento de 10-6s, e temperatura de 150ºC utilizando o Viscosímetro simulador de rolamento
selado - Método ASTM D 4683.
f ) Para óleos SAE 0W40, 5W40 e 10W40.
g) Para óleos SAE 15W40, 20W40, 25W40 e 40.
Figura 5.1
Palavras marcadas em cinza têm sua descrição no glossário no final da publicação
17
Fundamentos de Lubrificação
R
O desenvolvimento dos aditivos melhoradores de índice de viscosidade possibilitou a fabricação dos óleos de
múltipla graduação. Esses óleos também chamados de multiviscosos ou multigraus, como o SAE 5W-30 e SAE
15W-40, são largamente usados porque são fluidos o bastante em baixas temperaturas, para permitir uma partida
mais fácil do motor, e suficientemente espessos a altas temperaturas, para terem um desempenho satisfatório.
No gráfico a seguir, podemos observar o comportamento da viscosidade de um óleo multigrau comparado com
óleos monograus.
Gráfico comparativo entre óleos monograus e multigraus
1000
Viscosidade Cinemática (cSt)
SAE 40
SAE 30
100
SAE 10W
SAE 15W40
10
1
10
40
70
100
Temperatura (ºC)
Figura 5.2
Com a ajuda do gráfico, torna-se simples concluir porque um motor trabalha melhor com um óleo multigrau do
que com um monograu.
• A viscosidade em baixa temperatura (por exemplo, 5W ou 10W) indica a rapidez com que um motor fará a
partida no inverno e a facilidade com que o óleo fluirá para lubrificar as peças críticas do motor em baixa
temperatura. Quanto mais baixo for o número, mais facilmente o motor poderá fazer a partida no tempo frio.
• A viscosidade em alta temperatura (por exemplo, 30 ou 40) proporciona a formação de película adequada para
uma boa lubrificação em temperaturas operacionais (motor quente).
Nossa orientação, quanto ao grau de viscosidade do óleo, é seguir as recomendações dos fabricantes de veículos para a viscosidade do óleo de cárter mais apropriada para o projeto do seu veículo.
18
Palavras marcadas em cinza têm sua descrição no glossário no final da publicação
Fundamentos de Lubrificação
R
5.2 Sistema de Classificação de Viscosidade SAE J306 para Óleos de Transmissão Manual e
Diferencial
A SAE também desenvolveu uma Classificação de Viscosidade para Óleos de Diferencial e de Transmissão
Manual SAE J306, que tem sido modificada com o passar dos anos. Hoje estabelece nove diferentes graus de
viscosidade do óleo de diferencial.
Existe uma proposta para que sejam acrescidos mais dois graus de viscosidades (SAE 110 e 190) e também
alterados os limites das viscosidades SAE 90 e SAE 140 para representar melhor a diferença entre os produtos que
estão no mercado.
Classificação de viscosidade para óleos de caixas de mudanças e diferenciais:
SAE J306 Junho 1998
Proposta de Mudança
Viscosidade
Cinemática de
1000C, cSt
(ou mm2/s)
Temperatura
Máxima para
Viscosidade
de 150.000
mPa.sec, 0C
Mínimo
Máximo
70W
-55
4,1
-
75W
-40
4,1
80W
-26
85W
Grau de
Viscosidade
SAE
Grau de
Viscosidade
SAE
Viscosidade
Cinemática a 1000C,
cSt (ou mm2/s)
Mínimo
Máximo
70W
4,1
-
-
75W
4,1
-
7,0
-
80W
7,0
-
-12
11,0
-
85W
11,0
-
80
-
7,0
< 11,0
80
7,0
< 11,0
85
-
11,0
< 13,5
85
11,0
< 13,5
90
-
13,5
< 24,0
90
13,5
< 18,5
110
18,5
< 24,0
140
24,0
< 32,5
190
32,5
< 41,0
250
41,0
-
140
-
24,0
< 41,0
250
-
41,0
-
Reimpresso com a permissão da SAE J306 © 2004 Society of Automotive Engineers, Inc.
Figura 5.3
Este sistema tem função análoga ao sistema para óleos de motor. Aqui também o sufixo “W” indica graus de
viscosidade destinados a uso em baixas temperaturas ambiente (locais de clima muito frio).
A medida de viscosidade para baixa temperatura de engrenagens é feita através do ensaio de viscosidade
dinâmica Brookfield porque representa melhor as propriedades de fluidez dos óleos de engrenagens (do que
ensaios de ponto de fluidez, por exemplo).
Estudos comprovam a excelente correlação entre a temperatura em que ocorre a lubrificação de um eixo
automotivo na partida em baixa temperatura e falhas por lubrificação inadequada em óleos acima 150.000 cP.
Palavras marcadas em cinza têm sua descrição no glossário no final da publicação
19
Fundamentos de Lubrificação
R
5.3 Sistema de Classificação de Viscosidade ISO para Óleos Industriais
O sistema de classificação ISO é mais simples e leva em consideração apenas a viscosidade do produto à 400C.
Limites da Viscosidade
Cinemática, cSt à 400C
Grau de
Viscosidade
ISO
Ponto Médio da
Viscosidade,
cSt à 400C
Mínimo
Máximo
Unidades
Equivalentes
em SUS
2
2,2
1,98
2,42
32
3
3,2
2,88
3,52
36
5
4,6
4,14
5,06
40
7
6,8
6,12
7,48
50
10
10
9
11
60
15
15
13,5
16,5
75
22
22
19,8
24,2
105
32
32
28,8
35,2
150
46
46
41,4
50,6
215
68
68
61,2
74,8
315
100
100
90
110
465
150
150
135
165
700
220
220
198
242
1000
320
320
288
352
1500
460
460
414
506
2150
680
680
612
748
3150
1000
1000
900
1100
4650
1500
1500
1350
1650
7000
Figura 5.4
5.4 Sistema de Classificação de Viscosidade AGMA para Óleos Industriais
O sistema de classificação AGMA classifica os lubrificantes para engrenagens abertas ou fechadas, levando em
consideração não só a viscosidade dos óleos, mas também a aditivação dos produtos.
A AGMA classifica os óleos como:
• R&O (inibidores de ferrugem e corrosão)
• EP (Antidesgaste / Extrema Pressão)
• CP (Óleos compostos - com 3 a 10% de gordura mineral ou sintética - freqüentemente empregados em
engrenagens do tipo coroa / sem-fim)
• R (residuais - freqüentemente empregados em engrenagens abertas)
• S (sintéticos)
20
Palavras marcadas em cinza têm sua descrição no glossário no final da publicação
Fundamentos de Lubrificação
R
A classificação AGMA estabelece também diversos limites. Dentre eles:
• Viscosidade máxima de 150.000 cP (a 5 graus abaixo da temperatura de partida do equipamento)
• Valores mínimos de índice de viscosidade
• Valores máximos de formação de espuma
É importante ressaltar que na classificação atual (emitida em 2002) houve uma mudança significativa nas viscosidades dos números AGMA 10, 11 e 12 para poderem alinhar com os graus de viscosidade ISO.
Para equipamentos antigos, deve-se conferir a viscosidade adequada especificada pelo fabricante
(não se deve ater apenas ao número AGMA quando da recomendação de lubrificantes).
ANSI / AGMA 9005-E02 1
ISO
Viscosidade2
Média a 400C
(cSt)
Limites de Viscosidade2
Cinemática a 400C (cSt)
Mínimo
Máximo
Número
AGMA
ISO VG 32
32
28,8
35,2
0
ISO VG 46
46
41,4
50,6
1
ISO VG 68
68
61,2
74,8
2
ISO VG 100
100
90,0
110
3
ISO VG 150
150
135
165
4
ISO VG 220
220
198
242
5
ISO VG 320
320
288
352
6
ISO VG 460
460
414
506
7
ISO VG 680
680
612
748
8
ISO VG 1000
1000
900
1100
8A
ISO VG 1500
1500
1350
1650
9
ISO VG 2200
2200
1980
2420
10
ISO VG 3200
3200
2880
3520
11
1) Revisão da ANSI/AGMA 9005-D94.
2) A unidade usual para a viscosidade cinemática é o centistoke (cSt), que é equivalente a mm2/s
Extraído da ANSI/AGMA 9005-02, lubrificação de engrenagens industriais, com a permissão da emitente, a American Gear
Manufacturers Association, 500 Montgomery Street, Suite 350, Alexandria, Virginia, USA, ZIP Code 22314
Figura 5.5
5.5 Outras classificações de viscosidade
Existem outras classificações de viscosidade específicas para máquinas operatrizes (como as normas ASLE). Entre
em contato, se necessário.
Palavras marcadas em cinza têm sua descrição no glossário no final da publicação
21
Fundamentos de Lubrificação
R
6 Classificações de desempenho
Os fabricantes de equipamentos e a indústria petrolífera vêm desenvolvendo várias maneiras de classificar e
descrever os lubrificantes, tentando atender as evoluções dos equipamentos, as condições operacionais, qualidade e tipos de combustíveis empregados e, mais recentemente, legislações ambientais (atuais e futuras), principalmente relativas a emissões.
Na área automotiva, as classificações são:
• por tipo de ciclo de motor: Otto (gasolina, álcool, gás natural ) e diesel
• por tipo de veículo: leve (automóveis, pick-ups e utilitários) e pesados (caminhões, ônibus e equipamentos
pesados)
• por revoluções de funcionamento: 2 tempos e 4 tempos
• por área geográfica : americanas, européias e asiáticas
6.1 Classificações americanas
6.1.1 Classificação API para óleos de motores a gasolina
A letra “S” seguida de outra letra (por exemplo, SL) refere-se a óleo adequado para motores a gasolina. Segundo
a API, “S” é uma categoria para serviço de uso pessoal (service).
Por coincidência, “S” pode representar “spark ignition” (ignição por centelha), que é a forma da combustão nos
motores a gasolina.
A segunda letra é atribuída alfabeticamente na ordem de desenvolvimento.
Especificações vigentes
SM
2004
Especificações obsoletas
Comercialização proibida pela ANP
SL
2001 - 2004
SJ
1996 - 2001
SH
1993 - 1996
SG
1988 - 1993
SF
1979 - 1988
SB
SA
1930 - 1963
1920 - 1930
SC
1963 - 1967
SD
1967 - 1971
SE
1971 - 1979
Figura 6.1
22
Palavras marcadas em cinza têm sua descrição no glossário no final da publicação
Fundamentos de Lubrificação
R
Abaixo um comparativo entre as classificações mais recentes:
Oxidação
Estabilidade ao Cisalhamento
Depósitos
Depósito no Pistão
Ferrugem
Desgaste
API SL
API SJ
Corrosão
API SH
API SG
API SF
Figura 6.2
6.1.2 Classificação ILSAC para óleos de motores a gasolina
A API criou também um sistema de certificação de fácil visualização (apenas os produtos que atendem a última
especificação podem receber o símbolo conhecido como “Starburst” nas suas embalagens). Os óleos têm correlação direta com os óleos da classificação API, mas atendem a testes de performance mais severos, entre eles o
de economia de combustível. As classificações são na seqüência histórica GF-1(SH), GF-2(SJ), GF-3(SL), GF-4(SM) .
