Autor: Prof. Eng. Mecânico Pedro Bueno
Dando sequencia ao conteúdo do artigo anterior sobre Lubrificantes em Motores Automotivos, falarei um pouco sobre as classificações, diferenças e quais parâmetros são considerados em cada uma delas.
CLASSIFICAÇÕES DOS LUBRIFICANTES
Existem sistemas de classificação para definir características de lubrificantes, principalmente para fluidos aplicados em motores, onde são considerados vários fatores para defini-las, entre eles estão viscosidade e tipo de serviço empregado.
CLASSIFICAÇÃO PELA VISCOSIDADE (SAE – SOCIETY OF AUTOMOTIVE ENGINEERS)
De acordo com Carreteito e Belmiro (2006, p. 257-261), em 1911 foi estabelecido o primeiro sistema de classificação de fluidos lubrificantes de acordo com sua viscosidade, isso por sua essencial importância na definição do fluido a ser usado. O órgão SAE (Society of Automotive Engineers) foi o responsável pelo feito, em 1923 incluiu 10 tipos de óleo que possuíam diferentes faixas de viscosidade que variavam de 20 a 115, o parâmetro para definição desses pontos máximo e mínimo era baseado nos dois primeiros dígitos da viscosidade média Saybolt medida em segundos (SUS) a 100°F para óleos menos viscosos e a 210°F para os mais viscosos.
Em 1933 foram introduzidos dois graus “W”, inicial de winter (inverno), esses índices eram determinados a 0°F em função da extrapolação de dados de temperatura mais elevadas.
Em 1950 foram inseridos também os graus 5W, 10W e 20W. A definição multigrau ou multiviscoso passou a fazer parte das classificações em 1955 e foi oficializada em 1962 com o nome de SAE J300.
Atualmente, devido aos avanços tecnológicos e mudanças nos sistemas de normatizações entre outros fatores, a classificação SAE utiliza o teste de viscosidade HTHS (High temperatute, High Shear) onde é medido a 150°C e este método (ASTM D-4683) utiliza a unidade cP (centiPoise), que no SI (Sistema de Unidades) equivale a 1 mPas (mili segundo Pascal).
A imagem a seguir representa os parâmetros para definição dos índices de viscosidade em função da extrapolação dos dados de temperatura.
Óleos multiviscosos suportam variação de temperatura sem que percam suas características de fluidez, pois estão expostos a variações de temperatura em função da região de circulação do veiculo até que seja atingido o grau térmico ideal ao funcionamento do motor.
Usando como exemplo um óleo com viscosidade 15W40, que apresenta características de um fluido 15W a baixas temperaturas (Max 7000 cP a -20°), mas, ao ter a temperatura elevada para 150°C, sua viscosidade HTMS não diminui abaixo de 3,7 cP. O que não aconteceria com um óleo monoviscoso.
CLASSIFICAÇÃO POR SERVIÇO (API – AMERICAN PETROLEUM INSTITUTE)
De acordo com Carreteito e Belmiro (2006, p. 261-263), inicialmente a classificação dos lubrificantes para motores era feita exclusivamente pelo índice de viscosidade, porém não eram levadas em consideração as condições operacionais. Em 1947 a API (American Petroleun Institute) regulamentou a classificação API, que foi dividida em três categorias de desempenho: Regular, Premium e Heavy Duty (HD), todas baseadas na severidade do serviço operacional.
As categorias se distinguiam na diferença de formulação, os óleos do tipo regular eram minerais puros, adequados à severidade de serviço de motores a gasolina e diesel. Os Premium possuíam aditivos um pouco mais elaborados como antioxidante, anticorrosivo e anti espumante. Os Heavy Duty possuíam detergentes, que em motores a gasolina e diesel sob condições severas eram imprescindíveis.
Em 1952, foram criadas categorias de desempenho separadas para motores a gasolina e diesel, sendo duas letras, com a inicial M para gasolina e D para diesel.
Em 1970, um trabalho em conjunto entre API, SAE e ASTM (American Society for Testing and Materials), instalou um novo sistema de classificação, que relacionava as categorias anteriores e também as futuras que provavelmente surgiriam. Para motores a gasolina ou por centelha (spark ignition), foi adotado o prefixo S e para motores diesel ou de ignição por compressão (compression ignition) a letra C. Esses prefixos são acompanhados por classes A, B, C, D, E, F,… em ordem crescente com relação ao nível de mudanças de projetos de motores, condições de operação, processo de teste, legislações ambientais entre outros fatores.
DEFINIÇÕES DAS CLASSIFICAÇÕES “SPARK IGNITION”
SJ – Serviço para motores à gasolina (1997): Serviço típico de motores a gasolina de carros de passeio, vans e caminhões leves, atuais e anteriores, operando sob os procedimentos de manutenção recomendados pelo fabricante. Esta categoria foi desenvolvida para ter melhor desempenho em termos de compatibilidade com conversores catalíticos, volatilidade, formação de depósitos em altas temperaturas e boa bombeabilidade em baixas temperaturas. Óleos que atendem a classificação API SJ podem ser utilizados com os sistemas de emissões. Esta categoria também pode substituir as anteriores.
