O óleo lubrificante para motores automotivos

pouring oilA formação de uma fina e uniforme película de lubrificante entre as paredes do cilindro e o pistões do motor é a principal função do óleo lubrificante. Essa película impede contato metal-metal das peças, que elevaria a temperatura destas a níveis comprometedores, e consequentemente ao fenômeno de gripagem.
Os óleos lubrificantes para motores automotivos podem ser de origem mineral ou sintética, sendo o primeiro produzido a partir do refinamento petróleo bruto e o segundo a partir de processos químicos. Contudo, existem também óleos minerais de base sintética, conhecidos como semi-sintéticos, que também tem como base o refinamento do petróleo, porém por um processo diferenciado(hidro-craking, hidrocraqueamento) e o uso de alguns aditivos químicos a mais. Possuem características similares aos sintéticos, mas com desempenho inferior a estes.

Óleo mineral:

Os óleos minerais são hidrocarbonetos, que possuem aditivos químicos, se não alguns inconvenientes como solidificação a baixas temperaturas, consistência de petróleo bruto quando em temperatura dos cilindros(150°c), inflamação em temperaturas acima de 230°c, formação grandes depósitos de carvão no motor e perca de sua viscosidade seriam realidade. Esses aditivos, contudo, perdem sua estabilidade em condições extremas de funcionamento como carga máxima do motor e partidas a frio, pelo que o óleo necessita ser trocado em períodos determinados(pelo fabricante).

Óleo sintético:

O óleo sintético é proveniente de processos químicos(síntese), também são hidrocarbonetos, mas sua carência de aditivos é muito menor devido suas propriedades mais robustas. Sua estabilidade a altas temperaturas e pressão é superior ao óleo mineral, possibilitando trabalhar a altas temperaturas sem perder viscosidade, e garantir durante o funcionamento a frio ou em baixas temperaturas mais fluidez facilitando a partida e o aquecimento do motor.

Diferenças entre o óleo sintético e o mineral:

Crédito Foto: Zigwheels

Crédito Foto: Zigwheels

A grande diferença entre óleo sintético e o mineral está no desempenho durante o funcionamento do motor. Como o óleo mineral é formado por incontáveis cadeias de hidrocarbonetos de diferentes estruturas e extensões, ele possui grande dificuldade em se manter estável a alta temperatura e pressão, perdendo facilmente suas propriedades.

Diferença molecular entre o óleo sintético e o mineral. Crédito Foto: Kewenengineering.

Diferença molecular entre o óleo sintético e o mineral.
Crédito Foto: Kewenengineering.

Já o óleo sintético é obtido pelo processo de síntese, que originam as polialfaoleofinas(PAO), onde suas estruturas não são tão longas além de serem mais uniformes, garantindo ao óleo a estabilidade de suas propriedades a elevadas temperaturas, prevenção contra formação de depósitos de carvão e boa fluidez a baixas temperaturas. A única desvantagem do óleo sintético em relação ao mineral reside no fato de sua pouca solvência a aditivos, dificultando sua elaboração, e consequentemente encarecendo seu desenvolvimento.

Classificação dos lubrificantes automotivos:

Ambos, óleo sintético e mineral são classificados de acordo com duas referências. A primeira delas foi determinada pela Sociedade dos Engenheiros Automotivos(SAE – Society of Automotive Engineers), e designa o grau de viscosidade do óleo lubrificante. A segunda referência foi determinada pelo Instituto Americano de Petróleo(API – American Petroleum Institute) em conjunto com o SAE e outros órgãos do ramo e determina o grau de modernidade do óleo, ou seja, a evolução de qualidade destes em nível de aditivos, resistência a altas temperaturas, poder anti-oxidante, ponto de congelamento entre outras.

oil8Com a evolução dos motores, mais potência passou a ser extraída da queima do combustível utilizado, portanto maior calor foi desprendido das câmaras de combustão. Assim o óleo precisou acompanhar essa evolução. Dentro desse processo evolutivo a classificação API do óleo teve seu início com a referência S e C e suas classes(A, B, C, D,…). A letra S representava a categoria de motores de ignição por centelha(spark ignition), é oriunda da palavra serviço(service), a letra C representa a categoria de motores de ignição por compressão(compression), é oriunda da palavra comercial(commerce).