A ILSAC (International Lubricant Standardization and Approval Committee) compreende os fabricantes americanos (AAMA) e japoneses (JAMA).
Controle de Depósito nos Pistões
Desgaste do comando de válvulas
Consumo de óleo (Volatilidade) e proteção
dos sistemas de emissões (limites p/P e S)
Espessamento do óleo e controle
de depósitos de alta temperatura
Economia de combustível (inicial e retenção)
Controle de borra de baixa temperatura
GF-4/SM
GF-3/SL
GF-2/SJ
Figura 6.3
Palavras marcadas em cinza têm sua descrição no glossário no final da publicação
23
Fundamentos de Lubrificação
R
6.1.3 Classificação API para óleos de motores a diesel
A letra “C” seguida de outra letra (por exemplo CF) refere-se a óleo adequado para motores diesel. Segundo a
API, “C” é uma categoria para uso comercial (commercial).
Por coincidência, a letra “C” representa “Compression Ignition” (ignição por compressão), que é a forma de
ignição dos motores diesel.
A segunda letra também é atribuída alfabeticamente na ordem de desenvolvimento.
Como pode ser visto no gráfico, há uma subdivisão na categoria API para motores a diesel para atender os
segmentos de motores diesel de dois tempos (principalmente ferroviários), motores diesel grandes (com foco
nos motores marítimos que consomem combustíveis de alto teor de enxofre) e motores “rodoviários” (onde
estão incluídas as especificações mais modernas para motores de caminhões e ônibus).
CI-4
2004
Quatro tempos
Multigrau
Recirculação de gases
de escape (EGR) e controle
de desgaste
CF-2
1994
Dois tempos
Monograu
CD-II
1985
Dois tempos
Monograu
CE
1985
Quatro tempos
Multigrau
CB
CA 1950
1940
CC
1951
CH-4
CF
1998
1994
Quatro tempos
Quatro tempos
Multigrau
Monograu
Melhor comportamento em presença
Enxofre > 0,5%
de fuligem elevada
CG-4
1994
Quatro tempos
Multigrau
Enxofre < 0,05%
CF-4
1990
Quatro tempos
Multigrau
Injeção direta
CD
1955
Especificações vigentes
Especificações obsoletas
Comercialização proibida pela ANP
Figura 6.4
24
Palavras marcadas em cinza têm sua descrição no glossário no final da publicação
Fundamentos de Lubrificação
R
Abaixo um comparativo entre as classificações mais recentes:
Depósito nos Pistões
Estabilidade ao Cisalhamento
Corrosão
Aeração do Óleo
Espessamento por Fuligem
Oxidação
Desgaste no Comando de Válvula
Bombeabilidade do Óleo Usado
Desgaste nos anéis e Camisas
Entupimento do Filtro de Óleo
Consumo de Lubrificante
Borra
API CI-4
API CH-4
API CG-4
API CF-4
API CF
Figura 6.5
6.1.4 Programa de certificação da API
IN
G
•A
AP
I
AP
I
SAE
15W-40
L
API® Certification Mark
“Starburst”
RVICE CI-4
SE
/S
R TI F I E D
SAE
xxW-yy
__
_,
CE
RVICE __/_
SE
E
EN
TITUTE •
MERICA
TROLEUM
PE
S
IN
N
Este programa define, certifica e monitora o desempenho do óleo de motor que os fabricantes de veículos e
motores consideram necessário para a vida e o desempenho satisfatórios do equipamento. O sistema inclui um
processo de auditoria anual para verificar se os produtos licenciados no mercado cumprem os termos do acordo
de licenciamento da API.
RG
V
Y CONSER
CI- 4
PLUS
API® Service Symbol
“Donut”
API® Service Symbol “Donut”
with CI-4 PLUS
(1) Starburst: produtos com este símbolo atendem a especificação ILSAC vigente.
(2) Nível de Desempenho: “S” para motores a gasolina e “C” para motores a diesel.
(3) Classificação de Viscosidade SAE.
(4) Energy Conserving: produto que auxilia na redução do consumo de combustível.
(5) Exemplo de um produto que atende a especificação CI-4 Plus.
Figura 6.6
Palavras marcadas em cinza têm sua descrição no glossário no final da publicação
25
Fundamentos de Lubrificação
R
6.2 Classificações Européias
6.2.1 Classificação ACEA para óleos de motores a gasolina e diesel leve
Em 2004 a ACEA unificou as duas classificações que historicamente eram distintas: A classificação ACEA A”X” para
motores a gasolina e a classificação ACEA B”X” para motores a diesel de veículos leves. Isto faz bastante sentido
na Europa porque praticamente todos os veículos estão disponíveis nas duas motorizações.
Em 2004 foi criada uma classificação específica para os veículos equipados com catalizadores especiais para
redução de poluentes. Estes óleos ACEA C”X” têm um nível de desempenho equivalente a um ACEA A5/B5, mas
com limites químicos bastante mais restritivos.
2004
C3-04
Carros de passageiros e pick-ups
Motores a gasolina e a diesel
C2-04
A1/B1-04
2002
A1-02
A2-96
A3-02
1998
A1-98
A2-96
ISSUE 2
1996
A1-96
A3/B3-04
A3/B4-04
C1-04
A5/B5-04
B1-02
B2-98
B3-98
ISSUE 2
B4-02
A3-98
B1-98
B2-98
B3-98
B4-98
A2-96
A3-96
B1-96
B2-96
B3-96
G4
G5
A5-02
ISSUE 2
B5-02
CCMC
ACEA
ISSUE 3
Baixa emissão
1990
Carros de passageiros e pick-ups
Motores a gasolina
PD2
PD1
Carros de passageiros e pick-ups
Motores a diesel
Especificações vigentes
Especificações obsoletas
Especificações obsoletas com limites mais severos
Figura 6.7
26
Palavras marcadas em cinza têm sua descrição no glossário no final da publicação
Fundamentos de Lubrificação
R
Carros de passageiros e pick-ups
Motores a diesel e gasolina
Economia de Combustível
A1/B1-04
A5/B5-04
A3/B3-04
A3/B4-04
Maior Intervalo de Troca
Figura 6.8
6.2.2 Classificação ACEA para óleos de motores a diesel pesado
Em 2004 foi criada uma classificação específica para os veículos equipados com catalizadores especiais para
redução de poluentes. Estes óleos ACEA E6 têm um nível de desempenho equivalente a um ACEA E7, mas limites
químicos bastante mais restritivos.
Palavras marcadas em cinza têm sua descrição no glossário no final da publicação
27
Fundamentos de Lubrificação
R
E6-04
E4-99
E2-96
2004
ISSUE 5
2002
ISSUE 4
E2-96
E2-96
1999
ISSUE 2
E4-99
E5-02
E3-96
E4-99
E5-99
E3-96
E4-98
E3-96
ISSUE 4
ISSUE 3
Baixa emissão
CCMC
ACEA
ISSUE 3
E7-04
ISSUE 3
E1-96
E2-96
1998
ISSUE 2
ISSUE 2
ISSUE 2
1996
E1-96
E2-96
E3-96
1990
D4
Especificações vigentes
D5
Especificações obsoletas
Veículos pesados
Motores a diesel
Especificações obsoletas com limites mais severos
Figura 6.9
28
Palavras marcadas em cinza têm sua descrição no glossário no final da publicação
Fundamentos de Lubrificação
R
Veículos pesados
Motores a diesel
E6 – Baixa emissão
E6
Severidade do Serviço
E7
E4 - Injeção direta
E4
E2
Maior Intervalo de Troca
Figura 6.10
Depósito no Pistão
Consumo de Óleo
Corrosão
Polimento da Camisa
Espassamento p/ Fuligem
Borra
Desgaste do Comando de Válvulas
Desgaste de Anéis e Pistões
ACEA E5
ACEA E3/MB 228.3
ACEA E2/MB 228.1
ACEA E1/MB 227.1
Figura 6.11
Palavras marcadas em cinza têm sua descrição no glossário no final da publicação
29
Fundamentos de Lubrificação
R
6.3 Classificação de fabricantes automotivos
6.3.1 Ford
2001 WSS-M2C-913B
Resistência à oxidação (Seq IIIE) é
4 vezes mais severa do que a 913A
1998 WSS-M2C-913A
Resistência à oxidação (Seq IIIE)
é 2 vezes mais severa do que em
ACEA A1-96
1996 WSS-M2C-912A1
Requisito mínimo ACEA A1/B1
mais ILSAC GF-2
1995 WSS-M2C153-F
Requisito mínimo ILSAC GF-1
(licenciado)
Figura 6.12
6.3.2 Mercedes
MERCEDES BENZ
Motores Diesel Pesado
Monograu
Multigrau
-
228.5
-
228.3
228.2
228.1
227.0*
227.1
*classificação obsoleta
Figura 6.13
30
Palavras marcadas em cinza têm sua descrição no glossário no final da publicação
Fundamentos de Lubrificação
R
6.3.3 Volkswagen
VOLKSWAGEN
Características
Gasolina, Álcool e GNV
Diesel Leve
Motores turbo
503.1
506.1
Longo período de troca
503.00
506.00
Sintético
502.00
505.01
505.00
Economia de combustível
500.00*
501.01*
*classificações obsoletas
Figura 6.14
6.3.4 Volvo
VDS-3
VDS-2
VDS
Figura 6.15
Palavras marcadas em cinza têm sua descrição no glossário no final da publicação
31
Fundamentos de Lubrificação
R
6.4 Classificações para Motores 2 tempos refrigerados a ar
Classificação Motores 2 Tempos (refrigerados a ar)
API
JASO
ISO
GD
-
FC
GC
FB
GB
FA*
-
TC*
TB*
TA*
*classificações obsoletas
Figura 6.16
6.5 Classificações para Motores 2 tempos refrigerados a água
TC-W R
TC-W III
TC-W II
TC-W
Figura 6.17
32
Palavras marcadas em cinza têm sua descrição no glossário no final da publicação
Fundamentos de Lubrificação
R
6.6 Classificação API para óleos de transmissões manuais e eixos
GL-1
GL-2
GL-3
GL-4
GL-5
Figura 6.18
Aplicação
Designação
API GL-1
API GL-4
Status
Lubrificantes para transmissões manuais. São óleos lubrificantes de base mineral sem
aditivos de extrema pressão e modificadores de atrito. Podem eventualmente ter aditivação antioxidante, anti-espumante e depressora de ponto de fluidez para melhorar suas
características de serviço.
Lubrificantes para transmissões manuais e alguns diferenciais convencionais operando
em serviço leve ou moderado. São óleos lubrificantes de base mineral ou sintética com
aditivos de extrema pressão.
API GL-5
Lubrificantes para diferenciais convencionais operando em serviço severo. São óleos
lubrificantes de base mineral ou sintética com aditivos de extrema pressão específicos
Vigentes
para lubrificação de engrenagens hipóides. Em diferenciais não convencionais, de tração positiva ou de deslizamento limitado, aditivos modificadores de fricção são definidos pelos fabricantes de diferenciais ou eixos.
