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 Enciclopédia do Oleo!!

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Marcio ®
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MensagemAssunto: Enciclopédia do Oleo!!   Sab 24 Maio 2014, 08:39

Recebi esse link do FFB - Fórum Fusca Brasil enviado pelo amigo Luby. Verdadeira aula para aqueles que gostam de ter um conhecimento mais técnico sobre os assuntos ligados aos nossos brinquedos... achei que não poderia ficar fora do B&B, vale a pena conferir!!

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MensagemAssunto: Re: Enciclopédia do Oleo!!   Sab 24 Maio 2014, 09:30

é  uma verdadeira   aula  né Marcio, tinha certeza que voce ia  gostar e compartilhar com os amigos do bar, como o arquivo é muito grande fui obrigado a dividi-lo em 3 partes que se encontram mais abaixo depois da postagem do alemão e do mario, espero que os amigos gostem...

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Última edição por lubisomem01 em Sab 24 Maio 2014, 19:59, editado 1 vez(es)
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Marcio ®
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MensagemAssunto: Re: Enciclopédia do Oleo!!   Sab 24 Maio 2014, 10:51

lubisomem01 escreveu:
é  uma verdadeira   aula  né Marcio, tinha certeza que voce ia  gostar e compartilhar com os amigos do bar...

Tentei postar a matéria toda diretamente por aqui, mas por diferenças de configurações entre os fóruns não consegui... uma pena porque é imperdível!!   

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Mario Sergio
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MensagemAssunto: Re: Enciclopédia do Oleo!!   Sab 24 Maio 2014, 10:58

Esta dando critica no cadastro, não consegui me cadastrar.....

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MensagemAssunto: Re: Enciclopédia do Oleo!!   Sab 24 Maio 2014, 11:05

Consegui............

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MensagemAssunto: Re: Enciclopédia do Oleo!!   Sab 24 Maio 2014, 11:22

Mario Sergio escreveu:
Consegui............


Acorda Mario...kkkkkkkkkk

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Mario Sergio
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MensagemAssunto: Re: Enciclopédia do Oleo!!   Sab 24 Maio 2014, 11:30

Colocava uma senha de 7 digitos e dava critica dizendo que tinha que ter mais de 4 digitos, somente deu certo quanto coloquei uma senha de 10 digitos.

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MensagemAssunto: Re: Enciclopédia do Oleo!!   Sab 24 Maio 2014, 16:27

Marcio ® escreveu:
Recebi esse link do FFB - Fórum Fusca Brasil enviado pelo amigo Luby. Verdadeira aula para aqueles que gostam de ter um conhecimento mais técnico sobre os assuntos ligados aos nossos brinquedos... achei que não poderia ficar fora do B&B, vale a pena conferir!!

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creio que para poder ver tem que se cadastrar no forum.

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MensagemAssunto: Re: Enciclopédia do Oleo!!   Sab 24 Maio 2014, 19:48

Amigos como o arquivo é muito grande vou dividi-lo ok

parte 1

Meu nome é Guilherme Rocha David (Guilherme David) e fui convidado a fazer um tópico fixo sobre óleo lubrificante e não poderia ficar mais feliz com a oportunidade!

Então para começar a falar desse assunto tão polêmico e complexo, gostaria de deixar bem claro que nada do que eu vou escrever aqui vai conter frases como “eu acho que...” ou “eu fiz isso uma vez e deu certo”. Não! O objetivo aqui não é contar minhas experiências pessoais nem a minha opinião sobre algum dos assuntos (divididos em capítulos), mas sim colocar tudo de técnico e experimental que já coletei ao longo de alguns anos lendo e pesquisando muito sobre o assunto. Alguns dados não foram encontrados então foram calculados com base em aproximações que, apesar de não representarem a dimensão exata, constituem em valores bastante próximos aos reais e que de todo modo não comprometem a finalidade desse texto.

Ninguém é dono da verdade, então é possível que os engenheiros, pesquisadores e escritores tenham errado em alguma coisa e publicado esse erro. É possível, mas convenhamos que é bastante improvável que ao longo de mais de uma centena de anos de história do carro o erro tenha persistido. O assunto lubrificação é muito complexo, e testes sérios são extremamente longos e muitos deles inconclusivos, pois são muitas variáveis que não podem ser controladas, então vamos nos ater a conceitos mais básicos que podem ser expandidos para um universo de informação sobre sistema de lubrificação e óleo de motor.

Para facilitar uma consulta posterior e também para tratar mais separadamente cada assunto, evitando confusão, vou separar cada tema por capítulo, sendo esses cada vez mais complexos, desse modo cada um vai lendo até o ponto que considerar suficiente para si mesmo.




1- Funções dos óleos lubrificantes
- Criar uma película de óleo entre as peças do motor, evitando o contato de metal contra metal, que poderia causar grande desgaste da peça.
- Diminuir o atrito entre as peças, possibilitando maior aproveitamento da energia gerada.
- Refrigerar as peças do motor. Como o óleo circula por entre as peças quentes do motor, ele rouba calor e, por vários meios, dissipa-o para o ambiente ou para as peças mais frias do motor.
- Vedar a câmara de combustão, já que o óleo existente entre cilindro e anéis preenche a folga, evitando o vazamento de gases de combustão para o cárter do motor.
- Transportar e eliminar sujeira, água, depósitos de carbono e abrasivos entre outros agentes prejudiciais ao motor por meio da sua troca periódica e de filtragem.




2- Propriedades dos óleos lubrificantes
Todos os óleos possuem propriedades que nos dizem um pouco mais sobre o óleo que colocamos no motor do carro. Elas são importantes porque muitas delas são absolutamente necessárias para que o óleo seja adequado a determina aplicação. São elas:

- Viscosidade

Viscosidade é a resistência ao fluxo que o óleo apresenta. Ela sempre diminui com o aumento da temperatura, sempre.
A viscosidade geralmente é informada pelos fabricantes em temperaturas onde o óleo flui relativamente bem (40 e 100°C), ela é medida em cSt (centi-Stokes) e quanto maior esse número medido, mais viscoso é o óleo nessa temperatura. Essa é a viscosidade cinemática.
Porém existe um momento em que a temperatura é tão baixa que o óleo não flui livremente, sendo necessário que ele seja empurrado, ou seja, seja aplicada certa força sobre o óleo para que ele flua através do motor. Nessas condições não é possível medir a viscosidade do óleo pelo método padrão, então é preciso outro teste para determinar qual óleo flui melhor pelo motor em temperaturas extremamente baixas, sendo nesses casos medida a viscosidade dinâmica e é medida em cP (centi-Poise). Esses testes são os seguintes:

-Bombeabilidade a frio

Indica a temperatura mínima que permite o óleo ser bombeado pela bomba de óleo de um motor padrão. Quanto mais baixa a temperatura com que o óleo se torna tão viscoso a ponto de não poder ser bombeado pela bomba de óleo, maiores a chances do óleo proteger o sistema de lubrificação, pela enorme resistência ao fluxo encontrada em temperaturas tão baixas.
Arranque a frio: Indica qual a mínima temperatura que o óleo pode circular, forçado pela bomba de óleo, pelos mancais de virabrequim de um motor padrão. Essa temperatura é simulada 5°C mais quente que o teste de bombeabilidade porque é importante que nessa temperatura de arranque a frio, a bomba esteja em plenas condições de bombear o óleo extremamente viscoso.
Apenas como curiosidade, a Viscosidade Cinemática é igual a Viscosidade Dinâmica dividida pela densidade do óleo. Como a densidade da maioria dos óleos automotivos gira em torno de 0.9 Kg/l, então a Viscosidadde Cinemática é mais ou menos 10% maior que a Viscosidade Dinâmica, para uma dada temperatura.

- Índice de Viscosidade

O Índice de Viscosidade (I.V.) é a medida de quanto a viscosidade do óleo varia conforme a temperatura. Óleos com I.V. mais alto tendem a manter uma mesma faixa de viscosidade dentro de uma faixa maior de temperatura.
O ideal seria que o óleo mantivesse sua viscosidade o mais uniforme possível dentre toda a faixa de temperatura em que o motor trabalha. No Brasil raramente a cidade com clima mais frio, no dia mais frio do inverno regista uma temperatura menor que -5°C, mas o motor depois de aquecido trabalha com o óleo por volta de 90°C, então nessa faixa de temperatura o óleo deveria ter sua viscosidade alterada o mínimo possível.
Como é impossível um óleo não ficar muito mais viscoso em baixas temperaturas, é desejável minimizar esse efeito o máximo possível, sendo assim foram criados óleos que possuem alto Índice de Viscosidade. O I.V. é calculado com base nas viscosidades do óleo a 40°C e a 100°C, sendo que quanto menor a viscosidade a 40°C e maior a viscosidade a 100°C, maior será o I.V.
Óleos mono-viscosos costumam ter seu I.V. com valor em torno de 100, já os multi-viscosos costumam ir de 100 a 170, mas há ressalvas para qualquer I.V. maior que 150, pois a partir desse valor, esse índice costuma ser impreciso, pouco representando a real característica de perda de viscosidade do óleo com aumento da temperatura do óleo.