A classificação SAE foi desenvolvida em virtude tanto da temperatura de trabalho do motor, quanto da temperatura ambiente ao qual este está funcionando. É identificada por números, sendo a menor classificação o número 0(muito fluído) e a maior classificação o número 50(muito viscoso). Um óleo muito viscoso vai garantir uma boa troca de calor com as paredes dos cilindros e pistões, também manterá a película de óleo mais firme no cilindros, mas dificultará a partida a frio deste motor bem como o seu funcionamento em fase de aquecimento. Já um óleo muito fluído melhora consideravelmente a capacidade de partida a frio do motor, e portanto, seu funcionamento durante a fase de aquecimento. Devido a necessidade do óleo ter essa flexibilidade, ora ter fluidez  ora ter viscosidade, surgiu a necessidade de se desenvolver um óleo que atendesse a esse range entre o SAE 0 e o SAE 50.

Óleo Multigrade/Multiviscoso:

Especificação SAE de viscosidade do óleo. Crédito foto: Liqui-moly Especificação SAE de viscosidade do óleo. Crédito foto: Liqui-moly

Especificação SAE de viscosidade do óleo. Crédito foto: Liqui-moly
Especificação SAE de viscosidade do óleo.
Crédito foto: Liqui-moly

Então surgiu o óleo Multigrade, um lubrificante com capacidade de ter um SAE viscoso em altas temperaturas e um SAE fluído em baixas temperaturas de funcionamento. Diferencia-se de um óleo comum pela sua capacidade de alterar sua viscosidade de acordo com a temperatura de trabalho do motor. O seu índice de viscosidade SAE é composto por dois números separados pela letra W(winter, inverno em inglês). No caso de um lubrificante possuir especificação SAE 0W30, significa dizer que a uma baixa temperatura(-20°c) o óleo tem características de um SAE 0, e a alta temperatura(100°c) de um SAE 30.

Principais propriedades do óleo lubrificante:

Todo lubrificante para motores automotivos precisa ter determinadas características para manter o motor lubrificado mesmo em temperatura ideal de funcionamento. As mais importantes propriedades do óleo lubrificante são:

  • Viscosidade;
  • Ponto de combustão;
  • Ponto de congelamento.
Credito Foto: Autoaubaine. Credito Foto: Autoaubaine.

Credito Foto: Autoaubaine.
Credito Foto: Autoaubaine.

Viscosidade: É a capacidade de escoamento de um fluído, a resistência do deslocamento das moléculas de um fluído em relação as outras moléculas. A viscosidade varia de acordo com a temperatura na qual o óleo está submetido, quando muito  fria, o óleo é demasiado viscoso, e quando muito quente, o óleo é demasiado fluído. Esta propriedade pode ser medida de duas formas:

  1. Engler;
  2. Centistock.

Em grau Engler, a viscosidade do óleo é comparada a viscosidade da água em um mesmo orifício de pequeno diâmetro. O tempo de escorrimento de ambas é relacionado, e então chega-se ao grau Engler de viscosidade. Por exemplo: se um óleo leva cerca de 5 vezes mais tempo que a água para escorrer, então temos um óleo de 5° Engler.
A unidade Centistock é obtida medindo a força necessária para mover o lubrificante em 1cm, a 1cm/seg em uma área de 1cm². É um pouco mais complexa que a medida Engler, sendo necessário utilizar a massa específica do óleo, mas é o atual método de medição de viscosidade para lubrificantes e graxas.

Ponto de combustão/flash point: É a temperatura na qual o vapor do óleo está exposto a inflamação. Esta é uma propriedade na qual a temperatura seja a mais alta possível, visando a vaporização do óleo em contato com a parte inferior dos pisões quando o motor está em temperatura de trabalho. Um óleo lubrificante comum possui temperatura de combustão entre 220°-250°c dependendo da viscosidade do óleo.