API MT-1
Lubrificantes para transmissões manuais não sincronizadas utilizadas em caminhões e ônibus, principalmente nos Estados Unidos. São óleos lubrificantes de base mineral ou sintética
estáveis termicamente (ou seja, com maior resistência a oxidação) e com maior capacidade de
proteção contra o desgaste e menor degradação dos selos de vedação. Estas características
dos óleos MT-1 são complementares às categorias API GL-1, GL-4 e GL-5.
API GL-2
Lubrificantes destinados para diferenciais com engrenagens “sem-fim”, não atendidas pela
API GL-1.
API GL-3
Lubrificantes destinados para transmissões manuais e diferenciais com engrenagens cônicas
helicoidais, sob condições de serviço moderadamente severo.
API GL-6
Lubrificantes indicados para engrenagens projetadas com um pinhão de haste longa. Tais
configurações típicamente requerem proteção contra o excesso de contato metal-metal, o
que é obtido com o uso de um óleo API GL-5. Uma substituição dos pinhões de haste longa
mais simples e a obsolescência do equipamento de prova original e procedimentos API GL-6,
tem sido reduzido grandemente o uso comercial dos lubrificantes para engrenagens API GL-6.
Obsoletas
Figura 6.19
Palavras marcadas em cinza têm sua descrição no glossário no final da publicação
33
Fundamentos de Lubrificação
R
6.7 Classificações de óleos de transmissões automáticas
6.7.1 Dexron (GM)
2005
Dexron VI
2003
Dexron IIIH
1998
Dexron IIIG
1993
Dexron IIIF
1991
Dexron IIE
1973
Dexron II
1966
Dexron
1959
1950
Tipo A
Sufíxo A
Tipo A
Figura 6.20
6.7.2 Allison
C4
C3
C1
C2
Figura 6.21
34
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Fundamentos de Lubrificação
R
6.7.3 Caterpillar
TO-4
TO-2
Figura 6.22
6.7.4 ZF
Especificação TE-ML-14
Apenas um exemplo das diversas especificações ZF.
14E
14C
14B
14A
Figura 6.23
Palavras marcadas em cinza têm sua descrição no glossário no final da publicação
35
Fundamentos de Lubrificação
R
6.7.5 Classificações de fluidos para freios
DOT 5.1 e DOT 5
DOT 4 +
DOT 4
DOT 3
DOT 3 +
Figura 6.24
Os fluidos de freio DOT 3, DOT 4 e DOT 5.1 são produtos químicos (normalmente misturas de ésteres de glicol
ou poliglicois) e por isso não podem ser misturados com produtos minerais ou a base de silicone.
Os fluidos DOT 5.0 normalmente são a base de silicone, podem ser utilizados em diversos sistemas de freios (são
compatíveis com os vedadores de borracha), mas nunca devem ser misturados com os fluidos de freio DOT 3,
DOT 4 e DOT 5.1.
Os fluidos de freio tipo LHM são de base mineral e são específicos para algumas aplicações, como sistemas
hidráulicos centrais de veículos Citröen, e não devem ser utilizados em sistemas que requeiram as especificações
DOT 3, DOT 4 e DOT 5.1.
Há também no mercado produtos DOT 3+ e DOT 4+ que são produtos intermediários com maior ponto de
ebulição, mas com os demais limites ou características das especificações DOT 3 e DOT 4, respectivamente.
36
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Fundamentos de Lubrificação
R
6.8 Classificação AGMA
Os graus de desempenho (R&O, Comp, EP, S) já citados no item 5.4 correspondem a testes de performance que
incluem ensaios de resistência à oxidação, resistência ao desgaste, formação de espuma, dentre outros.
ANSI/AGMA 9005-E02
Performance mínima requerida para óleos de extrema pressão (EP)
Propriedade
Método
de teste
ISO/ASTM
Grau de Viscosidade
3448/D2422
Viscosidade a 400C,
mm 2 /s
3104/D445
Viscosidade a 1000C,
mm 2 /s
3104/D445
Índice de
viscosidade2), min
2909/D2270
Viscos. dinâmica
@ partida a frio 3),
mPa.s, máx.
-/D2983
Ponto de fulgor, 0C,
min.
2592/D92
Resistência ao
envelhecimento @
121ºC – Max. % de
aumento da
viscosidade
cinemática @ 100ºC
-/D2893
Teor de água4), ppm,
máx
12937/D6304
Espuma,
Tendência/
Estabilidade
Limpeza
Requerimentos
32
46
68
100
220
320
460
680
1000-3200
Reportar 1)
90
85
Reportar1)
150000
180
200
6
8
10
Reportar 1)
15
Reportar1)
300
Seq. I 75/10
Seq. II 75/10
Seq. III 75/10
Seq. I 50/0
Seq. II 50/0
Seq. III 50/0
Deve ser livre de contaminantes suspensos no momento que for disponibilizado para uso.
Separação da água5)
- % H2O no óleo após
5h, máx
2,0
2,0
Reportar 1)
- % H2O no óleo após
centrifugação, ml,
máx.
1,0
4,0
Reportar 1)
80,0
50,0
Reportar 1)
- total de H2O livre
coletada durante
todo o teste,
começando com
90 ml H 2O,
ml, min.
>3200
Reportar1)
Ver figura 12 (Tabela viscosidade ISO / Nº AGMA)
6247/D892
-/- visual
150
-/D2711
(Procedimento
B)
Prevenção a
ferrugem, Parte B
7120/D665
Passa
Corrosão em lâmina
de cobre, 3 h @
1000C max.
2160/D130
1b
Desgaste por
abrasão, método
visual FZG, A/8,3/90,
min.
146351/D5182
10
12
>12
Notas:
1 ) O fornecedor do lubrificante reporta valores de acordo com os testes do método para efeito informativo.
2) Índices de viscosidades menores que os valores mínimos listados são aceitáveis se estiverem de acordo os usuários e os fabricantes dos equipamentos.
3) A temperatura de partida é especificada pelo usuário final. Deve ser reportada a viscosidade na temperatura avaliada ou a temperatura em que o óleo
atinge 150.000 mPa.s.
4) Quantidade de água no óleo embalado. Maiores valores são aceitáveis talvez melhores para alguns óleos totalmente sintéticos, como poliglicois,
misturas sintéticas ou misturas de fluidos sintéticos com minerais. Valores são aceitáveis se estiverem de acordo os usuários e os fabricantes dos
equipamentos.
5) Valores máximos apresentados são para óleos minerais. Valores são aceitáveis se estiverem de acordo os usuários e os fabricantes dos equipamentos.
Figura 6.25
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37
Fundamentos de Lubrificação
R
6.9 Especificações DIN para óleos industriais
DIN 51 502
Essa especificação classifica os óleos por aplicação através de um conjunto de letras.
Essa especificação define apenas as aplicações dos produtos. Ela não define o nível de performance dos lubrificantes. Os limites físico-químicos são definidos para cada aplicação em especificações a parte detalhadas nesse
capítulo. Por exemplo, a especificação DIN 51502 define que óleos HL, HLP e HVLP são para sistemas hidráulicos
e a especificação 51 542 define os ensaios que os óleos precisam passar para serem classificados como Part 1 HL,
Part 2 HLP e Part 3 HVLP.
Lubrificantes Especiais e Industriais
Consiste de três partes: aplicação principal, aditivos especiais (tabela 2) e grau de viscosidade ISO.
Os códigos alfabéticos iniciais, indicando a aplicação principal para óleos minerais ou fluidos sintéticos, são
definidos na lista abaixo:
38
AN
Óleos minerais para aplicações acima de 50 0C
BA
Óleos betuminosos, 16 a 36 cSt. a 100 0C (DIN 51 501)
BB
Óleos betuminosos, 49 a 114 cSt. a 100 0C (DIN 51 501)
BC
Óleos betuminosos, 225 a 500 cSt. a 100 0C (DIN 51 501)
C
Sistemas circulatórios, óleos minerais (DIN 51 517 Part 1)
CL
Sistemas circulatórios, óleos R&O (DIN 51 517 Part 2)
CLP
Sistemas circulatórios, óleos EP (DIN 51 517 Part 3)
CG
Guias de barramentos
D
Ferramentas Pneumáticas
E
Ester Orgânico
F
Óleos para filtros de ar
FK
Fluidos “Perflourinated”
FS
Óleos Desmoldantes
G
(Ver Graxas)
HC
Hidrocarbonetos Sintéticos
HD
(Ver Automotivo)
HYP
(Ver Automotivo)
HFAE
Fluido Hidráulico resistente ao fogo, emulsão de óleo em água (DIN 24 320)
HFAS
Fluido Hidráulico resistente ao fogo, base água
HFB
Fluido Hidráulico resistente ao fogo, água em óleo
HFC
Fluido Hidráulico resistente ao fogo, polímero aquoso
HFDR
Fluido Hidráulico resistente ao fogo anidro
HFDS
Fluido Hidráulico resistente ao fogo anidro
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Fundamentos de Lubrificação
R
HFDT
Fluido Hidráulico resistente ao fogo anidro
HFDU
Fluido Hidráulico resistente ao fogo anidro
HL
Óleos Hidráulicos, R&O (DIN 51 524 Part 1)
HLP
Óleos Hidráulicos, Antidesgaste (DIN 51 524 Part 2)
HVLP
Óleos Hidráulicos, Antidesgaste e alto IV (DIN 51 524 Part 3)
JÁ
Óleo Isolante
IB
Óleo Isolante
K
(Para todos “K”, exceto “KA” e “KC”, ver Graxas)
KA
Óleos para refrigeração, refrigerante amônia (DIN 51 503)
KC
Óleos para refrigeração, hidrocarbonetos halogenados (DIN 51 503)
L
Óleos para tratamento térmico
M
(Ver Graxas)
O
(Ver Graxas)
PG
Fluidos poliglicois
PH
Ácidos fosfóricos Ésteres
Q
Óleos para transferência de calor (DIN 51 522)
R
Óleos protetivos
S
Coolants
SI
Óleos siliconados
TD
Óleos para turbinas (DIN 51 515 Part 1)
VB
Óleos para compressor, sem aditivos, máx. 1400C temperatura de descarga
(DIN 51 506)
VBL
Óleos para compressor, com aditivos, máx. 1400C temperatura de descarga
(DIN 51 506)
VC
Óleos para Compressor, sem aditivos, máx. 1600C temperatura de descarga para
sistema com reservatório ou tubulação (DIN 51 506)
VCL
Óleos para Compressor, com aditivos, máx. 1600C temperatura de descarga para
sistema com reservatório ou tubulação. (DIN 51 506)
VDL
Óleos para Compressor, com aditivos, máx 220 0C temperatura de descarga
(DIN 51 506)
W
Óleos para Mancais Siderúrgicos
ZA
Óleos para Cilindros a Vapor (DIN 51 510)
ZB
Óleos para Cilindros a Vapor (DIN 51 510)
ZD
Óleos para Cilindros a Vapor (DIN 51 510)
X
Outros Fluidos Sintéticos
Palavras marcadas em cinza têm sua descrição no glossário no final da publicação
39
Fundamentos de Lubrificação
R
Os códigos mostrados a seguir indicam aditivos especiais empregados.