- Ponto de Fluidez
O Ponto de Fluidez nada mais é que a temperatura onde o óleo não flui mais só pela ação da gravidade. Nesse ponto o óleo só se move ser for aplicada uma força externa sobre ele (que não a própria ação da gravidade por meio da força-peso). Quanto menor o Ponto de Fluidez, melhor.

- Ponto de Fulgor
O Ponto de Fulgor é a temperatura na qual o óleo começa a soltar vapores que, na presença de oxigênio do ar, provocam um lampejo assim que uma chama é aproximada da amostra em teste. Na prática esse índice determina qual a máxima temperatura que o óleo pode trabalhar no ponto mais quente do motor em sua temperatura máxima de trabalho. Esse ponto geralmente é o topo do anel de compressão superior, portanto se um óleo tem Ponto de Fulgor de 220°C, significa que nesse motor, ponto mais próximo da câmara de combustão em que o pistão e os anéis deslizam não deve ultrapassar a temperatura de 220°C. Essa característica é especialmente importante nos motores refrigerados a ar pois quando muito solicitados, alguns pontos próximos do topo da camisa do pistão podem até ultrapassar essa temperatura, queimando (literalmente) o óleo justamente no local onde a lubrificação é mais deficiente.

- TBN: Total Base Number (Número de Basicidade Total)
Quando o motor está em funcionamento, muitos gases provindos da combustão do combustível passam pelos anéis de pistão e chegam ao cárter do motor. Esses gases quando em contato com o óleo podem formar ácidos que atacam as superfícies metálicas do motor, provocando corrosão. Até mesmo com o motor desligado o óleo lubrificante não está livre desses ácidos, pois o motor quando esfria logo após ter sido desligado, contém dentro de si umidade que entrou por meio do sistema de respiro do cárter. Essa humidade é condensada a medida que a temperatura no motor baixa, formando pequenas gotículas de água que escorrem para o cárter e entram em contato com o óleo. No óleo, a água reage com algumas substâncias contidas no próprio óleo e forma mais ácidos que vão diminuir a vida útil do motor por meio da corrosão.
A característica que expressa a capacidade do óleo de neutralizar esses ácidos é dada pelo Número de Basicidade Total (TNB). É importante entender que essa característica não tem relação direta com o desempenho do óleo, pois um TNB mais alto não significa necessariamente que o óleo protege mais contra o ataque ácido. O que acontece é que o óleo novo tem um certo TNB, por exemplo 10, e vai diminuindo esse número a medida que seus aditivos de alcalinidade vão sendo usados para neutralizar o óleo, sendo então menor no momento da troca do óleo. Em geral um bom óleo tem TNB entre 6 e 9 e esse número vai diminuindo a medida que o óleo é usado, sendo recomendável substituir o óleo quando seu TNB é menor que 3. Sendo assim, um óleo com TNB mais alto apenas poderá resistir por mais tempo que um óleo com TNB mais baixo, mas durante esse período, seu desempenho no quesito combate à corrosão serão os mesmos, ou melhor, tenderão a ser os mesmos, já que na prática a presença de aditivos detergentes e dispersantes também ajudam a combater os ácidos formados no cárter do motor e isso varia de óleo para óleo. De qualquer forma o TNB já nos dá uma boa noção do tempo que determinado óleo vai suportar sem fazer o motor sofrer corrosão.

- Cinzas Sulfatadas
Assim como o TNB, as Cinzas Sulfatadas não são uma medida direta, mas sim uma forma indireta de termos informações sobre determinada característica do óleo analisado. Nesse caso, as Cinzas Sulfatadas nos dão uma boa ideia da quantidade de aditivos presentes no óleo, quanto maior o índice de Cinzas Sulfatadas, provavelmente o óleo possui mais aditivos detergentes. Porém o lado B desse número é que esses aditivos não são queimados quando o óleo entra na câmara de combustão, provocando um acúmulo sensível de depósitos no pistão, que geram pontos quentes que podem levar à pré-ignição e ainda causam maior desgaste dos anéis e paredes de cilindro.
Como dito, essa não é uma medida direta da quantidade de aditivos detergentes no óleo, já que alguns fabricantes conseguem uma melhor combinação dos seus aditivos que levam a um óleo com a mesma detergência de outro óleo, porém com menos aditivos detergentes e consequentemente menos Cinzas Sulfatadas, o que é desejável.






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MensagemAssunto: Re: Enciclopédia do Oleo!!   Sab 24 Maio 2014, 19:49

PARTE 2

3- Aditivos
Nesse capítulo vou falar dos principais aditivos que estão presentes nos óleos modernos e explicar a função exata de cada um deles. Não tenho pretensão de fazer uma análise química de cada aditivo e dizer como cada composto reage, quero apenas explicar como cada aditivo melhora uma determinada característica e por que é importante.
- Anticorrosivos
No capítulo anterior mencionei que gases da combustão e vapor d’água condensado quando entram em contato com o óleo criam ácidos que atacam a superfície metálica do motor (ou seja, ele todo) e que isso tem que ser evitado sempre. A função do anticorrosivo é aderir à parede do motor para proteger o mesmo do ataque desses ácidos. Quanto mais tempo o motor funciona com mistura rica e/ou frio ou ainda quanto mais vezes o motor é ligado e desligado por longos períodos (como uma noite), mais o aditivo anticorrosivo é exigido e gasto para proteger o motor.
- Antiespumantes
Quando o motor está funcionando, o óleo é jogado para todas as direções e sentidos, muito desse óleo é borrifado por pequenos orifícios e depois cai de volta para o cárter. Toda essa agitação e contato com o ar dentro do motor faz com que se criem bolhas no cárter do motor.
Essas bolhas se forem aspiradas pelo pescador de óleo e em seguida pela bomba de óleo, chegarão aos mancais do motor e interromperão a formação da película de óleo lubrificante, reduzindo assim a sua capacidade de suportar a carga das explosões da câmara de combustão. Pra fazer com que essas bolhas se desfaçam o mais rápido possível, existe o aditivo antiespumante. Ela não evita a formação de bolhas, apenas ajuda a desfaze-las antes que chegue à bomba de óleo. É um dos aditivos mais importantes.

- Antioxidantes
Retardam o envelhecimento do óleo causado pelo contato com o oxigênio no interior do motor. A oxidação do óleo faz com que a sua viscosidade aumente, podendo torna-lo impróprio para o motor se o óleo não for trocado a tempo.

- Detergentes
Esses aditivos tem a função de aderir às paredes e peças do motor de modo a evitar que a sujeira fique grudada nele, formando borra. Ele não “limpa” o motor, apenas não deixa acumular sujeira, principalmente nas partes mais frias do motor que são as que mais sofrem com esse problema. Esse aditivo também tem a função de neutralizar os ácidos formados na combustão e quando o motor é desligado. Não confunda a função de neutralizar os ácidos com a função de proteger o óleo do motor do ataque dos ácidos, isso é função dos antioxidantes.

- Dispersantes
Enquanto o aditivo detergente não deixa a sujeira se acumular nas partes metálicas, o aditivo dispersante tem a função de fazer com que essa sujeira não fique coesa, toda junta, não se torne uma casca de material estranho no motor. Os aditivos dispersantes tratam de envolver cada pequena partícula de sujeira e assim evitar que elas se unam, formando borra, lascas e cascas. Com isso a sujeira fica suspensa no óleo, percorrendo todas as partes do motor sem causar nenhum dano, pois são pequenas demais para isso. Já ouvi e lí pessoas falando que esse aditivo faz a sujeira ficar “por cima” do óleo, claramente achando que o fato da sujeira ficar “suspensa” ser o mesmo que ficar “por cima”, como se toda ela ficasse flutuando no cárter do motor. Não é isso! Ela fica no meio do óleo que circula por todo o motor, por isso o óleo vai ficando mais escuro com o tempo (embora a grande maioria desse escurecimento se deva aos gases vindos da câmara de combustão).


- Melhoradores do Índice de Viscosidade
Como o nome diz, melhoram o I.V. do óleo. Isso é feito adicionando no óleo moléculas que tem a capacidade de se expandir (se desdobrar) quando a temperatura aumenta, aumentando assim a viscosidade do óleo. Esses aditivos vão sendo perdidos com o uso do veículo, por isso óleos com base ruim (Grupo I principalmente, veremos mais adiante do que se trata) que usam muito aditivo melhorador de viscosidade para compensar a base ruim, sempre chegam ao fim do período de troca com sua viscosidade ligeiramente menor que a original, apesar da oxidação ter compensado um pouco dessa perda de viscosidade. Pode ocorrer, por exemplo, de um óleo SAE 20W50 com alta quantidade de Melhorador de Viscosidade terminar sua vida útil como se fosse um SAE 20W40 (também explicarei sobre essas siglas mais adiante). Por isso a base do óleo é tão importante, pois o óleo base não perde suas propriedades tão rapidamente.
- Rebaixadores do Ponto de Fluidez
Esses aditivos agem de forma a diminuir a cristalização da parafina que ainda restou no óleo após o refinamento do óleo, assim o óleo pode fluir melhor em temperaturas glaciais. Novamente, um óleo de melhor base não precisa de muito desse aditivo para conseguir bons resultados.

