Fundamentos de Lubrificação

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2 Introdução O objetivo desta apostila é ressaltar a importância dos lubrificantes para o bom desempenho dos veículos e máquinas, assim como apresentar as novas especificações dos lubrificantes, visando sua correta aplicação, contribuindo para o aumento da vida útil das peças que o utilizam. Além disso, oferecer uma melhor familiarização para os profissionais envolvidos com a área de manutenção em relação aos aspectos básicos da lubrificação das máquinas e equipamentos utilizados nos diversos segmentos automotivos e industriais, permitindo uma compreensão melhor das funções importantes dos atuais lubrificantes. Este material foi elaborado pelo Departamento de Tecnologia da Texaco Brasil LTDA. e não pode ser reproduzido, integralmente ou parcialmente, sem autorização prévia do mesmo. Emissão: Junho de

3 Índice 1 PETRÓLEO Origem do petróleo Composição química do petróleo ÓLEOS BÁSICOS Descrição Processo de produção de óleos básicos Propriedades dos grupos de básicos Dúvida freqüente sobre básicos: Os óleos básicos do grupo III são sintéticos? ADITIVOS Anticorrosivos Antidesgaste Antiespumante Antioxidantes Detergentes Dispersantes Extrema Pressão Four Ball Timken Melhoradores do Índice de Viscosidade Rebaixadores do Ponto de Fluidez Modificadores de atrito Outros aditivos ÓLEOS LUBRIFICANTES Produção de lubrificantes Propriedades dos óleos lubrificantes Viscosidade Índice de Viscosidade (IV) Ponto de fluidez Ponto de fulgor Cor Densidade Outras propriedades SISTEMAS DE CLASSIFICAÇÃO DE VISCOSIDADE Sistema de Classificação de Viscosidade SAE J300 para Óleos de Motor Sistema de Classificação de Viscosidade SAE J306 para Óleos de Transmissão Manual e Diferencial

4 5.3 Sistema de Classificação de Viscosidade ISO para Óleos Industriais Sistema de Classificação de Viscosidade AGMA para Óleos Industriais Outras classificações de viscosidade CLASSIFICAÇÕES DE DESEMPENHO Classificações americanas Classificação API para óleos de motores a gasolina Classificação ILSAC para óleos de motores a gasolina Classificação API para óleos de motores a diesel Programa de certificação da API Classificações Européias Classificação ACEA para óleos de motores a gasolina e diesel leve Classificação ACEA para óleos de motores a diesel pesado Classificações de fabricantes automotivos Ford Mercedes Volkswagen Volvo Classificações para Motores 2 tempos refrigerados a ar Classificações para Motores 2 tempos refrigerados a água Classificação API para óleos de transmissões manuais e eixos Classificações de óleos de transmissões automáticas Dexron (GM) Allison Caterpillar ZF Classificações de fluidos para freios Classificação AGMA Especificações DIN para óleos industriais Classificações de fabricantes industriais GRAXAS LUBRIFICANTES Definição Aplicação de Graxa Fabricação Tipos de Graxas Tabela de compatibilidade de graxas Propriedades Consistência Ponto de gota Bombeabilidade Classificação para graxas Sistema de classificação de graxas da NLGI Especificações DIN para graxas

5 8 MÓDULO AUTOMOTIVO Motores a gasolina, álcool e Gás Natural Motores diesel Transmissões Manuais Transmissões Automáticas Diferenciais Convencionais Diferenciais Autoblocantes Direções Hidráulicas Sistemas de Freio Sistema de Arrefecimento Aplicação Tipos de inibidores / Vantagens do inibidor do tipo carboxilato Graxas Automotivas Cubos de roda Suspensão Quinta Roda MÓDULO INDUSTRIAL Compressores Compressores de ar Compressores de refrigeração Compressores para Gases Industriais Redutores Tipos de lubrificantes para redutores Sistema Hidráulico Tipos de lubrificantes para sistemas hidráulicos Graxas Industriais GLOSSÁRIO

6 1 Petróleo 1.1 Origem do petróleo Pela teoria orgânica, o petróleo, tal como é encontrado hoje na natureza, resultou da matéria orgânica depositada em conjunto com partículas rochosas durante a formação das rochas sedimentares milhões de anos atrás. 1.2 Composição química do petróleo O petróleo é constituído quase inteiramente por carbono e hidrogênio em várias combinações químicas (hidrocarbonetos). Dependendo dos tipos de hidrocarbonetos predominantes em sua composição, o petróleo pode ser classificado em base parafínica e base naftênica. No caso de não haver predominância de um tipo de composto sobre o outro, o petróleo é classificado como base mista. Certas características físico-químicas do petróleo, como fluidez, cor e odor, podem variar em função de sua composição e do local extraído. A figura abaixo classifica os derivados de petróleo, de acordo com o número de carbonos. Número de hidrocarbonetos C1 - C5 Gases C5 - C11 Gasolina C11 - C15 Querosene C20 - C40 Diesel C22 - C48 Óleos básicos minerais C40 + Combustíveis pesados Figura 1.1 5

7 2 Óleos básicos 2.1 Descrição Nas refinarias, o petróleo é processado e uma grande quantidade de subprodutos é obtida. Algumas das refinarias possuem unidades especiais para tratamento e processamento destes subprodutos que depois de tratados serão denominados óleos básicos. Os óleos básicos são a matéria-prima principal para a produção dos diversos tipos de lubrificantes. Os básicos obtidos do petróleo são classificados conforme abaixo: Tipo Ligação CH 3 Algumas Aplicações Óleos Básicos Aromáticos CH 3 CH 3 Extensores e emolientes na indústria de borracha. Óleos Básicos Nafténicos H 3 C CH 3 Óleos para transformadores, compressores de refrigeração e compressores de ar. CH 3 Óleos Básicos Parafínicos H 3 C CH 3 CH 3 CH 3 Óleos de motor, óleos hidráulicos e óleos de engrenagens. Figura Processo de produção de óleos básicos O tratamento dos básicos está em constante evolução, com o objetivo de melhorar suas propriedades e diferenciar os mesmos comercialmente. 6 Na figura 3, uma visão simplificada de como os diferentes grupos de básicos são obtidos e quais são processos que afetam diretamente as suas propriedades físico-químicas finais.

8 GLP = Processos Nafta = Produtos Petróleo Torre de Destilação a Vácuo Gasolina Querosene Diesel Lubrificante Destilado e Gás-Óleo Extração por Solvente Hidrocraquamento de Baixa Temperatura Hidrocraquamento de Alta Temperatura Desparafinação Extração por por Solvente Desparafinação Catalítica Hidrotratamento Hidroacabamento Grupo I Óleo Mineral Convencional Grupo II Óleo Mineral não Convencional Grupo III Óleo Mineral não Convencional Combustíveis Pesados Craqueamento da Nafta Eteno Síntese Deceno Polimerização Grupo IV Sintéticos (PAO) Gás Natural Reação Fischer - Tropsch Hidroprocessamento Desparafinação Catalítica Óleo Básico GTL Figura Propriedades dos grupos de básicos Para permitir que os diferentes grupos de básicos possam ser comparáveis comercialmente e substituíveis no processo de produção de lubrificantes, os óleos básicos foram classificados em grupos que levam em consideração as propriedades abaixo: Índice de viscosidade (I.V.) Percentual de saturados Teor de enxofre Estas propriedades serão vistas mais adiante nesta apostila e também estão detalhadas no glossário. Algumas das especificações mais modernas de óleos de motor e de transmissão têm limites tão severos que o uso de básicos de maior qualidade passa a ser obrigatório. Os básicos de melhor qualidade também possuem melhores características de Ponto de fluidez, Resistência à oxidação e Volatilidade. 7

9 Grupo Enxofre, Saturados, % % peso volume I.V. I > 0,03 e/ou < II < 0,03 e > III < 0,03 e > 90 > 120 IV Todas polialfaolefinas (PAOs) V Todos os básicos não incluídos nos grupos de I a IV (Nafténicos e sintéticos não PAOs) VI Poli-interna-olefinas (PIOs) Figura Dúvida freqüente sobre básicos: os óleos básicos do grupo III são sintéticos? Segundo o parecer da Corte de Apelação Americana de 1999 (National Appeals Division - NAD), os óleos dos grupos III podem ser chamados de sintéticos. Isto é válido para todo o mundo, exceto Alemanha. A Chevron, por exemplo, faz uso do termo formulado com ISOSYN para diversos produtos fabricados nos EUA com básicos do grupo III, como indicação de uso de básico de melhor qualidade. 8

10 3 Aditivos Os aditivos são compostos químicos que melhoram ou atribuem propriedades aos óleos básicos que serão usados na fabricação de lubrificantes e graxas. Esses aditivos químicos têm diferentes funções e normalmente pertencem a uma das categorias descritas abaixo. 3.1 Anticorrosivos Estes aditivos protegem as superfícies metálicas lubrificadas do ataque químico pela água ou outros contaminantes. 3.2 Antidesgaste Estes aditivos formam um filme protetor nas superfícies metálicas, evitando o rompimento da película lubrificante, quando o óleo é submetido a cargas elevadas. A formação deste filme ocorre a temperaturas pontuais de até 300 C. 3.3 Antiespumantes Têm a propriedade de fazer com que esta espuma formada na circulação normal do óleo se desfaça o mais rápido possível. 3.4 Antioxidantes Têm a propriedade de aumentar a resistência à oxidação do óleo. Retardam a reação com o oxigênio presente no ar, evitando a formação de ácidos e borras e, conseqüentemente, prolongando a vida útil do óleo. Evitando a oxidação, minimizam o aumento da viscosidade e o espessamento do óleo. 3.5 Detergentes Têm a propriedade de manter limpas as partes do motor. Também têm basicidade para neutralizar os ácidos formados durante a combustão. 3.6 Dispersantes Têm a propriedade de impedir a formação de depósitos de produtos de combustão (fuligem) e oxidação (borra) nas superfícies metálicas de um motor, mantendo estes produtos indesejáveis em suspensão de modo que sejam facilmente retidos nos filtros ou removidos quando da troca do óleo. 3.7 Extrema Pressão Estes aditivos reagem com o metal das superfícies sob pressão superficial muito elevada, formando um composto químico que reduz o atrito entre as peças. Minimizam o contato direto entre as partes, evitando o rompimento da película lubrificante, quando o óleo é submetido a cargas elevadas. Esta reação se dá a temperaturas pontuais elevadas (cerca de 500 C). Estes aditivos são comumente utilizados em lubrificantes de engrenagens automotivas e industriais e também em graxas. 9

11 Existem dois ensaios principais para avaliar a capacidade de um óleo lubrificante de suportar cargas elevadas em serviço. A capacidade EP de um óleo depende quase que integralmente dos aditivos de Extrema Pressão adicionados ao produto Four Ball O método Four Ball ASTM D-2783 é um ensaio que avalia as propriedades de extrema pressão do lubrificante, utilizando uma esfera de aço que gira na parte superior a 1760 rpm sobre 3 outras esferas que estão imóveis em uma cuba de teste recoberta com o óleo. Os testes são feitos aumentando a carga até ocorrer a soldagem. Aesferade cima gira a RPM Amostra do Lubrificante ForçadaCarga Figura 3.1 a O método Four Ball ASTM D-4172 é um ensaio que avalia as propriedades antidesgastes do lubrificante, semelhante ao ASTM D-2783, porém, neste caso, após o ensaio, mede-se o diâmetro das escariações sofridas pelas esferas, em mm. o teste é concluído quando ocorre a solda Figura 3.1 b 10