Note que, em algumas das categorias acima, o “aditivo especial” já é incluído, por exemplo: CLP = óleo de
circulação ou “L” e “P”, abaixo.
D
Aditivos Detergentes (exemplo: em óleos hidráulicos HLPD)
E
Emulsificantes em Água (exemplo: SE fluidos refrigerantes miscíveis em água)
F
Aditivos Sólidos (exemplo: grafite, disulfeto de molibdênio)
L
Inibidores de Ferrugem e Oxidação
P
Aditivos Antifricção e Antidesgaste
M
Óleos refrigerantes minerais miscíveis em água (exemplo: SEM)
S
Óleos refrigerantes sintéticos miscíveis em água (exemplo: SES)
V
Lubrificantes diluídos com solventes
Figura 6.26
DIN 51 501
Esta especificação descreve óleos minerais puros para aplicação por perda ou uso em temperaturas de operação
de até 500C.
Os óleos são classificados em faixas de viscosidades de 5 a 680 cSt a 400C.
Os óleos que atendem esta especificação são classificados DIN 51 501L e DIN 51 501NA.
DIN 51 503
Esta especificação descreve requerimentos de óleos de refrigeração usados em compressores de refrigeração
que utilizem amônia ou hidrocarbonetos halogenados (R12, R22 ou R14) como refrigerante.
Os óleos que atendem a especificação DIN 51 503KA possuem faixas de viscosidades de 15 a 68 cSt a 400C e são
utilizados em compressores de amônia.
Os óleos que atendem a especificação DIN 51 503KC possuem faixas de viscosidades de 22 a 100 cSt a 400C e são
utilizados em compressores de hidrocarbonetos halogenados.
DIN 51 506
Esta especificação descreve óleos minerais com aditivos inibidores de oxidação para uso em compressores
recíprocos.
Os óleos são classificados em cinco faixas de viscosidades e por faixa de temperatura de descarga.
DIN 51 506VB e DIN 51 506VBL - para temperatura máxima de compressão de até 1400C.
DIN 51 506VC e DIN 51 506VCL - para temperatura máxima de compressão de 160 a 2200C e sistemas com
reservatório.
DIN 51 506VD-L - para temperatura máxima de compressão de até 2200C.
DIN 51 515 Part 1
Esta especificação descreve óleos para lubrificação de turbinas a vapor, turbinas a gás, máquinas elétricas e em
máquinas acopladas a turbinas a vapor tais como geradores, compressores e bombas.
Os óleos que atendem a especificação DIN 51 515TD possuem faixas de viscosidades de 32 a 100 cSt a 400C.
40
Palavras marcadas em cinza têm sua descrição no glossário no final da publicação
Fundamentos de Lubrificação
R
DIN 51 517 Part 1
Esta especificação descreve as exigências mínimas de óleos minerais sem aditivos e estáveis a oxidação para
lubrificação de rolamentos e engrenagens.
Os óleos que atendem a especificação DIN 51 517 Part 1C possuem faixas de viscosidades de 7 a 680 cSt a 400C.
DIN 51 517 Part 2
Esta especificação descreve as exigências mínimas de óleos que contenham aditivos para melhorar a proteção a
corrosão e aumentar a resistência à oxidação, utilizados em rolamentos e engrenagens.
Os óleos que atendem a especificação DIN 51 517 Part 2 CL possuem faixas de viscosidades de 5 a 460 cSt a 400C.
DIN 51 517 Part 3
Esta especificação descreve óleos que contenham aditivos de extrema pressão (EP) para lubrificação de
engrenagens.
Os óleos que atendem a especificação DIN 51 517 Part 3 CLP possuem faixas de viscosidades de 46 a 680
cSt a 400C.
Os óleos desta especificação devem passar no estágio 12 em um ensaio de performance de engrenagens
conhecido como FZG, denominado DIN 51 354 Part 2.
DIN 51 522
Esta especificação descreve os requerimentos, testes e procedimentos para óleos minerais novos de base hidrocarboneto de transferência de calor.
Esses óleos recebem a denominação DIN 51 522Q.
DIN 51 524 Part 1
Esta especificação descreve óleos hidráulicos que podem suportar o stress altamente térmico e conter os ingredientes que melhoram a proteção e a resistência à oxidação.
Os óleos descritos por este padrão têm uma escala da viscosidade de 10 a 100 cSt a 40°C e são denominados DIN
51 524 Part 1 HL.
DIN 51 524 Part 2
Esta especificação descreve óleos hidráulicos que se encontram com todas as exigências da DIN 51 524
Part 1, além de conter aditivos para se encontrar com um nível elevado do desempenho anti-wear em
testes específicos.
Os óleos descritos por este padrão têm uma escala da viscosidade de 10 a 100 cSt a 40°C e são denominados DIN
51 524 Part 2 HLP.
DIN 51 593
Esta especificação determina a estabilidade de óleos para compressores de refrigeração. Os refrigerantes tais
como hidrocarbonetos e o dióxido de enxofre halogenado reagem com o óleo e este conduz à formação de
produtos ácidos da reação. A resistência refrigerante de um óleo é o tempo que decorre sob as condições de
teste antes da formação dos primeiros produtos da reação dados a forma do refrigerante.
Este teste é conhecido também como Philips Test.
Palavras marcadas em cinza têm sua descrição no glossário no final da publicação
41
Fundamentos de Lubrificação
R
DIN 51354 Part 2 (FZG Test)
Esta especificação avalia a capacidade dos óleos usados para lubrificação de engrenagem. O teste FZG de
engrenagem é realizado com o funcionamento especial das rodas da engrenagem no lubrificante em uma
velocidade constante por um período predeterminado em um sistema de lubrificação submersa. São controladas
a temperatura inicial do óleo e a carga aplicada aos dentes da engrenagem. Durante cada estágio de carga, os
flancos dos dentes da engrenagem são inspecionados e os danos são comparados com as avaliações padrão.
6.10 Classificaçoes de fabricantes industriais
Abaixo tabela comparativa entre as especificações dos principais fabricantes de bombas hidráulicas e as especificações DIN 51524 Parte 2.
Denison
Vickers
Cincinnati Milacron
DIN
51524
P-68
Parte 2
TESTES
HF-O
HF-1
HF-2
M-2950-S
I-286-S
P-69
P-70
TESTES DE BOMBAS
Denison T-5D (de palheta) (2500 psi, 2400 rpm, 2100F)
Passa
-
Passa
-
-
-
-
-
-
Denison P-46 (pistão) (5000 psi, 2400 rpm, 2100F),
Passa
Passa
-
-
-
-
-
-
-
Perda de peso do anel (mg)
-
-
-
75
-
-
-
-
-
Perda de peso da palheta (mg)
-
-
-
15
-
-
-
-
-
Perda de peso total de anel e palheta (mg)
-
-
-
90
-
-
-
-
-
-
-
-
-
50
50
50
50
150 (a)
1000
(b)
1000
-
-
-
-
-
2
-
2
-
-
-
-
2
Vickers 35VQ-25 (palheta) (3000 psi, 2400 rpm, 2200F)
Vickers V-140C (palheta) (2000 psi, 1200 rpm, 175 F)
0
Perda de peso total de anel e palheta (mg), máx
TESTES DE OXIDAÇÃO
Oxidação do óleo (ASTM D 493) tempo para 2,0 NMA
(h), mín.
Teste de Borra de 1000h (ASTM D4310)
NMA (mg KOH), máx
-
NMA (mg KOH), acréscimo
-
0,2
-
-
-
-
-
-
-
Borra insolúvel (mg), máx
200
100
400
-
-
-
-
-
-
Total de cobre (mg), máx
50
-
200
-
-
-
-
-
-
Total de ferro (mg), máx
50
-
100
-
-
-
-
-
-
-
-
-
(b)
(b)
-
-
-
40
(b)
(b)
TESTES DE DEMULSIBILIDADE
(ASTM D1401, 1300F, ISO VG 32/46) tempo de
separação, min , máx
(ASTM D1401, 1300F, ISO VG 68) tempo de
separação , min, máx.
60
TESTES DE FERRUGEM
ASTM D 665 - Método A – com água destilada
Passa
Passa
Passa
(b)
(b)
Passa
Passa
Passa
-
ASTM D 655 - Método B – com água do mar sintética
Passa
Passa
Passa
(b)
(b)
-
-
-
Passa
NNA (mg KOH), máx
4,0
-
6,0
-
-
-
-
-
-
Perda de cobre em peso (mg/cm2), máx
0,2
-
0,5
-
-
-
-
-
-
TESTES DE ESTABILIDADE HIDROLÍTICA
Estabilidade Hidrolítica (ASTM D 2619)
42
Palavras marcadas em cinza têm sua descrição no glossário no final da publicação
Fundamentos de Lubrificação
R
TESTES DE ESTABILIDADE TÉRMICA
Cincinnati Milacron (168 h, 2750F)
Aumento de viscosidade (%), máx
-
-
-
-
-
5
5
5
-
Variação no número de neutralização (%), máx.
-
-
-
-
-
50
50
50
-
Borra (mg/100 ml), máx
100
-
-
-
-
25
25
25
-
Perda de cobre em peso (mg), máx
10
-
-
-
-
5
5
5
-
Aparência da lâmina de cobre
Reportar
-
-
-
-
-
-
-
-
Aparência da lâmina de ferro
-
-
-
-
-
Método A – sem água (s) máx
600
-
-
-
-
Método B – com 2% água (s) máx
1200
-
-
-
-
0
0
0
-
-
-
-
-
-
ISO VG 46/68, máx
-
ISO VG 32, máx
-
Sem descoloração
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
0
-
-
-
-
-
10
-
-
-
-
-
-
2
-
-
-
-
-
-
-
10
-
-
-
-
-
-
-
5
TESTES DE FILTRABILIDADE
FILTRABILIDADE (Denison TP 02100)
TESTES DE ESPUMA
ESPUMA (ASTM D 892) após 10 min
TESTES DE RESISTÊNCIA A CARGA
FZG (DIN 51354, Parte 2), mín
TESTES DE RESISTÊNCIA A CORROSÃO
LÂMINA DE COBRE (ASTM D 130, 3 h, 1000C), máx
TESTES DE VELOCIDADE DE SEPARAÇÃO DE AR
Separação de ar (DIN 51381) tempo (min)
TESTES DE COMPATIBILIDADE COM SELOS
Comportamento dos selos (DIN 53538, Parte 1)
Volume de mudança (%)
ISO VG 32/46
-
-
-
-
-
-
-
-
0 a 12
ISO VG 68
-
-
-
-
-
-
-
-
0 a 10
ISO VG 32/46
-
-
-
-
-
-
-
-
0 a -7
ISO VG 68
-
-
-
-
-
-
-
-
0 a -6
Mudança na dureza (%)
TESTES DE VISCOSIDADE
Viscosidade (cSt) a 400C (ASTM D88)
Valor mínimo p/ índice de viscosidade (ASTM D567)
-
-
-
-
-
32
68
46
-
90
90
90
-
-
90
90
90
-
(a) O teste em bomba V105C10 também é válido para aprovação.