- Modificadores de Atrito
Esses aditivos agem formando uma película sobre as peças móveis do motor, diminuindo o atrito entre elas. Essa película atua junto com a película de óleo (propriamente dito), mas não suporta muita carga, por isso ela atua se rompendo e se refazendo rapidamente, mas diminuindo o atrito entre as peças sem prejudicar a resistência da película de óleo que protege as peças.


- Antidesgaste
Em determinados pontos do motor ocorre uma carga muito alta sobre as peças, fazendo com que o filme de óleo se rompa, o que poderia causar desgaste. Nessas ocasiões o aditivo antidesgaste atua formando uma camada muito fina e resistente sobre a peça, apenas nos locais onde a temperatura pontual é superior a 300°C, em média. Essa camada suporta a carga no lugar do metal das peças, protegendo a superfície e mantendo um desgaste mínimo. Esse tipo de aditivo é útil em peças como comando de válvulas, anéis e cilindro (quando próximos ao PMS-ponto morto superior) e engrenagens.
Como esse aditivo só atua sobre altas temperaturas, quando o motor ainda está frio ele não atua de forma satisfatória. Pelo menos o óleo, quando em baixa temperatura, é muito mais viscoso e consegue suportar uma carga maior do que quando está quente, o que pode amenizar parte desse problema, porém por esse mesmo motivo é preciso dirigir o carro com muito cuidado nos momentos iniciais, já que o óleo mais frio e viscoso tem dificuldade para lubrificar todas as peças, especialmente os anéis de pistão. Isso significa que é melhor pisar o menos possível no acelerador e não ultrapassar 2/3 (aproximadamente 65%) da rotação máxima do motor.
Os aditivos deste tipo mais frequentemente utilizados são ditiofosfatos de metais, tais como o zinco (utilizado em óleos de motor, também possuindo propriedades anti-oxidantes), e compostos orgânicos de fósforo.


Alguns aditivos antidesgaste populares são:

- Ditiofosfato de zinco (ZDP, zinc dithiophosphate);

- Ditiofosfato de zinco dialquila (ZDDP, zinc dialkyl dithio phosphate), provavelmente o mais largamente usado em formulações de óleos para motores, também atuando como um inibidor de corrosão e antioxidante.

- Fosfato de tricresila (TCP, tricresyl phosphate) , usado para operação em altas temperaturas, frequentemente usado como um aditivo antidesgaste e de extrema pressão em lubrificantes de motores à turbina, e também em alguns óleos de cárter e fluidos hidráulicos.

- Halocarbonos (parafinas cloradas), para operações de extrema pressão.

- Monooleato de glicerol (também dito “de glicerina”).

- Ácido esteárico, que adere às superfícies através do processo de adsorção reversível a 150°C, o que limita a sua utilização à condições de contato brandas.

No caso específico do popular ZDDP, este pode ser descrito como uma molécula polar cujas qualidades de proteção são ativadas pelo calor e pela carga. Diferentes famílias de variações do ZDDP são classificadas pela sua taxa de modificação ou ativação com a temperatura , ou os lubrificantes em percentagem de ZDDP em relação aos detergentes, inibidores de oxidação e outros componentes. A concentração (dada em partes por milhão, ppm) de ZDDP não pode ser muito baixa a ponto de expor as peças a desgaste por contato metálico e nem tão alta, porque, como todos os aditivos aqui, se em excesso ele causa problemas ao motor. O principal problema é que o ZDDP "compete" com outros aditivos na luta para aderir às peças do motor. Como o aditivo anti-corrosivo e também o detergente agem aderindo à superfície metálica e impedindo que ácidos e crostas de carbono se acumulem no motor, o ZDDP também age aderindo às mesmas superfícies metálicas, só agindo sobre elas efetivamente em altas temperaturas e pressões. Se houver muito aditivo anti-desgaste, as funções de detergência e anti-corrosivas dos óleos serão muito prejudicadas, por isso que um bom óleo, repetirei isso, não é o que tem muito de todos os aditivos, mas sim o que consegue o melhor balanço entre eles. Testes indicam que os melhores resultados são obtidos com uma concentração entre 800 e 1300 ppm de zinco e entre 700 e 1200 ppm de fósforo (principais componentes do ZDDP). 1000 ppm é o mesmo que 0,1%.

Algumas formulações usam PTFE (teflon) coloidal, mas sua eficácia é controversa.

Um segundo tipo de aditivo antidesgaste simplesmente revestem as superfícies de metal com uma camada de lubrificante sólido, dentro de limites, impedindo o contato direto entre as superfícies de metal, mesmo na ausência de lubrificante líquido, que atua como suporte do aditivo. Estes aditivos são de preferência utilizados nas graxas e lubrificantes para fins especiais. Os mais conhecidos são o grafita e o dissulfeto de molibdênio.

A utilização de lubrificantes sólidos como grafita e dissulfeto de molibdênio pode ser duvidosa acima da temperatura de 450oC, quando se apresentam bastante oxidáveis.


- Extrema Pressão
Há ainda alguns pontos onde a pressão sobre as peças é extrema. Obviamente isso significa que essas partes são propensas a um grande desgaste se nada for feito. Para isso existem os aditivos de Extrema Pressão (E.P.), que atuam em situações pontuais, apenas onde a temperatura é superior a 450°C e a pressão sobre a película de óleo é gigantesca.
A função de um aditivo E.P. é evitar este desgaste adesivo e proteger os componentes quando a viscosidade do óleo lubrificante não pode proporcionar a espessura da película necessária. Aditivos E.P. são normalmente utilizados em aplicações tais como caixas de câmbio, enquanto aditivos antidesgaste são usados com aplicações leves de carga, tais como motores hidráulicos e automotivos.
Um caso especial de uso automotivo de aditivo E.P. é quando o motor e a caixa de engrenagem são lubrificados pelo mesmo óleo, como em boa parte das motocicletas de 4 tempos do mercado nacional. Nos óleos usados nesses motores é adicionado aditivo E.P. para proteger o câmbio, não tendo efeito benéfico nenhum sobre o motor da motocicleta. Os compostos de enxofre ou de cloro contidos neles podem reagir com água e produtos secundários de combustão, formando ácidos que facilitam a corrosão das peças do motor e rolamentos.
Aditivos EP normalmente contêm enxofre, fósforo ou compostos de orgânicos clorados, incluindo compostos enxofre-fósforo e enxofre-fósforo-boro, que reagem quimicamente com a superfície de metal sob condições de alta pressão. Sob tais condições, as pequenas irregularidades nas superfícies de deslizamento causam momentos instantâneos localizados de alta temperatura (300-1000°C), flashes, sem um aumento significativo da temperatura média da superfície. A reação química entre os aditivos e a superfície é confinada a esta região.
Cada um dos compostos que formam o aditivo E.P. age sobre uma temperatura e pressão diferente, sendo escolhido cuidadosamente pelo fabricante do óleo de acordo com o seu uso esperado. Por exemplo, o ZDDP começa a se decompor a 130-170° C, enquanto a temperatura de ativação do TCP é tipicamente superior a 200° C. Os produtos da reação formam um filme de lubrificação quimicamente ligada às superfícies, já os compostos de molibdênio decompõe-se sob alta pressão para formar uma camada depositada pontualmente de dissulfeto de molibdênio.
«4- Classificação do óleo lubrificante quanto à viscosidade

-Classificação SAE

Quando o motor está frio, na temperatura ambiente, é desejável que o óleo seja o mais fluido possível para que assim que o motor comece a funcionar, seja banhado rapidamente pelo óleo que é bombeado através da bomba de óleo para as canaletas internas do motor. De lá o óleo vai para os mancais, comando de válvulas, pistões e guias de válvulas.

Por outro lado é desejável que o mesmo óleo também seja viscoso o suficiente para suportar as altas cargas impostas pelas cargas estáticas (torque gerado pela combustão- aproximadamente proporcional “ao tanto que você pisa no acelerador”) e dinâmicas (forças inerciais das peças rotativas e alternativas do motor- proporcional ao quadrado da rotação do motor para peças que giram e proporcional à rotação do motor para peças que se deslocam ao longo de uma linha reta ). Quando você está em altas velocidades, o motor está sujeito a altas cargas de ambos os tipos, sendo portando muito exigido. Nessa situação a película formada entre as peças do motor tende a ser comprimida pela grande pressão existente sobre essas peças.

Se a carga sobre as peças for muito alta, essa película de óleo pode se romper em alguns pontos, fazendo com que a superfície das peças entre em atrito umas com as outras, provocando primeiramente um grande aquecimento devido ao imenso atrito, que depois leva à fusão do material, levando o motor a falhar catastroficamente. Quanto mais viscoso for o óleo, mais ele tende a suportar essas cargas, contribuindo para sua durabilidade em situações críticas.