12 os diâmetros das marcas de desgastes são medidos horizontalmente e verticalmente Figura 3.1 c Para graxas os ensaios são ligeiramente diferentes e são, portanto, definidos por outros métodos: O método Four Ball ASTM D-2596 avalia as propriedades de extrema pressão da graxa até ocorrer a soldagem. O método Four Ball ASTM D-2266 avalia as propriedades de antidesgaste da graxa, medindo o diâmetro das escariações Timken Este teste para óleos lubrificantes é feito sob o método ASTM D É um ensaio que avalia as propriedades de extrema pressão do lubrificante. Um anel de aço gira contra um bloco de aço. São colocados pesos (libras), fazendo com que o anel exerça pressão sobre o bloco que está imóvel. Ao final, avalia-se o bloco, ou seja, se a aditivação presente no óleo não se rompeu, danificando o bloco. O detalhe mostra como o copo de teste fricciona de encontro ao bloco de teste Figura

13 Para graxas o ensaio é ligeiramente diferente e, portanto, definido por outro método: O método Timken ASTM D-2509 avalia as propriedades de extrema pressão da graxa, observando os danos causados no bloco de teste. 3.8 Melhoradores do Índice de Viscosidade Têm a função de reduzir a tendência dos óleos lubrificantes variarem a sua viscosidade com a variação da temperatura. 3.9 Rebaixadores do Ponto de Fluidez Melhoram a fluidez dos óleos quando submetidos a baixas temperaturas, evitando a formação de cristais que restringem o fluxo dos mesmos Modificadores de Atrito Os aditivos modificadores de atrito reduzem a energia necessária para deslizar partes móveis entre si, formando uma película que se rompe com o movimento, mas que se recompõe automaticamente. São empregados em óleos de motores (para aumento de eficiência), em sistemas de freio úmido, direções hidráulicas e diferenciais autoblocantes (para diminuição de ruídos), em transmissões automáticas (para melhorar o acionamento das embreagens e engrenagens) e também em graxas para Juntas Homocinéticas (para o aumento de eficiência). Podem ser substâncias orgânicas (teflon), inorgânicas (grafite, bissulfeto de molibdênio) ou organometálicas (a base de molibdênio ou boro) Outros Aditivos Além destes tipos de aditivos, existem vários outros de uso corrente como corantes, agentes de adesividade, etc. 12

14 4 Óleos lubrificantes 4.1 Produção de lubrificantes Os óleos lubrificantes apresentam certas características próprias que lhes são conferidas pela sua composição química (resultante do petróleo bruto), pelo tipo de refino, pelos tratamentos adicionais realizados e pelos aditivos utilizados. Abaixo esquema simplificado da produção de óleos lubrificantes: Óleo Básico 1 Óleo Básico 2 Misturador em Linha ou Tacho de Mistura Óleo Lubrificante Aditivos = Componentes = Processo = Produto Figura Propriedades dos óleos lubrificantes Viscosidade A viscosidade é a resistência ao movimento (fluxo) que um fluido apresenta a uma determinada temperatura. O método de medição mais empregado atualmente é o de viscosidade cinemática. Neste método, é medido o tempo que um volume de líquido gasta para fluir (sob ação da gravidade) entre dois pontos de um tubo de vidro capilar calibrado. A unidade de viscosidade cinemática é expressa em centistokes (cst) ou em mm 2 /s, conforme o sistema métrico internacional. 13

15 Tubo de Viscosidade Cinemática Sucção do fluido até a marca do início Marca do início Marca do fim Seção capilar Segundos Figura 4.2 Outros métodos de cálculo de viscosidade cinemática ainda muito citados em manuais e literatura técnica em geral são SSU (Saybolt Segundo Universal) e Engler. A viscosidade é uma das propriedades mais importantes a serem consideradas na seleção de um lubrificante, pois este deve ser suficientemente viscoso para manter uma película protetora entre as peças em movimento relativo, e também não ser tão viscoso que ofereça resistência excessiva ao movimento entre as peças Índice de Viscosidade (IV) É um número empírico que expressa a taxa de variação da viscosidade com a variação da temperatura. Quanto mais alto o IV de um óleo lubrificante, menor é a variação de sua viscosidade ao se variar a temperatura. De um modo geral, os óleos parafínicos possuem um IV maior que os óleos naftênicos. (Veja mais detalhes no glossário) Ponto de fluidez É a menor temperatura em que um óleo flui livremente, sob condições preestabelecidas de ensaio. Esta característica é bastante variável, e depende de diversos fatores como: origem do óleo cru, tipo de óleo e processo de fabricação. (Veja mais detalhes no glossário) 14

16 4.2.4 Ponto de fulgor É a menor temperatura na qual um óleo desprende vapores que, em presença do ar, provocam um lampejo ao aproximar-se de uma pequena chama da superfície do óleo. Este ensaio permite estabelecer a máxima temperatura de utilização de um produto, evitando riscos de incêndio e/ou explosão Cor Dentre vários métodos empregados para a determinação de cor, o mais usual é o ASTM Neste método, uma amostra líquida é colocada no recipiente de teste e, utilizando uma fonte de luz, esta amostra é comparada com discos de vidro colorido, que variam em valor de 0,5 a 8,0. Quando não é encontrada uma equivalência exata e a cor da amostra fica entre duas cores padrão, relata-se a mais alta. Assim, um óleo que tenha a cor entre 2,5 e 3,0 será reportado L3,0. A cor dos óleos não tem relação direta com as características lubrificantes e nem com a viscosidade, um óleo mais claro não é necessariamente menos viscoso. Qual a importância da cor em um lubrificante? 1) Identificação de vazamentos. Por esta razão muitas vezes são adicionados corantes nos óleos para facilitar a identificação dos mesmos. 2) Atrativo comercial. Óleos mais claros ou coloridos artificialmente podem dar uma idéia de produtos de maior qualidade. 3) Facilitar a visualização das peças (nos casos de produtos para usinagem). 4) Não interferir na cor do produto final quando o óleo fizer parte da composição do mesmo. A tabela a seguir é apenas uma referência de cores para uso didático, não pode ser utilizada como padrão de cores. Color Conversion Table (ASTM D 1500) Figura

17 4.2.6 Densidade É a relação entre o peso do volume do óleo medido a uma determinada temperatura e o peso de igual volume de água destilada. Também é conhecida como massa específica. A maior parte dos produtos líquidos de petróleo são manipulados e vendidos por volume, porém, em alguns casos, é necessário conhecer o peso do produto. Conhecendo-se a densidade, é possível converter volume para peso e vice-versa Outras propriedades Além das propriedades detalhadas acima, existem outras como: Ponto de anilina Volatilidade Ponto de inflamação Ponto de congelamento 16

18 5 Sistemas de classificação de viscosidade Existem várias classificações de viscosidade para óleos lubrificantes. Para escolher o óleo adequado, o usuário deve levar em consideração a viscosidade correta do óleo para cada aplicação. 5.1 Sistema de Classificação de Viscosidade SAE J300 para Óleos de Motor A SAE desenvolveu a Classificação de Viscosidade para Óleos de Motor SAE J300, que tem sido modificada com o passar dos anos e estabelece 11 diferentes graus de viscosidade do óleo de motor, conforme tabela abaixo. Classificação de viscosidade para óleos de motor SAE J300 Janeiro 2001 a Grau de Viscosidade SAE Viscosidades a Baixas Temperaturas Viscosidade máxima b (cp) Viscosidade máxima c (cp) Viscosidades a Altas Temperaturas Viscosidade d (cst a C) Mínimo Máximo Viscosidade e (cp a C) Figura 5.1 0W até C até C 3,8-5W até C até C 3,8-10W até C até C 4,1-15W até C até C 5,6-20W até C até C 5,6-25W até C até C 9, ,6 < 9,3 2, ,3 < 12,5 2, ,5 < 16,3 2,9 f ,5 < 16,3 3,7 g ,3 < 21,9 3, ,9 < 26,1 3,7 Reimpresso com a permissão da SAE J Society of Automotive Engineers, Inc. a) 1cP = 1m Pa. s; 1cST = 1 mm2/s b) Viscosidade aparente utilizando o Simulador de partida a frio (CCS) - Método ASTM D c) Viscosidade aparente utilizando o Viscosímetro rotativo (MRV) - Método ASTM D d) Viscosidade cinemática utilizando Viscosímetro capilar - Método ASTM D 445. e) Viscosidade após cisalhamento de 10-6 s, e temperatura de 150ºC utilizando o Viscosímetro simulador de rolamento selado - Método ASTM D f ) Para óleos SAE 0W40, 5W40 e 10W40. g) Para óleos SAE 15W40, 20W40, 25W40 e

19 O desenvolvimento dos aditivos melhoradores de índice de viscosidade possibilitou a fabricação dos óleos de múltipla graduação. Esses óleos também chamados de multiviscosos ou multigraus, como o SAE 5W-30 e SAE 15W-40, são largamente usados porque são fluidos o bastante em baixas temperaturas, para permitir uma partida mais fácil do motor, e suficientemente espessos a altas temperaturas, para terem um desempenho satisfatório. No gráfico a seguir, podemos observar o comportamento da viscosidade de um óleo multigrau comparado com óleos monograus. Gráfico comparativo entre óleos monograus e multigraus 1000 SAE 40 Viscosidade Cinemática (cst) SAE 30 SAE 10W SAE 15W Temperatura (ºC) Figura 5.2 Com a ajuda do gráfico, torna-se simples concluir porque um motor trabalha melhor com um óleo multigrau do que com um monograu. A viscosidade em baixa temperatura (por exemplo, 5W ou 10W) indica a rapidez com que um motor fará a partida no inverno e a facilidade com que o óleo fluirá para lubrificar as peças críticas do motor em baixa temperatura. Quanto mais baixo for o número, mais facilmente o motor poderá fazer a partida no tempo frio. A viscosidade em alta temperatura (por exemplo, 30 ou 40) proporciona a formação de película adequada para uma boa lubrificação em temperaturas operacionais (motor quente). Nossa orientação, quanto ao grau de viscosidade do óleo, é seguir as recomendações dos fabricantes de veículos para a viscosidade do óleo de cárter mais apropriada para o projeto do seu veículo. 18

20 5.2 Sistema de Classificação de Viscosidade SAE J306 para Óleos de Transmissão Manual e Diferencial A SAE também desenvolveu uma Classificação de Viscosidade para Óleos de Diferencial e de Transmissão Manual SAE J306, que tem sido modificada com o passar dos anos. Hoje estabelece nove diferentes graus de viscosidade do óleo de diferencial. Existe uma proposta para que sejam acrescidos mais dois graus de viscosidades (SAE 110 e 190) e também alterados os limites das viscosidades SAE 90 e SAE 140 para representar melhor a diferença entre os produtos que estão no mercado. Classificação de viscosidade para óleos de caixas de mudanças e diferenciais: SAE J306 Junho 1998 Proposta de Mudança Grau de Viscosidade SAE Temperatura Máxima para Viscosidade de mpa.sec, 0 C Viscosidade Cinemática de C, cst (ou mm 2 /s) Grau de Viscosidade SAE Viscosidade Cinemática a C, cst (ou mm 2 /s) Mínimo Máximo Mínimo Máximo 70W -55 4,1-70W 4,1-75W -40 4,1-75W 4,1-80W -26 7,0-80W 7,0-85W ,0-85W 11, ,0 < 11,0 80 7,0 < 11, ,0 < 13, ,0 < 13, ,5 < 24, ,5 < 18, ,5 < 24, ,0 < 41, ,0 < 32, ,5 < 41, , ,0 - Reimpresso com a permissão da SAE J Society of Automotive Engineers, Inc. Figura 5.3 Este sistema tem função análoga ao sistema para óleos de motor. Aqui também o sufixo W indica graus de viscosidade destinados a uso em baixas temperaturas ambiente (locais de clima muito frio). A medida de viscosidade para baixa temperatura de engrenagens é feita através do ensaio de viscosidade dinâmica Brookfield porque representa melhor as propriedades de fluidez dos óleos de engrenagens (do que ensaios de ponto de fluidez, por exemplo). Estudos comprovam a excelente correlação entre a temperatura em que ocorre a lubrificação de um eixo automotivo na partida em baixa temperatura e falhas por lubrificação inadequada em óleos acima cp. 19

