Características dos óleos de motor
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Características dos óleos de motor mostrar como o óleo se comporta em diferentes condições de temperatura e carga e, assim, ajudar o proprietário do carro a selecionar corretamente o fluido lubrificante para o motor de combustão interna. Portanto, ao escolher, é útil prestar atenção não apenas à marcação (ou seja, viscosidade e tolerâncias dos fabricantes de automóveis), mas também às características técnicas dos óleos de motor, como viscosidade cinemática e dinâmica, número de base, teor de cinzas de sulfato , volatilidade e outros. Para a maioria dos proprietários de carros, esses indicadores não dizem nada. R Na verdade, eles ocultam a qualidade do óleo, seu comportamento sob carga e outros dados operacionais.
Então, você aprenderá em detalhes sobre os seguintes parâmetros:
- Viscosidade cinemática;
- Viscosidade dinamica;
- Índice de viscosidade;
- volatilidade;
- capacidade de coqueificação;
- teor de cinzas de sulfato;
- número alcalino;
- Densidade;
- Ponto de inflamação;
- ponto de fluidez;
- Aditivos;
- Tempo de vida.
As principais características dos óleos de motor
Agora vamos passar para os parâmetros físicos e químicos que caracterizam todos os óleos de motor.
A viscosidade é a principal propriedade, devido à qual é determinada a capacidade de usar o produto em vários tipos de motores de combustão interna. Pode ser expresso em unidades de viscosidade cinemática, dinâmica, condicional e específica. O grau de ductilidade do material do motor é determinado por dois indicadores - viscosidades cinemáticas e dinâmicas. Esses parâmetros, juntamente com o teor de cinzas de sulfato, número de base e índice de viscosidade, são os principais indicadores da qualidade dos óleos de motor.
Viscosidade cinemática
Gráfico da dependência da viscosidade na temperatura do óleo do motor
A viscosidade cinemática (alta temperatura) é o parâmetro operacional básico para todos os tipos de óleos. É a razão entre a viscosidade dinâmica e a densidade de um líquido à mesma temperatura. A viscosidade cinemática não afeta a condição do óleo, ela determina as características dos dados de temperatura. este indicador caracteriza o atrito interno da composição ou sua resistência ao seu próprio fluxo. Descreve a fluidez do óleo em temperaturas de operação de +100°C e +40°C. Unidades de medida - mm²/s (centiStokes, cSt).
Em termos simples, este indicador mostra a viscosidade do óleo a partir da temperatura e permite estimar a rapidez com que ele engrossará quando a temperatura cair. Afinal quanto menos o óleo mudar sua viscosidade com uma mudança de temperatura, maior será a qualidade do óleo.
Viscosidade dinamica
A viscosidade dinâmica do óleo (absoluta) mostra a força de resistência do fluido oleoso que ocorre durante o movimento de duas camadas de óleo, afastadas 1 cm uma da outra, movendo-se a uma velocidade de 1 cm/s. A viscosidade dinâmica é o produto da viscosidade cinemática do óleo e sua densidade. As unidades deste valor são segundos Pascal.
Simplificando, mostra o efeito da baixa temperatura na resistência de partida de um motor de combustão interna. E quanto menor a viscosidade dinâmica e cinemática em baixas temperaturas, mais fácil será para o sistema de lubrificação bombear óleo em clima frio e para o motor de partida girar o volante ICE durante uma partida a frio. O índice de viscosidade do óleo do motor também é de grande importância.
Índice de viscosidade
A taxa de diminuição da viscosidade cinemática com o aumento da temperatura é caracterizada por índice de viscosidade óleos. O índice de viscosidade avalia a adequação dos óleos para determinadas condições de operação. para determinar o índice de viscosidade, compare a viscosidade do óleo em diferentes temperaturas. Quanto mais alto, menos a viscosidade depende da temperatura e, portanto, melhor sua qualidade. Em poucas palavras, O índice de viscosidade indica o "grau de diluição" do óleo.. Esta é uma quantidade adimensional, ou seja, não é medido em nenhuma unidade - é apenas um número.
Quanto menor o índice viscosidade do óleo do motor quanto mais o óleo afina, ou seja a espessura do filme de óleo torna-se muito pequena (devido ao aumento do desgaste). Quanto maior o índice viscosidade do óleo do motor, menos óleo dilui, ou seja a espessura da película de óleo necessária para proteger as superfícies de atrito é fornecida.
Óleos com alto índice garantem o desempenho do motor de combustão interna em uma faixa de temperatura mais ampla (ambiente). Consequentemente, uma partida mais fácil do motor de combustão interna em baixas temperaturas e uma espessura suficiente da película de óleo (e, portanto, a proteção do motor de combustão interna contra desgaste) em altas temperaturas são fornecidas.
Os óleos de motor minerais de alta qualidade geralmente têm um índice de viscosidade de 120-140, semi-sintéticos 130-150, sintéticos 140-170. Este valor depende da aplicação na composição dos hidrocarbonetos e da profundidade de tratamento das frações.
