1OS SISTEMAS DE LUBRIFICAO E OS LUBRIFICANTES NOS

EQUIPAMENTOS AGRCOLAS

1996

2NDICE

1- Introduo ................................................................................................................1

2- Principais tipos de movimentos onde necessrio a lubrificao ...................................1

3- Os sistema de lubrificao .........................................................................................2

3.1- O carter .................................................................................................................4

3.2- A bomba de leo ....................................................................................................5

3.3- As condutas de leo ...............................................................................................5

3.4- As vlvulas de regulao .........................................................................................6

3.5- Os filtros ...............................................................................................................6

3.5.1- Filtros de papel ...................................................................................................9

3.5.2- Filtros centrfugos ................................................................................................10

3.5.3- Filtros magnticos. ..............................................................................................10

3.6- O permutador de calor ............................................................................................10

3.7- Os orgos de controlo e de segurana .....................................................................11

4- Os sistemas de lubrificao dos motores a dois tempos ..............................................12

4.1- Lubrificao com mistura prvia de leo ...................................................................12

4.2- Lubrificao com circuito de leo separado ...............................................................13

5- Os lubrificantes .........................................................................................................14

5.1 - Atrito e lubrificao ................................................................................................15

5.1.1 - Atrito indirecto perfeito (viscoso) ..........................................................................15

5.1.2 - Atrito indirecto imperfeito (untuoso) ......................................................................17

5.2 - Propriedades genricas dos lubrificantes .................................................................18

5.2.1- Grau e ndice de viscosidade ................................................................................19

5.2.2- Ponto de inflamao ............................................................................................21

5.2.3- Ponto de congelao ...........................................................................................22

5.3- Aditivos .................................................................................................................22

5.4 - Lubrificantes para motores de quatro tempos ............................................................24

5.4.1 - Classificao com base na viscosidade ................................................................24

5.4.2 - Classificao com base nas condies de servio .................................................28

5.4.2.1- Classificao A.P.I. ..........................................................................................28

5.4.2.2- Classificao C.C.M.C. .....................................................................................29

5.4.2.3- Classificao MIL-L do exrcito americano ..........................................................30

5.4.3- Equivalncia entre as classificaes .....................................................................31

5.5- leos para motores a gasolina a dois tempos ...........................................................32

5.6 - Lubrificantes para transmisses mecnicas ............................................................32

5.6.1 - Classificao segundo a viscosidade ....................................................................33

5.6.2 - Classificao com base nas condies de servio .................................................35

5.6.2.1- Classificao A.P.I. de servio ...........................................................................35

35.6.2.2- Especificaes militares (MIL-L do exrcito americano) ........................................36

5.7- Lubrificantes pra transmisses hidrulicas ................................................................36

5.7.1- Caractersticas dos leos hidrulicos ....................................................................36

5.7.1.1- Viscosidade .....................................................................................................37

5.7.1.2- Compressibilidade ............................................................................................37

5.7.1.3- Solubilidade no ar .............................................................................................37

5.7.1.4- Caractersticas anti-espuma ..............................................................................37

5.7.1.5- resistncia oxidao .......................................................................................37

5.7.2- leos para transmisses hidrocinticas ................................................................38

5.7.3- leos para transmisses hidrostticas ..................................................................38

5.8- leos multifuncionais .............................................................................................40

6 - Massas lubrificantes ................................................................................................40

6.1- Consistncia ..........................................................................................................42

6.2- Ponto de gota ........................................................................................................43

6.3- Resistncia oxidao ...........................................................................................43

6.4- Propriedades anti-ferrugem ......................................................................................43

7- Aspectos particulares de lubrificao nos motores de combusto interna........................43

7.1 - Condi es de lubrificao .....................................................................................44

7.2 - Caractersticas dos lubrificantes .............................................................................45

8- Manuteno do sistema de lubrificao .......................................................................46

Bibliografia ...................................................................................................................48

41- Introduo

A presena de um circuito de lubrificao prende-se com a necessidade que h de reduzir o

atrito entre duas peas que tm movimento relativo e que exercem, entre si, determinada carga. Mesmo

as superfcies que aparentam um aspecto perfeitamente polido tm rugosidades que, caso no

houvesse lubrificao, entrariam em contacto durante o movimento, aumentando o atrito. A intensidade

deste dependeria da presso de contacto entre as superfcies e da sua velocidade relativa, o que

conduziria libertao de calor das peas, sua dilatao e, consequente, aumento da presso de

contacto e sua fuso ("gripagem").

Assim, para diminuir o atrito entre os diferentes elementos em movimento, o que diminui as

perdas mecnicas e contribui para preservar o rendimento do motor, fundamental a presena de um

sistema de lubrificao, que interponha entre as superfcies uma fina camada de leo que evite o

contacto de metal sobre metal. O termo lubrificar deriva do latim lubrificare que significa escorregar.

Para alm da lubrificao o leo contribui para:

- a estanquecidade entre as vrias peas, especialmente entre o cilindro e os segmentos;

- a refrigerao do motor;

- a limpeza, pela remoo de impurezas que resultam da aspirao do ar e das limalhas que se

desprendem das peas, especialmente na fase de rodagem;

- proteco contra a corroso;

- a diminuio do rudo, pois funciona como amortecedor entre as peas.

2- Principais tipos de movimentos onde necessrio a lubrificao

A presena de lubrificao necessria entre as peas que tm movimento, nomeadamente

nas que apresentam:

- movimento circular contnuo;

- movimento circular alternativo;

- movimento rectilneo alternativo

O movimento circular contnuo verifica-se nos apoios das rvores de cames e cambota, em que

a lubrificao facilmente efectuada; esta mais difcil no caso das chumaceiras que esto sujeitas a

presses bastante elevadas, pois, nos motores de ciclo Diesel as presses so de 700 e 900 kg,

conforme so motores atmosfricos ou sobrealimentados.

O movimento circular alternativo verifica-se no contacto do eixo do mbolo com o p da biela,

sendo a presso a que estas peas esto sujeitas semelhante das chumaceiras.

O movimento rectilneo alternativo d-se na deslocao das vlvulas e dos mbolos; neste caso

a presso relativamente baixa mas a superfcie de contacto e a velocidade relativa das peas

bastante grande.

53- Os sistemas de lubrificao dos motores a quatro tempos

A constituio do sistema de lubrificao depende da forma como esta se faz, sendo, nos

motores mais pequenos e nos mais antigos, assegurada pela projeco de leo efectuada por uma

espcie de colheres existentes no topo da cabea das bielas, ou por um rotor. As colheres, quando da

rotao da cambota, mergulham no leo do carter, projectando-o sobre os mbolos, cilindros, rvore de

cames, etc., sendo depois conduzido, por escorregamento, por umas caleiras, para as chumaceiras;

este tipo de lubrificao designado por lubrificao por chapinhagem e a efectuada pelos rotores

por lubrificao por asperso.

Figura 1- Lubrificao por chapinhagem e asperso de leo1- Colher 2- leo 3- leo 4- RotorFonte: CEMAGREF (1989)

Nos motores mais recentes a lubrificao dos diferentes orgos obtida conferindo ao leo uma

dada presso sendo conduzido por condutas para os diferentes locais; a presso necessria para

assegurar a circulao do leo atravs das condutas, para vencer as perdas de carga resultantes do seu

escoamento e para penetrar entre as peas que exercem uma dada presso entre si; este tipo de

lubrificao designado por lubrificao sob presso ou lubrificao forada.

A lubrificao e a refrigerao das paredes dos cilindros so obtidas por projeco do leo dos

moentes da cambota ou por projeco de leo atravs de injectores.

6A BFigura 2- Lubrificao e refrigerao das paredes dos cilindros por projeco do leo dos moentes dacambota (A) e por um injector alimentado pela canalizao que atravessa a cambota (B).A: 1- mbolo 2- Camisa 3- Biela 4- CambotaB: 1- mbolo 2- Eixo do mbolo 3- Biela 4- Injector de leo 5- CambotaFonte: CNEEMA (1978)

O leo armazenado num carter colocado na parte inferior do motor, de onde uma bomba de

leo o aspira e envia, atravs de vrias condutas, para os pontos de lubrificao. Integrado no circuito de

lubrificao encontram-se tambm vlvulas de descarga, filtros, um manmetro e, eventualmente, um

permutador de calor.

Figura 3- Circuito de lubrificao de um motor com um filtro montado em srie (full-flow).1- Eixo dos balanceiros 2- Manmetro 3- Filtro 4- rvore de cames 5- Cambota 6- Vlvula de descarga 7-Bomba de leo 8- Carter de leoFonte: CNEEMA (1978)

73.1- O carter

O carter, fabricado em ao ou alumnio, o reservatrio onde se acumula o leo, sendo a sua

capacidade funo das caractersticas do motor; a sua capacidade no deve ser inferior a 0.1 l/cv, o

que, para um dbito mnimo de 0.5 l/cv, implica que o volume total de leo seja bombeado de 12 em 12

segundos (Deterre, 1984).

O carter, que deve ser um reservatrio estanque, por forma a evitar perdas de leo e a entrada

de impurezas, tem na sua parte inferior um bujo, para remoo do leo, e vrias palhetas na sua

periferia, para aumentar a superfcie de contacto com o ar exterior, o que facilita o seu arrefecimento por

radiao. Nos equipamentos que funcionam em declives acentuados o carter deve apresentar um

compartimento interior, onde se encontra a conduta de aspirao, que esteja sempre parcialmente

cheio, para que a alimentao nunca seja interrompida; h determinados motores em que o carter

seco estando o leo armazenado num reservatrio separado.

Considerando as variaes de volume de ar no interior do carter, resultantes, fundamentalmente,

da passagem de gases do interior dos cilindros, que provocam aumentos de presso que podem originar

fugas de leo ao nvel das chumaceiras, necessrio assegurar a sua ventilao. Para alm destes

riscos, a "respirao" do carter implica a entrada de gases carregados de vapor de gua e de impurezas

resultantes da combusto, que poluem o leo.

Assim, para se assegurar a remoo dos gases fundamental que o carter seja ventilado para

o que necessrio a presena de duas ligaes, uma para a entrada de ar fresco e outra para

evacuao dos gases. A entrada de ar , normalmente, feita atravs do bujo de enchimento do carter,

ou por uma abertura, na tampa das vlvulas, que deve ter um filtro para evitar a introduo de impurezas.

A sada do ar e vapores feita por uma conduta exterior ou por reaspirao ao nvel do colector de

admisso, que assegura tambm a circulao do ar.