21 5.3 Sistema de Classificação de Viscosidade ISO para Óleos Industriais O sistema de classificação ISO é mais simples e leva em consideração apenas a viscosidade do produto à 40 0 C. Grau de Viscosidade ISO Ponto Médio da Viscosidade, cst à 40 0 C Limites da Viscosidade Cinemática, cst à 40 0 C Mínimo Máximo Unidades Equivalentes em SUS 2 2,2 1,98 2, ,2 2,88 3, ,6 4,14 5, ,8 6,12 7, ,5 16, ,8 24, ,8 35, ,4 50, ,2 74, Figura Sistema de Classificação de Viscosidade AGMA para Óleos Industriais O sistema de classificação AGMA classifica os lubrificantes para engrenagens abertas ou fechadas, levando em consideração não só a viscosidade dos óleos, mas também a aditivação dos produtos. A AGMA classifica os óleos como: R&O (inibidores de ferrugem e corrosão) EP (Antidesgaste / Extrema Pressão) CP (Óleos compostos - com 3 a 10% de gordura mineral ou sintética - freqüentemente empregados em engrenagens do tipo coroa / sem-fim) R (residuais - freqüentemente empregados em engrenagens abertas) 20 S (sintéticos)

22 A classificação AGMA estabelece também diversos limites. Dentre eles: Viscosidade máxima de cp (a 5 graus abaixo da temperatura de partida do equipamento) Valores mínimos de índice de viscosidade Valores máximos de formação de espuma É importante ressaltar que na classificação atual (emitida em 2002) houve uma mudança significativa nas viscosidades dos números AGMA 10, 11 e 12 para poderem alinhar com os graus de viscosidade ISO. Para equipamentos antigos, deve-se conferir a viscosidade adequada especificada pelo fabricante (não se deve ater apenas ao número AGMA quando da recomendação de lubrificantes). ANSI / AGMA 9005-E02 1 ISO Viscosidade 2 Média a 40 0 C (cst) Limites de Viscosidade 2 Cinemática a 40 0 C (cst) Mínimo Máximo Número AGMA ISO VG ,8 35,2 0 ISO VG ,4 50,6 1 ISO VG ,2 74,8 2 ISO VG , ISO VG ISO VG ISO VG ISO VG ISO VG ISO VG A ISO VG ISO VG ISO VG ) Revisão da ANSI/AGMA 9005-D94. 2) A unidade usual para a viscosidade cinemática é o centistoke (cst), que é equivalente a mm 2 /s Extraído da ANSI/AGMA , lubrificação de engrenagens industriais, com a permissão da emitente, a American Gear Manufacturers Association, 500 Montgomery Street, Suite 350, Alexandria, Virginia, USA, ZIP Code Figura Outras classificações de viscosidade Existem outras classificações de viscosidade específicas para máquinas operatrizes (como as normas ASLE). Entre em contato, se necessário. 21

23 6 Classificações de desempenho Os fabricantes de equipamentos e a indústria petrolífera vêm desenvolvendo várias maneiras de classificar e descrever os lubrificantes, tentando atender as evoluções dos equipamentos, as condições operacionais, qualidade e tipos de combustíveis empregados e, mais recentemente, legislações ambientais (atuais e futuras), principalmente relativas a emissões. Na área automotiva, as classificações são: por tipo de ciclo de motor: Otto (gasolina, álcool, gás natural ) e diesel por tipo de veículo: leve (automóveis, pick-ups e utilitários) e pesados (caminhões, ônibus e equipamentos pesados) por revoluções de funcionamento: 2 tempos e 4 tempos por área geográfica : americanas, européias e asiáticas 6.1 Classificações americanas Classificação API para óleos de motores a gasolina A letra S seguida de outra letra (por exemplo, SL) refere-se a óleo adequado para motores a gasolina. Segundo a API, S é uma categoria para serviço de uso pessoal (service). Por coincidência, S pode representar spark ignition (ignição por centelha), que é a forma da combustão nos motores a gasolina. A segunda letra é atribuída alfabeticamente na ordem de desenvolvimento. Especificações vigentes Especificações obsoletas SM 2004 Comercialização proibida pela ANP SL SJ SG SH SA SB SC SD SE SF Figura 6.1

24 Abaixo um comparativo entre as classificações mais recentes: Oxidação Estabilidade ao Cisalhamento Depósitos Depósito no Pistão Ferrugem Desgaste Corrosão API SL API SJ API SH API SG API SF Figura Classificação ILSAC para óleos de motores a gasolina A API criou também um sistema de certificação de fácil visualização (apenas os produtos que atendem a última especificação podem receber o símbolo conhecido como Starburst nas suas embalagens). Os óleos têm correlação direta com os óleos da classificação API, mas atendem a testes de performance mais severos, entre eles o de economia de combustível. As classificações são na seqüência histórica GF-1(SH), GF-2(SJ), GF-3(SL), GF-4(SM). A ILSAC (International Lubricant Standardization and Approval Committee) compreende os fabricantes americanos (AAMA) e japoneses (JAMA). Controle de Depósito nos Pistões Desgaste do comando de válvulas Consumo de óleo (Volatilidade) e proteção dos sistemas de emissões (limites p/p e S) Espessamento do óleo e controle de depósitos de alta temperatura Economia de combustível (inicial e retenção) Controle de borra de baixa temperatura GF-4/SM GF-3/SL GF-2/SJ Figura

25 6.1.3 Classificação API para óleos de motores a diesel A letra C seguida de outra letra (por exemplo CF) refere-se a óleo adequado para motores diesel. Segundo a API, C é uma categoria para uso comercial (commercial). Por coincidência, a letra C representa Compression Ignition (ignição por compressão), que é a forma de ignição dos motores diesel. A segunda letra também é atribuída alfabeticamente na ordem de desenvolvimento. Como pode ser visto no gráfico, há uma subdivisão na categoria API para motores a diesel para atender os segmentos de motores diesel de dois tempos (principalmente ferroviários), motores diesel grandes (com foco nos motores marítimos que consomem combustíveis de alto teor de enxofre) e motores rodoviários (onde estão incluídas as especificações mais modernas para motores de caminhões e ônibus). CD-II 1985 Dois tempos Monograu CF Dois tempos Monograu CE 1985 Quatro tempos Multigrau CF 1994 Quatro tempos Monograu Enxofre > 0,5% CF Quatro tempos Multigrau Injeção direta CG Quatro tempos Multigrau Enxofre < 0,05% CI Quatro tempos Multigrau Recirculação de gases de escape (EGR) e controle de desgaste CH Quatro tempos Multigrau Melhor comportamento em presença de fuligem elevada CA 1940 CB 1950 CC 1951 CD 1955 Especificações vigentes Especificações obsoletas Comercialização proibida pela ANP Figura

26 Abaixo um comparativo entre as classificações mais recentes: Depósito nos Pistões Estabilidade ao Cisalhamento Corrosão Aeração do Óleo Espessamento por Fuligem Oxidação Desgaste no Comando de Válvula Bombeabilidade do Óleo Usado Desgaste nos anéis e Camisas Entupimento do Filtro de Óleo Consumo de Lubrificante Borra API CI-4 API CH-4 API CG-4 API CF-4 API CF Figura Programa de certificação da API Este programa define, certifica e monitora o desempenho do óleo de motor que os fabricantes de veículos e motores consideram necessário para a vida e o desempenho satisfatórios do equipamento. O sistema inclui um processo de auditoria anual para verificar se os produtos licenciados no mercado cumprem os termos do acordo de licenciamento da API. AMERICAN PETROLEUM INSTITUTE API SERVICE /, SAE xxw-yy ENERGY CONSERVING API SERVICE CI-4 SAE 15W-40 / SL CERTIFIED CI-4 PLUS API Certification Mark Starburst API Service Symbol Donut API Service Symbol Donut with CI-4 PLUS (1) Starburst: produtos com este símbolo atendem a especificação ILSAC vigente. (2) Nível de Desempenho: S para motores a gasolina e C para motores a diesel. (3) Classificação de Viscosidade SAE. (4) Energy Conserving: produto que auxilia na redução do consumo de combustível. (5) Exemplo de um produto que atende a especificação CI-4 Plus. Figura

27 6.2 Classificações Européias Classificação ACEA para óleos de motores a gasolina e diesel leve Em 2004 a ACEA unificou as duas classificações que historicamente eram distintas: A classificação ACEA A X para motores a gasolina e a classificação ACEA B X para motores a diesel de veículos leves. Isto faz bastante sentido na Europa porque praticamente todos os veículos estão disponíveis nas duas motorizações. Em 2004 foi criada uma classificação específica para os veículos equipados com catalizadores especiais para redução de poluentes. Estes óleos ACEA C X têm um nível de desempenho equivalente a um ACEA A5/B5, mas com limites químicos bastante mais restritivos Carros de passageiros e pick-ups Motores a gasolina e a diesel C2-04 C3-04 A1/B1-04 A3/B3-04 A3/B4-04 A5/B5-04 C1-04 Baixa emissão 2002 A1-02 A2-96 ISSUE 3 A3-02 A5-02 B1-02 B2-98 ISSUE 2 B3-98 ISSUE 2 B4-02 B5-02 CCMC ACEA A1-98 A2-96 ISSUE 2 A1-96 A2-96 G4 A3-98 A3-96 G5 B1-98 B1-96 B2-98 B2-96 B3-98 B3-96 PD2 B4-98 PD1 Carros de passageiros e pick-ups Motores a gasolina Carros de passageiros e pick-ups Motores a diesel Especificações vigentes Especificações obsoletas Especificações obsoletas com limites mais severos Figura

28 Carros de passageiros e pick-ups Motores a diesel e gasolina A1/B1-04 A5/B5-04 Economia de Combustível A3/B3-04 A3/B4-04 Maior Intervalo de Troca Figura Classificação ACEA para óleos de motores a diesel pesado Em 2004 foi criada uma classificação específica para os veículos equipados com catalizadores especiais para redução de poluentes. Estes óleos ACEA E6 têm um nível de desempenho equivalente a um ACEA E7, mas limites químicos bastante mais restritivos. 27

29 E E2-96 ISSUE 5 E4-99 ISSUE 3 E7-04 Baixa emissão 2002 E2-96 ISSUE 4 E3-96 ISSUE 4 E4-99 ISSUE 2 E E2-96 ISSUE 3 E3-96 ISSUE 3 E4-99 E5-99 ACEA 1998 E1-96 ISSUE 2 E2-96 ISSUE 2 E3-96 ISSUE 2 E E1-96 E2-96 E3-96 CCMC 1990 D4 D5 Especificações vigentes Especificações obsoletas Veículos pesados Motores a diesel Especificações obsoletas com limites mais severos Figura

30 Veículos pesados Motores a diesel E6 E6 Baixa emissão E7 Severidade do Serviço E4 E4 - Injeção direta E2 Maior Intervalo de Troca Figura 6.10 Depósito no Pistão Consumo de Óleo Corrosão Polimento da Camisa Espassamento p/ Fuligem Borra Desgaste do Comando de Válvulas Desgaste de Anéis e Pistões ACEA E5 ACEA E3/MB ACEA E2/MB ACEA E1/MB Figura

31 6.3 Classificação de fabricantes automotivos Ford 2001 WSS-M2C-913B Resistência à oxidação (Seq IIIE) é 4 vezes mais severa do que a 913A 1998 WSS-M2C-913A Resistência à oxidação (Seq IIIE) é 2 vezes mais severa do que em ACEA A WSS-M2C-912A WSS-M2C153-F Requisito mínimo ILSAC GF-1 (licenciado) Requisito mínimo ACEA A1/B1 mais ILSAC GF-2 Figura Mercedes Monograu MERCEDES BENZ Motores Diesel Pesado Multigrau * *classificação obsoleta Figura