Então temos nosso problema, o óleo ideal precisa ser menos viscoso (popularmente chamado de “fino”) no momento da partida, mas também precisa ser mais viscoso (“grosso”) no momento em que for fortemente solicitado. Exatamente ao contrário do que as leis da física impõem! Mas nem tudo é tão ruim.

É aí que está todo o interesse em classificar os óleos com base em sua viscosidade em diferentes temperaturas, para que possa ser feita a melhor escolha com base no uso que você faz do seu motor.

Escolhendo um óleo mais “fino”, tem-se uma partida a frio facilitada, menor desgaste das peças, menor perda de carga da bateria, nem o motor de arranque nem a bomba de óleo serão muito forçados, o consumo de combustível será menor devido à menor resistência ao fluxo do óleo no motor, o óleo chegará em maior quantidade ao anel de compressão superior e as peças do motor trabalharão em uma temperatura menor, porque pelo óleo mais “fino” fluir mais, ele gera menor atrito hidrodinâmico, ficando mais frio e assim roubando mais calor das peças do motor. E como trabalha mais frio, tende a oxidar mais lentamente, pois o óleo se oxida rapidamente em temperaturas mais altas que 90°C, e muito mais ainda a partir de 105°C.

Escolhendo um óleo mais “grosso”, tem-se uma melhor vedação da câmara de combustão (o que ajuda a manter mais limpa a câmara, além de proporcionar maior compressão efetiva da mistura ar-combustível) e maior espessura do filme de óleo entre as peças móveis, o que se traduz em menor desgaste das peças móveis do motor. Apesar de o motor trabalhar mais quente, a viscosidade tende a ser mais alta mesmo nessa temperatura em comparação com um óleo mais “fino” trabalhando em uma temperatura menor. Há também de se considerar que em motores no fim da vida útil, a melhor vedação da câmara de combustão pode ser uma necessidade, pois se muitos gases de combustão passarem para o cárter pelos anéis enquanto o motor funciona, há um grande aquecimento do óleo (já que esses gases são muito mais quentes que as peças do motor e que o próprio óleo). Além disso, há muita contaminação química desse óleo. Com tudo isso o óleo perde rapidamente suas propriedades, gerando falha na lubrificação devido à degradação do óleo. Por isso que muitas
vezes um óleo mais grosso é a melhor opção em um motor muito usado, mas isso não deve ser levado a extremos. Não se deve, por exemplo, usar um óleo muito “grosso” em um motor por muito tempo, pois há diversos outros fatores desfavoráveis a isso (desgaste elevado na partida, por exemplo), sendo, portanto, a prática de usar óleo mais “grosso” apenas um paliativo até que tenha condições de trocar ou retificar os componentes internos do motor.

A SAE ( Sociedade dos Engenheiros Americanos), separou os óleos em categorias baseando-se apenas na sua viscosidade.

Há dois tipos de óleo aqui: Mono-viscosos e Multi-viscosos .

Mono-viscosos são óleos que apresentam uma variação de viscosidade dentro de uma faixa padrão. Esses óleos hoje em dia têm seus I.V.s por volta de 90 a 100, dentre os encontrados ainda no mercado.

Multi-viscosos são óleos que variam sua viscosidade menos do que os mono-viscosos, para uma mesma variação na temperatura. Comportando-se como se fossem dois óleos em um só. Isso é possível graças à adição de um polímero ao óleo base que se dilata quando o óleo esquenta, fazendo com que ele flua com mais dificuldade, ou seja, aumentando sua viscosidade. Em baixas temperaturas esse polímero se contrai e o óleo flui mais facilmente.

Abaixo se encontra a tabela usada pela SAE para classificar um determinado óleo.



Pra um óleo ser classificado, o mesmo tem sua viscosidade medida em diversas temperaturas e em seguida é comparado os resultados obtidos com os valores da tabela. Por enquanto não se preocupe com o que significa viscosidade dinâmica ou cinemática, explicarei num capítulo mais a frente.

Exemplo: Se o óleo a 100°C apresenta uma viscosidade cinemática de 14,00 cSt, então ele é um óleo SAE 40. Em seguida é medida sua viscosidade em temperaturas muito baixas. Se a sua viscosidade dinâmica a -15°C for maior que 60.000 cP e se for maior que 13.000 cP a -10°C, então esse óleo não pode receber o título de óleo multi-viscoso, pois não pode ser considerado pelo menos um 25W40. Mas se esse mesmo óleo tiver uma viscosidade de 40.000 cP a -25°C e uma viscosidade de 5.800 cP a -20°C, então pela tabela temos que esse óleo é um 15W40, pois possui as características mínimas necessárias para ser um óleo mono-viscoso SAE 15W e ainda possui as características mínimas para ser considerado um óleo mono-viscoso SAE 40. Um óleo 25W30 não deve existir, pois o óleo 25W já cumpre as características mínimas de um SAE 30 e ainda possui características de arranque a frio que o SAE 30 não possui, então onde se recomenda SAE 30, pode-se usar SAE 25W, mas o contrário não é verdade.

Como podemos ver, o que muitos “jornalistas” ou “especialistas” dizem por aí, como “o número antes do W é a viscosidade na hora que você dá a partida no motor e o número depois do W é a viscosidade quando o motor está quente”, é mentira. Coisa de quem não teve a mínima curiosidade de tentar entender realmente o assunto, mesmo se considerando um profissional da área.

O óleo do exemplo é um óleo 15W40 porque a -20°C ele se comporta de uma forma e a 100°C ele se comporta de outro modo. Mas quem disse que quando você dá a partida no motor, ele está a -20°C? Quem disse que quando seu motor está na temperatura ideal de trabalho ele está a 100°C?

Sabendo disso, os fabricantes de motor também informam a viscosidade a uma temperatura intermediária, que não é nem um extremo nem outro, dando assim uma melhor noção de como o óleo vai se comportar a medida que o motor é aquecido. Essa temperatura escolhida é de 40°C.

Um óleo 15W30 se comporta como um óleo SAE 15W quando está em temperaturas próximas de 20°C negativos e se comporta como se fosse um SAE 30 quando está a 100°C. Já num meio-termo, é esperado que ele se comportasse como um óleo intermediário, como se fosse um SAE 20, por exemplo. Já o óleo 10W40 se comporta como se fosse um SAE 10W em temperaturas próximas de -25°C, mas se comporta como um SAE 40 a 100°C, então numa temperatura intermediária ele vai se comportar aproximadamente como se fosse um SAE 20 também.

Por esse exemplo, é fácil concluir que no momento da partida ou enquanto o óleo lubrificante ainda está se aquecendo, com temperatura do motor por volta de 40°C, ambos os óleos terão viscosidades bem parecidas, embora as sua classificações SAE sejam totalmente diferentes.

No caso do número depois do W, o erro é menor, pois a maioria dos motores funciona com o óleo a uma temperatura no cárter entre 80 e 110°C (no Fusca, varia de 70 a 85°C na cidade e de 85 a 100°C na estrada) sendo portanto bastante próxima da temperatura onde é medida e classificada a viscosidade do óleo (100°C).

Na imagem a seguir, há uma simulação matemática da viscosidade em função da temperatura do óleo. Para o exemplo usei as duas viscosidades mais usadas em motores de Fusca no Brasil, SAE 15W40 e SAE 20W50 e também duas viscosidades recomendadas pela Volkswagen do Brasil, SAE 30 (para clima com temperatura média abaixo de 25oC) e SAE 40 (para climas com temperatura média acima de 25oC). Veja como é o comportamento do óleo em temperatura intermediárias e como ele difere do que seria o esperado a primeira vista:



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MensagemAssunto: Re: Enciclopédia do Oleo!!   Sab 24 Maio 2014, 19:53

PARTE 3   (  FINAL )