É necessário um equilíbrio aqui e, ao escolher, vale a pena considerar os requisitos do fabricante do motor e a condição da unidade de potência. No entanto, quanto maior o índice de viscosidade, maior a faixa de temperatura em que o óleo pode ser usado.
Evaporação
A evaporação (também chamada de volatilidade ou desperdício) caracteriza a quantidade de massa do fluido lubrificante que evaporou em uma hora à sua temperatura de +245,2 ° C e uma pressão de operação de 20 mm. art. Arte. (± 0,2). Em conformidade com o padrão ACEA. Medido como uma porcentagem da massa total, [%]. É realizado usando um aparelho Noack especial de acordo com ASTM D5800; DIN 51581.
De maior viscosidade do óleo, o tem uma volatilidade menor segundo Noak. Os valores de volatilidade específicos dependem do tipo de óleo base, ou seja, definido pelo fabricante. Acredita-se que uma boa volatilidade esteja na faixa de até 14%, embora também sejam encontrados óleos à venda, cuja volatilidade chega a 20%. Para óleos sintéticos, esse valor geralmente não excede 8%.
Em geral, pode-se dizer que quanto menor o valor da volatilidade de Noack, menor o burnout do óleo. Mesmo uma pequena diferença - 2,5 ... 3,5 unidades - pode afetar o consumo de óleo. Um produto mais viscoso queima menos. Isto é especialmente verdadeiro para óleos minerais.
Carbonização
Em palavras simples, o conceito de coqueificação é a capacidade de um óleo formar resinas e depósitos em seu volume, que, como você sabe, são impurezas nocivas em um fluido lubrificante. A capacidade de coqueificação depende diretamente do grau de sua purificação. Isso também é afetado por qual óleo base foi originalmente usado para criar o produto acabado, bem como pela tecnologia de produção.
O indicador ideal para óleos com alto nível de viscosidade é o valor 0,7%. Se o óleo tiver uma viscosidade baixa, o valor correspondente pode estar na faixa de 0,1 ... 0,15%.
Cinza sulfatada
O teor de cinzas de sulfato do óleo do motor (cinzas de sulfato) é um indicador da presença de aditivos no óleo, que incluem compostos metálicos orgânicos. Durante a operação do lubrificante, todos os aditivos e aditivos são produzidos - eles queimam, formando as próprias cinzas (escória e fuligem) que se depositam nos pistões, válvulas, anéis.
O teor de cinzas sulfatadas do óleo limita a capacidade do óleo de acumular compostos de cinzas. Este valor indica a quantidade de sais inorgânicos (cinzas) que permanecem após a combustão (evaporação) do óleo. Não podem ser apenas sulfatos (eles “assustam” os proprietários de carros, carros com motores de alumínio que “têm medo” de ácido sulfúrico). O teor de cinzas é medido como uma porcentagem da massa total da composição, [% em massa].
Em geral, os depósitos de cinzas entopem os filtros de partículas de diesel e os catalisadores de gasolina. No entanto, isso é verdade se houver um consumo significativo de óleo ICE. Deve-se notar que a presença de ácido sulfúrico no óleo é muito mais crítica do que o aumento do teor de cinzas de sulfato.
Na composição de óleos de cinzas completas, a quantidade de aditivos apropriados pode exceder ligeiramente 1% (até 1,1%), em óleos de cinzas médias - 0,6 ... 0,9%, em óleos de cinzas baixas - não mais de 0,5% . Respectivamente, quanto menor este valor, melhor.
Óleos com baixo teor de cinzas, os chamados Low SAPS (são rotulados de acordo com ACEA C1, C2, C3 e C4). Eles são a melhor opção para veículos modernos. Geralmente usado em carros com sistema de pós-tratamento de gases de escape e carros movidos a gás natural (com GLP). O teor crítico de cinzas para motores a gasolina é de 1,5%, para motores a diesel é de 1,8% e para motores a diesel de alta potência é de 2%. Mas vale a pena notar que os óleos com baixo teor de cinzas nem sempre são de baixo teor de enxofre, pois o baixo teor de cinzas é alcançado por um número de base menor.
Aditivos Full Ash, também são Full SAPA (com marcação ACEA A1/B1, A3/B3, A3/B4, A5/B5). Afeta negativamente os filtros DPF, bem como os catalisadores de três estágios existentes. Esses óleos não são recomendados para uso em motores equipados com sistemas ambientais Euro 4, Euro 5 e Euro 6.
O alto teor de cinzas de sulfato é devido à presença de aditivos detergentes contendo metais na composição do óleo do motor. Tais componentes são necessários para evitar depósitos de carbono e formação de verniz nos pistões e para dar aos óleos a capacidade de neutralizar ácidos, caracterizados quantitativamente pelo número de base.
Número alcalino
Esse valor caracteriza por quanto tempo o óleo pode neutralizar os ácidos nocivos a ele, que causam desgaste corrosivo das peças do motor de combustão interna e potencializam a formação de diversos depósitos de carbono. Hidróxido de potássio (KOH) é usado para neutralizar. Respectivamente número base é medido em mg KOH por grama de óleo, [mg KOH/g]. Fisicamente, isso significa que a quantidade de hidróxido é equivalente em efeito ao pacote de aditivos. Portanto, se a documentação indicar que o número base total (TBN - Total Base Number) é, por exemplo, 7,5, isso significa que a quantidade de KOH é de 7,5 mg por grama de óleo.