32 6.3.3 Volkswagen VOLKSWAGEN Características Gasolina, Álcool e GNV Diesel Leve Motores turbo Longo período de troca Sintético Economia de combustível * * *classificações obsoletas Figura Volvo VDS-3 VDS VDS-2 Figura

33 6.4 Classificações para Motores 2 tempos refrigerados a ar Classificação Motores 2 Tempos (refrigerados a ar) API JASO ISO GD FC GC FB GB - FA* - TC* TB* TA* *classificações obsoletas Figura Classificações para Motores 2 tempos refrigerados a água TC-W R TC-W III TC-W II TC-W Figura

34 6.6 Classificação API para óleos de transmissões manuais e eixos Figura 6.18 GL-1 GL-2 GL-3 GL-4 GL-5 Designação API GL-1 API GL-4 API GL-5 API MT-1 API GL-2 API GL-3 API GL-6 Figura 6.19 Aplicação Lubrificantes para transmissões manuais. São óleos lubrificantes de base mineral sem aditivos de extrema pressão e modificadores de atrito. Podem eventualmente ter aditivação antioxidante, anti-espumante e depressora de ponto de fluidez para melhorar suas características de serviço. Lubrificantes para transmissões manuais e alguns diferenciais convencionais operando em serviço leve ou moderado. São óleos lubrificantes de base mineral ou sintética com aditivos de extrema pressão. Lubrificantes para diferenciais convencionais operando em serviço severo. São óleos lubrificantes de base mineral ou sintética com aditivos de extrema pressão específicos para lubrificação de engrenagens hipóides. Em diferenciais não convencionais, de tração positiva ou de deslizamento limitado, aditivos modificadores de fricção são definidos pelos fabricantes de diferenciais ou eixos. Lubrificantes para transmissões manuais não sincronizadas utilizadas em caminhões e ônibus, principalmente nos Estados Unidos. São óleos lubrificantes de base mineral ou sintética estáveis termicamente (ou seja, com maior resistência a oxidação) e com maior capacidade de proteção contra o desgaste e menor degradação dos selos de vedação. Estas características dos óleos MT-1 são complementares às categorias API GL-1, GL-4 e GL-5. Lubrificantes destinados para diferenciais com engrenagens sem-fim, não atendidas pela API GL-1. Lubrificantes destinados para transmissões manuais e diferenciais com engrenagens cônicas helicoidais, sob condições de serviço moderadamente severo. Lubrificantes indicados para engrenagens projetadas com um pinhão de haste longa. Tais configurações típicamente requerem proteção contra o excesso de contato metal-metal, o que é obtido com o uso de um óleo API GL-5. Uma substituição dos pinhões de haste longa mais simples e a obsolescência do equipamento de prova original e procedimentos API GL-6, tem sido reduzido grandemente o uso comercial dos lubrificantes para engrenagens API GL-6. Status Vigentes Obsoletas 33

35 6.7 Classificações de óleos de transmissões automáticas Dexron (GM) 2005 Dexron VI 2003 Dexron IIIH 1998 Dexron IIIG 1993 Dexron IIIF 1991 Dexron IIE 1973 Dexron II 1950 Tipo A 1959 Tipo A Sufíxo A 1966 Dexron Figura Allison C4 C1 C2 C3 Figura

36 6.7.3 Caterpillar TO-4 TO-2 Figura ZF Especificação TE-ML-14 Apenas um exemplo das diversas especificações ZF. 14E 14C 14A 14B Figura

37 6.7.5 Classificações de fluidos para freios DOT 5.1 edot5 DOT4+ DOT 4 DOT 3 DOT3+ Figura 6.24 Os fluidos de freio DOT 3, DOT 4 e DOT 5.1 são produtos químicos (normalmente misturas de ésteres de glicol ou poliglicois) e por isso não podem ser misturados com produtos minerais ou a base de silicone. Os fluidos DOT 5.0 normalmente são a base de silicone, podem ser utilizados em diversos sistemas de freios (são compatíveis com os vedadores de borracha), mas nunca devem ser misturados com os fluidos de freio DOT 3, DOT 4 e DOT 5.1. Os fluidos de freio tipo LHM são de base mineral e são específicos para algumas aplicações, como sistemas hidráulicos centrais de veículos Citröen, e não devem ser utilizados em sistemas que requeiram as especificações DOT 3, DOT 4 e DOT 5.1. Há também no mercado produtos DOT 3+ e DOT 4+ que são produtos intermediários com maior ponto de ebulição, mas com os demais limites ou características das especificações DOT 3 e DOT 4, respectivamente. 36

38 6.8 Classificação AGMA Os graus de desempenho (R&O, Comp, EP, S) já citados no item 5.4 correspondem a testes de performance que incluem ensaios de resistência à oxidação, resistência ao desgaste, formação de espuma, dentre outros. ANSI/AGMA 9005-E02 Performance mínima requerida para óleos de extrema pressão (EP) Propriedade Método de teste ISO/ASTM Requerimentos Grau de Viscosidade 3448/D >3200 Viscosidade a 40 0 C, mm 2 /s Viscosidade a C, mm 2 /s Índice de viscosidade 2), min Viscos. partida a frio 3), mpa.s, máx. Ponto de fulgor, 0 C, min. Resistência ao 121ºC Max. % de aumento da viscosidade 100ºC Teor de água 4), ppm, máx Espuma, Tendência/ Estabilidade Limpeza Separação da água 5) - % H 2 O no óleo após 5h, máx - % H 2 O no óleo após centrifugação, ml, máx. - total de H 2 O livre coletada durante todo o teste, começando com 90 ml H 2 O, ml, min. Prevenção a ferrugem, Parte B Corrosão em lâmina de cobre, C max. Desgaste por abrasão, método visual FZG, A/8,3/90, min. 3104/D445 Ver figura 12 (Tabela viscosidade ISO / Nº AGMA) Reportar 1) 3104/D /D2270 -/D /D92 -/D /D /D892 -/- visual -/D2711 (Procedimento B) 7120/D /D /D Reportar 1) Reportar 1) Seq. I 50/0 Seq. II 50/0 Seq. III 50/0 Reportar 1) 300 Reportar 1) Notas: 1 ) O fornecedor do lubrificante reporta valores de acordo com os testes do método para efeito informativo. 2) Índices de viscosidades menores que os valores mínimos listados são aceitáveis se estiverem de acordo os usuários e os fabricantes dos equipamentos. 3) A temperatura de partida é especificada pelo usuário final. Deve ser reportada a viscosidade na temperatura avaliada ou a temperatura em que o óleo atinge mpa.s. 4) Quantidade de água no óleo embalado. Maiores valores são aceitáveis talvez melhores para alguns óleos totalmente sintéticos, como poliglicois, misturas sintéticas ou misturas de fluidos sintéticos com minerais. Valores são aceitáveis se estiverem de acordo os usuários e os fabricantes dos equipamentos. 5) Valores máximos apresentados são para óleos minerais. Valores são aceitáveis se estiverem de acordo os usuários e os fabricantes dos equipamentos. 85 Seq. I 75/10 Seq. II 75/10 Seq. III 75/10 Deve ser livre de contaminantes suspensos no momento que for disponibilizado para uso. 2,0 2,0 Reportar 1) 1,0 4,0 Reportar 1) 80,0 50,0 Reportar 1) Passa >12 1b Figura

39 6.9 Especificações DIN para óleos industriais DIN Essa especificação classifica os óleos por aplicação através de um conjunto de letras. Essa especificação define apenas as aplicações dos produtos. Ela não define o nível de performance dos lubrificantes. Os limites físico-químicos são definidos para cada aplicação em especificações a parte detalhadas nesse capítulo. Por exemplo, a especificação DIN define que óleos HL, HLP e HVLP são para sistemas hidráulicos e a especificação define os ensaios que os óleos precisam passar para serem classificados como Part 1 HL, Part 2 HLP e Part 3 HVLP. Lubrificantes Especiais e Industriais Consiste de três partes: aplicação principal, aditivos especiais (tabela 2) e grau de viscosidade ISO. Os códigos alfabéticos iniciais, indicando a aplicação principal para óleos minerais ou fluidos sintéticos, são definidos na lista abaixo: AN Óleos minerais para aplicações acima de 50 0 C BA Óleos betuminosos, 16 a 36 cst. a C (DIN ) BB Óleos betuminosos, 49 a 114 cst. a C (DIN ) BC Óleos betuminosos, 225 a 500 cst. a C (DIN ) C Sistemas circulatórios, óleos minerais (DIN Part 1) CL Sistemas circulatórios, óleos R&O (DIN Part 2) CLP Sistemas circulatórios, óleos EP (DIN Part 3) CG Guias de barramentos D Ferramentas Pneumáticas E Ester Orgânico F Óleos para filtros de ar FK Fluidos Perflourinated FS Óleos Desmoldantes G (Ver Graxas) HC Hidrocarbonetos Sintéticos HD (Ver Automotivo) HYP (Ver Automotivo) HFAE Fluido Hidráulico resistente ao fogo, emulsão de óleo em água (DIN ) HFAS Fluido Hidráulico resistente ao fogo, base água HFB Fluido Hidráulico resistente ao fogo, água em óleo HFC Fluido Hidráulico resistente ao fogo, polímero aquoso HFDR Fluido Hidráulico resistente ao fogo anidro HFDS Fluido Hidráulico resistente ao fogo anidro 38

40 HFDT HFDU Fluido Hidráulico resistente ao fogo anidro Fluido Hidráulico resistente ao fogo anidro HL Óleos Hidráulicos, R&O (DIN Part 1) HLP Óleos Hidráulicos, Antidesgaste (DIN Part 2) HVLP Óleos Hidráulicos, Antidesgaste e alto IV (DIN Part 3) JÁ IB K Óleo Isolante Óleo Isolante (Para todos K, exceto KA e KC, ver Graxas) KA Óleos para refrigeração, refrigerante amônia (DIN ) KC Óleos para refrigeração, hidrocarbonetos halogenados (DIN ) L M O PG PH Óleos para tratamento térmico (Ver Graxas) (Ver Graxas) Fluidos poliglicois Ácidos fosfóricos Ésteres Q Óleos para transferência de calor (DIN ) R S SI Óleos protetivos Coolants Óleos siliconados TD Óleos para turbinas (DIN Part 1) VB VBL VC VCL VDL W Óleos para compressor, sem aditivos, máx C temperatura de descarga (DIN ) Óleos para compressor, com aditivos, máx C temperatura de descarga (DIN ) Óleos para Compressor, sem aditivos, máx C temperatura de descarga para sistema com reservatório ou tubulação (DIN ) Óleos para Compressor, com aditivos, máx C temperatura de descarga para sistema com reservatório ou tubulação. (DIN ) Óleos para Compressor, com aditivos, máx C temperatura de descarga (DIN ) Óleos para Mancais Siderúrgicos ZA Óleos para Cilindros a Vapor (DIN ) ZB Óleos para Cilindros a Vapor (DIN ) ZD Óleos para Cilindros a Vapor (DIN ) X Outros Fluidos Sintéticos 39