(b) Uma evidência de performance satisfatória é requerida, mas não há um teste especificado.
Figura 6.27
Palavras marcadas em cinza têm sua descrição no glossário no final da publicação
43
Fundamentos de Lubrificação
R
7 Graxas lubrificantes
7.1 Definição
Uma graxa lubrificante pode ser definida como um material sólido a semi-sólido, constituindo de um agente
espessante (sabão metálico) disperso num lubrificante líquido (óleo). O lubrificante líquido, que em geral
compõe 70 a 95% em peso da graxa acabada, proporciona a lubrificação propriamente dita, enquanto o espessante oferece uma consistência semelhante ao gel para manter o lubrificante líquido no lugar. Muitas vezes,
acrescenta-se aditivos para intensificar certas propriedades a graxa. Devido a sua consistência semelhante ao gel,
prefere-se as graxas em lugar dos óleos em aplicações onde ocorreria um vazamento de óleo, onde a ação de
vedação natural da graxa é necessária ou onde é requerida a espessura extra da película da graxa.
Em geral, quase todas as graxas amolecem em serviço, porém recuperam sua consistência original quando
deixadas em repouso.
7.2 Aplicação de Graxa
Onde usar a graxa?
• Onde o óleo não pode ser contido ou vaza com facilidade;
• Onde existem dificuldades e condições inseguras para realizar a relubrificação;
• Onde o lubrificante deve ter também a função de vedar;
• Onde o projeto da máquina especifica a utilização de graxa;
• Onde o tempo de relubrificação for reduzido;
• Onde se quer reduzir a freqüência de lubrificação;
• Onde existem equipamentos com lubrificação intermitente;
• Onde é importante a redução de ruídos;
• Onde existem condições extremas de altas temperaturas, altas pressões, cargas de choque e baixas velocidades com cargas elevadas.
7.3 Fabricação
A graxa é fabricada formando-se o sabão em presença do óleo. São três os processos para fabricar graxa:
• Processo de Tacho – por tradição, a fabricação de graxas tem sido feita na forma de um processo de
bateladas realizado em grandes tachos. As capacidades destes tachos variam de 4500 kg a 22600 kg.
• Processo Contactor – este processo é muito parecido com o de tacho, com a vantagem de reduzir enormemente o tempo de fabricação das graxas.
• Processo Contínuo – este processo nasceu em meados dos anos 60, é compacto e versátil, oferecendo vantagens sobre o processo de bateladas, como sua homogeneidade e estabilidade ao cisalhamento.
É patente da Texaco.
44
Palavras marcadas em cinza têm sua descrição no glossário no final da publicação
Fundamentos de Lubrificação
R
Aditivos
Ácido Graxo
Óleo Básico
Saponificação
(Unidade Contínua de Graxa ou Tacho)
Álcali
Graxa
Sabão Metálico
Óleo Básico
= Componentes
= Processo
= Produto
Figura 7.1
7.4 Tipos de Graxas
As graxas são diferenciadas quanto à natureza do espessante. Existe uma grande variedade de espessantes,
dentre os quais, destacam-se sabões metálicos, argilas tratadas, polímeros de uréia e outros, sendo que cerca de
90% dos casos os espessantes empregados são sabões metálicos.
Quanto à natureza do sabão metálico, as graxas classificam-se da seguinte forma:
• Graxas à base de sabão de Cálcio – bastante aderentes, são indicadas para uso em peças que trabalham em
contato com água. Não são indicadas para utilização em temperaturas superiores a 800C.
• Graxas à base de sabão de Sódio – recomendadas para mancais planos e rolamentos que trabalham a altas
velocidades e temperaturas elevadas (até 1200C) e, ocasionalmente, em engrenagens. É desaconselhável o
seu uso em presença de umidade, pois o sabão é solúvel em água.
• Graxas à base de sabão de Alumínio – são indicadas para uso onde o principal requisito seja a característica
de aderência da graxa, proporcionando boa proteção contra a ferrugem e resistência à lavagem por água. Não
resiste a temperaturas elevadas.
• Graxas à base de sabão de Lítio – são bastante aderentes e relativamente insolúveis em água, substituindo,
em aplicações convencionais, muito bem as graxas de Cálcio e Sódio, sendo, portanto, de aplicações múltiplas. Possuem grande estabilidade mecânica e alto ponto de gota, sendo de fácil aplicação por meio de
pistolas e sistemas centralizados de lubrificação.
• Graxas à base de sabão Complexo – sabão complexo é aquele, em que a fibra do sabão é formada pela cocristalização de um sabão normal (Cálcio, Sódio, Alumínio ou Lítio) e um agente complexo, como: ácido
acético, lático, etc. Esse tipo de graxa apresenta como característica principal um elevado ponto de gota.
Palavras marcadas em cinza têm sua descrição no glossário no final da publicação
45
Fundamentos de Lubrificação
R
• Graxas espessadas sem sabão – são as que utilizam espessantes químicos inorgânicos ou orgânicos dispersos no óleo. Esses tipos de espessantes não são feitos com álcali metálico como os usados nas graxas espessadas com sabão. Exemplos: poliuréia e argila orgânica. São utilizadas visando o aproveitamento de suas características especiais como descrito adiante.
As observações feitas acima servem apenas como primeira orientação do usuário. Outras características da graxa,
como sua consistência e seus aditivos, são de extrema importância na seleção do tipo de graxa a ser usado.
Graxas à base de sabão metálico simples
Espessante
Temperatura Máxima
de Uso Prolongado
Resistência à Água
Aplicações Típicas
Cálcio
800C
Alta Resistência (repele)
Mancais sujeitos
a umidade
Fraca (emulsiona)
Equipamentos
Industriais antigos
com lubrificação
freqüente
Sódio
0
120 C
Alumínio
800C
Boa Resistência
Mancais de baixa
rotação, aplicações
com umidade.
Uso decrescente
Lítio
1400C
Boa Resistência
Aplicações automotivas
e industriais
Resistência à Água
Aplicações Típicas
Alta Resistência (repele)
Mancais automotivos
e industriais
submetidos a altas
temperaturas
Boa Resistência
Mancais planos,
de esferas
e rolos
de siderúrgicas
Boa Resistência
Mancais automotivos
e industriais
submetidos a altas
temperaturas
Figura 7.2 a
Graxas à base de sabão metálico complexo
Espessante
Cálcio
Alumínio
Lítio
Temperatura Máxima
de Uso Prolongado
0
175 C
1750C
1750C
Figura 7.2 b
46
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Fundamentos de Lubrificação
R
Graxas sem sabão metálico
Espessante
Temperatura Máxima
de Uso Prolongado
1750C
Poliuréia
1750C
Argila
Resistência à Água
Aplicações Típicas
Alta Resistência (repele)
Mancais industriais
(rolos), juntas
homocinéticas
automotivas, ventiladores
e motores elétricos
de autodesempenho
Boa Resistência
Mancais sujeitos
a altas temperaturas
com relubrificação
freqüente.
Mancais de roletes
em siderúrgicas
Figura 7.2 c
Devemos observar que a mistura de graxas de diferentes bases pode acarretar a perda de sua estabilidade, com a conseqüente
separação do espessante e do óleo.
Sódio
Poliuréia
Complexo de Lítio
Lítio
Argila
Complexo de Cálcio
Cálcio
Complexo de Boro
Complexo de Alumínio
7.4.1 Tabela de compatibilidade de graxas
Complexo de Alumínio
Complexo de Boro
Cálcio
Complexo de Cálcio
Argila
Lítio
Complexo de Lítio
Condição limite
(amostra deve ser analisada)
Incompatível
Poliuréia
Sódio
Compatível
Figura 7.3
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47
Fundamentos de Lubrificação
R
7.5 Propriedades
As principais propriedades de uma graxa a serem consideradas são:
7.5.1 Consistência
É a resistência oferecida por uma graxa à sua penetração. É determinada pelo método que consiste em medir a
penetração (em décimos de milímetros) exercida por um cone sobre uma amostra de graxa, sob ação de carga
padronizada durante 5 segundos e à temperatura de 250C. O aparelho utilizado nesta medição é chamado
penetrômetro.
Cone padrão
Figura 7.4 a
a superfície é o
nível
0
25 C
posição do cone antes da penetração
Figura 7.4 b
Com base nos resultados obtidos no penetrômetro, o National Lubricating Grease Institute (NLGI) criou um
sistema de classificação para as graxas definidos de consistência trabalhada em 60 ciclos que variam de 000
(muito macia) a 6 (muito dura).
48
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Fundamentos de Lubrificação
R
Classificação NLGI
Grau NLGI
Penetração Trabalhada ASTM D-217
(250C + ou -20C)
000
445 - 475
00
400 - 430
0
355 - 385
1
310 - 340
2
265 - 295
3
220 - 250
4
175 - 205
5
130 - 160
6
85 - 115
Figura 7.5
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49
Fundamentos de Lubrificação
R
7.5.2 Ponto de gota
Indica a temperatura em que a graxa passa do estado sólido ou semi-sólido para o líquido.
o termômetro não toca na graxa
a amostra da graxa é aplicada somente nas paredes do copo
Figura 7.6
Na prática, esta medida serve como orientação para a mais alta temperatura a que certa graxa pode ser
submetida durante o trabalho. Deve-se considerar como limite operacional uma temperatura 20% inferior ao
seu ponto de gota.
7.5.3 Bombeabilidade
É a capacidade de fluir de uma graxa pela ação de bombeamento. Os fatores que afetam o bombeamento são:
a consistência da graxa, a viscosidade do óleo e o tipo de espessante.
50
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Fundamentos de Lubrificação
R
A bombeabilidade afeta o método de aplicação da graxa (adequação ao sistema centralizado, por exemplo) e a
movimentação interna da graxa dentro do elemento mecânico, influindo diretamente na capacidade de lubrificação da mesma.
Poliuréia
Bombeabilidade
Complexo
de Lítio
Lítio
Cálcio
Sódio
Complexo
de Cálcio
Para o mesmo grau NLGI
Bombeabilidade
Bombeabilidade
Figura 7.7
Viscosidade do óleo mineral
Grau NLGI da graxa
Figura 7.8
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51
Fundamentos de Lubrificação
R
7.6 Classificação para graxas
7.6.1 Sistema de Classificação de graxas da NLGI
A NLGI desenvolveu um sistema de classificação de graxas para aplicações automotivas. As graxas são submetidas a testes de estabilidade ao cisalhamento, resistência à oxidação, resistência à lavagem por água, propriedades
de extrema pessão (Timkem e Four Ball), resistência à corrosão, bombeabilidade e ponto de gota. De acordo com
os resultados nos testes, descritos na norma ASTM -4950, elas são classificadas conforme abaixo.