3.2- A bomba de leo

A bomba de leo aspira o leo do carter atravs de uma conduta que tem na extremidade um

filtro de rede metlica que retm as impurezas de maior dimenso. O dbito da bomba, que funo da

potncia do motor, deve permitir, logo que o motor comea a funcionar, alimentar todos os pontos de

lubrificao, quaisquer que seja a viscosidade do leo e o regime do motor. As bombas de leo

utilizadas nos sistemas de lubrificao so volumtricas, ou seja, o volume de leo em cada rotao

mantem-se constante, dependendo o seu dbito da dimenso e regime da bomba; o dbito

independente das contra-presses ao nvel do circuito.

As bombas de leo so, geralmente, de carretos e atingem regimes bastante elevados pois no

tm vlvulas de admisso ou de sada. Neste tipo de bomba o dbito depende do regime de

funcionamento e as fugas da viscosidade do leo e da sua temperatura; as fugas devem ser mnimas

para se evitar a entrada de ar para o circuito. A presso conferida ao leo varia em funo da sua

viscosidade e da resistncia ao escoamento; nas chumaceiras a resistncia ao escoamento depende do

8binrio motor e do seu regime e nos moentes, onde se liga a cabea das bielas, estes actuam como

"bombas centrfugas" alterando a circulao do leo e, portanto, a resistncia ao escoamento.

A velocidade imprimida ao leo dada por estas bombas no deve ser muito alta para se evitarem

contra-presses no sistema, nem muito baixa para que a lubrificao se faa logo que o motor se pe

em funcionamento. Segundo Deterre (1984), a velocidade do leo de 4 m/s, sendo o binrio

necessrio para o seu accionamento, quando o motor est frio, de 10 vezes o binrio nominal do

motor. O perodo a seguir ao arranque a frio aquele em que o desgaste maior.

3.3- As condutas de leo

As condutas de leo, que podem ser exteriores ao motor ou feitas em determinadas peas

deste, devem ter um dimetro que permita o escoamento do leo com o mnimo de perdas de carga e

riscos de entupimento e uma alimentao rpida dos pontos a lubrificar. As condutas exteriores so

fabricadas em cobre ou ao, e fixas por forma a evitar trepidaes; as interiores so perfuradas no bloco

motor e na cambota.

3.4- As vlvulas de regulao

As vlvulas de regulao ou de descarga permitem regular o dbito e presso do circuito de

leo; a presso varia segundo o quadrado do regime, ou seja, quando este aumenta duas vezes a

presso aumenta quatro, o que faz com que a sua variao seja muito grande. Como necessrio uma

presso bastante alta a baixos regimes, quando estes so elevados a presso atinge valores que podem

provocar rupturas nas condutas, filtros ou perdas significativas de potncia.

Assim, para se evitarem os problemas referidos, quando a presso atinge valores de 3 - 5 bar,

as vlvulas deixam passar o leo para um circuito de retorno; o volume deste leo pode chegar a

representar cerca de 75% do dbito da bomba (Deterre, 1984). Estas vlvulas so geralmente

constitudas por uma esfera, que se mantm na sua sede pela presso de uma mola, mas que se abre

quando a presso do leo suficiente para a comprimir.

3.5- Os filtros

Os filtros de leo tm como funo reter as impurezas que podem ser:

- metais provenientes do desgaste do motor;

- slica resultante da fundio de peas (bloco motor) ou aspiradas do ar e no retidas pelos filtros

de ar;

- impurezas diversas que penetram pelo orifcio de enchimento do carter ou pela admisso do ar;

- resduos resultantes da combusto, de fugas do sistema de refrigerao por gua, ou dos

permutadores de calor, etc.

9A capacidade dos filtros deve ser suficientemente pequena para se encherem rapidamente

quando da sua substituio, mas sem originar perdas de carga importantes; a presena dos filtros

provoca perdas de carga variveis conforme a sua constituio, dbito de leo e sua viscosidade.

Considerando a forma como os filtros so montados no circuito tem-se:

- filtros em derivao;

- filtros em srie.

Quando os filtros esto colocados em derivao (paralelo), existem duas alternativas para o

trajecto do leo, uma que conduz o leo para os pontos de lubrificao e outra que o conduz para o

carter atravs do filtro. O volume de leo que passa no filtro representa cerca de 5 - 10% do leo do

circuito, o que implica que uma partcula possa circular entre 10 - 20 vezes sem ser filtrada. Atendendo

a este tipo de limitao as bombas utilizadas apresentam um dbito relativamente elevado.

Figura 4- Circuito de lubrificao com o filtro montado em paralelo.1- Chumaceira a lubrificar 2- Manmetro 3- Filtro 4- Vlvula de descarga 5- Bomba de leoa- leo filtrado b- leo no filtradoFonte: TMA 820 (1984)

Nos circuitos de lubrificao com os filtros em srie, tambm designados por circuitos de

lubrificao de dbito total, todo o leo proveniente da bomba filtrado antes de atingir os orgos a

lubrificar, pelo que a superfcie filtrante bastante elevada. Nestes circuitos, e no caso de obstruo do

filtro, este cria uma perda de carga que provoca a abertura da vlvula de descarga, sendo o leo

conduzido para o carter sem ser filtrado. Para evitar esta situao utiliza-se uma vlvula de derivao

("by-pass"), regulada para uma presso inferior vlvula de descarga, que permite conduzir o leo para

os diferentes pontos sem passar pelo filtro; esta situao pode-se verificar, tambm, quando o leo est

frio, em que as perdas de carga ao nvel do filtro so grandes. A passagem do leo atravs da vlvula de

derivao, como resultado da obstruo do elemento filtrante, implica um desgaste do motor superior,

em cerca de 30 vezes, ao desgaste verificado em condies normais de funcionamento (Deterre, 1984).

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Figura 5- Circuito de lubrificao com o filtro montado em srie.1- Chumaceira a lubrificar 2- Vlvula de derivao 3- Filtro 4- Vlvula de descarga 5- Bomba de leo a-leo filtrado b- leo no filtradoFonte: TMA 820 (1984)

A escolha entre a montagem dos filtros em paralelo ou srie, ou seja, entre uma filtrao parcial

ou total, nem sempre fcil, pelo que a tendncia para se utilizarem as duas solues. A porosidade

dos filtros montados em srie , para se diminurem as perdas de carga, de 40 m, pelo que as

partculas de 10 m, que j provocam um desgaste importante, no so retidas; esta soluo deve ser

complementada com um filtro em paralelo, que tem uma malha suficientemente apertada para reter as

impurezas com aquela dimenso.

Ensaios efectuados por uma marca conhecida de filtros para testar as diferentes solues de

montagem, deram os resultados apresentados na figura 6.

Figura 6- Comparao entre os desgastes (%) observados em diferentes partes do motor comdiferentes tipos de montagem de filtros.1- Camisas 2- Casquilhos da cambota 3- Casquilhos da biela 4- mbolosA- Sem filtros B- Filtros montados em paralelo C- Filtros montados em srieFonte: TMA N 822 (1984)

Atendendo s caractersticas dos filtros estes so identificados em funo de vrios aspectos,

nomeadamente:

- dimenso e natureza das partculas a reter;

- caractersticas do leo, especialmente a viscosidade a quente e frio;

- nvel de filtrao a obter, que funo da tecnologia do motor, do tipo de admisso, das perdas

de carga admissveis na passagem do filtro, o tipo de circuito adoptado (srie ou paralelo), etc.;

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- condies de utilizao;

- periocidade das manutenes;

- potncia do motor;

- dbito da bomba;

- etc.

Assim, e considerando os aspectos enunciados, os filtros podem ser divididos em:

- filtros de papel;

- filtros centrfugos;

- filtros magnticos.

3.5.1- Filtros de papel

Os filtros de papel so caracterizados por o elemento filtrante (cartucho) ser constitudo por

papel impregnado de resina, em que a superfcie de filtrao proporcional ao seu dbito, e por uma

armadura metlica perfurada envolvente. O elemento filtrante pode ser substituvel (filtro com elemento

filtrante substituvel) ou formar um conjunto com o corpo do filtro (filtro de leo monobloco), que se

enrosca directamente no bloco motor. No primeiro caso apenas o elemento substituvel e no segundo

todo o conjunto.

Figura 7- Representao de um corte de um filtro com elementofiltrante substituvel (A) e de um filtro de leo monoblocoA:1- Vlvula de derivao 2- Entrada de leo 3- Sada de leo 4-Corpo do filtro 5- Juntas 6- Papel filtrante 7- Armadurasmetlicas 8- Campanuda 9- Elemento filtrante 10- Mola 11-Parafuso de fixao B: 1- Bloco motor 2- Elemento filtrante

monobloco 3- Vlvula de derivao 4- Sada do leo para as diferentes partes do motor 5- Papel filtrante6- Rosca 7- Junta do filtro 8- Chegada de leoFonte: CNEEMA (1978)

No seu trajecto o leo entra pela periferia e sai pelo centro do cartucho, ou seja, circula do

exterior para o interior do filtro. entrada deste existe uma vlvula anti-retorno que evita que o leo

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regresse bomba quando o cartucho est colocado a um nvel elevado e com o orifcio de entrada de

leo para baixo. Os cartuchos filtrantes so submetidos a vrios tipos de testes tendo em considerao

os seguintes aspectos:

- presso a que pode ser sujeito o elemento filtrante e a carcaa (campnula);

- variaes bruscas (pulsaes) de presso;

- vibraes, especialmente nas zonas de ligao do cartucho carcaa;

- da estanquecidade da vlvula anti-retorno;

- a filtragem dos aditivos do leo;

- a progressividade da abertura da vlvula de segurana do filtro;

- a resistncia do papel temperatura, fogo e humidade.

3.5.2- Filtros centrfugos

Os filtros centrfugos utilizam a velocidade de circulao do leo e a forma da trajectria do

fludo para, a partir da massa das impurezas, fazer a sua separao do leo. Estes filtros so de dois

tipos, os giratrios e os fixos.

Figura 8- Representao de um conjunto de dois filtros centrfugos, umdo tipo giratrio e outro do tipo fixo.A- Filtro centrfugo giratrio B- Filtro centrfugo fixo1- Cuba rotativa 2- Pulverizador 3- Sada de leo do filtro giratrio 4-Sada de leo do filtro fixo para o circuito 5- Entrada de leo 6-Separao das partculas em suspenso no leoFonte: TMA N 822 (1984)

Os filtros giratrios tm uma cuba, cheia de leo, que gira

como reaco ao dbito de leo que sai a grande velocidade de dois

pulverizadores diametralmente opostos; o regime da cuba depende do

dimetro dos orifcios dos pulverizadores e da sua distncia assim

como da viscosidade e temperatura do leo. Como resultado do

movimento da cuba as impurezas do leo so centrifugadas, ficando

"coladas" sua parede, saindo o leo filtrado pelos pulverizadores.

