Não existe a possibilidade de nenhuma máquina, na qual suas peças operam em contato e movimento relativo, funcionar sem lubrificação. Caso contrário a vida útil seria insignificante. Com os motores de combustão interna utilizados nos automóveis a teoria é exatamente a mesma, e ainda possui mais alguns.

O fato é, que a 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, o que elevaria sua temperatura a níveis comprometedores, e consequentemente ao fenômeno de gripagem. Por isso este componente é essencial para o bom funcionamento do motor.

Neste artigo abordaremos os tipos, a classificação e as características dos óleos lubrificantes utilizados nos motores dos automóveis, seja estes do ciclo Diesel ou Otto. 

Tipos

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) e alguns aditivos químicos a mais. Possuem características similares aos sintéticos, mas com desempenho inferior a estes.

Quanto a formulação, existem os seguintes tipos de óleo:

• Óleo mineral;
• Óleo semi-sintético;
• Óleo sintético.

O óleo mineral é composto por hidrocarbonetos, mas que também 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).

 

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

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. 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

Os óleo utilizados nos motores dos automóveis são classificados de acordo com duas referências:

• SAE;
• API.

A referência SAE, como a sigla sugere, 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 do Petróleo (API – American Petroleum Institute) e determina o grau de modernidade do óleo, ou seja, a evolução destes em nível de aditivos, resistência a altas temperaturas, poder antioxidante, ponto de congelamento entre outras características.

 

Com a evolução dos motores, mais torque passou a ser extraído 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 representa a categoria de motores de ignição por centelha (spark ignition), que também é oriunda da palavra serviço (service), a letra C representa a categoria de motores de ignição por compressão (compression), mas também é refere-se a palavra comercial (commerce). A classificação API é apresentada da seguinte forma:

API XY

Onde as letras X e Y representam a referência e a classe do óleo, respectivamente. Abaixo encontra-se a tabela com todas as classificações API para óleos lubrificantes para motores de combustão interna:

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). Essa classificação é informada no rótulo do lubrificante da seguinte forma:

SAE #W#

Onde o primeiro termo “#” significa o índice de viscosidade em baixas temperaturas, enquanto que o segundo termo “#” representa o índice de viscosidade em altas temperaturas.

Um óleo muito viscoso vai garantir uma boa troca de calor com as paredes do cilindros e pistões, também manterá a película de óleo mais firme no cilindros, mas dificulta 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 fluidez, ora viscosidade, surgiu a necessidade de desenvolver um óleo que atendesse a esse range entre o SAE 0 e o SAE 50. Então surgiu o óleo multigrau, um lubrificante com capacidade de ter um SAE viscoso em altas temperaturas e um SAE fluído em baixas temperaturas de funcionamento.

Um óleo multigrau diferencia-se de um óleo comum pelo seu índice de viscosidade SAE, o índice 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.

Características

Todo lubrificante para motores automotivos precisa ter determinadas características para manter o motor lubrificado e em temperatura ideal de funcionamento. As mais importantes propriedades do óleo lubrificante são viscosidade, ponto de combustão e o ponto de congelamento.

Viscosidade

É a capacidade de escoamento de um fluido, a resistência do deslocamento das moléculas de um fluído em relação às outras moléculas. A viscosidade pode ser medida de duas formas, em grau Engler ou 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 1 cm, a 1 cm/s em uma área de 1 cm². 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

É a temperatura na qual o vapor do óleo está exposto a inflamação. Esta é uma propriedade na qual o óleo deve possuí-la o mais alto 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

É a temperatura em que o óleo torna-se demasiado espesso a baixas temperaturas, perdendo totalmente sua viscosidade. 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.

Referências

• BOSCH, Robert, Manual de Tecnologia Automotiva. 25.ed. Edgard Blücher LTDA, 2004. 1231p;
• CHOLLET, H. M., Curso Prático e Profissional para Mecânicos de Automóveis: O motor e seus acessórios, Lausanne, Hemus, 1996. 402.