41 Os códigos mostrados a seguir indicam aditivos especiais empregados. Note que, em algumas das categorias acima, o aditivo especial já é incluído, por exemplo: CLP = óleo de circulação ou L e P, abaixo. D E F L P M S V Aditivos Detergentes (exemplo: em óleos hidráulicos HLPD) Emulsificantes em Água (exemplo: SE fluidos refrigerantes miscíveis em água) Aditivos Sólidos (exemplo: grafite, disulfeto de molibdênio) Inibidores de Ferrugem e Oxidação Aditivos Antifricção e Antidesgaste Óleos refrigerantes minerais miscíveis em água (exemplo: SEM) Óleos refrigerantes sintéticos miscíveis em água (exemplo: SES) Lubrificantes diluídos com solventes Figura 6.26 DIN Esta especificação descreve óleos minerais puros para aplicação por perda ou uso em temperaturas de operação de até 50 0 C. Os óleos são classificados em faixas de viscosidades de 5 a 680 cst a 40 0 C. Os óleos que atendem esta especificação são classificados DIN L e DIN NA. DIN Esta especificação descreve requerimentos de óleos de refrigeração usados em compressores de refrigeração que utilizem amônia ou hidrocarbonetos halogenados (R12, R22 ou R14) como refrigerante. Os óleos que atendem a especificação DIN KA possuem faixas de viscosidades de 15 a 68 cst a 40 0 C e são utilizados em compressores de amônia. Os óleos que atendem a especificação DIN KC possuem faixas de viscosidades de 22 a 100 cst a 40 0 C e são utilizados em compressores de hidrocarbonetos halogenados. DIN Esta especificação descreve óleos minerais com aditivos inibidores de oxidação para uso em compressores recíprocos. Os óleos são classificados em cinco faixas de viscosidades e por faixa de temperatura de descarga. DIN VB e DIN VBL - para temperatura máxima de compressão de até C. DIN VC e DIN VCL - para temperatura máxima de compressão de 160 a C e sistemas com reservatório. DIN VD-L - para temperatura máxima de compressão de até C. DIN Part 1 Esta especificação descreve óleos para lubrificação de turbinas a vapor, turbinas a gás, máquinas elétricas e em máquinas acopladas a turbinas a vapor tais como geradores, compressores e bombas. Os óleos que atendem a especificação DIN TD possuem faixas de viscosidades de 32 a 100 cst a 40 0 C. 40

42 DIN Part 1 Esta especificação descreve as exigências mínimas de óleos minerais sem aditivos e estáveis a oxidação para lubrificação de rolamentos e engrenagens. Os óleos que atendem a especificação DIN Part 1C possuem faixas de viscosidades de 7 a 680 cst a 40 0 C. DIN Part 2 Esta especificação descreve as exigências mínimas de óleos que contenham aditivos para melhorar a proteção a corrosão e aumentar a resistência à oxidação, utilizados em rolamentos e engrenagens. Os óleos que atendem a especificação DIN Part 2 CL possuem faixas de viscosidades de 5 a 460 cst a 40 0 C. DIN Part 3 Esta especificação descreve óleos que contenham aditivos de extrema pressão (EP) para lubrificação de engrenagens. Os óleos que atendem a especificação DIN Part 3 CLP possuem faixas de viscosidades de 46 a 680 cst a 40 0 C. Os óleos desta especificação devem passar no estágio 12 em um ensaio de performance de engrenagens conhecido como FZG, denominado DIN Part 2. DIN Esta especificação descreve os requerimentos, testes e procedimentos para óleos minerais novos de base hidrocarboneto de transferência de calor. Esses óleos recebem a denominação DIN Q. DIN Part 1 Esta especificação descreve óleos hidráulicos que podem suportar o stress altamente térmico e conter os ingredientes que melhoram a proteção e a resistência à oxidação. Os óleos descritos por este padrão têm uma escala da viscosidade de 10 a 100 cst a 40 C e são denominados DIN Part 1 HL. DIN Part 2 Esta especificação descreve óleos hidráulicos que se encontram com todas as exigências da DIN Part 1, além de conter aditivos para se encontrar com um nível elevado do desempenho anti-wear em testes específicos. Os óleos descritos por este padrão têm uma escala da viscosidade de 10 a 100 cst a 40 C e são denominados DIN Part 2 HLP. DIN Esta especificação determina a estabilidade de óleos para compressores de refrigeração. Os refrigerantes tais como hidrocarbonetos e o dióxido de enxofre halogenado reagem com o óleo e este conduz à formação de produtos ácidos da reação. A resistência refrigerante de um óleo é o tempo que decorre sob as condições de teste antes da formação dos primeiros produtos da reação dados a forma do refrigerante. Este teste é conhecido também como Philips Test. 41

43 DIN Part 2 (FZG Test) Esta especificação avalia a capacidade dos óleos usados para lubrificação de engrenagem. O teste FZG de engrenagem é realizado com o funcionamento especial das rodas da engrenagem no lubrificante em uma velocidade constante por um período predeterminado em um sistema de lubrificação submersa. São controladas a temperatura inicial do óleo e a carga aplicada aos dentes da engrenagem. Durante cada estágio de carga, os flancos dos dentes da engrenagem são inspecionados e os danos são comparados com as avaliações padrão Classificaçoes de fabricantes industriais Abaixo tabela comparativa entre as especificações dos principais fabricantes de bombas hidráulicas e as especificações DIN Parte 2. TESTES Denison Vickers Cincinnati Milacron HF-O HF-1 HF-2 M-2950-S I-286-S P-68 P-69 P-70 Parte 2 TESTES DE BOMBAS Denison T-5D (de palheta) (2500 psi, 2400 rpm, F) Passa - Passa Denison P-46 (pistão) (5000 psi, 2400 rpm, F), Passa Passa Vickers 35VQ-25 (palheta) (3000 psi, 2400 rpm, F) Perda de peso do anel (mg) Perda de peso da palheta (mg) Perda de peso total de anel e palheta (mg) Vickers V-140C (palheta) (2000 psi, 1200 rpm, F) Perda de peso total de anel e palheta (mg), máx (a) TESTES DE OXIDAÇÃO Oxidação do óleo (ASTM D 493) tempo para 2,0 NMA 1000 (b) (h), mín. Teste de Borra de 1000h (ASTM D4310) NMA (mg KOH), máx NMA (mg KOH), acréscimo - 0, Borra insolúvel (mg), máx Total de cobre (mg), máx Total de ferro (mg), máx TESTES DE DEMULSIBILIDADE (ASTM D1401, F, ISO VG 32/46) tempo de (b) (b) separação, min, máx (ASTM D1401, F, ISO VG 68) tempo de (b) (b) 60 separação, min, máx. TESTES DE FERRUGEM ASTM D Método A com água destilada Passa Passa Passa (b) (b) Passa Passa Passa - ASTM D Método B com água do mar sintética Passa Passa Passa (b) (b) Passa TESTES DE ESTABILIDADE HIDROLÍTICA Estabilidade Hidrolítica (ASTM D 2619) NNA (mg KOH), máx 4,0-6, Perda de cobre em peso (mg/cm2), máx 0,2-0, DIN

44 TESTES DE ESTABILIDADE TÉRMICA Cincinnati Milacron (168 h, F) Aumento de viscosidade (%), máx Variação no número de neutralização (%), máx Borra (mg/100 ml), máx Perda de cobre em peso (mg), máx Aparência da lâmina de cobre Reportar Aparência da lâmina de ferro Sem descoloração - TESTES DE FILTRABILIDADE FILTRABILIDADE (Denison TP 02100) Método A sem água (s) máx Método B com 2% água (s) máx TESTES DE ESPUMA ESPUMA (ASTM D 892) após 10 min TESTES DE RESISTÊNCIA A CARGA FZG (DIN 51354, Parte 2), mín TESTES DE RESISTÊNCIA A CORROSÃO LÂMINA DE COBRE (ASTM D 130, 3 h, C), máx TESTES DE VELOCIDADE DE SEPARAÇÃO DE AR Separação de ar (DIN 51381) tempo (min) ISO VG 46/68, máx ISO VG 32, máx TESTES DE COMPATIBILIDADE COM SELOS Comportamento dos selos (DIN 53538, Parte 1) Volume de mudança (%) ISO VG 32/ a 12 ISO VG a 10 Mudança na dureza (%) ISO VG 32/ a -7 ISO VG a -6 TESTES DE VISCOSIDADE Viscosidade (cst) a 40 0 C (ASTM D88) Valor mínimo p/ índice de viscosidade (ASTM D567) (a) O teste em bomba V105C10 também é válido para aprovação. (b) Uma evidência de performance satisfatória é requerida, mas não há um teste especificado. Figura

45 7 Graxas lubrificantes 7.1 Definição Uma graxa lubrificante pode ser definida como um material sólido a semi-sólido, constituindo de um agente espessante (sabão metálico) disperso num lubrificante líquido (óleo). O lubrificante líquido, que em geral compõe 70 a 95% em peso da graxa acabada, proporciona a lubrificação propriamente dita, enquanto o espessante oferece uma consistência semelhante ao gel para manter o lubrificante líquido no lugar. Muitas vezes, acrescenta-se aditivos para intensificar certas propriedades a graxa. Devido a sua consistência semelhante ao gel, prefere-se as graxas em lugar dos óleos em aplicações onde ocorreria um vazamento de óleo, onde a ação de vedação natural da graxa é necessária ou onde é requerida a espessura extra da película da graxa. Em geral, quase todas as graxas amolecem em serviço, porém recuperam sua consistência original quando deixadas em repouso. 7.2 Aplicação de Graxa Onde usar a graxa? Onde o óleo não pode ser contido ou vaza com facilidade; Onde existem dificuldades e condições inseguras para realizar a relubrificação; Onde o lubrificante deve ter também a função de vedar; Onde o projeto da máquina especifica a utilização de graxa; Onde o tempo de relubrificação for reduzido; Onde se quer reduzir a freqüência de lubrificação; Onde existem equipamentos com lubrificação intermitente; Onde é importante a redução de ruídos; Onde existem condições extremas de altas temperaturas, altas pressões, cargas de choque e baixas velocidades com cargas elevadas. 7.3 Fabricação A graxa é fabricada formando-se o sabão em presença do óleo. São três os processos para fabricar graxa: Processo de Tacho por tradição, a fabricação de graxas tem sido feita na forma de um processo de bateladas realizado em grandes tachos. As capacidades destes tachos variam de 4500 kg a kg. Processo Contactor este processo é muito parecido com o de tacho, com a vantagem de reduzir enormemente o tempo de fabricação das graxas. 44 Processo Contínuo este processo nasceu em meados dos anos 60, é compacto e versátil, oferecendo vantagens sobre o processo de bateladas, como sua homogeneidade e estabilidade ao cisalhamento. É patente da Texaco.

46 Ácido Graxo Aditivos Óleo Básico Saponificação (Unidade Contínua de Graxa ou Tacho) Sabão Metálico Graxa Álcali Óleo Básico = Componentes = Processo = Produto Figura Tipos de Graxas As graxas são diferenciadas quanto à natureza do espessante. Existe uma grande variedade de espessantes, dentre os quais, destacam-se sabões metálicos, argilas tratadas, polímeros de uréia e outros, sendo que cerca de 90% dos casos os espessantes empregados são sabões metálicos. Quanto à natureza do sabão metálico, as graxas classificam-se da seguinte forma: Graxas à base de sabão de Cálcio bastante aderentes, são indicadas para uso em peças que trabalham em contato com água. Não são indicadas para utilização em temperaturas superiores a 80 0 C. Graxas à base de sabão de Sódio recomendadas para mancais planos e rolamentos que trabalham a altas velocidades e temperaturas elevadas (até C) e, ocasionalmente, em engrenagens. É desaconselhável o seu uso em presença de umidade, pois o sabão é solúvel em água. Graxas à base de sabão de Alumínio são indicadas para uso onde o principal requisito seja a característica de aderência da graxa, proporcionando boa proteção contra a ferrugem e resistência à lavagem por água. Não resiste a temperaturas elevadas. Graxas à base de sabão de Lítio são bastante aderentes e relativamente insolúveis em água, substituindo, em aplicações convencionais, muito bem as graxas de Cálcio e Sódio, sendo, portanto, de aplicações múltiplas. Possuem grande estabilidade mecânica e alto ponto de gota, sendo de fácil aplicação por meio de pistolas e sistemas centralizados de lubrificação. Graxas à base de sabão Complexo sabão complexo é aquele, em que a fibra do sabão é formada pela cocristalização de um sabão normal (Cálcio, Sódio, Alumínio ou Lítio) e um agente complexo, como: ácido acético, lático, etc. Esse tipo de graxa apresenta como característica principal um elevado ponto de gota. 45