Os filtros centrfugos fixos, do tipo ciclone, tm um corpo em

forma de cone invertido ao qual chega o leo, segundo uma trajectria

tangencial, saindo filtrado pela parte superior central; o movimento de

rotao a que o leo sujeito obriga deposio das impurezas no

fundo do corpo.

Como se pode observar na figura 8, as duas solues anteriores podem ser utilizadas ao

mesmo tempo, pois o leo filtrado proveniente do filtro fixo vai para o circuito de lubrificao e o que

contem impurezas conduzido para o giratrio para ser filtrado.

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3.5.3- Filtros magnticos.

Os filtros magnticos apresentam vrios discos magnetizadas que atraem as partculas

metlicas em suspenso no leo.

3.6- O permutador de calor

Os permutadores de calor so, normalmente, utilizados nos motores de grande potncia, ou

nos motores em que a refrigerao do leo insuficiente, e tm como funo dissipar o calor absorvido

pelo leo durante o seu trajecto no circuito de lubrificao; os permutadores so fundamentais nos

motores sobrealimentados devido existncia de partes do motor com temperaturas muito elevadas.

Nos motores mais rotativos dos tractores (2200 - 2500 rpm) o leo motor atinge temperaturas de

100 oC, podendo mesmo, em condies desfavorveis, chegar aos 140 oC, o que favorece a sua

oxidao devido ao contacto com o ar e vapor de gua resultantes da combusto e acidificao com os

produtos cidos, resultantes da combusto imcompleta do gasleo e da formao de compostos

oxigenados de enxofre e azoto.

Relativamente sua colocao no motor pode ser interior ou exterior, sendo a sua constituio

baseada num conjunto de tubos colocados num carter, no interior do qual circula o lquido de

refrigerao que aquece em contacto com o leo, sendo depois o calor dissipado no radiador.

Considerando a posio relativamente ao circuito de lubrificao, os permutadores podem ser

montados em paralelo (derivao) ou em srie. No primeiro caso, o permutador alimentado atravs de

um termstato que evita que o leo o atravesse quando a sua temperatura seja baixa; o permutador s

atravessado pelo leo quando este atinge os 70 oC. Esta situao evita perdas de carga elevadas pois,

por exemplo, a perda de carga de 0.1 bar originada num permutador quando o leo est a 80 oC, sobe

para os 8 bar quando a temperatura baixa para 0 oC.

Quando o permutador est montado em srie atravessado pelo leo, mesmo quando este est

frio; neste caso, o lquido de refrigerao que aquece mais rapidamente que o leo faz com que este

atinja mais depressa a temperatura de funcionamento. Neste tipo de montagem, e na situao em que a

gua aquece o leo, o filtro de leo deve estar colocado depois do permutador, para que a temperatura

daquele seja a mais alta possvel, diminuindo-se assim as perdas de carga; na situao contrria, ou

seja, quando a gua refrigera o leo, o filtro deve estar antes do permutador.

Nos motores refrigerados a ar a presena dos permutadores mais importante que nos motores

refrigerados a gua, sendo naqueles casos a perda de calor verificada num radiador ar-leo.

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Figura 9- Circuito de lubrificao com permutador de calor de um motor refrigerado por ar.1- Corrente de ar proveniente da turbina 2- Sada de leo 3- Bomba de leo 4- Radiador do leo 5-Vlvula de descarga 6- Filtro de leo 7- Filtro de rede metlica 8- Carter do leoFonte: CNEEMA (1978)

3.7- Os orgos de controlo e de segurana

Os orgos de controlo e de segurana permitem ao operador conhecer o estado de

funcionamento do sistema de lubrificao e indicar o aparecimento de qualquer anomalia.

O primeiro elemento de controlo a vareta do leo onde se encontra gravado o "mn" e o "mx"

ou seja, o nvel mnimo e mximo que o leo deve ter no carter.

Outro elemento o indicador de presso que pode ser um manmetro ou um avisador luminoso.

O manmetro, que pode ser mecnico ou elctrico, indica o valor da presso do leo na conduta

principal do bloco; os manmetros mecnicos (clssicos) tm uma pea deformvel em funo da

presso do leo, que est ligada a uma agulha de leitura; o sistema elctrico constitudo por um

captor que transforma a presso do leo num sinal elctrico, que transmitido a um receptor, colocado

no painel de controlo, que converte esse sinal numa indicao visual.

O avisador luminoso compreende um captor calibrado com um dado valor, semelhante a um

interruptor, que accionado pela presso do leo; se a presso desce para alm de um valor mnimo, o

interruptor fecha-se deixando passar corrente elctrica que acende uma lmpada colocada no painel de

instrumentos.

4- Os sistemas de lubrificao dos motores a dois tempos a gasolina

A lubrificao dos motores a dois tempos pode ser feita misturando leo ao combustvel ou

utilizando um circuito de leo separado.

4.1- Lubrificao com mistura prvia de leo

Este tipo de lubrificao implica que haja uma mistura prvia de leo com o combustvel, 2 a 5

% de leo, e que este esteja perfeitamentee misturado com aquele e que conserve as suas

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caractersticas; considerando que o leo aumenta o teor de resduos carbonosos h tendncia para

utilizar concentraes baixas ( 2 - 3 %), devendo, nestes casos, preparar muito bem a mistura, utlizar

leos prprios para esse feito e ter em ateno a refrigerao do motor.

Figura 10- Lubrificao de um motor a dois tempos em que o leo misturado com a gasolina1- Deposio do leo 2- Entrada de gasolina + leoFonte: CEMAGREF (1989)

4.2- Lubrificao com circuito de leo separado

Os motores em que a lubrificao efectuada com um circuito de leo separado utilizam

gasolina normal ou super sendo a mistura feita no colector de admisso.

Figura 11- Lubrificao de um motor com circuito de leo separado1- Comando do combustvel e leo 2- Comando do dbito de leo 3- Difusor do leo 4- Reservatrio doleo 5- Ar 6- Gasolina 7- Bomba de leo 8- DoseadorFonte: CEMAGREF (1989)

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5- Os lubrificantes

Se por um lado o mundo em que vivemos no podia subsistir sem a existncia dos fenmenos

de atrito, de tal forma a estabilidade dos materiais, ou a possibilidade de movimentos controlados, dele

dependem, por outro lado no se pode conceber o funcionamento de nenhuma mquina, desde o mais

minsculo mecanismo ao maior tractor de centenas de cavalos de potncia, sem se admitir a existncia

de meios para reduzir o atrito, isto , de lubrificao.

Os lubrificantes so, portanto, elementos vitais e indispensveis ao funcionamento das

mquinas, sendo a lubrificao um problema universal no campo da tcnica e, mais do que isso, um

problema permanente.

Alm da funo primria de reduzir as foras de atrito ou resistncias parasitas o lubrificante

pode desempenhar simultaneamente outras funes igualmente importantes, tais como:

- combater o desgaste e a corroso dos orgos das mquinas;

- participar no equilbrio trmico do sistema;

- contribuir para a obteno da estanquecidade de gases ou lquidos;

- transporte das impurezas e detritos resultantes do trabalho da mquina por meio da sua

circulao e reteno nos sistemas de filtragem.

Do conjunto destas funes resulta como efeito da tcnica de lubrificao:

- economia da fora motriz;

- maior perfeio na qualidade dos produtos acabados (manufacturas) ou de servios prestados

(transportes);

- reduo dos perodos de imobilizao no produtiva (menor durao e frequncia de perodos

de paragem para manuteno das mquinas);

- reduo das verbas de amortizao (maior durao das mquinas).

Desde que os sistemas de lubrificao sejam convenientemente estudados e os lubrificantes

criteriosamente escolhidos, pode-se tudo resumir num nico resultado:

- menores preos e maior produtividade da mquina.

Alm da lubrificao propriamente dita, os leos minerais da famlia dos lubrificantes, so

utilizados para outros fins, tais como:

- fludos hidrulicos em sistemas de transporte de energia (transmisses ou telecomandos);

- tratamentos trmicos de metais;

- dielctricos e refrigeradores em aparelhagem elctrica (transformadores, disparadores

automticos, etc.);

17

- meios de suspenso de poeira e impurezas (filtros de ar) ou como absorventes.

5.1 - Atrito e lubrificao

Pode-se definir atrito como a resistncia que se ope ao movimento relativo de duas superfcies,

real ou virtualmente em contacto.

Quando duas superfcies comprimidas uma contra a outra so animadas de um movimento

relativo de translao desenvolve-se, em cada uma delas, foras tangenciais ou de atrito que se opem

ao movimento e que, de um modo geral, se procuram reduzir ao mnimo. Estas resistncias que se

opem ao movimento provocam o desgaste das superfcies e absorvem uma quantidade substancial de

energia, quase integralmente transformada em calor e irremediavelmente perdida.

Quando entre as superfcies em movimento relativo no h interposio de lubrificante diz-se

que o atrito seco ou directo, obedecendo ento o fenmeno s leis de Coulombs.

Quando, pelo contrrio, se interpe um lubrificante entre as superfcies em movimento relativo,

diz-se que o atrito indirecto. O lubrificante em parte adsorvido pelas superfcies em contacto dando

origem formao de uma pelcula de grande tenacidade.

Se a folga existente entre as duas superfcies extremamente pequena, a pelcula formada

pode-se considerar como constituda unicamente por molculas adsorvidas e diz-se que o atrito

indirecto untuoso ou imperfeito. Se a folga permite a existncia ou formao de uma camada

lubrificante com espessuras mnimas, da ordem de grandeza dos dcimos ou centsimos de milmetro,

tem lugar um atrito viscoso, perfeito ou hidrodinmico; este escorregamento, que no se distingue de

outras formas de escorregamento lquido em regime laminar, obedece s leis da hidrodinmica.

5.1.1 - Atrito indirecto perfeito (viscoso)

A teoria hidrodinmica de lubrificao, isto , quando a lubrificao envolve a separao

completa de superfcies em movimento relativo por interposio de uma camada de lubrificante, pode ser

facilmente compreendida considerando o mecanismo da formao da camada no caso de um moente e

respectiva chumaceira, ou seja, o caso de duas superfcies cilndricas.