Ponto de congelamento/pour point: É a temperatura em que o óleo torna-se demasiado espesso a baixas temperaturas, ao ponto de não escoar estando sobre uma superfície inclinada, ou quando sua viscosidade excessiva impede a partida do motor. Esta propriedade do óleo é importante para regiões de clima frio, e essa temperatura deve ser a mais baixa possível, para tornar possível a partida do motor e seu funcionamento a frio em baixas temperaturas. Essa temperatura varia de -25°C até -60°C de acordo com a especificação do óleo.

Outras propriedades e aditivação do óleo lubrificante:

Além das três propriedades básicas do óleo, outras propriedades são importantes no seu desempenho durante o funcionamento do motor.

  • Untuosidade;
  • Percentagem de cinzas com enxofre;
  • Antifricção.

Untuosidade: Um pouco relacionada a viscosidade, a untuosidade é a capacidade do óleo de aderir a superfícies metálicas. Este é um fator que fortalece a resistência da película de óleo nas paredes do cilindro mesmo sobre cargas elevadas do motor. A untuosidade depende muito da estrutura molecular do lubrificante.

Percentagem de cinzas com enxofre: Todo motor possui um pequeno consumo de óleo lubrificante(no máximo 1l para cada 1000Km), a queima deste cria depósitos viscosos(borra) no motor, que representa a Percentagem de cinzas com enxofre. Um óleo com alta percentagem está propício a criar grandes depósitos de borra pelo motor, enquanto que em um óleo com baixa percentagem os depósitos são reduzidos. Esse tipo de contaminação é comum na cabeça do pistão e nas válvulas, resultando na carbonização do motor se não evitada.

Antifricção: Em pontos onde a lubrificação está exposta a grandes pressões, o lubrificante deve prover de boa capacidade antifricção, e para isso o zinco é adicionado ao óleo. No entanto, este elemento tem maior importância quando existe o contato metal-metal, ele age reduzindo as chances de gripagem.

Os aditivos contidos no óleo lubrificante servem para dar ao óleo características, que quando apenas refinado do petróleo ele não as possui, são elas:

Composição básica de um óleo mineral automotivo. Crédito foto: Pennzoil

Composição básica de um óleo mineral automotivo.
Crédito foto: Pennzoil

  • Poder detergente;
  • Poder dispersante;
  • Propriedade de máxima pressão;
  • Resistência a oxidação.

Poder detergente: É a característica que o óleo possui de dissolver partículas sólidas da combustão do motor, e consequentemente a formação de depósitos nas paredes internas do motor;

Poder dispersante: Uma vez que o óleo consegue dissolver os resíduos da combustão, estes não podem se acumular no fundo do cárter ou no filtro. Para isso o óleo deve ser capaz de conservar esses resíduos em suspensão, isso se chama dispersão.

Propriedade de máxima pressão: Capacidade do óleo de resistir às elevadas pressões quando atuando sobre os mancais do motor. Este é um ponto crítico no qual o óleo trabalha sobre a ação da cunha de óleo, e se não resistir a esse nível de pressão, o eixo ou árvore irá se desgastar prematuramente. A lubrificação deve se manter constante mesmo sobre regimes elevados.

Resistência a oxidação: Durante o funcionamento do motor, o ar contido no cárter e os gases ácidos provenientes da combustão aceleram o envelhecimento do óleo, ou seja, sua oxidação. Os aditivos antioxidantes dissolvem o ácido no óleo, que concentram-se no fundo do cárter, impedindo que atinjam os canais de lubrificação e regiões de elevada pressão.

Auto entusiasta, piloto virtual, técnico em Manutenção e Mecânica Automotiva, estudante de Engenharia Mecânica. Automobilista nato!

Your Turn To Talk

O seu endereço de e-mail não será publicado.

Instagram