Aplicação
Classificação
NLGI
Tipo de serviço
Produto típico
Chassis
LA
Serviço pouco severo e relubrificação
freqüente, com ponto de gota mínimo
de 800C
Sabão de cálcio OU
Sabão de lítio
Chassis
LB
Serviços com altas cargas de choque,
grande exposição à água e relubrificação
não freqüente, com ponto de gota
mínimo de 1500C
Sabão de lítio
(com aditivação EP)
Cubos
de rodas
GA
Serviço normal, com ponto
de gota mínimo de 800C
Sabão de lítio
(do tipo múltiplas
aplicações)
GB
Serviço severo, com ponto
de gota mínimo de 1750C
Sabão de lítio
(do tipo múltiplas
aplicações)
OU
Sabão de lítio
(com aditivação EP)
GC
Serviço muito severo, em altas
temperaturas ou em condições do tipo
pára-e-anda, com ponto de gota
mínimo de 2200C
Complexo de lítio
(com aditivação EP)
Cubos
de rodas
Cubos
de rodas
Figura 7.9
Observação: Uma graxa pode atender ao mesmo tempo os requisitos de graxa para cubos de rodas e para
lubrificação de chassis.
52
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Fundamentos de Lubrificação
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7.6.2 Especificações DIN para graxas
DIN 51 502 (Graxas)
Consiste de várias partes: tipo de graxa, aditivos especiais, componente sintético (se aplicável), número NLGI,
temperatura máxima de operação (opcional) e temperatura mínima de operação (opcional).
O primeiro ou o segundo caractere indica o tipo de graxa, conforme abaixo:
K
Graxas para mancais planos ou de rolamentos e barramentos
G
Graxas para engrenagens fechadas
OG
Graxas para engrenagens abertas e mancais (sem betumem, lubrificantes adesivos)
M
Graxas para mancais planos e selos (exigências de desempenho menores do que o
tipo K)
Figura 7.10 a
Se a graxa tiver aditivos especiais adicionais, estes serão indicados por um caractere extra.
As graxas receberão uma das letras abaixo (ver a lista completa na seção de óleos industriais):
F
Aditivos sólidos. Exemplo: grafite, bissulfeto de molibdênio
L
Inibidores de oxidação e corrosão
P
Aditivos antifricção e antidesgaste
Figura 7.10 b
Por exemplo, uma graxa KP2K-10 é uma graxa do tipo “K” com aditivos do tipo “P”.
Para graxas de base sintética, serão adicionados os caracteres abaixo:
FK
Fluidos “Perflourinated”
E
Ésteres Orgânicos
HC
Hidrocarbonetos Sintéticos
PH
Ácidos Ésteres Fosfóricos
SI
Óleos siliconados
PG
Poliglicois
X
Outros
Figura 7.10 c
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53
Fundamentos de Lubrificação
R
Por exemplo, uma graxa K SI 3 R é do tipo ‘K’, com óleo sintético do tipo SI.
O número NLGI indica a consistência. Por exemplo, KP2K é uma graxa do tipo NLGI 2.
A letra após o número de consistência da graxa indica uma combinação de temperatura máxima de trabalho
contínuo e o comportamento na presença de água. Onde mais de uma letra de código é mostrada para a
temperatura, a primeira letra denota uma exigência realçada da resistência à lavagem por água.
C ou D
+ 60
E ou F
+ 80
G ou H
+ 100
K ou M
+ 120
N
+ 140
P
+ 160
R
+ 180
S
+ 200
T
+ 220
U
+ 220
Figura 7.10 D
Por exemplo, em KP2K, o último K indica +1200C.
Opcionalmente, o limite mínimo da temperatura de trabalho pode ser especificado. A temperatura mais baixa,
um múltiplo de -100C e na escala -10 a -60, é adicionado como um sufixo. Por exemplo, em KP2K-20, -20 é o limite
requerido para baixa temperatura.
54
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Fundamentos de Lubrificação
R
8 Módulo automotivo
8.1 Motores a gasolina, álcool e Gás Natural
Os fabricantes de motores a gasolina estão cada mais pressionados por economia de combustível e de redução
de emissões, recomendando óleos de menor viscosidade. Está crescendo o uso de óleos multigraus SAE 5W30
e com tendências futuras de um SAE 0W20.
Junto com a tendência de utilizar óleos de menor viscosidade está aumentando a demanda por óleos que
utilizem básicos de melhor qualidade para resistir ao espessamento provocado por uso em intervalos prolongados de troca, maiores temperaturas de operação e também pelo uso de combustíveis de baixa qualidade.
As classificações ACEA estão cada vez mais presentes no mercado brasileiro em função da severidade das
aplicações e dos projetos de motores (pequenos e médios) serem de origem européia ou asiática.
Depósito no Pistão
Desgaste do Comando de Válvula
Espessamento de Fuligem
Oxidação
ACEA A1/B1
ACEA A2/B2
Borra no Motor
API SH/SJ
API SG
API SF/CC
Figura 8.1
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55
Fundamentos de Lubrificação
R
Assim, o responsável pela decisão de compras deve comparar os produtos pelas diversas classificações (ACEA, API e classificações de fabricantes – MB), não se atendo somente à classificação de
viscosidade SAE.
PRINCIPAIS PRODUTOS TEXACO:
Havoline Energy SAE 5W30
Havoline Ultra SAE 5W40
Havoline Synthetic SAE 5W40
Havoline Semi-sintético SAE 15W40
Havoline Premium SAE 20W50
Havoline Superior 3 SAE 20W50
Havoline Super SAE 20W40
8.2 Motores diesel
Os fabricantes de motores a diesel recomendam óleos de viscosidade SAE 15W40. Fora do Brasil, em locais com
temperatura extremamente baixas, estão recomendando o uso de óleos 10W30 ou 10W 40.
Óleos monograus SAE 40 são apenas recomendados para motores estacionários, principalmente de equipamentos ferroviários ou motores para geração de energia.
Óleos para motores diesel de base sintética ainda não tiveram sua eficácia comprovada.
As classificações ACEA, além de mais rigorosas, são as que melhor atendem as necessidades do mercado brasileiro em função da severidade das aplicações e da grande participação das montadoras européias neste mercado.
56
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Fundamentos de Lubrificação
R
Espelhamento da Camisa
Compatibilidade com
Catalisadores
Desgaste
Corrosão
Fuligem
Oxidação por Espessamento
E6
Depósito no Pistão
E5
E4
E3
E2
Figura 8.2 a
Espelhamento da Camisa
Compatibilidade com
Catalisadores
Desgaste
Corrosão
Fuligem
Oxidação por Espessamento
E7
Depósito no Pistão
E5
E4
E3
E2
Figura 8.2 b
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57
Fundamentos de Lubrificação
R
Assim, o responsável pela decisão de compras deve comparar os produtos pelas diversas classificações (ACEA, API e classificações de fabricantes - MB), não se atendo somente à classificação de
viscosidade SAE.
PRINCIPAIS PRODUTOS TEXACO:
Ursa Premium TDX SAE 15W40
Ursa Super TD SAE 15W40
Ursa LA3 SAE 15W40
8.3 Transmissões Manuais
O uso de óleos de classificação de desempenho API GL-5 em transmissões manuais está cada vez mais restrito. Os
fabricantes estão preferindo o uso de produtos com menor carga EP (API GL-4 ou GL-3), óleos de motor ou de
transmissão automática. Óleos de carga EP elevada podem formar depósitos nos sincronizadores, dificultando o
engrenamento.
Os câmbios manuais de automóveis novos são selados de forma a impedir a contaminação externa,
visando um aumento da vida útil deste componente. Os períodos de troca neste caso são estendidos ou “fillfor-life” (para toda a vida). Muitos dos automóveis mais novos não precisam fazer a troca até a vida útil normal
estimada (10 anos). A troca é feita somente em caso de avarias.
As pick-ups, por sua vez, continuam precisando realizar trocas periódicas. O uso de básicos sintéticos está aumentando, principalmente em veículos que são comercializados mundialmente e/ou operam em condições extremas de temperatura.
O uso de óleos inadequados (em viscosidade e/ou aditivação) pode provocar dificuldade de engatar as marchas
e o desgaste prematuro das engrenagens. Consulte sempre a recomendação do fabricante da transmissão (ou do
fabricante do veículo) antes de drenar o óleo.
PRINCIPAIS PRODUTOS TEXACO:
Universal EP SAE 80W
TGF Óleo de Engrenagem
Ursa LA3 SAE 40
Texamatic ATF
Texamatic 7045E
Multigear STO SAE 85W140
8.4 Transmissões Automáticas
Diferentes transmissões usam diferentes materiais de fricção e são submetidas a distintos testes de bancada e de
campo para serem aprovadas. Essas são as razões para se ter uma linha completa de produtos.
Alguns produtos podem atender mais de uma especificação ao mesmo tempo (Dexron III e Mercon, por exemplo), mas deve-se sempre checar a correta aplicação (seguir sempre a recomendação do fabricante).
58
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Fundamentos de Lubrificação
R
As especificações GM são mais simples porque elas seguem uma seqüência lógica, pois o produto que atende a
especificação mais recente pode ser usado quando requerido qualquer um das especificações anteriores da GM
(Dexron IIIH pode sempre ser usado quando requerido a Dexron IIIG, Dexron IIIF, Dexron IIE, Dexron II e Dexron).
As especificações Ford são mais complexas.
• Ford tipo F são especificações para transmissões fabricadas pela Ford antes de 1997 (e também para algumas
entre 1977 e 1981) e de outros fabricantes que requeiram um fluido tipo F com alto fricção. Outros produtos
não podem ser usados nessa aplicação.
• Mercon e Mercon V não são especificações seqüenciais.
Outros fabricantes requerem o uso de produtos específicos que são somente encontrados nas concessionárias,
entre elas Chrysler e Honda.
Veículos pesados (tratores de esteira, pás carregadeiras, caminhões fora-de-estrada, etc) utilizam especificações
próprias. Como por exemplo, Caterpillar TO-4 e Allison C-4.
Atenção: O uso de um lubrificante errado pode reduzir a vida útil da transmissão e também comprometer a
dirigibilidade do veículo (tornar desconfortável a troca de marcha, por exemplo).
PRINCIPAIS PRODUTOS TEXACO:
Texamatic B
Texamatic 7045E
Textran SAE 30
Textran SAE 10W
8.5 Diferenciais Convencionais
O uso de óleos API GL-5 é mandatório em função dos requerimentos de carga superficial das engrenagens
hipoides.
O aumento de potência dos veículos provoca um aumento na temperatura de operação dos diferenciais, requerendo uma maior estabilidade térmica dos óleos para diferenciais.
Há também uma tendência do uso de óleos multigraus para atender a necessidades de faixa de temperatura de
operação mais ampla (por exemplo, viagens intercontinentais) e também um melhor comportamento em altas
temperaturas.
PRINCIPAIS PRODUTOS TEXACO:
Multigear EP SAE 90
Multigear EP SAE 85W140
Multigear STO SAE 85W140
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Fundamentos de Lubrificação
R
8.6 Diferenciais Autoblocantes
Os diferencias autoblocantes de deslizamento limitado, ou tração positiva, requerem como especificação mínima um API GL-5, além de um aditivo modificador de atrito para um correto comportamento em serviço (dirigibilidade) e, ao mesmo tempo, garantir a durabilidade dos discos de fricção (e demais componentes do diferencial).