47 Graxas espessadas sem sabão são as que utilizam espessantes químicos inorgânicos ou orgânicos dispersos no óleo. Esses tipos de espessantes não são feitos com álcali metálico como os usados nas graxas espessadas com sabão. Exemplos: poliuréia e argila orgânica. São utilizadas visando o aproveitamento de suas características especiais como descrito adiante. As observações feitas acima servem apenas como primeira orientação do usuário. Outras características da graxa, como sua consistência e seus aditivos, são de extrema importância na seleção do tipo de graxa a ser usado. Graxas à base de sabão metálico simples Espessante Temperatura Máxima de Uso Prolongado Resistência à Água Cálcio 80 0 C Alta Resistência (repele) Sódio C Fraca (emulsiona) Alumínio 80 0 C Boa Resistência Lítio C Boa Resistência Figura 7.2 a Aplicações Típicas Mancais sujeitos a umidade Equipamentos Industriais antigos com lubrificação freqüente Mancais de baixa rotação, aplicações com umidade. Uso decrescente Aplicações automotivas e industriais Graxas à base de sabão metálico complexo Espessante Temperatura Máxima de Uso Prolongado Resistência à Água Cálcio C Alta Resistência (repele) Alumínio C Boa Resistência Lítio C Boa Resistência Figura 7.2 b Aplicações Típicas Mancais automotivos e industriais submetidos a altas temperaturas Mancais planos, de esferas e rolos de siderúrgicas Mancais automotivos e industriais submetidos a altas temperaturas 46

48 Graxas sem sabão metálico Espessante Temperatura Máxima de Uso Prolongado Resistência à Água Poliuréia C Alta Resistência (repele) Argila C Boa Resistência Figura 7.2 c Aplicações Típicas Mancais industriais (rolos), juntas homocinéticas automotivas, ventiladores e motores elétricos de autodesempenho Mancais sujeitos a altas temperaturas com relubrificação freqüente. Mancais de roletes em siderúrgicas Devemos observar que a mistura de graxas de diferentes bases pode acarretar a perda de sua estabilidade, com a conseqüente separação do espessante e do óleo Tabela de compatibilidade de graxas Complexo de Alumínio Complexo de Boro Cálcio Complexo de Cálcio Argila Lítio Complexo de Lítio Poliuréia Sódio Complexo de Alumínio Complexo de Boro Cálcio Complexo de Cálcio Argila Lítio Complexo de Lítio Poliuréia Sódio Condição limite (amostra deve ser analisada) Incompatível Compatível Figura

49 7.5 Propriedades As principais propriedades de uma graxa a serem consideradas são: Consistência É a resistência oferecida por uma graxa à sua penetração. É determinada pelo método que consiste em medir a penetração (em décimos de milímetros) exercida por um cone sobre uma amostra de graxa, sob ação de carga padronizada durante 5 segundos e à temperatura de 25 0 C. O aparelho utilizado nesta medição é chamado penetrômetro. Cone padrão Figura 7.4 a a superfície é o nível 25 0 C posição do cone antes da penetração Figura 7.4 b 48 Com base nos resultados obtidos no penetrômetro, o National Lubricating Grease Institute (NLGI) criou um sistema de classificação para as graxas definidos de consistência trabalhada em 60 ciclos que variam de 000 (muito macia) a 6 (muito dura).

50 Classificação NLGI Grau NLGI Penetração Trabalhada ASTM D-217 (25 0 C + ou -2 0 C) Figura

51 7.5.2 Ponto de gota Indica a temperatura em que a graxa passa do estado sólido ou semi-sólido para o líquido. o termômetro não toca na graxa a amostra da graxa é aplicada somente nas paredes do copo Figura 7.6 Na prática, esta medida serve como orientação para a mais alta temperatura a que certa graxa pode ser submetida durante o trabalho. Deve-se considerar como limite operacional uma temperatura 20% inferior ao seu ponto de gota Bombeabilidade É a capacidade de fluir de uma graxa pela ação de bombeamento. Os fatores que afetam o bombeamento são: a consistência da graxa, a viscosidade do óleo e o tipo de espessante. 50

52 A bombeabilidade afeta o método de aplicação da graxa (adequação ao sistema centralizado, por exemplo) e a movimentação interna da graxa dentro do elemento mecânico, influindo diretamente na capacidade de lubrificação da mesma. Poliuréia Complexo de Lítio Bombeabilidade Lítio Cálcio Sódio Complexo de Cálcio Para o mesmo grau NLGI Figura 7.7 Bombeabilidade Bombeabilidade Viscosidade do óleo mineral Grau NLGI da graxa Figura

53 7.6 Classificação para graxas Sistema de Classificação de graxas da NLGI A NLGI desenvolveu um sistema de classificação de graxas para aplicações automotivas. As graxas são submetidas a testes de estabilidade ao cisalhamento, resistência à oxidação, resistência à lavagem por água, propriedades de extrema pessão (Timkem e Four Ball), resistência à corrosão, bombeabilidade e ponto de gota. De acordo com os resultados nos testes, descritos na norma ASTM -4950, elas são classificadas conforme abaixo. Aplicação Classificação NLGI Tipo de serviço Produto típico Chassis LA Serviço pouco severo e relubrificação freqüente, com ponto de gota mínimo de 80 0 C Sabão de cálcio OU Sabão de lítio Chassis LB Serviços com altas cargas de choque, grande exposição à água e relubrificação não freqüente, com ponto de gota mínimo de C Sabão de lítio (com aditivação EP) Cubos de rodas GA Serviço normal, com ponto de gota mínimo de 80 0 C Sabão de lítio (do tipo múltiplas aplicações) Cubos de rodas GB Serviço severo, com ponto de gota mínimo de C Sabão de lítio (do tipo múltiplas aplicações) OU Sabão de lítio (com aditivação EP) Cubos de rodas GC Serviço muito severo, em altas temperaturas ou em condições do tipo pára-e-anda, com ponto de gota mínimo de C Complexo de lítio (com aditivação EP) Figura 7.9 Observação: Uma graxa pode atender ao mesmo tempo os requisitos de graxa para cubos de rodas e para lubrificação de chassis. 52

54 7.6.2 Especificações DIN para graxas DIN (Graxas) Consiste de várias partes: tipo de graxa, aditivos especiais, componente sintético (se aplicável), número NLGI, temperatura máxima de operação (opcional) e temperatura mínima de operação (opcional). O primeiro ou o segundo caractere indica o tipo de graxa, conforme abaixo: K G OG M Graxas para mancais planos ou de rolamentos e barramentos Graxas para engrenagens fechadas Graxas para engrenagens abertas e mancais (sem betumem, lubrificantes adesivos) Graxas para mancais planos e selos (exigências de desempenho menores do que o tipo K) Figura 7.10 a Se a graxa tiver aditivos especiais adicionais, estes serão indicados por um caractere extra. As graxas receberão uma das letras abaixo (ver a lista completa na seção de óleos industriais): F L P Aditivos sólidos. Exemplo: grafite, bissulfeto de molibdênio Inibidores de oxidação e corrosão Aditivos antifricção e antidesgaste Figura 7.10 b Por exemplo, uma graxa KP2K-10 é uma graxa do tipo K com aditivos do tipo P. Para graxas de base sintética, serão adicionados os caracteres abaixo: FK E HC PH SI PG X Figura 7.10 c Fluidos Perflourinated Ésteres Orgânicos Hidrocarbonetos Sintéticos Ácidos Ésteres Fosfóricos Óleos siliconados Poliglicois Outros 53

55 Por exemplo, uma graxa K SI 3 R é do tipo K, com óleo sintético do tipo SI. O número NLGI indica a consistência. Por exemplo, KP2K é uma graxa do tipo NLGI 2. A letra após o número de consistência da graxa indica uma combinação de temperatura máxima de trabalho contínuo e o comportamento na presença de água. Onde mais de uma letra de código é mostrada para a temperatura, a primeira letra denota uma exigência realçada da resistência à lavagem por água. C ou D + 60 E ou F + 80 G ou H K ou M N P R S T U Figura 7.10 D Por exemplo, em KP2K, o último K indica C. Opcionalmente, o limite mínimo da temperatura de trabalho pode ser especificado. A temperatura mais baixa, um múltiplo de C e na escala -10 a -60, é adicionado como um sufixo. Por exemplo, em KP2K-20, -20 é o limite requerido para baixa temperatura. 54

56 8 Módulo automotivo 8.1 Motores a gasolina, álcool e Gás Natural Os fabricantes de motores a gasolina estão cada mais pressionados por economia de combustível e de redução de emissões, recomendando óleos de menor viscosidade. Está crescendo o uso de óleos multigraus SAE 5W30 e com tendências futuras de um SAE 0W20. Junto com a tendência de utilizar óleos de menor viscosidade está aumentando a demanda por óleos que utilizem básicos de melhor qualidade para resistir ao espessamento provocado por uso em intervalos prolongados de troca, maiores temperaturas de operação e também pelo uso de combustíveis de baixa qualidade. As classificações ACEA estão cada vez mais presentes no mercado brasileiro em função da severidade das aplicações e dos projetos de motores (pequenos e médios) serem de origem européia ou asiática. Depósito no Pistão Desgaste do Comando de Válvula Espessamento de Fuligem Oxidação Borra no Motor ACEA A1/B1 ACEA A2/B2 API SH/SJ API SG API SF/CC Figura

57 Assim, o responsável pela decisão de compras deve comparar os produtos pelas diversas classificações (ACEA, API e classificações de fabricantes MB), não se atendo somente à classificação de viscosidade SAE. PRINCIPAIS PRODUTOS TEXACO: Havoline Energy SAE 5W30 Havoline Ultra SAE 5W40 Havoline Synthetic SAE 5W40 Havoline Semi-sintético SAE 15W40 Havoline Premium SAE 20W50 Havoline Superior 3 SAE 20W50 Havoline Super SAE 20W Motores diesel Os fabricantes de motores a diesel recomendam óleos de viscosidade SAE 15W40. Fora do Brasil, em locais com temperatura extremamente baixas, estão recomendando o uso de óleos 10W30 ou 10W 40. Óleos monograus SAE 40 são apenas recomendados para motores estacionários, principalmente de equipamentos ferroviários ou motores para geração de energia. Óleos para motores diesel de base sintética ainda não tiveram sua eficácia comprovada. As classificações ACEA, além de mais rigorosas, são as que melhor atendem as necessidades do mercado brasileiro em função da severidade das aplicações e da grande participação das montadoras européias neste mercado. 56

58 Espelhamento da Camisa Compatibilidade com Catalisadores Desgaste Corrosão Fuligem Oxidação por Espessamento Depósito no Pistão E6 E5 E4 E3 E2 Figura 8.2 a Espelhamento da Camisa Compatibilidade com Catalisadores Desgaste Corrosão Fuligem Oxidação por Espessamento Depósito no Pistão E7 E5 E4 E3 E2 Figura 8.2 b 57