A figura 12 mostra esquematicamente um moente (M) em repouso sobre uma chumaceira (C),

sendo (F) a folga entre estes dois orgos. A folga necessria para permitir a formao da cunha de

leo que vai servir de apoio ao moente; a sua representao est muito exagerada na figura 12 para

maior clareza. Na representao feita supe-se a carga vertical tal como indicado pela seta pois, em

repouso, todo o lubrificante foi expulso da zona de assentamento.

Quando se inicia a rotao, com o espao de folga repleto de leo, o moente tem, numa

primeira fase, tendncia a rolar sobre a superfcie da chumaceira e assumir a posio indicada na figura

13, devido a tratar-se de atrito seco e ser menor no caso de rolamento do que no de escorregamento.

18

Figura 12 Figura 13Fonte: Shell (1956)

A excentricidade que ento se verifica tende a obrigar o moente a voltar posio primitiva,

embora a folga na zona de assentamento esteja agora preenchida com leo.

Com o movimento de rotao o leo comea a ser arrastado pelo moente e a ser comprimido na

zona de carga da figura 13 at que se cria uma presso hidrulica suficiente para provocar a separao

dos orgos que assumem a posio indicada na figura 14. Como, no entanto, do lado esquerdo existe

uma zona de compresso e do lado direito uma zona de depresso a posio de equilbrio final ser a

indicada na figura 15.

Figura 14 Figura 15C- Chumaceira F- Folga M-MoenteFonte: Shell (1956)

Em regime de funcionamento o diagrama de presses apresentar a forma indicada na figura

16, sendo de notar a existncia de uma pequena zona de depresso que vai condicionar a alimentao

do leo.

19

Nestas condies poder-se- afirmar que a resistncia ao movimento, ou o atrito, depende

apenas de trs factores:

- viscosidade do leo;

- velocidade de rotao;

- carga aplicada.

A viscosidade do lubrificante, apresenta-se, assim, como a caracterstica fsica mais importante

do lubrificante quando se torna necessrio fazer a sua escolha.

Figura 16- Diagrama de presses num moenteFonte: Shell (1956)

5.1.2- Atrito indirecto imperfeito (untuoso)

No so ainda bem conhecidos os

fenmenos que ocorrem neste regime de

lubrificao. A untuosidade no uma

propriedade mensurvel podendo-se descrever

como sendo a propriedade que condiciona a

lubrificao quando a camada de lubrificante se

reduz a valores mnimos; pode ser apreciada

pela sensao de escorregamento que se

experimenta quando se comprime uma gota de

leo entre os dedos.

Admite-se uma adsorpo de

molculas polares por parte das superfcies dando origem formao de uma pelcula de espessura uni-

molecular fortemente aderente. Numa imagem grosseira poderamos dizer que, em virtude da orientao

assumida pelas molculas devido s suas propriedades polares, a pelcula assume o aspecto de uma

escova cujos plos seriam as molculas de cadeia longa ligadas superfcie metlica por uma das

extremidades.

Nestas condies o escorregamento deixa de se dar entre as superfcies metlicas passando a

estar em contacto as pelculas de molculas orientadas ou as camadas moleculares intermdias,

tambm orientadas em maior ou menor grau.

de notar que dadas a grande irregularidade de uma superfcie, medida escala molecular, por

mais cuidado que seja o seu acabamento, quando se fala em lubrificao sem camada fluda de

lubrificante tal se entende para a concordncia das salincias das superfcies. Precisamente nos pontos

em que existe essa concordncia que se passam em toda a sua pureza os fenmenos de

untuosidade, porquanto a espessura da camada de lubrificante, que a pode apresentar o mnimo da

20

dimenso de duas molculas, varia at valores muito maiores, impedindo, no entanto, a formao de

uma veia contnua que possa assegurar uma lubrificao hidrodinmica.

A untuosidade depende da natureza do par lubrificante - metal como consequncia da afinidade

dos centros polares dos primeiros em relao aos segundos. No que diz respeito ao lubrificante, a sua

untuosidade ser tanto mais acentuada quanto maior for o nmero de molculas polares, pelo que

possvel melhorar as condies de um dado leo mineral misturando-o com outras substncias como,

por exemplo, certos leos vegetais ou animais que podem ser quase integralmente constitudos por

molculas com propriedades polares.

5.2 - Propriedades genricas dos lubrificantes

Os leos lubrificantes tm sido preparados com ramas petrolferas das mais variadas

provenincias do globo terrestre. Como seria de esperar, as caractersticas fsicas, e o grau de

rendimento operacional e quantitativo dos lubrificantes fabricados a partir de tais ramas, apresentam

diferenas considerveis.

Estes leos so obtidos com base na parte mais viscosa das ramas, depois de separada, por

destilao, o gasleo e outros produtos mais leves. Podem tambm ser produzidos por sntese, partindo

dos hidrocarbonetos mais leves provenientes das ramas e incluindo ainda elementos orgnicos no

derivados dos produtos petrolferos. Os leos sintticos tm boas qualidades de atrito, boa resistncia

ao calor e presso, tendo, no entanto, um preo elevado. Quando considerados pelo volume, uma

esmagadora maioria dos leos lubrificantes produzidos em todo o mundo provm directamente de

ramas, sob a forma de seus destilados, ou produtos residuais.

Muito embora as ramas petrolferas das vrias partes do mundo difiram imenso, tanto nas suas

propriedades como na aparncia, so relativamente poucas as diferenas detectadas por anlise

elementar. De facto, as amostras de petrleo bruto provenientes das mais variadas origens provam

conter carbono, em propores que variam de 83 a 87% e hidrognio de 14 a 11%. As anlises

elementares de ramas petrolferas revelam muito pouco da enorme variedade de propriedades fsicas e

qumicas que possuem, ou da natureza dos leos lubrificantes que se podem preparar com elas. Os

leos minerais pertencentes srie parafnica tm boa resistncia ao atrito mas fracas prestaes a

baixas temperaturas, os da srie naftnica tm menor resistncia ao atrito e os aromticos so mais

fludos pois so obtidos de produtos mais refinados.

As propriedades dos lubrificantes podem ser classificadas em quatro grupos:

- fsicas;

- fsico-qumicas;

- qumicas;

- mecnicas.

21

Tem-se sempre procurado traduzir em valores as caractersticas de qualidade de um

lubrificante, ou, pelo menos, arranjar mtodos de ensaio normalizados que permitam determinar se um

dado lubrificante satisfaz, ou no, dados requisitos, verificao essa que feita pela anlise de

resultados directos ou indirectos.

Em muitos casos um conjunto de propriedades so suficientes para identificar um leo, embora,

cada vez mais, nos afastemos da possibilidade de assegurar, pela simples anlise fsica e qumica de

um leo, que ele garanta idnticos resultados quando da sua utilizao.

Por outro lado, em grande nmero de casos conhecem-se os conjuntos de caractersticas

necessrias e suficientes que um lubrificante deve possuir para satisfazer os requisitos do regime de

trabalho.

Com a recente evoluo verificada no trabalho e produo de leos lubrificantes para fins

especiais, sobretudo no que respeita lubrificao de mquinas, cuja concepo obriga a rduos

regimes de funcionamento, torna-se necessria a verificao experimental do comportamento dos leos

em condies de trabalho padro, ou mesmo da verificao dos resultados obtidos em casos

especficos. Subsiste, no entanto, o interesse de determinar e conhecer algumas das propriedades

fundamentais para identificao dos leos. A par disso o conhecimento de outras propriedades permite

e facilita a compreenso da funo desempenhada pelo leo.

Entre as propriedades mais importantes dos leos tem-se:

- grau de viscosidade;

- ndice de viscosidade;

- ponto de inflamao;

- ponto de congelao;

- resduos carbonosos;

- estabilidade oxidao.

5.2.1- Grau e ndice de viscosidade

Pode-se definir grau de viscosidade de um leo a uma dada temperatura, como a resistncia

oposta pelo leo a qualquer escorregamento interno das suas molculas. A viscosidade varia com a

temperatura, presso e natureza do lquido, sendo uma caracterstica que depende das condies de

trabalho, e que definida por duas grandezas fsicas, ou seja, pela sua viscosidade dinmica e

viscosidade cinemtica.

22

Figura 17- Representao esquemtica de um viscosmetro1- Trao superior 2- Bolbo 3- Trao inferior 4- Tubo capilarFonte: CNEEMA (1978)

A viscosidade dinmica medida com um viscosmetro rotativo que

determina o binrio resistente criado pelo leo introduzido entre um estator e um

rotor que tem uma velocidade de rotao constante; a unidade de medio

mPa.s. A viscosidade cinemtica mede-se a partir do tempo de escoamento de um

dado volume de leo, mantido a uma determinada temperatura, atravs de um

orifcio de dimetro conhecido; a unidade de medio o mm2/s.

A viscosidade poder ainda ser expressa em centipoise (cP) - viscosidade

dinmica - que se relaciona com a viscosidade cinemtica pela massa volmica do

leo temperatura de medio; a viscosidade cinemtica pode ser expressa em

centistokes (cSt).

Outras unidades tais como, Segundos Saybolt, Segundos Redwood,

Graus Engler, etc. foram em tempo utilizadas e representavam o tempo de

escorrimento dos leos medidos em aparelhos (viscosmetros) do mesmo nome.

A escolha dum leo para determinada operao, tem sempre como ponto de partida a sua

viscosidade, que tem que ser suficientemente elevada para assegurar uma pelcula lubrificante e

bastante baixa para que as perdas por atrito prprio no sejam excessivas. Dado que a viscosidade do

lubrificante se altera com variaes trmicas, torna-se necessrio tomar em conta a temperatura que o

leo atingir quando a mquina se encontra em funcionamento.

Figura 18- Variao da viscosidade com a temperaturaFonte: CNEEMA (1978)

23

O ndice de viscosidade (V.I.) de um leo um valor emprico que estabelece uma relao entre

a variao que a sua viscosidade sofre com a temperatura, e as variaes idnticas de dois leos de

referncia, um relativamente sensvel (V.I.=0) e outro relativamente insensvel (V.I.=100), tomando-se

como base as viscosidades medidas s temperaturas de 100 e 210 oF (37,8 e 98,9 oC). O leo com

baixo ndice de viscosidade proveniente do Golfo do Mxico e o de alto ndice da Pensilvnia (centro

dos EUA). possvel, no entanto, produzir leos mais sensveis temperatura do que os que se

encontram abrangidos pela referncia V.I.=0, e outros menos sensveis do que os que figuram com a

referncia V.I.=100, devido, sobretudo, introduo de novos aditivos, obtendo-se assim valores de

ndice de viscosidade abaixo de zero ou acima de 100, respectivamente.