5-   Classificação dos óleos lubrificantes quanto ao nível de desempenho

Com o passar dos anos, os motores de automóveis foram ficando cada vez mais avançados tecnologicamente e passaram e exigir melhorias nos lubrificantes para que tivessem condições de alcançar maior desempenho, consumissem menos combustível, poluíssem menos, se desgastassem menos, se sujassem menos e tivessem intervalos de manutenção cada vez maiores.
Para qualificar o desempenho de um lubrificante é que surgiram institutos de engenharia como a API, a ACEA e a ILSAC
  - API
Todo óleo que é testado pela API passa por uma série de testes severos e minuciosos, para que possa ser classificado em alguma das suas categorias, que vão de SA a SN, atualmente.
A letra S vem de “spark” que significa faísca, em inglês. Todos os motores a gasolina/álcool/GNV funcionam com uma vela de ignição dando essa faísca dentro da câmara de combustão, por isso óleos que tem sua classificação API começando por “S”, são feitos para serem usados em motores a gasolina (ou álcool ou GNV, mas ao longo desse texto me referirei a todos como sendo motores a gasolina, apenas para facilitar).
Se na embalagem do óleo está algo como “CF”, significa que esse óleo é para ser usado em motores a Diesel, pois o “C” vem de “compression” (compressão em inglês) que é o modo como se dá a explosão do Diesel na câmara de combustão.  
Em ambos os tipos de motores, a classificação API vem acompanhada de uma segunda letra, que representa o nível de desempenho do óleo. Quando mais perto do fim do alfabeto, melhor é o desempenho do óleo. Sendo assim um óleo SM é melhor que um óleo SL, que por sua vez é melhor que um SJ e assim por diante. Atualmente o nível mais baixo (pior) que pode ser homologado na API é o SF, que é o óleo típico dos carros dos anos 1980.
O importante é ter em mente que quanto melhor a sua classificação API, melhor é o óleo e isso vale para qualquer motor (com raríssimas exceções que explicarei mais adiante). Se você tem um Fusca 1974 e olhar no manual do veículo, vai constar que o óleo deve ser um óleo SD. Mas como hoje só são homologados óleos de SF pra frente (melhores, portanto) não há problema algum em usar esses óleos, pois para receberem uma classificação mais avançada os óleos têm de obrigatoriamente pelo menos igualar algumas características e superar em outras, mas nunca regredir como um todo.
A única exceção a essa regra parece ser quando o motor é destinado ao uso esportivo e tem suas válvulas acionadas por tuchos planos que por sua vez são acionados pelo comando de válvulas. Nesses motores esportivos, os tuchos planos são sobrecarregados por grandes cargas de molas, altas velocidades do motor e altas cargas de inércia dos componentes de acionamento das válvulas. Nesses motores não é recomendado alguns óleos que tem baixo nível de um aditivo muito comum e usado em todos os óleos, que é o ZDDP. Geralmente, preste atenção, geralmente os óleos com baixo nível de ZDDP são óleos SM e SN. Não é uma regra, mas nos óleos mais modernos, os níveis desse aditivo têm diminuído porque o ZDDP provoca alguns problemas de abreviação da vida útil dos catalizadores. Mas isso só vale para motores altamente solicitados, já que em motores de uso normal as cargas sobre o comando de válvulas e sobre os tuchos de válvulas são bem menores.
A seguir um gráfico que mostra como e onde há um ganho de desempenho do óleo, para cada categoria.
Essa imagem mostra o nível de desempenho de cada categoria, de SF a SL. Quanto mais afastado do centro do polígono, melhor é a característica desse óleo.

Como curiosidade, vemos que o óleo SJ pode ser menos exigente quanto a depósitos no pistão do que um óleo SH. Isso não significa que um óleo SJ necessariamente vai ser pior que o SH nesse quesito, mas que apenas não é exigido que seja melhor. De qualquer forma os benefícios nas outras áreas de desempenho favorecem o uso do óleo SJ amplamente, se comparado ao SH.


- ACEA
A ACEA é um instituto europeu que faz testes semelhantes à API, porém os classifica em categorias fixas que vão aumentando a sua exigência ao longo dos anos. Por serem poucas as categorias existentes, oferece uma visão mais geral sobre o desempenho do óleo, mais relacionado ao tipo de uso que se faz do motor, porém ainda mais exigentes.
São elas as categorias para motores a gasolina, inicialmente:
A1: Óleo que oferece baixa resistência ao fluxo, chamado de “economizador de combustível”.
A2: Óleo “padrão”. Pode ser usado em qualquer motor europeu de uso civil.
A3: Óleo que suporta o uso severo. É como se fosse um óleo A2, mas que pode suportar melhor o uso prolongado em altas velocidades, altas cargas e que pode ter seus intervalos de troca prolongados por sofrer menor degradação que o A2.
A4: Categoria não homologada
A5: É um óleo A3 que apresenta baixa resistência ao fluxo, sendo então a união das vantagens do óleo A1 com as vantagens do óleo A3.

Essas categorias já são consideradas obsoletas na Europa, mas no Brasil ainda se adota essa classificação em algumas embalagens de óleo. Como na Europa existem mais leis anti-poluição e é comum carros pequenos com motores Diesel, é adotada uma classificação mista para motores a gasolina e Diesel. Essas categorias são muito mais exigentes que as anteriores, uma tendência entre todas as classificações de óleo lubrificante.

Por esse gráfico podemos ter uma ideia de como a classificação ACEA foi evoluindo com o tempo:


Uma observação que se não for feita pode confundir: Os hexágonos amarelos da categoria A2-96 dos anos de 1998 e 2002 não significam que atendem a limites mais severos que as outras categorias (pois a A2 é a categoria padrão, a mais básica), mas sim que atendem a limites mais severos com relação à própria categoria A2-96 de 1996.
E aqui um gráfico comparativo entre algumas categorias:


- ILSAC
De acordo com a definição fornecida pela Texaco:
“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 sequência histórica GF-1(SH), GF-2(SJ), GF-3(SL), GF-4(SM)”.
A seguir um gráfico também mostrando quais são os níveis de exigência para o óleo receber essa classificação:



6-   Base do óleo lubrificante
Óleos automotivos geralmente são extraídos do petróleo, através de um processo de refinação do mesmo, esses óleos são chamados de óleos minerais. Porém há muito tempo que são produzidos óleos elaborados em laboratórios, com componentes feitos especificamente para cada função do lubrificante, esses são os óleos sintéticos.
Como no processo de produção, em um primeiro momento, não há aditivação do óleo, esses óleos são óleos puros e são chamados de “óleo base”, pois formam a maior parte do que colocamos dentro do motor do nosso carro, de 75 a 90%, em média.
Um bom óleo base reduz a necessidade de aditivação, o que é bom porque muitos aditivos se decompõem com o tempo ou com o esforço cisalhante sofrido quando passa pelas peças do motor. O óleo base não sofre com nada disso, mantendo a característica do óleo novo por mais tempo dentro do motor do carro.


Notam-se diferentes processos para se obter um mesmo tipo de óleo.
O Grupo I são os óleos minerais comuns, desses mais baratos que encontramos em todos os lugares.
O Grupo II são óleos minerais também, porém mais refinados. Uma  vez que todas as moléculas de hidrocarbonetos desses óleos são saturadas, os óleos base do Gupo II têm melhores propriedades antioxidantes. Esses óleos tem uma cor mais clara que as do Grupo I, o que não quer dizer necessariamente que um óleo claro seja um Gupo II, pois ao longo do processo de produção do óleo comercial, são adicionados corantes.
O Grupo III é polemico. São óleos minerais, pois são refinados a partir do petróleo, mas CASTROL ganhou um processo da MOBIL que lhes deu o direito de vender esses óleos como sendo sintéticos, exceto na Alemanha (país que preza pela engenharia e o bom-senso), então óleos sintéticos vendidos aqui no Brasil, principalmente pela Castrol, podem ser na verdade óleos minerais super-refinados.
O Gupo IV são os óleos sintéticos tradicionais. A grande vantagem desses óleos é que são elaborados para ter apenas o necessário, eliminando inconvenientes dos óleos minerais. Por isso resiste muito mais à oxidação e à variação (para mais ou para menos) de viscosidade devido ao uso prolongado. Outra vantagem é que suas moléculas são mais uniformes:


Note como as moléculas de óleo sintético são uniformes. Essa uniformidade ajuda a manter uma maior coesão entre as moléculas de óleo, se comparada ao óleo mineral. Com isso existe uma tendência ao óleo sintético suportar melhor as cargas aplicadas sobre ele porque existem menos espaços “vazios” entre as moléculas de óleo.

7-   Atrito

O atrito frequentemente é correlacionado ao desgaste, mas são coisas completamente diferentes quando se trata de um motor de automóvel. Quando raspamos um pedaço de madeira em outro e ocorre desgaste do material, costumamos dizer que isso aconteceu por causa do atrito entre os dois pedaços de madeira, então porque não podemos dizer que o desgaste das peças do motor é devido ao atrito entre as peças? A resposta é simples: Porque praticamente não há atrito entre as peças! Todas as peças móveis do motor trabalham essencialmente separadas por uma película de óleo lubrificante entre elas, não havendo contato direto de uma peça com outra, então o atrito não é entre uma peça e outra, mas sim entre uma peça e o filme de óleo. Se óleo é a solução para não haver desgaste, ele também é parte do problema de atrito em um motor, sendo assim, mudando as características do óleo lubrificante, também mudamos o atrito total do motor.
O atrito é a força contrária ao movimento de uma peça, ou seja, é força que tende a impedir ou atrapalhar o livre movimento das peças do motor. Quanto menor o atrito, menos força o motor tem que fazer para executar um mesmo trabalho, menor é o consumo de combustível e maior é a potência líquida do motor.