SL – Serviço para motores à gasolina (2001): Para uso em serviço típico de motores à gasolina atuais e anteriores, veículos esportivos, vans e caminhões leves operando sob os procedimentos de manutenção recomendados pelo fabricante. Além de uma melhoria geral em qualidade, em nova categoria visa especificamente melhorar a volatilidade do óleo, proporcionar economia de combustível e aumentar a compatibilidade com os sistemas de emissões. Esta categoria também substitui as anteriores.
SM – Serviço para motores à gasolina (2004): Para uso em todos os motores automotivos à gasolina em uso atualmente. Esta categoria foi designada para proporcionar melhor resistência a oxidação, melhor proteção contra a formação de depósitos de carbono, melhor proteção contra desgaste e melhor desempenho em baixas temperaturas ao longo da vida útil do lubrificante. Alguns óleos API SM também atendem às ultimas especificações ILSAC e/ou são qualificados como “conservadores de energia” (Energy Conserving). Esta categoria também pode substituir as anteriores.
SN – Serviço para motores à gasolina (2010): Para todos os motores em uso atual, introduzida em outubro de 2010, a categoria SN foi desenvolvida para atender aos padrões de emissões vigente, maior proteção contra depósitos nos pistões e formação de borras em altas temperaturas de operação. A proteção aos motores que operem com etanol é o principal ponto focado por esta especificação.
DEFINIÇÕES DAS CLASSIFICAÇÕES “COMPRESSION IGNITION”
CI-4 – Serviço severo de motores a diesel (2002): Categoria para uso em motores 4 tempos a diesel de alta velocidade, em veículos de estrada e off-road, nos quais o teor de enxofre no diesel varia até no máximo 0,5% em peso (5000 ppm). Esta nova categoria é designada para atender à rigorosa legislação ambiental de emissões e suportar a severidade dos novos motores devida ao sistema de recirculação de gases de escape (EGR). Esta maior severidade é devida ao fato de que o lubrificante está sujeito a uma maior quantidade de fuligem, sendo que esta atende a deixar o lubrificante mais viscoso em elevadas quantidades. Esta categoria pode substituir a CD, CE, CF-4, CG-4 e CH-4.
CJ-4 – Serviço severo de motores a diesel (2007): Categoria para uso em motores 4 tempos a diesel de alta velocidade, que necessitem atender às normas de emissões 2007, assim como para modelos de anos anteriores. Esse tipo de óleo deve ser utilizado com combustível contendo, no máximo 0,05% em peso de teor de enxofre (500 ppm). No entanto, o uso deste combustível com teor acima de 15 ppm (0,0015% em peso) pode impactar a durabilidade do sistema de pós-tratamento de gases e/ou o intervalo de troca de lubrificante.
CLASSIFICAÇÃO ACEA (ASSOCIATION DES CONSTRUCTEURS EUROPÉEN D’AUTOMOBILE)
Construtores de veículos europeus sempre foram referência para determinar requisitos de desempenho em lubrificantes automotivos, devido principalmente às condições climáticas regionais muito acentuadas. Segundo Carreteiro e Belmiro (2006, p. 273), até 1991 as especificações de lubrificantes para motores automotivos eram determinadas pelo CCMC (Comitê dés Constructeurs d’Automobile Du Marché Commun), eram usados cinco graus para motores diesel (D1, D2, D3, D4, e D5) e dois para motores diesel de passeio (PD1 e PD2).
Em 1991, a CCMC foi substituído pela ACEA (Association des Constructeurs Européen d’Automobile).
O sistema de classificação usado pela ACEA baseia-se em baterias de testes químicos, físicos e de motores (seguindo a americana ASTM), mas também usa métodos do CEC (Conseil Europeen de Cordination).
De acordo com Carreteiro e Belmiro (2006, p. 276), em 2004 a ACEA combinou para classificação de lubrificantes as categorias A e B a designação A/B e acrescentou grupos de categorias chamados como C1, C2 e C3, com objetivo de criar especificações adequadas a sistemas de tratamento de exaustão de gases, catalisadores tanto em motores gasolina quanto a diesel. Assim aparecem quatro novas categorias combinadas A1/B1-04, A3/B3-04, A3/B4-04 e A5/B5-04.
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REFERÊNCIAS
CARRETEIRO, Ronald Pinto; BELMIRO, Pedro Nelson A.. Lubrificantes e lubrificação industrial. Rio de Janeiro: Interciência: IBP, 2006.
BOSCH, Robert. Manual de tecnologia automotiva. São Paulo: Edgard Blücher, 2005.
SERVIÇO NACIONAL DE APRENDIZAGEM INDUSTRIAL. Lubrificantes e Lubrificação Automotiva e Industrial. São Paulo, 2007.
SERVIÇO NACIONAL DE APRENDIZAGEM INDUSTRIAL. Hidráulica. São Paulo, 2008.