Figura 19- Clculo do ndice de viscosidadeFonte: Shell (1956)

Em resumo, a viscosidade de todos os leos diminui com o aumento de temperatura, mas nos

leos com alto ndice de viscosidade aquela no varia tanto como nos que tm um baixo V.I., para

idnticas amplitudes de variao.

5.2.2- Ponto de inflamao

O ponto de imflamao d indicao de qual a temperatura mnima em que h risco de

inflamao do lubrificante. Pode dar indicao da natureza do leo base ou, conhecida esta, mostrar a

existncia de contaminao pois depende unicamente de existncia de compostos mais volteis que

possam ser libertados quando atingida determinada temperatura. Esta caracterstica poder limitar as

temperaturas mximas de utilizao do leo embora, em muitos casos, como por exemplo nos

motores, a temperatura a que est sujeito o lubrificante seja, em alguns pontos, muito superior.

24

5.2.3- Ponto de congelao

Com o abaixamento da temperatura a viscosidade de um leo aumenta at atingir por fim um

estado de rigidez prximo do estado slido.

Figura 20- Determinao do ponto de congelaoFonte: CNEEMA (1978)

Este ponto no tem um valor absoluto porquanto o ensaio feito com o leo em repouso

podendo os resultados serem diferentes em estado de agitao. Tem interesse, sobretudo, para

sistemas que trabalhem a baixas temperaturas, como, por exemplo, o caso dos comandos hidrulicos

dos avies, as instalaes frigorficas ou, de um modo geral, em regies de baixa temperatura.

Note-se que, por exemplo, no caso dos motores, limitao imposta pelo ponto de

congelamento, sobrepe-se as propriedades de viscosidade, pois, para garantir a lubrificao, a

viscosidade no pode ser inferior a valores mnimos, que correspondem a temperaturas muito acima do

ponto de congelao.

5.3 - Aditivos

O progresso conseguido na concepo das mquinas tem obrigado, e resultado, da evoluo

da tcnica de lubrificao. A produo de lubrificantes capazes de suportar condies cada vez mais

rduas de trabalho permitiu aos construtores considerveis melhorias dos rendimentos das mquinas, e

tambm na economia da produo.

A vastido deste campo no permite seno assinalar os tipos de aditivos e as funes a que se

destinam; os aditivos tm a propriedade de, a altas temperaturas, distenderem as molculas que, ao

interligarem-se, abrandam o escorrimento do lubrificante, mantendo relativamente elevada a viscosidade.

25

So correntes as designaes de "heavy-duty", "detergentes", etc., no sendo sempre das

mais correctas, as denominaes aplicadas. Outras nomenclaturas h tambm em que o sentido ou a

classificao foi deturpada.

Numa classificao sumria pode-se dizer que os aditivos se destinam a uma das seguintes

funes:

- de proteco;

- de limpeza;

- de alterao da sensibilidade do leo.

Aditivos de proteco:

- aditivos de untuosidade, melhoram a aderncia do filme de leo;

- aditivos de extrema - presso (EP), combinam-se com a superfcie do metal para formar uma

pelcula escorregadia que evita a gripagem das peas sujeitas a grandes presses e

temperaturas. As substncias mais utilizadas nestes aditivos so compostos de enxofre, cloro

ou fsforo-zinco, que atacam as irregularidades das superfcies formando compostos facilmente

destacveis, dando origem a um filme slido inorgnico muito tenaz;

- aditivos antidesgaste, reduzem o desgaste rpido das peas provocado fundamentalmente pelo

enxofre. Estes aditivos eleminam o degaste que resulta do rompimento do filme de lubrificante,

ficando as superfcies metlicas em contacto directo. Na sua constituio entram

principalmente compostos orgnicos base de fsforo, que ao reagirem com as superfcies

metlicas formam um estrato superficial de lubrificante slido;

- aditivos antiferrugem, evitam a oxidao das peas fabricadas com metais ferrosos;

- aditivos anticorroso, neutralizam os cidos corrosivos derivados do cido sulfrico resultante

do enxofre existente nos combustveis, formando uma pelcula protectora.

Aditivos de limpeza:

- aditivos detergentes e dispersantes, mantm o motor mais limpo pois retm em suspenso os

resduos resultantes da combusto, carbono e impurezas. Os aditivos detergentes soltam ou

impedem a formao de produtos de oxidao (gua, resinas, etc.) que tendem a depositar-se

nas superfcies metlicas, dada a sua insolubilidade nos lubrificantes, mantendo-as em

suspenso e os dispersantes mantm as partculas em suspenso afim de as conduzir para os

filtros antes que elas se depositem;

Aditivos de alterao de sensibilidade:

- aditivos de adesividade para melhorar a coeso das partculas do leo;

- aditivos para diminuir o ponto de congelao por forma a facilitar o arranque a frio do motor;

26

- aditivos para melhorar a viscosidade tornando o leo menos sensvel variao da temperatura;

- aditivos anti-emulsionantes, que favorecem a ruptura do filme de leo que envolve as bolhas de

ar;

- aditivos antioxidantes, que impedem a oxidao do leo a altas temperaturas sobre as partes

quentes do motor. A oxidao do leo provoca depsitos (resinas, vernizes, etc.) sobre os

mbolos originando produtos agressivos s chumaceiras e moentes;

- aditivos para melhorar o cheiro e a cor, por forma a identificar os leos ou evitar falsificaes.

O conhecimento das condies a que os lubrificantes esto sujeitos nos motores permite a

compreenso da aco destes aditivos, o que se procurar conseguir atravs das breves referncias que

adiante se fazem sobre lubrificao nos motores de exploso.

5.4 - Lubrificantes para motores de quatro tempos

Os leos motor so classificados em funo da sua viscosidade e das condies de servio,

capazes de retardar o desgaste do motor.

5.4.1- Classificao com base na viscosidade

Nos motores alternativos, a viscosidade do leo o factor mais importante no respeitante a

desgaste, estanquecidade, economia de lubrificante, formao de depsitos e um factor a considerar

quanto facilidade com que pode ser feito o arranque do motor.

O ndice de viscosidade de um leo lubrificante no tem grande significado quando se destina a

motores que no estejam sujeitos a frequentes arranques a baixas temperaturas. Em vez desse, o

maior problema dispor de uma viscosidade adequada s temperaturas normais de regime para

assegurar a formao de pelculas que evite contactos metlicos e, portanto, desgaste e assegurar um

consumo reduzido de leo; as normas de viscosidade determinam o grau de viscosidade e o ndice de

viscosidade. Uma viscosidade excessiva, a baixas temperaturas, contribui para um arranque difcil

provocando dispndio intil de combustvel e desgaste.

Assim, e em resumo, uma viscosidade elevada tem uma influncia favorvel sobre:

- a estanquecidade entre os mbolos e os cilindros e mantem um filme de leo com uma

espessura suficiente e contnua, resistente s altas presses que se fazem sentir no topo dos

mbolos;

- a reduo do consumo de leo, conservando uma certa liberdade de movimento aos

segmentos nas suas sedes;

27

e desfavorvel sobre:

- a rapidez de circulao e portanto da lubrificao imediata das peas e sobre a refrigerao

dos orgos mais afastados e mais quentes (eixo dos mbolos, guias das vlvulas, etc.);

- a energia absorvida para o pr em movimento, especialmente a baixas tempeeraturas.

O sistema oficial, geralmente aceite, para classificar leos para motores, apenas no que se

refere viscosidade, o recomendado pela Sociedade de Engenheiros de Automveis (Society of

Automotive Engineers - SAE); embora criado h anos para motores, hoje o seu emprego no se

restringe queles.

Segundo esta classificao os leos dividem-se em duas sries (classes), conforme a

temperatura a que determinada a viscosidade, em leos de Inverno, referenciados pela letra W, que

a inicial da palavra inglesa "Winter" e leos de Vero, tendo cada uma delas vrios graus, definidos por

gamas de viscosidade determinadas a uma dada temperatura.

Nos leos de Inverno determina-se a viscosidade dinmica a temperaturas compreendidas entre

-5 e - 30 oC, e nos de Vero determina-se a viscosidade cinemtica a 100 oC.

O objectivo essencial dos leos de Inverno garantir uma fluidez suficiente que facilite o

arranque dos motores a temperaturas muito baixas e a classificao dos leos de Vero o de definir

leos que apresentem uma viscosidade suficiente nas condies normais de utilizao.

Quadro 1- Especificaes SAE para os leos motor da srie de Inverno

Grau SAE

Viscosidade dinmica mxima

mPa.s a oC

Temperatura de

bombagemoC

Viscosidade

mnima a 100 oC

(mm2/s)

0 W

5 W

10 W

15 W

20 W

25 W

3250

3500

3500

3500

4500

6000

- 30

- 25

- 20

- 15

- 10

- 5

- 35

- 30

- 25

- 20

- 15

- 10

3.8

3.8

4.1

5.6

5.6

9.3Fonte: CEMAGREF (1991)

28

Quadro 2- Especificaes SAE para os leos motor da srie de Vero

Grau SAE Viscosidade cinemtica a 100 oC

mm2/s

20

30

40

50

60

5.6 - 9.3

9.3 - 12.5

12.5 - 16.3

16.3 - 21.9

21.9 - 26.1Fonte: CEMAGREF (1991)

Cada nmero S.A.E. corresponde a uma certa amplitude de viscosidade com limites expressos

em milipascal - segundo (mPa.s) ou milmetro quadrado por segundo (mm2/s) - viscosidade dinmica e

viscosidade cinemtica, respectivamente. A viscosidade medida nos leos de Inverno (viscosidade

dinmica) e de Vero (viscosidade cinemtica) implica que, por exemplo, um leo SAE 20 W no tenha

a mesma viscosidade que um leo SAE 20; 1 mPa.s = 1 cP e 1 mm2/s = 1 cSt

A viscosidade de um leo tanto mais alta quanto maior o nmero S.A.E., assim, um leo

S.A.E. 30 mais viscoso que um leo S.A.E. 20 e um leo S.A.E. 20W mais viscoso que um leo

S.A.E. 10W.

Deste sistema de classificao resulta que, por exemplo, no possvel um leo ter a

designao S.A.E. 20 e S.A.E. 40 simultaneamente, uma vez que os seus limites de viscosidade

referidos a 98,9 oC no se sobrepem. Um leo pode, no entanto, ser ao mesmo tempo S.A.E. 20W e

S.A.E. 40 (classificado na srie de Inverno e na srie de Vero) tomando ento a designao de leo

multigraduado; tem um grau de viscosidade a baixa temperatura e outro grau a quente.