Existem alguns tipos de atrito que você deve conhecer:
- Lubrificação Hidrodinâmica: O regime de lubrificação hidrodinâmica acontece quando a espessura do filme de fluido lubrificante entre as superfícies deslizantes é maior que três vezes a rugosidade combinada das duas superfícies.
- Lubrificação marginal: É a forma mais extrema de lubrificação. Isto acontece quando a espessura do filme de fluido lubrificante entre as superfícies deslizantes é menor que a rugosidade combinada das duas superfícies. Neste caso existe contato metal/metal e a força de sustentação da carga é suportada pelo contato entre as asperezas lubrificadas. Neste caso não existe pressão hidrodinâmica, mas sim pressão devido ao contato entre as asperezas das duas superfícies. Este tipo de regime de lubrificação acontece devido a dois motivos: Carga excessiva ou uma baixa velocidade relativa entre as superfícies. Geralmente causa danos às superfícies e falha prematura da peça em questão
- Lubrificação Elastohidrodinâmica: A condição de lubrificação elastohidrodinâmica pode gerar a separação completa entre as superfícies, provendo filmes de espessura entre 0.025 e 1.25 μm, entretanto é muitas vezes relacionada com uma condição de lubrificação mista, onde existe contato entre parte das asperesas.
O mecanismo de lubrificação EHD é normalmente encontrado em sistemas mecânicos sujeitos a maiores esforços e maiores velocidades, como mancais de rolamento, engrenagens, came-seguidor, entre outros.
- Lubrificação mista: É comum classificar os modos de lubrificação como marginal ou hidrodinâmico. Porém, é sabido que uma considerável proporção de mancais pode trabalhar com uma mistura de ambos os mecanismos ao mesmo tempo. Um mancal hidrodinâmico pode ter algumas regiões de suas superfícies de deslizamento muito próximas, onde interações superficiais e lubrificação marginal contribuem para o atrito total do mancal e as características de desgaste das mesmas são superpostas às das regiões de lubrificação hidrodinâmica. Este regime de lubrificação acontece quando a espessura do filme lubrificante é entre uma e três vezes maior que a rugosidade combinada das duas superfícies. Neste caso parte da peça opera no regime hidrodinâmico e parte no regime marginal.

Como um óleo menos viscoso gera menor resistência ao movimento, parece lógico que para termos o menor atrito possível em um motor, basta escolhermos um óleo pouco viscoso. Isso é uma verdade até certo ponto.

O que acontece é que a medida que a viscosidade do óleo diminui, também diminui a sua resistência à carga, fazendo com que, para uma mesma carga, a película de óleo seja cada vez menor a medida que se diminui a viscosidade. Com isso, o atrito hidrodinâmico diminui à custa de um maior atrito limite até que chega a um ponto que o atrito total (hidrodinâmico + limite) começa a aumentar mesmo com a diminuição da viscosidade do óleo.


Além de variar com a viscosidade do óleo, o atrito varia também, e principalmente, com a velocidade do motor. De um modo prático, o atrito no motor varia de forma aproximadamente proporcional à velocidade média do pistão e ao número de pistões e a potência gasta para vencer esse atrito varia aproximadamente com o quadrado da velocidade média dos pistões (VMP). Considerando dois motores com o mesmo número de cilindros e mesma rotação, o motor com maior curso do pistão vai ter um atrito maior que o de menor curso. Essa diferença pode ser considerada proporcional ao curso dos pistões porque são eles (e seus anéis) os maiores responsáveis pelo atrito total do motor.

Cerca de 70% de todo o atrito do motor vem do conjunto de pistões e anéis, então quanto maior a distância que eles percorrem num determinado tempo, maior será a perda de energia por atrito.

Apenas por curiosidade, a velocidade média percorrida pelos pistões é calculada facilmente usando a seguinte fórmula:
Velocidade média do pistão = (Velocidade angular do motor)x(Curso do pistão)/(30.000).

A velocidade angular do motor é dada em RPM, rotações por minuto. Já o curso do pistão é dado em mm, milímetros. O número trinta mil é o resultado de simplificações e conversão de unidades. O resultado da VMP é dado em m/s, metros por segundo.

Visto isso, parece lógico que quanto maior a rotação do motor, maior será o gasto de potência com o atrito viscoso do óleo e, portanto, maior quantidade de combustível será necessária para executar um mesmo trabalho. Isso é verdade, porém há outros fatores que também influenciam o gasto de combustível, como perdas por bombeamento, eficiência da queima, ponto de ignição, perdas de calor, e outras tantas que não convém tratar aqui, mas a prática nos diz que essa é uma boa aproximação.

8-   Desgaste

O tema desgaste é complicado e muito nebuloso, pois os testes são extensos e de difícil análise devido à quantidade enorme de variáveis contida nos testes. Apesar disso, vou tratar do assunto de forma que possamos ter uma boa noção dos fatores que mais influem no desgaste de um motor a combustão interna.

As principais causas de desgaste em um motor são, na ordem, as matérias estranhas (poeira, pó de areia e outros abrasivos ), corrosão e muito pouco devido ao contato direto entre as peças metálicas.

Os maiores estudiosos do assunto consideram que o desgaste tolerado em um motor é proporcional ao tamanho da peça em questão. Sendo assim um motor grande tende a tolerar mais um determinado nível de desgaste que um motor pequeno.

O desgaste das peças devido a abrasivos é função da concentração dessas matérias estranhas no óleo do motor. Como a concentração de matérias estranhas não depende do tamanho do motor ou de seus cilindros podemos considerar que um motor com cilindros maiores terá vantagem sobre um motor menor, pois ambos terão uma mesma profundidade de desgaste do cilindro, mas o motor maior suportará por mais tempo esse desgaste.

Também se pode admitir com muita segurança que a profundidade da corrosão em uma peça independe do seu tamanho, porém, novamente, a profundidade do sulco corrosivo é mais bem suportada por motores com grandes cilindros.
Já o desgaste por contato metálico, há muitas evidências que ele tende a ser proporcional à carga sobre a peça e a distância percorrida pela mesma e inversamente proporcional à dureza do material. Então podemos dizer que:

d= Ktpu/h

Onde d é a profundidade do sulco causado pelo desgaste devido ao contato direto entre as peças. t é o tempo, p a pressão unitária, h é a dureza do material, u é a velocidade relativa entre uma peça e a outra e k é um coeficiente que depende do material, acabamento da superfície, tipo de lubrificação, etc.

Se considerarmos o desgaste pelo tamanho da peça, teremos:
d/L= (ktpu)/(hL)

Então, para uma mesma pressão unitária, velocidade relativa entre as peças e dureza do material, o desgaste pelo tamanho da peça é inversamente proporcional ao tamanho dessa peça.

Assim, os motores com maiores cilindros terão sempre uma maior vantagem, desde que operem à mesma velocidade média do pistão. Se dois motores semelhantes tem o mesmo curso do pistão e mantém o mesmo projeto como um todo, o de maior diâmetro de cilindro tente a suportar um determinado desgaste melhor que o motor de cilindro com menor diâmetro.

No caso dos motores dos Fuscas, é possível concluir que, embora todos tenham a tendência de ter o mesmo desgaste, os motores com maior diâmetro de cilindro tenderão a suportar por mais tempo esse desgaste se todos trabalharem sob as mesmas condições.

Se, por contar com maior potência disponível, o motor maior trabalhar com mais carga unitária, isto é, fornecendo maior potência, o desgaste será maior. Pode parecer que para o motor ter maior durabilidade, basta usar o mínimo de potência possível, porém isso não é verdade a todo o momento.  

Como a película de óleo entre as peças depende da pressão hidrodinâmica gerada pela velocidade relativa entre as peças, quanto maior essa velocidade em um mancal, maior será a resistência ao rompimento de uma película de óleo. Também ajuda a gerar pressão hidrodinâmica, embora seja bem menos importante que a velocidade, a viscosidade do óleo.
E, ainda, operando sobre uma mesma necessidade de potência, quanto menor a rotação, maior terá de ser a carga aplicada sobre o acelerador.  Maior a carga, significa que mais gasolina está entrando no cilindro por curso de admissão, então a força de combustão e a temperatura da câmara de combustão será maior. Nesse caso, a menor distância percorrida pelo cilindro em um espaço de tempo (menos RPM) que conduz a um menor desgaste pode ser compensada pela maior carga unitária sobre a peça e maior temperatura do pistão que diminui a folga entre as peças e diminui a viscosidade do óleo que está protegendo a peça.

Com base nesses fatores, é possível concluir até agora que as condições de funcionamento que mais provocam desgaste por contato de peças metálicas são as baixas rotações e altas cargas, devido à menor resistência da película de óleo, e também em altas rotações devido à maior distância percorrida pelos anéis em um espaço de tempo.

Se em baixa rotação a carga (abertura da válvula borboleta) é importante para o desgaste do motor, em alta rotação o que impera são as cargas de inércia das peças, pois ela aumenta exponencialmente com a rotação do motor. Sendo assim a força sobre as peças pela combustão é apenas uma parcela da força de inercia em altas rotações, o que torna praticamente indiferente quanto ao desgaste estar com o acelerador todo pressionado ou não.

Embora não haja dados disponíveis ao público sobre os testes de desgaste dos motores, com base na teoria apresentada, para evitar ao máximo o desgaste por contato metálico é prudente não aplicar muita pressão sobre o acelerador em baixa rotação e evitar altas rotações. Para o Fusca com motor original, seja qual for o motor, pode-se considerar não pisar fundo a menos de 2 mil RPM nem ultrapassar 4 mil RPM por longo tempo. Entre esse intervalo, a diferença de desgaste do motor, seja com qual carga for, é mínima.