PRINCIPAIS PRODUTOS TEXACO:
Multigear LS SAE 85W140
Geartex LS SAE 85W140
3450 Óleo de Engrenagem
8.7 Direções Hidráulicas
Historicamente as montadoras recomendavam para as direções hidráulicas o mesmo óleo da transmissão automática. Com a evolução dos componentes das direções hidráulicas para alcançar melhor dirigibilidade e atender
objetivos de maior vida útil sem manutenção, levando em conta as maiores exigências (como menores espaços
no compartimento do motor e maiores temperaturas de trabalho), as especificações para óleos de direção
hidráulica também tiveram de evoluir.
Alguns fabricantes de veículos continuam recomendando óleos de transmissão automática, mas que atendam
especificações dos fabricantes de direções hidráulicas (como a ZF).
Porém, já existem no mercado diversos fabricantes de veículos que requerem produtos específicos.
Muitos veículos importados requerem o uso de óleos do tipo PSF (Power Steering Fluid), que possuem maior
ponto de fulgor, melhor comportamento em baixas temperaturas que os óleos do tipo ATF. Além disso, possuem
aditivação anti-ruído.
Alguns fabricantes nacionais requerem uso de óleo marca própria, como a Honda (todos veículos), GM (veículos
equipados com direção eletro-hidraúlica) e Volkswagen (veículos mais novos).
É mandatório observar a recomendação dos fabricantes dos veículos e/ou direções hidráulicas e evitar ao
máximo a mistura de produtos.
PRINCIPAIS PRODUTOS TEXACO:
Texamatic ATF
Texamatic B
Texamatic 7045E
60
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Fundamentos de Lubrificação
R
8.8 Sistemas de Freio
Independentemente do tipo de fluido utilizado (conforme descrito no item 6.7.5 - “Classificações de Fluido para
Freios”), o cuidado com a manutenção do sistema de freio é crucial para uma operação segura.
Os principais ensaios realizados nos fluidos de freio são:
• Ponto de ebulição - O ponto de ebulição indica a temperatura em que o fluido começa a formar vapores. Esta
temperatura é crítica para a operação do sistema de freios porque os vapores tornam o fluido compressível,
passando a não cumprir adequadamente sua função de transmissão de força, podendo provocar dificuldades
nas frenagens.
• Ponto de ebulição úmido - Indica a capacidade do fluido em manter seu ponto de ebulição em presença de
água. Como os fluidos de freio são higroscópicos, é um fator determinante na vida útil dos fluidos de freio.
• Viscosidade a -400C - Garante a fluidez do fluido em baixas temperaturas de operação.
Os fluidos de freio têm uma tendência de absorver água durante o armazenamento e, principalmente, em serviço.
6
% água absorvida
5
4
3
2
1
0
0
1
2
3
4
5
6
Tempo (ano)
Figura 8.3 a
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61
Fundamentos de Lubrificação
R
Esta água absorvida vai diminuindo gradativamente o ponto de ebulição do fluido e vai aumentando a probabilidade de se formar vapores no sistema.
260
Ponto de Ebulição (0C)
240
220
200
180
160
140
120
100
1
2
3
4
5
% Água no Fluido de Freio
Valores típicosda 260C DOT3
Figura 8.3 b
“É importante então”:
1)
2)
3)
4)
5)
Armazenar os frascos corretamente.
Utilizar a especificação recomendada pelo fabricante.
Não misturar produtos.
Evitar contaminação com óleos ou sujeira.
Trocar o fluido periodicamente. A cada ano, se não houver orientação do fabricante.
PRINCIPAIS PRODUTOS TEXACO:
Fluido para Freios Especial DOT 4
Fluido para Freios Super HD DOT 3
62
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Fundamentos de Lubrificação
R
8.9 Sistemas de Arrefecimento
8.9.1 Aplicação
Os pontos principais a observar são:
a) Uso de produto base etileno ou base água
Quem determina o tipo de fluido a utilizar é sempre o fabricante do equipamento.
• Os “fluidos de base etileno” (água + etileno + anticorrosivo) são normalmente recomendados para equipamentos móveis, pois estes são submetidos a maiores variações de temperaturas e possuem menores radiadores (e/ou trocadores de calor) e também menores reservatórios de expansão. Uso mandatório em regiões com
temperaturas ambientes abaixo de 00C.
• Os “fluidos de base água” (água + anticorrosivo) são normalmente recomendados para motores estacionários,
pois estes são submetidos a temperaturas uniformes de operação e possuem grandes trocadores de calor (ou
radiadores) e grandes reservatórios de expansão. Alguns fabricantes de ônibus e caminhões aprovam o uso de
“fluido de base água” em veículos que nunca sejam submetidos a temperaturas ambientes abaixo de 00 C.
b) Concentração dos fluidos
Os “fluidos de base etileno” (água + etileno + anticorrosivo) devem ser utilizados numa proporção de 30 a 70% ,
porque neste intervalo o etileno alcança seu equilíbrio nas suas características de proteção contra congelamento
e aumento do ponto de ebulição. As proporções mais indicadas no Brasil são de 33% e de 50% pela facilidade de
preparação e de complementação da mistura. A manutenção da proporção correta no sistema é também importante para garantir a eficácia do pacote anticorrosivo (recomendamos o uso de refratômetro, ou densímetro,
específico para verificação periódica).
• Os “fluidos de base água” (água + anticorrosivo) são formulados para trabalhar entre 5% a 10% em água. A
manutenção da proporção correta no sistema é também importante para garantir a eficácia do pacote anticorrosivo (recomendamos o uso de refratômetro específico para verificação periódica).
8.9.2 Tipos de inibidores / Vantagens do inibidor do tipo carboxilato
Há diversos tipos de inibidores de ferrugem e oxidação no mercado. A Texaco utiliza a tecnologia de carboxilatos
que é de “baixa taxa de consumo”, ou seja, leva anos para que se acabe a sua capacidade anticorrosiva. Por
isso, os produtos são considerados de longa duração e recebem a denominação “XL” ou “Extended Life”.
Dicas principais sobre a troca ou complemento do fluido:
• Consulte o manual do equipamento com relação à quantidade total do sistema de arrefecimento.
• Limpe bem o sistema (com água limpa) antes de trocar o fluido.
• Utilize o coolant pré-diluído sempre que desejar trabalhar com intervalos estendidos de troca.
• Faça a reposição sempre com o mesmo produto.
• Verifique periodicamente a concentração do etileno ou inibidor.
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Fundamentos de Lubrificação
R
8.10 Graxas Automotivas
8.10.1 Cubos de roda
As graxas normalmente utilizadas para esta aplicação são de base de lítio com aditivação de extrema pressão.
Com o aumento de potência (e conseqüentemente menor carga transportada e velocidade), há uma necessidade do uso de graxas mais nobres (maior ponto de gota, maior carga EP e melhor bombeabilidade). Com isso, vem
aumentando o uso de graxas de complexo de lítio para essa aplicação.
Há que se observar a importância do uso de graxa na quantidade correta (indicada pelo manual do fabricante do
veículo ou do rolamento), pois o excesso de graxa provoca um aumento de temperatura que pode causar
vazamentos, que, por sua vez, podem reduzir a capacidade de frenagem e/ou quebra do cubo.
PRINCIPAIS PRODUTOS TEXACO:
Multifak Premium
Starplex
8.10.2 Suspensão
Os feixes de mola e balanceiros precisam de lubrificação periódica. Por se tratar de aplicação que exige resistência a lavagem por água, tradicionalmente são utilizadas graxas de cálcio nesta aplicação.
No entanto, há diversas empresas (principalmente grandes transportadoras) que utilizam graxas de lítio do tipo
múltiplas aplicações com excelentes resultados de aumento de vida útil dos componentes e também maiores
períodos de relubrificação.
PRINCIPAIS PRODUTOS TEXACO:
Chassis CA2
Marfak
8.10.3 Quinta Roda
Há uma grande tendência de fuga nesta aplicação. Por isso, é importante utilizar uma graxa com aditivação sólida
e com alta aderência.
PRINCIPAIS PRODUTOS TEXACO:
Molytex 2
Molytex EP2
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Fundamentos de Lubrificação
R
9 Módulo industrial
9.1 Compressores
9.2 Compressores de ar
Para a lubrificação de compressores, deve-se verificar sempre a recomendação do fabricante. As recomendações
podem variar desde um óleo de motor até um óleo mineral puro. Abaixo, um breve guia para melhor compreensão das alternativas para lubrificação dos mesmos.
Compressores alternativos (ou de pistão)
Há 2 opções principais para a lubrificação dos compressores de pistão:
• Produtos de base mineral - A primeira opção é uso de um produto de base naftênica de viscosidade ISO 100 ou
150, dependendo do fabricante.
– Produto Texaco recomendado: Alcaid
Na ausência de produtos naftênicos, utilizar produtos parafínicos de mesma viscosidade.
– Produtos Texaco recomendados: Canopus ou Regal R&O
Geralmente não são recomendados óleos hidráulicos nesta aplicação.
• Produtos de base sintética - Uso de produtos de base sintética permite maiores intervalos de troca e menores custos de manutenção.
– Produto Texaco recomendado: Cetus DE 100
Compressores rotativos (de parafuso, palhetas ou lóbulos)
Há 2 opções principais para a lubrificação dos compressores rotativos :
• Produtos de base mineral - A primeira opção é uso óleo hidráulico de alto IV e de viscosidade ISO 32, 46 ou 68,
dependendo do fabricante.
– Produtos Texaco recomendados (nesta ordem): Rando HDZ, Rando Super HDW, Rando HD, Hidráulico HD.
• Produtos de base sintética - Uso de produtos de base sintética permite maiores intervalos de troca e menores custos de manutenção.
– Produto Texaco recomendado: Cetus PAO 46 ou 68.
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Fundamentos de Lubrificação
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9.3 Compressores de refrigeração
O compressor é o componente de maior importância em qualquer sistema de refrigeração, tanto do prisma
técnico como econômico. O sistema de refrigeração por compressão é largamente usado em aplicações domésticas, comerciais e industriais.
Tipos de Compressores
• Alternativo
• Rotativos
Lubrificação dos Compressores
As exigências de lubrificação nas aplicações da refrigeração diferem apreciavelmente daquelas impostas por
outros tipos de equipamentos. Embora o lubrificante seja exigido apenas no compressor, ele também pode
circular através de todo o sistema juntamente com o refrigerante, durante o ciclo de refrigeração. Conseqüentemente, os lubrificantes não só devem diminuir sensivelmente o atrito e o desgaste como devem ser inertes com
o refrigerante.