Os leos multigrades constituem uma categoria particular dos leos motores uma vez que so

sempre designados por dois nmeros S.A.E. apresentando-se contrados num s: S.A.E. 10W/30, que

designa um leo de alto ndice de viscosidade ao ponto de se manter suficientemente fludo a - 20 oC -

S.A.E. 10W - e no muito viscoso a 100 oC - S.A.E. 30. Um leo SAE 50 a altas temperaturas mais

fludo que um SAE 5 W a baixas temperaturas, pelo que um leo multigraduado SAE 5 W / 50 ao

passar de -18 oC para 99, torna-se mais fludo apesar do seu grau passar de 5 (com W) para 50.

Os leos multigraduado tm por base um leo de Inverno ao qual se juntaram aditivos

espessantes (viscosidade) que actuam quando a temperatura sobe, o que permite obter ndices de

viscosidade que variam de 90 a 180. Um leo multigraduado satisfaz simultaneamente as exigncias de

utilizao a baixas e altas temperaturas, pelo menos sob o ponto de vista da viscosidade, o que permite

um fcil arranque a baixas temperaturas e manter um filme de leo entre as peas a altas temperaturas.

29

Figura 21- Comparao da variao da viscosidade a baixa e alta temperatura de trs leosmultigraduados. O leo SAE 10 W / 50 tem um ndice de viscosidade mais elevado. Nos eixos dos YYest representado o tempo de escoamento, em segundos.Fonte: CNEEMA (1978)

Quadro 3- ndice de viscosidade dos leos multigraduados

Classificao S.A.E. ndice de viscosidade mnimo (*)

5W 20

5W 30

5W 40

5W 50

10W 30

10W 40

10W 50

15W 30

15W 40

15W 50

20W 30

20W 40

20W 50

122

178

207

230

134

170

180

115

138

157

113

130Fonte: CEMAGREF (1991)

* O sistema criado em 1929 por Dean e Davis para determinao do ndice de viscosidade e referidoatrs (V.I. - Viscosity index) tornou-se inadequado para valores acima de 100. Um novo mtodo, paradeterminaes acima de V.I. 100, actualmente empregue e designado por Viscosity Index Extension(V.I.E.). H continuidade entre os dois sistemas de tal modo que V.I = 100 equivalente a V.I.E. = 100.

30

5.4.2 - Classificao com base nas condies de servio

A viscosidade de um leo e sua variao no suficiente para a sua definio completa, pelo

que fundamental considerar as condies de utilizao (servio), cujos critrios so variveis e de

difcil determinao.

Estas condies conduzem alterao progressiva dos leos, nomeadamente a sua poluio,

como resultado da acumulao de elementos slidos, como as partculas metlicas, de elementos

lquidos , como a gua de condensao, e das alteraes qumicas, por oxidao com a gua, oxignio

do ar, etc., e alteraes qumicas que resultam do contacto com as partes quentes dos motores.

As condies de servio so definidas em funo das performances dos motores, sua

tecnologia e condies de utilizao, pelo que devem possuir propriedades anti-desgaste, extrema

presso, dispersividade, anti-acidez, anticorroso, etc.

Foi durante a segunda guerra que se sentiu a necessidade de se complementar a classificao

SAE tendo, para o efeito, o exrcito americano estabelecido as normas Mil.L, que mais tarde o

American Petroleum Instistute (A.P.I) adaptou equipamentos civis.

5.4.2.1- Classificao A.P.I.

Para se estabelecerem referncias destinadas aos motores a gasolina, o A.P.I. adoptou, em

1949, um primeiro sistema de classificao com base na composio do leo (nvel de aditivao).

Mais tarde, em 1970, uma nova classificao foi proposta por forma a satisfazer todos os

factores de que depende o funcionamento correcto do motor, nomeadamente o seu desenho e

construo, o carburante ou combustvel utilizados e as condies de funcionamento e manuteno;

cada categoria definida para um dado tipo de servio e para as prestaes a obter durante os ensaios

com os motores.

31

Quadro 4- Classificao API dos leos para motores a gasolina e gasleo

leos para motores a gasolina leos para motores a gasleo

Designao Servio Designao * Servio

SA Servio suave CA Servio ligeiro

(motores atmosfricos)

SB Servio leve CB Servio moderado

(motores atmosfricos)

SC Carros de 1964 a

1967

CC Servio mdio

( motores atmosfricos )

SD Carros de 1968 a

1971

CD Servio severo

(motores sobrealimentados)

SE Carros a partir de

1971

CD II Servio severo

(motores a dois tempos)

SF Servio muito severo CE Servio muito severo

(motores sobrealimentados)

SG Servio muito severo,

leos + aditivados

CF.4 Substitui a categoria CE depois

de 1991Fonte: CEMAGREF (1991)* A letra C dos leos para motores a gasleo corresponde inicial da palavra Comercial.

Os leos das categorias mais elevadas podem trabalhar em condies menos severas.

Os leos para motores a gasleo tm um TBN ( Total Base Number), que representa a reserva

de alcalinidade, elevado, por forma a anular o teor de enxofre ( 0.5 %).

5.4.2.2- Classificao C.C.M.C.

A classificao C.C.M.C.( Comit dos Construtores do Mercado Comum), que foi elaborada

pelos principais construtores europeus, devido diferena entre as caractersticas tcnicas dos motores

americanos em relao aos europeus, considera os seguintes tipos de leos:

Quadro 5- Classificao CCMC dos leo para motores a gasolina

Designao Servio

G.1

G.2

G.3

Semelhante ao definido para A.P.I. SE

Semelhante ao definido para A.P.I. SF

Semelhante ao G.2 mas menos viscoso

Fonte: Bouhaged (1989)

32

Quadro 6- Classificao CCMC dos leo para motores a gasleo

Designao Servio

D.1

D.2

D.3

PD.1

Servio normal, motores atmosfricos; corresponde A.P.I. CC

Servio normal, motores sobrealimentados. Servio severo, motores

atmosfricos; corresponde A.P.I. CD

Servio muito severo, motores atmosfricos e sobrealimentados;

corresponde A.P.I. CE

Veculos ligeiros

Fonte: Bouhaged (1989)

Depois de 1989, foram definidos dois novos tipos de leos, D.4 e D.5 para motores Diesel

utilitrios, que substituram os D.2 e D.3, desaparecendo o tipo D.1, e PD.2 para veculos de turismo,

que substituiu o tipo PD.1; a grandeza do nmero do tipo de leo corresponde exigncia do servio.

Os leos com a letra P antes do D, destinam-se ao sector automobilstico, para motores aspirados ou

turbos.

A classificao europeia de leos bastante semelhante classificao A.P.I. distinguindo-se

basicamente pela maior exigncia relativamente ao desgaste dos cilindros, resistncia ao corte e perdas

por evaporao.

5.4.2.3- Classificao MIL-L do exrcito americano

As especificaes MIL-L so de longe aqueles mais utilizados para escolha e indicao dos

leos destinados aos motores Diesel. A designao comporta as quatro letras MIL-L (Military

Lubrificant) seguidas de um nmero de quatro ou cinco algarismos e de uma letra.

As caractersticas (qualidades) exigidas em cada uma das normas podem ser assim

resumidas:

- Mil.L.. 2104 A : propriedades detergentes. Esta especificao substitui, em 1954, a antiga

especificao Mil.L. 2104;

- Mil.L.. 2104 B : propriedades detergentes e propriedades dispersivas. Estes leos podem ser

utilizados em veculos que fazem grandes percursos, em tempo quente, ou pequenos trajectos,

em tempo frio;

- Mil.L.. 46152 B: reforo das propriedades de detergncia e sobretudo de disperso. Esta

especificao substitui a especificao Mil.L.. 46152, sendo os leos recomendados para

motores a gasolina ou gasleo ligeiramente sobrealimentados, utilizados em trajectos curtos;

- Mil.L. 45199 B: propriedades detergentes elevadas. Esta especificao substituiu a

Mil.L.. 45199, sendo os leos utilizados em motores diesel sobrealimentados de grande

potncia e em servio severo;

33

- Mil.L.. 2104 D: propriedades de detergncia e dispersivas elevadas. Esta especificao

substituiu a Mil.L.. 2104 C;

- Mil. L. 46152 C: tem caractersticas semelhantes categoria Mil.L.. 46152 B, mas os leos

so menos txicos. equivalente categoria A.P.I. SF/CC;

- Mil.L. 46152 D: esta categoria apareceu em 1988 e equivalente A.P.I. SG;

- Mil.L. 2104 E: tem propriedades elevadas de detergncia e dispersividade. Apareceu em 1988,

substituindo a categoria Mil.L.. 2104 D.

5.4.3- Equivalncia entre as classificaes Mil- L e API

Perante a diversidade de classificaes que so utilizadas em paralelo, convm conhecer as

suas equivalncias. O quadro seguinte apresenta essas correspondncias que no so contudo

absolutamente rigorosas, devero ser consideradas unicamente uma base de comparao.

Quadro 7- Equivalncia entre as classificaes dos leos para motores a gasolina

Classificao Mil.L. Classificao A.P.I.

Mil.L.2104 A

Mil.L.2104 A suplemento 1

Mil.L.2104 B (1964)

Mil.L.46152 A

Mil.L.46152 B

Mil.L.46199 B

Mil.L.2104 C (1970)

Mil.L.2104 D (1983)

Mil.L.46152 C (1987)

Mil.L.46152 D (1988)

Mil.L.2104 E (1988)

CA

CB

CC

SE/CC

SF/CC

CD

SC/CD

CD

SF/CC

SG

CE

Fonte: Bouhaged (1989)

34

A elaborao de leos para serem utilizados em motores a gasleo e gasolina tem vindo a

aumentar, pelo que se podem encontrar referncias numa embalagem de leo para motores a gasleo

do tipo:

- S.A.E. 15 W 40

- A.P.I. CD SE e SF

- Mil.L 2104 C e 46152 B

em que as espcificaes SE, SF e 46152 B se referem a leos para motores a gasolina.

5.5- leos para motores a gasolina a dois tempos

A opo na escolha dos leos para motores a dois tempos efectuada entre os leos motor a

quatro tempos SAE 30 ou 40, API, SE ou SF, leos especiais para diluio e leos especiais semi-

sintticos ou sintticos de base mineral.