59 Assim, o responsável pela decisão de compras deve comparar os produtos pelas diversas classificações (ACEA, API e classificações de fabricantes - MB), não se atendo somente à classificação de viscosidade SAE. PRINCIPAIS PRODUTOS TEXACO: Ursa Premium TDX SAE 15W40 Ursa Super TD SAE 15W40 Ursa LA3 SAE 15W Transmissões Manuais O uso de óleos de classificação de desempenho API GL-5 em transmissões manuais está cada vez mais restrito. Os fabricantes estão preferindo o uso de produtos com menor carga EP (API GL-4 ou GL-3), óleos de motor ou de transmissão automática. Óleos de carga EP elevada podem formar depósitos nos sincronizadores, dificultando o engrenamento. Os câmbios manuais de automóveis novos são selados de forma a impedir a contaminação externa, visando um aumento da vida útil deste componente. Os períodos de troca neste caso são estendidos ou fillfor-life (para toda a vida). Muitos dos automóveis mais novos não precisam fazer a troca até a vida útil normal estimada (10 anos). A troca é feita somente em caso de avarias. As pick-ups, por sua vez, continuam precisando realizar trocas periódicas. O uso de básicos sintéticos está aumentando, principalmente em veículos que são comercializados mundialmente e/ou operam em condições extremas de temperatura. O uso de óleos inadequados (em viscosidade e/ou aditivação) pode provocar dificuldade de engatar as marchas e o desgaste prematuro das engrenagens. Consulte sempre a recomendação do fabricante da transmissão (ou do fabricante do veículo) antes de drenar o óleo. PRINCIPAIS PRODUTOS TEXACO: Universal EP SAE 80W TGF Óleo de Engrenagem Ursa LA3 SAE 40 Texamatic ATF Texamatic 7045E Multigear STO SAE 85W Transmissões Automáticas Diferentes transmissões usam diferentes materiais de fricção e são submetidas a distintos testes de bancada e de campo para serem aprovadas. Essas são as razões para se ter uma linha completa de produtos. Alguns produtos podem atender mais de uma especificação ao mesmo tempo (Dexron III e Mercon, por exemplo), mas deve-se sempre checar a correta aplicação (seguir sempre a recomendação do fabricante). 58

60 As especificações GM são mais simples porque elas seguem uma seqüência lógica, pois o produto que atende a especificação mais recente pode ser usado quando requerido qualquer um das especificações anteriores da GM (Dexron IIIH pode sempre ser usado quando requerido a Dexron IIIG, Dexron IIIF, Dexron IIE, Dexron II e Dexron). As especificações Ford são mais complexas. Ford tipo F são especificações para transmissões fabricadas pela Ford antes de 1997 (e também para algumas entre 1977 e 1981) e de outros fabricantes que requeiram um fluido tipo F com alto fricção. Outros produtos não podem ser usados nessa aplicação. Mercon e Mercon V não são especificações seqüenciais. Outros fabricantes requerem o uso de produtos específicos que são somente encontrados nas concessionárias, entre elas Chrysler e Honda. Veículos pesados (tratores de esteira, pás carregadeiras, caminhões fora-de-estrada, etc) utilizam especificações próprias. Como por exemplo, Caterpillar TO-4 e Allison C-4. Atenção: O uso de um lubrificante errado pode reduzir a vida útil da transmissão e também comprometer a dirigibilidade do veículo (tornar desconfortável a troca de marcha, por exemplo). PRINCIPAIS PRODUTOS TEXACO: Texamatic B Texamatic 7045E Textran SAE 30 Textran SAE 10W 8.5 Diferenciais Convencionais O uso de óleos API GL-5 é mandatório em função dos requerimentos de carga superficial das engrenagens hipoides. O aumento de potência dos veículos provoca um aumento na temperatura de operação dos diferenciais, requerendo uma maior estabilidade térmica dos óleos para diferenciais. Há também uma tendência do uso de óleos multigraus para atender a necessidades de faixa de temperatura de operação mais ampla (por exemplo, viagens intercontinentais) e também um melhor comportamento em altas temperaturas. PRINCIPAIS PRODUTOS TEXACO: Multigear EP SAE 90 Multigear EP SAE 85W140 Multigear STO SAE 85W140 59

61 8.6 Diferenciais Autoblocantes Os diferencias autoblocantes de deslizamento limitado, ou tração positiva, requerem como especificação mínima um API GL-5, além de um aditivo modificador de atrito para um correto comportamento em serviço (dirigibilidade) e, ao mesmo tempo, garantir a durabilidade dos discos de fricção (e demais componentes do diferencial). PRINCIPAIS PRODUTOS TEXACO: Multigear LS SAE 85W140 Geartex LS SAE 85W Óleo de Engrenagem 8.7 Direções Hidráulicas Historicamente as montadoras recomendavam para as direções hidráulicas o mesmo óleo da transmissão automática. Com a evolução dos componentes das direções hidráulicas para alcançar melhor dirigibilidade e atender objetivos de maior vida útil sem manutenção, levando em conta as maiores exigências (como menores espaços no compartimento do motor e maiores temperaturas de trabalho), as especificações para óleos de direção hidráulica também tiveram de evoluir. Alguns fabricantes de veículos continuam recomendando óleos de transmissão automática, mas que atendam especificações dos fabricantes de direções hidráulicas (como a ZF). Porém, já existem no mercado diversos fabricantes de veículos que requerem produtos específicos. Muitos veículos importados requerem o uso de óleos do tipo PSF (Power Steering Fluid), que possuem maior ponto de fulgor, melhor comportamento em baixas temperaturas que os óleos do tipo ATF. Além disso, possuem aditivação anti-ruído. Alguns fabricantes nacionais requerem uso de óleo marca própria, como a Honda (todos veículos), GM (veículos equipados com direção eletro-hidraúlica) e Volkswagen (veículos mais novos). É mandatório observar a recomendação dos fabricantes dos veículos e/ou direções hidráulicas e evitar ao máximo a mistura de produtos. PRINCIPAIS PRODUTOS TEXACO: Texamatic ATF Texamatic B Texamatic 7045E 60

62 8.8 Sistemas de Freio Independentemente do tipo de fluido utilizado (conforme descrito no item Classificações de Fluido para Freios ), o cuidado com a manutenção do sistema de freio é crucial para uma operação segura. Os principais ensaios realizados nos fluidos de freio são: Ponto de ebulição - O ponto de ebulição indica a temperatura em que o fluido começa a formar vapores. Esta temperatura é crítica para a operação do sistema de freios porque os vapores tornam o fluido compressível, passando a não cumprir adequadamente sua função de transmissão de força, podendo provocar dificuldades nas frenagens. Ponto de ebulição úmido - Indica a capacidade do fluido em manter seu ponto de ebulição em presença de água. Como os fluidos de freio são higroscópicos, é um fator determinante na vida útil dos fluidos de freio. Viscosidade a C - Garante a fluidez do fluido em baixas temperaturas de operação. Os fluidos de freio têm uma tendência de absorver água durante o armazenamento e, principalmente, em serviço. 6 5 % água absorvida Tempo (ano) Figura 8.3 a 61

63 Esta água absorvida vai diminuindo gradativamente o ponto de ebulição do fluido e vai aumentando a probabilidade de se formar vapores no sistema Ponto de Ebulição ( C) Valores típicosda 260C DOT % Água no Fluido de Freio Figura 8.3 b É importante então : 1) Armazenar os frascos corretamente. 2) Utilizar a especificação recomendada pelo fabricante. 3) Não misturar produtos. 4) Evitar contaminação com óleos ou sujeira. 5) Trocar o fluido periodicamente. A cada ano, se não houver orientação do fabricante. PRINCIPAIS PRODUTOS TEXACO: Fluido para Freios Especial DOT 4 Fluido para Freios Super HD DOT 3 62

64 8.9 Sistemas de Arrefecimento Aplicação Os pontos principais a observar são: a) Uso de produto base etileno ou base água Quem determina o tipo de fluido a utilizar é sempre o fabricante do equipamento. Os fluidos de base etileno (água + etileno + anticorrosivo) são normalmente recomendados para equipamentos móveis, pois estes são submetidos a maiores variações de temperaturas e possuem menores radiadores (e/ou trocadores de calor) e também menores reservatórios de expansão. Uso mandatório em regiões com temperaturas ambientes abaixo de 0 0 C. Os fluidos de base água (água + anticorrosivo) são normalmente recomendados para motores estacionários, pois estes são submetidos a temperaturas uniformes de operação e possuem grandes trocadores de calor (ou radiadores) e grandes reservatórios de expansão. Alguns fabricantes de ônibus e caminhões aprovam o uso de fluido de base água em veículos que nunca sejam submetidos a temperaturas ambientes abaixo de 0 0 C. b) Concentração dos fluidos Os fluidos de base etileno (água + etileno + anticorrosivo) devem ser utilizados numa proporção de 30 a 70%, porque neste intervalo o etileno alcança seu equilíbrio nas suas características de proteção contra congelamento e aumento do ponto de ebulição. As proporções mais indicadas no Brasil são de 33% e de 50% pela facilidade de preparação e de complementação da mistura. A manutenção da proporção correta no sistema é também importante para garantir a eficácia do pacote anticorrosivo (recomendamos o uso de refratômetro, ou densímetro, específico para verificação periódica). Os fluidos de base água (água + anticorrosivo) são formulados para trabalhar entre 5% a 10% em água. A manutenção da proporção correta no sistema é também importante para garantir a eficácia do pacote anticorrosivo (recomendamos o uso de refratômetro específico para verificação periódica) Tipos de inibidores / Vantagens do inibidor do tipo carboxilato Há diversos tipos de inibidores de ferrugem e oxidação no mercado. A Texaco utiliza a tecnologia de carboxilatos que é de baixa taxa de consumo, ou seja, leva anos para que se acabe a sua capacidade anticorrosiva. Por isso, os produtos são considerados de longa duração e recebem a denominação XL ou Extended Life. Dicas principais sobre a troca ou complemento do fluido: Consulte o manual do equipamento com relação à quantidade total do sistema de arrefecimento. Limpe bem o sistema (com água limpa) antes de trocar o fluido. Utilize o coolant pré-diluído sempre que desejar trabalhar com intervalos estendidos de troca. Faça a reposição sempre com o mesmo produto. Verifique periodicamente a concentração do etileno ou inibidor. 63

65 8.10 Graxas Automotivas Cubos de roda As graxas normalmente utilizadas para esta aplicação são de base de lítio com aditivação de extrema pressão. Com o aumento de potência (e conseqüentemente menor carga transportada e velocidade), há uma necessidade do uso de graxas mais nobres (maior ponto de gota, maior carga EP e melhor bombeabilidade). Com isso, vem aumentando o uso de graxas de complexo de lítio para essa aplicação. Há que se observar a importância do uso de graxa na quantidade correta (indicada pelo manual do fabricante do veículo ou do rolamento), pois o excesso de graxa provoca um aumento de temperatura que pode causar vazamentos, que, por sua vez, podem reduzir a capacidade de frenagem e/ou quebra do cubo. PRINCIPAIS PRODUTOS TEXACO: Multifak Premium Starplex Suspensão Os feixes de mola e balanceiros precisam de lubrificação periódica. Por se tratar de aplicação que exige resistência a lavagem por água, tradicionalmente são utilizadas graxas de cálcio nesta aplicação. No entanto, há diversas empresas (principalmente grandes transportadoras) que utilizam graxas de lítio do tipo múltiplas aplicações com excelentes resultados de aumento de vida útil dos componentes e também maiores períodos de relubrificação. PRINCIPAIS PRODUTOS TEXACO: Chassis CA2 Marfak Quinta Roda Há uma grande tendência de fuga nesta aplicação. Por isso, é importante utilizar uma graxa com aditivação sólida e com alta aderência. PRINCIPAIS PRODUTOS TEXACO: Molytex 2 Molytex EP2 64

66 9 Módulo industrial 9.1 Compressores 9.2 Compressores de ar Para a lubrificação de compressores, deve-se verificar sempre a recomendação do fabricante. As recomendações podem variar desde um óleo de motor até um óleo mineral puro. Abaixo, um breve guia para melhor compreensão das alternativas para lubrificação dos mesmos. Compressores alternativos (ou de pistão) Há 2 opções principais para a lubrificação dos compressores de pistão: Produtos de base mineral - A primeira opção é uso de um produto de base naftênica de viscosidade ISO 100 ou 150, dependendo do fabricante. Produto Texaco recomendado: Alcaid Na ausência de produtos naftênicos, utilizar produtos parafínicos de mesma viscosidade. Produtos Texaco recomendados: Canopus ou Regal R&O Geralmente não são recomendados óleos hidráulicos nesta aplicação. Produtos de base sintética - Uso de produtos de base sintética permite maiores intervalos de troca e menores custos de manutenção. Produto Texaco recomendado: Cetus DE 100 Compressores rotativos (de parafuso, palhetas ou lóbulos) Há 2 opções principais para a lubrificação dos compressores rotativos : Produtos de base mineral - A primeira opção é uso óleo hidráulico de alto IV e de viscosidade ISO 32, 46 ou 68, dependendo do fabricante. Produtos Texaco recomendados (nesta ordem): Rando HDZ, Rando Super HDW, Rando HD, Hidráulico HD. Produtos de base sintética - Uso de produtos de base sintética permite maiores intervalos de troca e menores custos de manutenção. Produto Texaco recomendado: Cetus PAO 46 ou