Quanto ao efeito da viscosidade do óleo sobre o desgaste do motor, é pequeno devido principalmente ao fato de que óleos mais viscosos tendem a esquentar mais e perder parte da viscosidade extra que possuíam anteriormente. Na maior parte do percurso do pistão, por exemplo, a película lubrificante é muito maior que a necessária para evitar desgaste com qualquer que seja a viscosidade do óleo (há evidências que somente o óleo mono-viscoso SAE 5W pode aumentar a taxa de desgaste em alguns motores). Perto do PMS, a película de óleo tende a ter a mesma espessura para quaisquer viscosidades de óleo.


Uma situação interessante é a qual há alta rotação e carga nula sobre um sistema de árvore ou eixo e mancal, como quando está descendo uma ladeira com uma marcha engrenada, usando freio-motor. Nessa situação, nos mancais, o centro da árvore de manivelas (virabrequim) tende a coincidir com o centro do mancal, tornando nula a cunha da película de óleo nesse mancal e que consequentemente fica sem sustentação, então subitamente o eixo bate contra a parede do mancal antes de uma cunha de óleo se formar e continua batendo por todo o mancal até que uma cunha se forme, então o eixo aproxima-se do centro do mancal novamente e todo o processo se repete. Em automóveis é difícil mensurar a frequência desse efeito e muito menos a sua gravidade quanto ao desgaste, principalmente porque o movimento alternativo dos pistões provoca forças sobre os mancais mesmo estando sem carga de combustão, o que impediria eixo e mancal de terem seus centros coincidentes e também porque a força de impacto é relativamente baixa. O mesmo efeito pode ocorrer sobre os pistões em seus cilindros, fazendo o pistão ficar “solto” bem no centro do cilindro e sem haver formação da cunha de óleo, que só acontece com alguma carga sobre o pistão. Em todo caso, o desgaste provocado pelo contato de peças metálicas em um motor não é uma das maiores causas do desgaste total do motor, dando pouca importância prática a esse fenômeno.
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Conhecimento é como a chama de uma vela: Se a minha está acesa, ao passa-la a outro não perderei o brilho que já tinha.


Aditivos de Mercado

Até agora vimos muita coisa sobre óleo lubrificante, tudo baseado em muita pesquisa e testes realizados por fontes confiáveis, porém parece haver, particularmente em nosso país, uma tendência das pessoas se encantarem por informações vagas e desprovidas de lógica, mas que contadas da maneira certo nos fazem acreditar em milagres. É o famoso “canto da sereia”.

Um bom óleo lubrificante não é fabricado ao acaso, tão pouco são feitos em fundo de quintal. Não! As grandes companhias de petróleo investem milhões de dólares todos os anos buscando um produto que possa acompanhar o rápido desenvolvimento tecnológico dos motores a combustão interna, cada vez mais potentes e menores, com altas tensões nas mais variadas peças móveis que são suportadas pela finíssima película de óleo que preenche folgas cada vez menores para produção do menor ruído possível. Todo o produto é fruto de muito estudo, extensivos testes em dinamômetros, pistas e estradas, resultado do trabalho de centenas de engenheiros que estudam o tema a décadas e que buscam o melhor equilíbrio para o produto.

Talvez “equilíbrio” seja a palavra de ordem aqui. Na engenharia não existe o “ganha-ganha”, por mais que as vantagens saltem aos olhos, sempre haverá uma desvantagem para cada escolha ao longo de um projeto, cabendo aos engenheiros estudarem os resultados e encontrarem o balanço que trás mais vantagens com as menores desvantagens. Quando compramos um frasco de óleo, compramos uma quantidade de óleo base misturado com os aditivos balanceados de forma que o torne o melhor que pode ser pelo seu custo. Qualquer coisa que atrapalhe esse equilíbrio vai alterar determinadas características para pior e talvez melhore alguma outra característica.

Depois dessa introdução, acho que posso falar sobre como existem ideias que são simplesmente ruins, mas que são atrativas para quem não conhece o assunto.

- Aditivos ou óleos de “Alta-Quilometragem”

Muitos proprietários, ao se depararem com a situação de ter o motor do seu carro consumindo muito óleo e expelindo fumaça branca pelo escape, veem nos óleos lubrificantes com embalagens proclamando ser o produto especial para motores em fim de vida útil uma oportunidade para prolongar a retífica do mesmo.

Quando se trata de um aditivo adicionado ao óleo que se costuma usar, geralmente trata-se de um óleo extremamente viscoso, com alguma aditivação para recuperar selos e juntas dos motores. Com isso evita-se que o óleo passe à câmara de combustão e também que pequenos vazamentos externos ou internos sejam contidos até certo ponto. O mesmo acontece com o óleo já pronto para “alta-quilometragem” ou para “motores com mais de 100.000 Km”, porém este tem a qualidade de ter sido formulado inteiramente para esse fim, balanceado de forma a não prejudicar muito outras funções do óleo lubrificante.

Existem duas questões aí: Primeiro que um óleo muito mais viscoso que o recomendado pela fábrica do motor prejudica muito o funcionamento do mesmo. As partidas ficam mais difíceis, o óleo não lubrifica bem o anel superior de compressão e demora muito mais para chegar até os balancins e tuchos de válvulas e tende a trabalhar mais quente devido ao maior atrito. Segundo que a aditivação extra prejudica o balanço inicial do óleo que estava em uso até então, podendo ser (e sendo, de fato) alteradas as características de alcalinidade do óleo, de detergência, de inibição da oxidação, de inibição de espuma, etc.

Não se deve nunca empregar esse tipo de óleo em um motor somente pelo fato de ter rodado mais de 100.00 km com o carro. Com essa quilometragem o motor está praticamente no auge de seu rendimento mecânico, com pouco atrito e boa compressão. E mesmo que, por qualquer motivo, o motor esteja mais desgastado que o normal, o uso de um óleo ou aditivo desse tipo só deve ser feito em caso emergencial, quando já se sabe que o motor será retificado e não é desejável ficar completando o nível de óleo nem sujando a câmara de combustão e as velas pela queima de excesso de óleo que passa pelos anéis do pistão.

- Aditivos a base de molibdênio

Esses aditivos são vendidos normalmente sobre a alegação de que conseguem fazer um motor funcionar por determinado tempo ou distância mesmo sem óleo no cárter. O molibdênio é a base de um aditivo de extrema pressão muito usado e de fato pode ser capaz de lubrificar, mesmo que precariamente, o motor do veículo durante certo tempo. Porém como já foi falado nos capítulos anteriores, essa função é ativada pela temperatura e pressão extremas encontrada somente onde não há formação de uma mínima camada de óleo e uma vez nessas condições, o aditivo de decompõe em uma camada protetora sobre o metal impedindo o contato metálico, situação que só pode ser encontrada em um motor a combustão quando o atrito é tão grande que a temperatura aumenta a ponto de ativar o aditivo, não sendo útil em um motor que funciona como foi projetado para funcionar, ou seja, com óleo circulando. Sendo assim produtos que são vendidos com base em propagandas usando um motor funcionando sem óleo se prestam exatamente e exclusivamente para esta situação, sendo inúteis se houver a lubrificação normal do motor em qualquer peça que seja.

Cabe ao proprietário do veículo pesar todos os contras (custo, perda do balanço químico, alteração do Ph do óleo e outras propriedades) com a possibilidade de ter o cárter furado e ter que rodar alguns quilômetros sem óleo, torcendo para o aditivo realmente funcionar como o prometido.

- Aditivos a base de ZDDP e outros compostos de Extrema Pressão

Muito comuns no mercado, geralmente sob uma propagando onde é mostrado um óleo qualquer tentando suportar determinada carga em uma máquina Tinkem, depois adicionado o aditivo e “comprovando” que agora a carga suportada é bem maior. Assim como no caso dos aditivos a base de molibdênio, a propaganda não mente, mas omite. Realmente o produto promove a resistência ao desgaste e ao rompimento da película de óleo, porém em um motor a combustão a carga nunca é tão elevada como nesses testes feito em condições específicas, pelo menos não frequentemente.

Novamente fica a cargo do proprietário do veículo pesar o custo do aditivo em relação a um possível ganho de durabilidade do motor devido ao desgaste por contato metálico. Como foi falado no capítulo 8, a maior parte do desgaste de um motor é devido à corrosão metálica e às partículas abrasivas contidas no óleo. A quantidade de partículas abrasivas é função da qualidade da filtragem de ar e do tempo de troca de óleo, enquanto que a corrosão metálica é influenciada pelo Ph do óleo, pela quantidade de aditivo anti-corrosivo (e pelo seu balanço com os outros aditivos)e pela quantidade de água condensada (que por sua vez depende do clima, do modo de usar o carro e da temperatura que o motor alcança em serviço). Um aditivo extra sempre vai alterar alguma propriedade química do óleo, entre eles o Ph, e também o balanço entre os afeitos de todos os aditivos, que influenciam na corrosão metálica.