Relativamente ao primeiro grupo, estes podem ser utilizados em motores sujeitos a fracas

cargas, sendo os aditivos que geralmente possuem inteis ou mesmo prejudiciais, originando depsitos

de carvo. Os leos para diluio so constitudos por leos de baixa viscosidade aos quais se mistura

um solvente.

Os leos especiais, classificados pela TSC em quatro classes TSC 1 a TCS 4, devem ter as

seguintes caractersticas:

- assegurar a lubrificao dos cilindros;

- queimarem-se totalmente, por forma a reduzir ao mnimo a formao de depsitos;

- evitarem o desgaste e corroso das peas em movimento.

Os leos para este tipo de motores podem ser classificados como leos para servio normal

e servio severo, sendo os primeiros indicados para motores de pequena cilindrada e os segundos para

grandes cilindradas e regimes rpidos, como, por exemplo, as motobombas estticas, motoserras, etc..

5.6 - Lubrificantes para transmisses mecnicas

Os lubrificantes para engrenagens devem ser quimicamente estveis de molde a evitar a

formao de produtos, resultantes da sua deteriorao, que os torna mais espessos e dm lugar a

possveis corroses nas superfcies finamente acabadas dos dentes dos carretos, dos rolamentos, etc..

Devem ter uma viscosidade conveniente e propriedades especiais de servio, capazes de retardar o

desgaste das engrenagens, chumaceiras, rolamentos, vlvulas, bombas, motores e mbolos hidrulicos.

O atrito entre dois dentes e a diferena de presso que eles exercem, que pode ser superior a 20 kg /

mm de largura do dente, pode provocar a ruptura do filme de leo, originando pontos de soldadura; as

reduzidas superfcies de contacto entre carretos provoca elevaes importantes de temperatura.

35

Estas qualidades servem de base dupla classificao geral adoptada para os lubrificantes de

transmisses.

5.6.1 - Classificao segundo a viscosidade

Para alm da sua funo geral na lubrificao, uma viscosidade elevada tem nas transmisses

uma influncia.

- Favorvel sobre:

- boa aderncia do leo ao metal independentemente das grandes velocidades de rotao e das

fortes presses, com a condio da sua untuosidade ser suficiente;

- estanquecidade dos dispositivos hidrulicos (distribuidores, mbolos, vlvulas, etc..)

- Desfavorvel sobre:

- a rapidez de contacto do leo com os diferentes orgos a lubrificar, seja este por chapinharem

ou projeco distncia.

- a rapidez de colocao em movimento dos sistemas hidrulicos.

- a energia absorvida pelo atrito e o aquecimento que da resulta.

semelhana dos leos para motores, a variao de viscosidade com a temperatura deve ser

limitada de molde a ser suficientemente fludo a frio para recobrir, desde os primeiros movimentos, todas

as superfcies em atrito e suficientemente viscoso, temperatura de funcionamento, para aderir ainda

convenientemente s superficies metlicas.

A maior parte dos leos para transmisses utilizados em agricultura so:

- leo para motores geralmente "multigraduados" com elevado ndice de viscosidade (prximo

de 140), sobretudo nos casos em que se usa o mesmo leo para as transmisses mecnicas e

hidrulicas. A classificao S.A.E. a mesma referida anteriormente. As suas qualidades detergentes e

de disperso so favorveis proteco contra a corroso uma vez que mantm em suspenso a gua e

as impurezas que so mais facilmente evacuadas.

- leos especiais para transmisses mecnicas obtidos a partir de leos base muito

elaborados e com um ndice de viscosidade compreendido entre 90 e 115.

A medio da viscosidade efectuada de forma semelhante utilizada para leos motor. A

determinao feita a -17,8 oC delimita 4 gamas de viscosidade e a 98,9 oC so delimitadas 3 grandes

gamas designadas respectivamente pelos seguintes nmeros: 70, 75, 80, 85 e 90, 140, 250 precedidos

pelas letras S.A.E..

Quanto maior o nmero maior a viscosidade o qual no tem qualquer relao directa, para

evitar confuses com os nmeros S.A.E. utilizados para leos motor.

36

Assim a viscosidade de um leo de transmisso S.A.E. 90 compreende as viscosidades motor

S.A.E. 50 e S.A.E. 40 em parte, de igual forma um leo S.A.E. 80 de transmisso corresponde a um

leo S.A.E. 30 motor.

Depois de 1972, a S.A.E. ampliou as exigncias da sua classificao impondo uma viscosidade

mxima (150000 cP) a temperaturas determinadas criando uma nova gama: -40 oC para a nova

designao S.A.E. 75W, -26 oC para a S.A.E. 80W e -12 oC para a S.A.E. 85W.

Quadro 8- Classificao dos leos para as transmisses segundo a sua viscosidade (1977)

Grau SAE Temperatura mxima

para uma viscosidade

dinmica de

150.000 mPa.s

Viscosidade a 100 oC

(mm2/s)

mnima mxima

70 W

75 W

80 W

85 W

90

140

250

- 55

- 40

- 26

-12

-

-

-

4.1

4.1

7.0

11.0

13.4

24.4

41.0

-

-

-

-

24

41

-

Fonte: Bouhaged (1989)

- leos especiais para transmisses hidrulicas ou mecnicas e hidrulicas

combinadas, os diferentes sistemas hidrulicos so concebidos com tolerncias de construo

extremamente pequenas. O fludo hidrulico utilizado deve satisfazer as seguintes particularidades:

- anti-desgaste, para garantir uma boa eficcia anti-desgaste e detergente, por forma a

proporcionar uma longa durao aos diferentes orgos da instalao hidrulica;

- anti-corroso, para evitar alteraes, mesmo em presena de gua, dos materiais metlicos;

- anti-espuma, para libertar as bolhas de ar que causam a oxidao do leo e o seu

sobreaquecimento;

- compatibilidade com as juntas para no as deteriorar;

- alto ndice de viscosidade para assegurar um funcionamento eficaz em quaalquer situao,

mesmo quando sujeito a altas presses, e evitar quebras de aspirao da bomba e reduzir o

atrito interno do leo;

- baixo ponto de escorrimento, para garantir uma fluidez suficiente, mesmo a baixas

temperaturas, por forma a facilitar o arranque do sistema e a utilizao das direces

hidrostticas.

37

Os leos a utilizar so de baixa viscosidade e ndice de viscosidade elevado devendo conter

aditivos antioxidantes, antiferrugens, antiespuma, antiemulso, etc., mantendo neutralidade total com

todas as ligas utilizadas.

5.6.2 - Classificao com base nas condies de servio

Nas transmisses os leos esto sujeitos a inmeras solicitaes fsicas (presso, atrito, etc.),

situaes de poluio por acumulao de impurezas, alteraes qumicas e trmicas pelo que devem

apresentar caractersticas que permitam, nessas condies, manter um filme de leo entre as vrias

superfcies em movimento, evitando-se assim a formao de microsoldaduras.

5.6.2.1- Classificao A.P.I. de servio

Para alm da classificao S.A.E. de viscosidade, a classificao mais utilizada a A.P.I. que

se baseia em noes do domnio da aplicao e condies de servio. Compreende as seguintes

categorias:

Quadro 9- Classificao API dos lubrificantes para transmisses mecnicas

Tipo Aplicao Tipo de servio

GL 1 Engrenagens helicoidais para trans-

misses manuais

Condies de servio pouco severas

GL 2 Engrenagens sem-fim, engrenagens

industriais

Condies de servio mais severas

GL 3 Engrenagens helicoidais Condies de carga e velocidade mo-

deramente severas

GL 4 Engrenagens hipoides Condies severas de servio, velo-

cidades elevadas ou binrios altos

GL 5 Engrenagens hipoides Condies severas de servio, velo-

cidade elevada e baixo binrio com

choques

GL 6 Engrenagens hipoides Redutores hipoides cujo deslocamento

ultrapassa os 50 mm ou 25% do

dimetro da coroa

Fonte: Bouhaged (1989)

S os leos GL 1 so do tipo mineral puro, todos os outros leos so do tipo "extrema presso"

(E.P.). Em determinados tipos de transmisso, exemplo, as rodas de coroa e parafuso sem-fim, as

38

presses de contacto so to elevadas que necessrio utilizar leos especiais que se designam por

leos compostos, que incluem leos vegetais.

5.6.2.2- Especificaes militares (MIL-L do exrcito americano)

Como para os leos motor, a qualidade dos leos para transmisses mecnicas, hidrulicas ou

mistas depende da eficcia em servio dos seus aditivos. Esta eficcia avaliada por meio de ensaios

efectuados em mquinas de laboratrio sob condies muito precisas de carga, durao e temperatura

e submetidas a verificaes minuciosas sobre o desgaste, corroso, gripagem e deformao.

Para as transmisses mecnicas, estas especificaes dizem respeito somente a leos E.P.,

(extrema presso) e distinguem dois tipos de servio com exigncias crescentes de eficcia dos

aditivos anticorroso e extrema-presso:

- Mil.L.-2105 (equivalente classe GL 4 A.P.I.). Convm maior parte das engrenagens

helicoidais, sensveis a cargas elevadas;

- Mil.L.-2105B (equivalente classe GL 5 A.P.I.). Esta especificao est reservada para

engrenagens muito sensveis a cargas elevadas tais como alguns pares cnicos e redutores

finais de tractores que trabalham com bruscas variaes de esforo;

- Mil.L.2105 C (equivalente aos leos SAE 75 W, 80 W, 90, 85 W e 140). So leos

semelhantes aos anteriores mas mais resistentes formao de emulses e depsitos, e mais

detergentes;

- Mil.L. 2105 D, so leos semelhantes aos anteriores mas menos txicos.

5.7 - Lubrificantes para transmisses hidrulicas

semelhana das transmisses mecnicas os leos utilizados nas transmisses hidrulicas

so de origem mineral aos quais se adicionam vrios aditivos nomeadamente os inibidores de oxidao,

anti-ferrugem, anti-congelantes, anti-desgaste e aditivos melhoradores do ndice de viscosidade.

5.7.1- Caractersticas dos leos hidrulicos

Entre as principais caractersticas destacam-se as seguintes:

- viscosidade;

- compressibilidade;

- solubilidade do ar;

- anti-espuma;

- resistncia oxidao

39

5.7.1.1- Viscosidade

A viscosidade , sem dvida, a caracterstica mais importante dos leos hidrulicos sendo a

sua escolha um compromisso entre a lubrificao dos componentes e o seu rendimento. A lubrificao

implica que a viscosidade seja suficientemente alta para que se forme uma pelcula lubrificante que evite

o desgaste das superfcies deslizantes, mas suficientemente baixa para evitar fenmenos de cavitao,

uma insuficiente capacidade de aspirao pela bomba e perdas de potncia devido sua maior

resistncia ao movimento. Este abaixamento de rendimento mecnico resultante da maior viscosidade

pode ser atenuado pelo maior rendimento volumtrico resultante da melhor vedao das fugas no

sistema.