67 9.3 Compressores de refrigeração O compressor é o componente de maior importância em qualquer sistema de refrigeração, tanto do prisma técnico como econômico. O sistema de refrigeração por compressão é largamente usado em aplicações domésticas, comerciais e industriais. Tipos de Compressores Alternativo Rotativos Lubrificação dos Compressores As exigências de lubrificação nas aplicações da refrigeração diferem apreciavelmente daquelas impostas por outros tipos de equipamentos. Embora o lubrificante seja exigido apenas no compressor, ele também pode circular através de todo o sistema juntamente com o refrigerante, durante o ciclo de refrigeração. Conseqüentemente, os lubrificantes não só devem diminuir sensivelmente o atrito e o desgaste como devem ser inertes com o refrigerante. Propriedades dos Lubrificantes Normalmente, os óleos usados na lubrificação dos compressores de refrigeração são óleos minerais puros de predominância de hidrocarbonetos naftênicos, e óleos de base semi-sintética e 100% sintético, caracterizados pelas propriedades; viscosidade, ponto de fluidez, ausência de umidade, resistência à oxidação, estabilidade química e térmica: Recomendações Texaco x Refrigerante Capella 46 e 68 Capella WF 32 Capella HFC 68 CFC (Amônia, R717, R12, R502, R22, R401A, R402 CFC (Amônia, R717, R12, R502, R22, R401A, R402 HFC (R-134a, R404A, R407C) 9.4 Compressores para Gases Industriais A recomendação crítica quando se está comprimindo qualquer tipo de gás é verificar se há compatibilidade entre o lubrificante e o gás sendo comprimido, pois existe sempre o risco de reação entre os produtos que pode causar até a explosão do equipamento. 9.5 Redutores Redutores são caixas de engrenagens fechadas que são empregadas, em pequenas ou grandes quantidades, em diversos tipos de indústrias. Lubrificantes de engrenagens precisam ter um bom desempenho em diversas condições de operação como presença de grande quantidade de água, alta temperatura de operação, operação em ambientes contaminados e cargas elevadas de choque. 66

68 Deve-se utilizar o lubrificante correto, na viscosidade correta, seguindo as recomendações dos fabricantes que normalmente definem a viscosidade ideal, levando em consideração a rotação de entrada do redutor e a temperatura de operação. Deve-se estar atento que as modificações feitas nos equipamentos para aumento de produtividade podem requerer uma reavaliação na recomendação inicial do lubrificante Tipos de lubrificantes para redutores A classificação mais empregada no Brasil é da American Gear Manufacterers Association (AGMA), já detalhada no capítulo 5.4, que define cinco tipos de lubrificantes para engrenagem: óleos com inibidores de ferrugem e oxidação (R&O), óleos compostos, óleos com extrema pressão (EP), óleos sintéticos e óleos residuais (mais indicados para engrenagens abertas). a) Óleos R&O São óleos de base mineral formulados com aditivos do tipo Rust and Oxidation, ou seja, que garantem proteção contra ferrugem e oxidação. Não contêm aditivos de extrema pressão do tipo Enxofre-Fósforo. A Falk é um dos fabricantes que indicam este tipo de produto para lubrificação de seus redutores. São identificados pela AGMA com o sufixo R&O PRINCIPAL PRODUTO TEXACO: Regal R&O Lubrificantes compostos para engrenagem São misturas de básicos minerais com inibidores R&O, aditivos demulsificantes e de 3 a 10% de gordura animal ou gordura sintética. São freqüentemente usados em redutores coroa sem fim para prover uma boa lubrificação e prevenir desgaste deslizante ( Sliding wear ). São identificados pela AGMA com o sufixo Comp. PRINCIPAIS PRODUTOS TEXACO: Vanguard 680 Vanguard 1000 b) Lubrificantes paras engrenagens com extrema pressão Esses lubrificantes referem-se a óleos de engrenagem de base mineral com aditivos de extrema pressão. Os aditivos EP normalmente são enxofre, fósforo ou boratos. Estes aditivos formam um filme resistente que protege contra soldagem, scuffing e scoring nas engrenagens durante as condições limite de lubrificação. A maioria dos fabricantes de redutores recomenda produto deste tipo. São identificados pela AGMA com o sufixo EP PRINCIPAL PRODUTO TEXACO: Meropa Universal EP SAE 80W (quando requerido um produto com EP e ISO VG 100) 67

69 c) Lubrificantes paras engrenagens com extrema pressão e proteção adicional anti-pitting Esses lubrificantes referem-se a óleos de engrenagem de base mineral com aditivos de extrema pressão e aditivação especial para evitar formação de pitting nos dentes das engrenagens. A Flender e Renk Zanini são os principais fabricantes que recomendam produto deste tipo. Também são identificados pela AGMA com sulfixo EP PRODUTO TEXACO: Meropa WM d) Lubrificantes sintéticos para engrenagens São elaborados com básicos sintéticos (Polialfaolifinas, Diesteres, Polyoiesteres, Esteres ou Poliglicois) e aditivos de extrema pressão. Em geral óleos sintéticos tem as vantagens de serem mais resistentes a oxidação em temperaturas extremas de operação. Podem ser utilizados uma gama maior de temperaturas, em função de seu maior índice de viscosidade. Cada tipo de básico sintético tem diferentes características e alguns deles podem ter limitações e desvantagens tais como: compatibilidade com elastômeros, reações químicas na presença de água e alto custo de aquisição. Óleos sintéticos são identificados por um número AGMA com o sufixo S. PRODUTO TEXACO: Pinnacle EP 9.6 Sistema Hidráulico Os sistemas hidráulicos estão cada vez mais complexos, mas continuam tendo três pontos críticos de lubrificação que são as bombas, cilindros de acionamento e válvulas de controle. A vida útil das bombas e cilindros está diretamente relacionada com a qualidade dos básicos e aditivos empregados na formulação do lubrificante. A vida útil das válvulas de controle, por sua vez, está ligada a qualidade e manutenção do sistema de filtragem do equipamento para manter o lubrificante dentro dos limites máximos de contaminação definidos pelos fabricantes das válvulas. Deve-se utilizar o lubrificante na viscosidade correta, seguindo as recomendações dos fabricantes. E deve-se estar atento que as modificações feitas nos equipamentos para aumento de produtividade podem requerer uma reavaliação na recomendação inicial do lubrificante Tipos de lubrificantes para sistemas hidráulicos e) Óleos antidesgaste São óleos tradicionais, de base mineral e aditivação antidesgaste, conhecidos também como do tipo AW (Antiwear). PRINCIPAIS PRODUTOS TEXACO: Rando HD, Rando HDZ e Rando Super HDW (São formulados para atender os requisitos mínimos dos principais fabricantes de bombas, como Denison e Vickers, e das especificações européias DIN para esta aplicação.) 68

70 Hidráulico HD (São produtos sem aprovação formal dos fabricantes de bombas e cilindros, mas com excelente performance em serviço. Recomendado principalmente para sistemas hidráulicos de equipamentos antigos ou que estejam sujeitos a freqüentes vazamentos, e conseqüentemente submetidos a uma alta taxa de reposição de óleo). f) Óleos antidesgaste sem cinza São óleos específicos de base mineral e aditivação antidesgaste sem Zinco na sua formulação. São formulados para atender os requisitos mínimos de alguns fabricantes de bombas e cilindros, que requeiram um produto sem Zinco ou sem Cinza em algumas aplicações especiais. PRINCIPAL PRODUTO TEXACO: Rando Ashless 9.7 Graxas Industriais Para selecionar a graxa correta para cada aplicação, deve-se observar a temperatura de operação, a velocidade de trabalho, quantidade e tipo de carga e períodos estimados de relubrificação. Sugerimos contatar nossos consultores para a escolha do produto mais adequado. No gráfico abaixo, comparamos as propriedades das principais graxas para múltiplas aplicações para melhor vizualização das diferenças entre elas. Pontodegota Timken Four Ball Resistência a perda no cubo Multifak EP2 Multifak Premium EP2 Starplex 2 Figura

71 10 Glossário Agentes de adesividade Mantêm o produto aderido nas partes lubrificadas, evitando o gotejamento do mesmo. Corantes São aditivos empregados para alterar a cor dos produtos. Normalmente utilizados para identificar os produtos, evitando aplicações incorretas e também são utilizados para facilitar a visualização de vazamentos. Gás Natural É uma substância no estado gasoso que também provém de rochas e encontra-se, muito freqüentemente, associado ao óleo. É vulgarmente designado gás. Índice de Viscosidade ou I.V. É um número empírico que mede a variação da mudança de viscosidade com a mudança de temperatura. Um alto I.V. indica uma pequena mudança na viscosidade enquanto um baixo I.V. indica uma variação bastante significativa! 0 Índice de Viscosidade C C Óleo de referência (I.V. = 0) Óleo sendo avaliado Óleo de referência (I.V. = 100) Figura

72 Percentual de Saturados Ensaio de laboratório para identificar o grau de saturação das moléculas.quanto mais saturado, maior a presença de ligações simples dentro da cadeia carbônica. Indica uma estabilidade do produto em relação a sua reatividade. Petróleo (Bruto ou Cru) O nome deriva da palavra latina petra (rocha) e da grega oleum (óleo). Assim, literalmente, petróleo quer dizer óleo de rocha. Como se trata de um líquido que provém de rochas, o nome petróleo é adequado. É vulgarmente designado óleo. Ponto de anilina Com relação a produtos de petróleo, é a menor temperatura na qual o produto é completamente miscível com igual volume de anilina. Um produto de Alto Ponto de Anilina é rico em hidrocarbonetos parafínicos e pobre em naftênicos e aromáticos. Esse ensaio é importante para prever a compatibilidade dos óleos com vedadores, pois os aromáticos tendem a deformar os referidos elementos de vedação. Ponto de congelamento É o mesmo que ponto de fluidez. Ponto de fluidez Ensaio de laboratório que determina a menor temperatura na qual o óleo deixa de fluir num teste de escorrimento em um tubo padrão. Indica a capacidade de operar adequadamente em baixas temperaturas. Ponto de inflamação É o prosseguimento do teste de ponto de fulgor até o temperatura em que o óleo sustente a inflamação por pelo menos 5 segundos. Resistência à oxidação (Oxidation Stability) Capacidade do óleo não reagir em presença de oxigênio, principalmente em altas temperaturas. Alguns dos ensaios de resistência à oxidação: D 2272: RPVOT (RBOT) D943: TOST IP 280: Cigre D4871: Universal Oxidation Test (UOT) IP 48: Oxidation Test Teor de enxofre Indica o percentual ou partes por milhão (PPM) de enxofre em um óleo ou combustível. O controle do enxofre é necessário, pois uma concentração elevada deste elemento leva à formação de óxidos de enxofre durante a combustão, podendo corroer as partes metálicas. Volatilidade É a medida da velocidade de evaporação de um produto. Quanto maior a volatilidade, mais inflamável será o mesmo. 71

73 Para falar com a Texaco Por acesse o site e selecione o Fale Conosco na opção desejada Por telefone: Central de pedidos: Central de serviços: Por fax: (21) Por carta: Envie uma correspondência para o endereço abaixo, especificando o assunto de seu interesse: Texaco Brasil Ltda - Escritório Central Av. República do Chile 230 / 30 andar Centro - Rio de Janeiro - RJ CEP:

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