É possível que em um motor usado sob condições muito severas, com altas cargas e baixas rotações durante muito tempo, haja algum benefício, desde que se garanta que a acidez do óleo está dentro de uma margem segura e seu aditivo anti-corrosivo não tenha sua ação reduzida pelo excesso de ZDDP na formula do óleo.

10-Aditivos de mercado
Foi extensamente falado sobre o óleo lubrificante em si, mas falamos muito pouco de como funciona o sistema de lubrificação do Fusca. Agora que você, leitor, já conhece  muito sobre o lubrificante, vamos ver como ele se comporta em cada área do motor, como ele é bombeado, como é resfriado e como ele penetra nas folgas existentes entre as peças metálicas



A imagem acima é um esquema bem rudimentar, porém capaz de mostrar perfeitamente como funciona o sistema de lubrificação do Fusca. Vamos tratar especificamente sobre como funciona cada um dos componentes e como o óleo interfere em seu funcionamento.

- Cárter: É onde fica armazenado o óleo do motor. Quando o motor está desligado, praticamente todo o óleo do motor está no cárter e é lá que começa a acontecer  alguns problemas relacionados ao lubrificante.

Normalmente, o cárter possui uma passagem em forma de um pequeno tubo metálico que o liga ao ambiente externo, para que a pressão interna causada pelos gases de combustão que escapam para o cárter não seja muito forte a ponto de prejudicar o funcionamento do motor. Esse contato necessário com o ambiente externo traz para o cárter a umidade presente no ar que por sua vez se condensa dentro do motor e água líquida se mistura ao óleo do motor.

Essa mistura forma uma emulsão de aspecto esbranquiçado e gosmento, popularmente conhecido como “borra de motor a álcool”, devido ao fato de motores movidos a álcool etílico terem um alto índice de água presente nos gases de combustão, que naturalmente podem ir para o cárter através das passagens nos anéis de pistão. Nos carros a gasolina também há formação de água na combustão, mas em menor quantidade em relação ao motor movido a álcool (cerca de 1 litro de água para cada 1 litro de gasolina queimada). De fato, tanto pela combustão dos combustíveis quanto pela umidade presente no ar, há contaminação do óleo pela água que se condensa no cárter e o único meio de expulsa-la é aquecer o óleo do motor a ponto de fazer toda a água evaporar.

Cada vez que se desliga o motor, estando completamente aquecido ou não, há condensação de água e consequente mistura da mesma com o óleo, porém se o motor está completamente aquecido restam poucas zonas frias pelo motor, especialmente no cárter, tornando mais fácil a remoção da água através de sua evaporação.
Sendo assim, é bastante lógico que um motor que funciona por breves períodos e/ou com paradas frequentes vai ter uma incidência desse problema aumentada drasticamente. A emulsão de água com óleo, além de tirar a própria oleosidade do lubrificante causa ainda um alto consumo dos aditivos anticorrosivos, detergentes e dispersantes, levando o motor a um alto potencial de desgaste. Porém há ainda uma consequência secundária.

Na combustão são produzidas partículas de carbono e cinzas relativas à combustão incompleta e à queima de aditivos dos lubrificantes e, vindo através do ar admitido pelo motor temos também a entrada de partículas de poeira, areia e outros tipos de sujidade presentes no ar, mesmo com o sistema de filtragem. Tudo isso (que eu chamarei aqui apenas de sujeira) frequentemente passa pelos anéis dos pistões e tende a ficar suspenso no óleo, devido a ação dos aditivos presentes no mesmo, mas se esses aditivos já estão sendo consumidos para lidar com a formação de borra causada pela água, a sujeira vai se acumulando nessa borra e formando uma gosma escura que tende a se acumular nas partes mais frias do motor.

A necessidade de mudanças de óleo, nesse caso, se torna mais frequente pois há um maior consumo dos aditivos e se não for feita a troca, a borra tende a se acumular nas partes frias do cárter e rapidamente toma conta de quase toda a sua área. Quando a borra é muito espessa, ao trocar de óleo e este executar sua função detergente (até o ponto em que se esgota esse aditivo) pode ocorrer de pedaços dessa borra de desprenderem, entupindo canais de lubrificação, filtro de óleo e canais dos balancins de válvulas.

A solução para esse problema depende do grau de formação de borra.

Se ainda em estágio inicial, uma troca de óleo seguida de uma boa viagem ou de várias pequenas viagens (por volta de 2 horas por viagem) se encarregará de eliminar boa parte da borra presente no motor. Em seguida deve-se trocar de óleo para eliminar a borra que se desprendeu.

Se o motor já se encontra tomado pela borra escura, a solução é a desmontagem do motor e uma lavagem cuidadosa de todo o sistema de lubrificação.

- Filtro de óleo: É a peça encarregada de separar as grandes partículas presentes no óleo que poderiam causar danos catastróficos ao motor. O filtro de óleo do Fusca é um tela metálica relativamente grosseira que apenas separa crostas de material carbonizado e pedaços de borra desprendidos.

As partículas que podem causar desgaste no motor são as que possuem dimensão próxima às dimensões das folgas entre as peças metálicas, sendo que as partículas muito pequenas ou as muito grandes não causam nenhum problema para o motor. O filtro deveria evitar que as partículas com aproximadamente o tamanho da folga entre as peças não chegue a elas, o que não é o caso do filtro do motor do Fusca, então concluímos que a frequente mudança de óleo é a forma mais eficiente de diminuir a concentração dessas partículas no motor. Felizmente a concentração das partículas que tem potencial de causar desgaste no motor é relativamente baixa em relação às partículas muito maiores ou muito menores.
Para filtros comuns, como na totalidade dos carros modernos no Brasil, um fabricante pode determinar a eficiência do seu filtro assumindo uma classificação de 15 mícrons (micrometros, milésimos de milímetro) para o seu elemento de filtro, enquanto o outro pode atribuir o mesmo elemento do filtro a uma classificação de micragem de apenas 2. Isto é enganador porque, embora o filtro possa remover partículas de apenas 2 mícrons de tamanho, partículas grandes com 200 mícrons ainda podem passar. A "classificação absoluta" baseia-se na partícula de maior dimensão que pode passar através de um filtro. Se o filtro tem uma classificação absoluta de 20 mícrons, as partículas maiores que isso não passarão através dela.

De acordo com a SAE, o desgaste de um motor seria reduzido em 70% se houvesse filtragem na faixa de 15 a 40 mícrons, que é a faixa onde está a maior parte das partículas metálicas circulando pelo óleo. Embora sejam maioria, essas partículas estão fora da zona que tem dimensões semelhantes às folgas dinâmica (quando as peças estão sob carga e em movimento)entre as peças do motor do Fusca. De acordo com a mesma SAE, as partículas entre 1 e 10 mícrons causam 3,5 vezes mais desgaste que todas as outras partículas maiores que 10 mícrons. Ou seja, a faixa entre 1 e 10 mícrons é a que mais tem potencial para causar desgaste, mas como estão em concentração baixa no óleo, causam menos desgaste total que as partículas entre 15 e 40 mícrons, que geralmente se encontram em concentração mais alta.

Como o filtro de óleo do Fusca é uma peneira grosseira, nenhuma dessas partículas é filtrada e isso certamente é um dos maiores responsáveis pelo fato do motor, apesar de pouco potente e com baixa rotação máxima, durar menos que os motores modernos. Uma alternativa barata e que não tem nenhum efeito colateral negativo é usar imãs de neodímio, os super-imãs, dentro da tampa do cárter do motor, que prenderá as partículas ferrosas.

Como nem todas as partículas abrasivas existentes no motor são ferrosas, muito ainda chegará às peças móveis do motor, causando desgaste como, por exemplo, cobre, alumínio, magnésio, latão e sílica (vinda da poeira que passa pelo filtro de ar). Um consolo é o fato de que, dependendo do modo de uso e das condições do motor, geralmente a maior concentração de partículas abrasivas é de ligas metálicas ferrosas, que se prendem ao super-imã e evitam parte do desgaste abrasivo.

Muitos proprietários de Fuscas instalam filtros de óleos convencionais por meio de adaptações na linha de lubrificação do motor. Muitos conseguem bons resultados, porém muitas vezes a adaptação é feita sem considerar....


Espero que os amigos gostem deste excelente trabalho feito pelo Guilherme Rocha David (Guilherme David) e que foi exposto no FORUM DO FUSCA BRASIL....

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MensagemAssunto: Re: Enciclopédia do Oleo!!   Sab 24 Maio 2014, 20:00

Boa LUBY!!

Os créditos todos são do companheiro que postou no FFB, mas tinha que ficar registrado por aqui também!!  study 

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MensagemAssunto: Re: Enciclopédia do Oleo!!   Sab 24 Maio 2014, 21:34

Porra!!Agora sim!!Não queria me cadastrar no forum pra ler!!
Vale a pena pra todos,dar uma lidinha,mesmo  que superficial!!Informações de grande valia para todos os carros e usos!
Valeu!  
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MensagemAssunto: Re: Enciclopédia do Oleo!!   

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