Propriedades dos Lubrificantes
Normalmente, os óleos usados na lubrificação dos compressores de refrigeração são óleos minerais puros de
predominância de hidrocarbonetos naftênicos, e óleos de base semi-sintética e 100% sintético, caracterizados
pelas propriedades; viscosidade, ponto de fluidez, ausência de umidade, resistência à oxidação, estabilidade
química e térmica:
Recomendações Texaco x Refrigerante
Capella 46 e 68
CFC (Amônia, R717, R12, R502, R22, R401A, R402
Capella WF 32
CFC (Amônia, R717, R12, R502, R22, R401A, R402
Capella HFC 68
HFC (R-134a, R404A, R407C)
9.4 Compressores para Gases Industriais
A recomendação crítica quando se está comprimindo qualquer tipo de gás é verificar se há compatibilidade entre
o lubrificante e o gás sendo comprimido, pois existe sempre o risco de reação entre os produtos que pode causar
até a explosão do equipamento.
9.5 Redutores
Redutores são caixas de engrenagens fechadas que são empregadas, em pequenas ou grandes quantidades, em
diversos tipos de indústrias.
Lubrificantes de engrenagens precisam ter um bom desempenho em diversas condições de operação como
presença de grande quantidade de água, alta temperatura de operação, operação em ambientes contaminados
e cargas elevadas de choque.
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Fundamentos de Lubrificação
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Deve-se utilizar o lubrificante correto, na viscosidade correta, seguindo as recomendações dos fabricantes que
normalmente definem a viscosidade ideal, levando em consideração a rotação de entrada do redutor e a temperatura de operação. Deve-se estar atento que as modificações feitas nos equipamentos para aumento de produtividade podem requerer uma reavaliação na recomendação inicial do lubrificante.
9.5.1 Tipos de lubrificantes para redutores
A classificação mais empregada no Brasil é da American Gear Manufacterers Association (AGMA) , já detalhada
no capítulo 5.4, que define cinco tipos de lubrificantes para engrenagem: óleos com inibidores de ferrugem e
oxidação (R&O), óleos compostos, óleos com extrema pressão (EP), óleos sintéticos e óleos residuais (mais
indicados para engrenagens abertas).
a) Óleos R&O
São óleos de base mineral formulados com aditivos do tipo “Rust and Oxidation”, ou seja, que garantem
proteção contra ferrugem e oxidação. Não contêm aditivos de extrema pressão do tipo Enxofre-Fósforo. A Falk
é um dos fabricantes que indicam este tipo de produto para lubrificação de seus redutores.
São identificados pela AGMA com o sufixo “R&O”
PRINCIPAL PRODUTO TEXACO:
Regal R&O
Lubrificantes compostos para engrenagem
São misturas de básicos minerais com inibidores R&O, aditivos demulsificantes e de 3 a 10% de gordura animal ou
gordura sintética. São freqüentemente usados em redutores “coroa sem fim” para prover uma boa lubrificação e
prevenir desgaste deslizante (“Sliding wear”).
São identificados pela AGMA com o sufixo “Comp”.
PRINCIPAIS PRODUTOS TEXACO:
Vanguard 680
Vanguard 1000
b) Lubrificantes paras engrenagens com extrema pressão
Esses lubrificantes referem-se a óleos de engrenagem de base mineral com aditivos de extrema pressão. Os
aditivos EP normalmente são enxofre, fósforo ou boratos. Estes aditivos formam um filme resistente que
protege contra soldagem, “scuffing” e “scoring” nas engrenagens durante as condições limite de lubrificação.
A maioria dos fabricantes de redutores recomenda produto deste tipo.
São identificados pela AGMA com o sufixo “EP”
PRINCIPAL PRODUTO TEXACO:
Meropa
Universal EP SAE 80W (quando requerido um produto com EP e ISO VG 100)
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c) Lubrificantes paras engrenagens com extrema pressão e proteção adicional anti-pitting
Esses lubrificantes referem-se a óleos de engrenagem de base mineral com aditivos de extrema pressão e
aditivação especial para evitar formação de pitting nos dentes das engrenagens. A Flender e Renk Zanini são
os principais fabricantes que recomendam produto deste tipo.
Também são identificados pela AGMA com sulfixo “EP”
PRODUTO TEXACO:
Meropa WM
d) Lubrificantes sintéticos para engrenagens
São elaborados com básicos sintéticos (Polialfaolifinas, Diesteres, Polyoiesteres, Esteres ou Poliglicois) e
aditivos de extrema pressão. Em geral óleos sintéticos tem as vantagens de serem mais resistentes a oxidação
em temperaturas extremas de operação. Podem ser utilizados uma gama maior de temperaturas, em função
de seu maior índice de viscosidade. Cada tipo de básico sintético tem diferentes características e alguns deles
podem ter limitações e desvantagens tais como: compatibilidade com elastômeros, reações químicas na
presença de água e alto custo de aquisição.
Óleos sintéticos são identificados por um número AGMA com o sufixo “S”.
PRODUTO TEXACO:
Pinnacle EP
9.6 Sistema Hidráulico
Os sistemas hidráulicos estão cada vez mais complexos, mas continuam tendo três pontos críticos de lubrificação
que são as bombas, cilindros de acionamento e válvulas de controle.
A vida útil das bombas e cilindros está diretamente relacionada com a qualidade dos básicos e aditivos empregados na formulação do lubrificante.
A vida útil das válvulas de controle, por sua vez, está ligada a qualidade e manutenção do sistema de filtragem do
equipamento para manter o lubrificante dentro dos limites máximos de contaminação definidos pelos fabricantes das válvulas.
Deve-se utilizar o lubrificante na viscosidade correta, seguindo as recomendações dos fabricantes. E deve-se
estar atento que as modificações feitas nos equipamentos para aumento de produtividade podem requerer uma
reavaliação na recomendação inicial do lubrificante.
9.6.1 Tipos de lubrificantes para sistemas hidráulicos
e) Óleos antidesgaste
São óleos tradicionais, de base mineral e aditivação antidesgaste, conhecidos também como do tipo AW
(Antiwear).
PRINCIPAIS PRODUTOS TEXACO:
Rando HD, Rando HDZ e Rando Super HDW (São formulados para atender os requisitos mínimos dos
principais fabricantes de bombas, como Denison e Vickers, e das especificações européias DIN para esta
aplicação.)
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Hidráulico HD (São produtos sem aprovação formal dos fabricantes de bombas e cilindros, mas com excelente performance em serviço. Recomendado principalmente para sistemas hidráulicos de equipamentos
antigos ou que estejam sujeitos a freqüentes vazamentos, e conseqüentemente submetidos a uma alta taxa
de reposição de óleo).
f) Óleos antidesgaste sem cinza
São óleos específicos de base mineral e aditivação antidesgaste sem Zinco na sua formulação.
São formulados para atender os requisitos mínimos de alguns fabricantes de bombas e cilindros, que requeiram um produto sem Zinco ou sem Cinza em algumas aplicações especiais.
PRINCIPAL PRODUTO TEXACO:
Rando Ashless
9.7 Graxas Industriais
Para selecionar a graxa correta para cada aplicação, deve-se observar a temperatura de operação, a velocidade de
trabalho, quantidade e tipo de carga e períodos estimados de relubrificação.
Sugerimos contatar nossos consultores para a escolha do produto mais adequado.
No gráfico abaixo, comparamos as propriedades das principais graxas para múltiplas aplicações para melhor
vizualização das diferenças entre elas.
Ponto de gota
Timken
Multifak EP2
Four Ball
Resistência a
perda no cubo
Multifak Premium EP2
Starplex 2
Figura 8.4
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10 Glossário
Agentes de adesividade
Mantêm o produto aderido nas partes lubrificadas, evitando o gotejamento do mesmo.
Corantes
São aditivos empregados para alterar a cor dos produtos. Normalmente utilizados para identificar os produtos,
evitando aplicações incorretas e também são utilizados para facilitar a visualização de vazamentos.
Gás Natural
É uma substância no estado gasoso que também provém de rochas e encontra-se, muito freqüentemente,
associado ao óleo. É vulgarmente designado “gás”.
Índice de Viscosidade ou I.V.
É um número empírico que mede a variação da mudança de viscosidade com a mudança de temperatura. Um alto I.V.
indica uma pequena mudança na viscosidade enquanto um baixo I.V. indica uma variação bastante significativa!
Índice de Viscosidade
0
20
40
60
80
100
400C
0
100 C
Óleo de referência (I.V. = 0)
Óleo sendo avaliado
Óleo de referência (I.V. = 100)
Figura 10.1
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Percentual de Saturados
Ensaio de laboratório para identificar o grau de saturação das moléculas.Quanto mais saturado, maior a presença
de ligações simples dentro da cadeia carbônica.
Indica uma estabilidade do produto em relação a sua reatividade.
Petróleo (Bruto ou Cru)
O nome deriva da palavra latina “petra” (rocha) e da grega “oleum” (óleo). Assim, literalmente, “petróleo” quer
dizer “óleo de rocha”. Como se trata de um líquido que provém de rochas, o nome “petróleo” é adequado. É
vulgarmente designado “óleo”.
Ponto de anilina
Com relação a produtos de petróleo, é a menor temperatura na qual o produto é completamente miscível com
igual volume de anilina. Um produto de Alto Ponto de Anilina é rico em hidrocarbonetos parafínicos e pobre em
naftênicos e aromáticos. Esse ensaio é importante para prever a compatibilidade dos óleos com vedadores, pois
os aromáticos tendem a deformar os referidos elementos de vedação.
Ponto de congelamento
É o mesmo que ponto de fluidez.
Ponto de fluidez
Ensaio de laboratório que determina a menor temperatura na qual o óleo deixa de fluir num teste de escorrimento em um tubo padrão.
Indica a capacidade de operar adequadamente em baixas temperaturas.
Ponto de inflamação
É o prosseguimento do teste de ponto de fulgor até o temperatura em que o óleo sustente a inflamação por pelo
menos 5 segundos.
Resistência à oxidação (Oxidation Stability)
Capacidade do óleo não reagir em presença de oxigênio, principalmente em altas temperaturas.
Alguns dos ensaios de resistência à oxidação:
• D 2272: RPVOT (RBOT)
• D943: TOST
• IP 280: Cigre
• D4871: Universal Oxidation Test (UOT)
• IP 48: Oxidation Test
Teor de enxofre
Indica o percentual ou partes por milhão (PPM) de enxofre em um óleo ou combustível. O controle do enxofre
é necessário, pois uma concentração elevada deste elemento leva à formação de óxidos de enxofre durante a
combustão, podendo corroer as partes metálicas.
Volatilidade
É a medida da velocidade de evaporação de um produto. Quanto maior a volatilidade, mais inflamável será o
mesmo.
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Para falar com a Texaco
Por e-mail:
acesse o site www.texaco.com.br
e selecione o Fale Conosco na opção desejada
Por telefone:
Central de pedidos: 0800 703 2323
Central de serviços: 0800 704 22 30
Por fax:
(21) 2240 9205
Por carta:
Envie uma correspondência para o endereço abaixo, especificando o assunto de seu interesse:
Texaco Brasil Ltda - Escritório Central
Av. República do Chile 230 / 30° andar
Centro - Rio de Janeiro - RJ
CEP: 20031-170
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