5.7.1.2- Compressibilidade

Os leos apresentam, quando isentos de ar e gases disolvidos, baixa compressibilidade, pelo

que esta caracterstica no tem grande importncia na sua escolha.

5.7.1.3- Solubilidade do ar

A presena de ar no seio do leo aumenta a sua compressibilidade, causando geralmente um

trabalho ruidoso e vibraes. Estas bolhas sofrem uma aco dispersante no interior da bomba o que

origina a sua fragmentao aumentando o intervalo de tempo at atingirem o reservatrio.

5.7.1.4- Caractersticas anti-espuma

Esta propriedade dos leos hidrulicos evita a formao de espuma superfcie, o que poderia

acontecer caso o ar fosse libertado da soluo e no se dispersasse rapidamente. Os leos base

utilizados no fabrico dos leos hidrulicos apresentam esta caractersticas podendo, no entanto, ser

melhorada atravs de aditivos.

5.7.1.5- Resistncia oxidao

A resistncia oxidao uma das principais caractersticas dos leos pois, devido s

condies em que normalmente foncionam, tm tendncia para se alterarem quimicamente, o que

conduz ao aumento da viscosidade, formao de lamas e maior dificuldade de separao da gua.

Relativamente aos leos utilizados nas transmisses hidrulicas eles so diferentes conforme

as transmisses so hidrocinticas ou hidrostticas. As classificaes mais utilizadas para cada um

destes tipos so as apresentadas nos pontos seguintes.

40

5.7.2- leos para transmisses hidrocinticas

Para as transmisses hidrocinticas (transmisses automticas e power-shift), caixas de

velocidades automticas e semi-automticas e em direces assistidas o leo deve apresentar um alto

ndice de viscosidade, uma boa fluidez a baixa temperatura e boa estabilidade trmica.

A classificao destes leos ("leos hidrocinticos") deve-se a dois grandes constructores, a

General Motor e a Ford, que definiram as caractersticas fisico-qumicas necessrias assim como os

nveis exigidos; estas especificaes tm como principais objectivos a melhoria das qualidades dos

leos no que respeita viscosidade, resistncia oxidao e poder anti-corroso.

Para o primeiro destes constructores tem-se os seguintes tipos de leos:

- ATF tipo A sufixo A: so leos utilizados nos ligadores hidrulicos, conversores de

binrio, direces assistidas e transmisses automticas;

- HTF tipo C 2: correspondente aos leos anteriores mas apresentando maiores ndices de

resistncia oxidao e aquecimento e no alterarem a borracha;

- HFT tipo C 3: especificao em vigor depois de 1977 e corresponde s caractersticas dos

leos anteriores juntando-se ainda a neutralidade relativamente s juntas, propriedades anti-

ferrugem e proteo contra o desgaste;

- ATF Dexron II D: leo semelhante ao ATF tipo A sufixo A, mas mais severo;

- ATF Allison C4.

ATF- automatic transmission fluid.

Relativamente Ford as especificaes so Ford M2C 185 A para veculos a partir de 1988.

5.7.3- leos para transmisses hidrostticas

Considerando os leos para as transmisses hidrostticas ("leos hidrostticos") estes devem,

para alm de assegurarem a lubrificao de todas as peas mveis, permitir:

- transmitir a potncia hidrulica em diferentes situaes de presso e escoamento;

- melhorar a estanquecidade entre os vrios elementos mveis do circuito;

- ajudar o arrefecimento do motor;

- remover todas as impurezas ou partculas existentes no circuito;

- proteger os orgos da corroso.

Relativamente s caractersticas destes leos destacam-se as seguintes:

- apresentarem um elevado ndice de viscosidade;

- apresentarem uma elevada resistncia ao esmagamento;

- serem capazes de se separarem rapidamente do ar para que este no seja introduzido no

circuito, o que provocaria danos nas juntas e mesmo nos metais;

41

- terem propriedades anti-corrosivas, anti-emulso e anti-espuma;

- terem um ponto de anilina conveniente, por forma a no danificar os materiais que integram o

circuito, nomeadamente as juntas.

No que se refere sua classificao existe uma classificao baseada na viscosidade, definida

na norma ISO 3448, que prev oito graus de viscosidade, expressos em mm2/s, com uma variao de

10%, temperatura de 40 C, designados por 10, 15, 22, 32, 46, 68, 100 e 150.

Cada uma destas categorias apresenta sete classes de viscosidade, referenciadas pelos

nmeros 15, 22, 32, 46, 68, 100, 120 e 150, que se referem a uma dada gama de viscosidade

cinemtica, definida em mm2.s-1 e determinada a 40o C. Estes nmeros no tm uma ligao directa

com as viscosidades SAE.

Quadro 10- Classificao dos leos hidrostticos conforme a viscosidade.

Classe Viscosidade cinemtica a 40o C. (mm2.s-1)

Mnima Mxima

15 13.5 16.5

22 19.8 24.2

32 28.8 35.2

46 41.4 50.6

68 61.2 74.8

100 90.0 110.0

150 135.0 165.0

Fonte: Bouhaged (1989)

Relativamente classificao de servio, indicada na norma franesa, NFE 48-603, consta das

seguintes categorias:

- leos HH que so leos minerais simples que se podem oxidar, acidificar e produzir depsitos

que perturbam os circuitos;

- les HL que so les HH com caractersticas anti-oxidantes e anti-corrosivas melhoradas, o

que permite triplicar o tempo de utilizao;

- leos HR, que so do tipo HL, mas com um elevado ndice de viscosidade;

- leos HM que so leos HR mas com aditivos anti-desgaste para resistir s presses

elevadas;

- leos HV que so leos HM a que se juntaram aditivos de viscosidade que permitem uma

resistncia do filme de leo s altas temperaturas.

42

5.8- leos multifuncionais

Os leos multifuncionais (universais) permitem a sua utilizao nos motores, transmisses e

sistemas hidrulicos.

As principais caractersticas destes leos relacionam-se por um lado, com o grau de

viscosidade, ndice de viscosidade, propriedades anti-oxidao, anticorroso, etc., que so fceis de

obter, e por outro, com as propriedades de extrema presso (EP) e viscosidade, que so mais difceis

de conciliar.Estes leos so geralmente leos motor com um nvel de qualidade Mil.L. 2104 C ou D, aos

quais se juntam aditivos para satisfazer as exigncias EP das transmisses mais correntes.

Quando, para alm das trs aplicaes anteriores, os leos podem tambm ser utilizados nos

traves e embraiagens, designam-se por super-universais. Estes so leos multigraduados com um

elevado ndice de viscosidade, correspondente ao leo motor Mil. L. 2104 C e ao leo para transmisses

Mil. L. 2105 B, com propriedades detergentes, EP e fluidez hidrulica suficiente para garantir uma boa

lubrificao.

Nos leos utilizados nos traves e embraiagens o atrito dos elementos de frico controlado

pela untuosidade do leo, ou seja, pelo seu poder de aderncia, que permite manter um filme muito

delgado sobre uma superfcie rugosa. Esta caracterstica obtida pela juno de aditivos anti-

derrapagem que melhoram a tenso superficial, aumentando o atrito das superfcies em movimento

medida que o seu escorregamento diminui.

6 - Massas lubrificantes

Existem certas necessidades de lubrificao para as quais o emprego de leos no se torna

adequado e tem de se recorrer a outros tipos de lubrificantes no fludos, em que a consistncia pode

variar, conforme o fim em vista. As massa apresentam relativamente aos leos as seguintes

caractersticas:

- assegurarem a proteco dos mecanismos contra impurezas exteriores;

- aderem bem s superfcies metlicas sujeitas a atrito;

- resistem bem humidade e chuva;

- asseguram uma boa resistncia s temperaturas elevadas e altas presses.

Massa lubrificante (ou massa consistente) o produto resultante da disperso de um agente

espessante (gel) num lubrificante lquido, ficando com uma consistncia de slida a semifluida, podendo

ainda conter outros ingredientes destinados a conferir-lhe propriedades especiais, nomeadamente

aditivos anti-oxidantes, extrema-presso e anti-corrosivos; o lubrificante, que tem um baixo grau de

viscosidade, representa cerca de 3/4 da massa lubrificante.

O espessante normalmente um sabo de clcio, sdio, ltio, brio ou alumnio; os sabes

metlicos tm uma estrutura fibrosa, dada pela combinao de um cido gordo de origem animal ou

43

vegetal, e de um sal metlico de clcio, alumnio, sdio ou ltio. A natureza do metal d massa a sua

estrutura e confere-lhe resistncia ao calor, presso, gua e s vibraes; existem ainda massas cuja

base no um sabo, mas um composto qumico que lhes confere caractersticas especiais.

Em funo das suas propriedades, que condicionam as suas aplicaes, as massas mais

vulgarmente utilizadas so:

- Massas clcicas - Massas resistentes gua e a temperaturas mdias - as massas deste

tipo trabalham satisfatoriamente at temperaturas de 75/80 oC, sendo especialmente recomendadas

para lubrificao de chumaceiras lisas, bombas de gua, chassis, etc..

- Massas sdicas - Massas solveis em gua e resistentes a temperaturas elevadas - as

massas deste tipo resistem pouco aco da lavagem pela gua e suportam temperaturas de servio

at 110 oC. So indicadas para lubrificao de rolamentos em geral podendo tambm ser utilizadas em

chumaceiras de casquilhos.

- Massas base de ltio - Massas resistentes gua e a elevada temperatura - as massas

deste tipo resistem aco da lavagem pela gua e suportam temperaturas de servio at 130 oC. De

entre as massas citadas so aquelas que menos variam com a temperatura, podendo igualmente

trabalhar a temperaturas baixas (-20 oC). Tm inmeras aplicaes: rolamentos e chumaceiras de

casquilhos, chassis, bombas de gua, juntas universais, etc.

Relativamente sua aplicao as massas podem ser consideradas como:

- massas para rolamentos, que apresentam bom poder lubrificante, so resistentes s cargas e

tm ponto de gota elevado. O gel destas massas um sabo base de ltio para aumentar o

ponto de gota e clcio para aumentar o poder lubrificante; para rolamentos sujeitos a altas

temperaturas utiliza-se um sabo de sdio que contudo sensvel gua;

- massas para cardans, que resistem