Quanto maior o número de base, mais tempo o óleo será capaz de neutralizar a ação dos ácidos.formado durante a oxidação do óleo e a combustão do combustível. Ou seja, será possível utilizá-lo por mais tempo (embora outros parâmetros também influenciem esse indicador). Baixas propriedades detergentes são ruins para o óleo, pois neste caso um depósito indelével se formará nas peças.
Durante a operação do óleo no motor de combustão interna, o número alcalino inevitavelmente diminui e os aditivos neutralizantes são usados. Tal redução tem limites aceitáveis, além dos quais o óleo não será capaz de proteger contra a corrosão por compostos ácidos. Quanto ao valor ideal do número base, acreditava-se anteriormente que para ICEs a gasolina seria aproximadamente 8 ... 9 e para motores a diesel - 11 ... 14. No entanto, as formulações de lubrificantes modernos normalmente têm números de base mais baixos, até 7 e dá 6,1 mg KON/g. Observe que em ICEs modernos não use óleos com número base 14 ou superior.
O baixo número de base nos óleos modernos é feito artificialmente para atender aos requisitos ambientais atuais (EURO-4 e EURO-5). Assim, quando esses óleos são queimados no motor de combustão interna, forma-se uma pequena quantidade de enxofre, o que tem um efeito positivo na qualidade dos gases de escape. No entanto, o óleo com um número de base baixo muitas vezes não protege suficientemente as peças do motor contra o desgaste.
Isso significa que o SC ideal nem sempre precisa ser o número máximo ou mínimo.
Densidade
Densidade refere-se à densidade e viscosidade do óleo do motor. Determinado a uma temperatura ambiente de +20°C. É medido em kg/m³ (raramente em g/cm³). Mostra a relação entre a massa total do produto e seu volume e depende diretamente da viscosidade do óleo e do fator de compressibilidade. É determinado pelo óleo básico e aditivos básicos e também afeta fortemente a viscosidade dinâmica.
Se a evaporação do óleo for alta, a densidade aumentará. Por outro lado, se o óleo tiver uma baixa densidade e, ao mesmo tempo, um alto ponto de fulgor (ou seja, um baixo valor de volatilidade), pode-se julgar que o óleo é feito com óleo básico sintético de alta qualidade.
Quanto maior a densidade, pior o óleo passa por todos os canais e fendas do motor de combustão interna e, por causa disso, a rotação do virabrequim se torna mais difícil. Isso leva a um maior desgaste, depósitos, depósitos de carbono e aumento do consumo de combustível. Mas a baixa densidade do lubrificante também é ruim - por causa disso, uma película protetora fina e instável é formada, seu rápido desgaste. Se o motor de combustão interna costuma funcionar em marcha lenta ou no modo start-stop, é melhor usar um fluido lubrificante menos denso. E com movimento prolongado em altas velocidades - mais denso.
Portanto, todos os produtores de óleo aderem à faixa de densidade dos óleos produzidos por eles na faixa de 0,830 .... 0,88 kg/m³, onde apenas as faixas extremas são consideradas de maior qualidade. Mas a densidade de 0,83 a 0,845 kg/m³ é sinal de ésteres e PAOs no óleo. E se a densidade for 0,855 ... 0,88 kg / m³, isso significa que muitos aditivos foram adicionados.
Ponto de inflamação
Esta é a temperatura mais baixa na qual os vapores de óleo de motor aquecido, sob certas condições, formam uma mistura com o ar, que explode quando uma chama é levantada (primeiro flash). No ponto de fulgor, o óleo também não inflama. O ponto de fulgor é determinado aquecendo o óleo do motor em um copo aberto ou fechado.
Este é um indicador da presença de frações de baixo ponto de ebulição no óleo, o que determina a capacidade da composição de formar depósitos de carbono e queimar em contato com peças quentes do motor. Um óleo de qualidade e bom deve ter um ponto de fulgor o mais alto possível. Os óleos de motor modernos têm um ponto de inflamação superior a +200°C, geralmente +210…230°C e superior.
Ponto de fluidez
O valor da temperatura em Celsius, quando o óleo perde suas propriedades físicas, características de um líquido, ou seja, congela, torna-se imóvel. Um parâmetro importante para os motoristas que vivem nas latitudes do norte e para outros proprietários de carros que muitas vezes ligam o motor de combustão interna “a frio”.
Embora Na realidade, para fins práticos, o valor do ponto de fluidez não seja usado. Para caracterizar a operação do óleo na geada, existe outro conceito - temperatura mínima de bombeamento, ou seja, a temperatura mínima na qual a bomba de óleo é capaz de bombear óleo para o sistema. E será ligeiramente superior ao ponto de fluidez. Portanto, na documentação vale a pena prestar atenção à temperatura mínima de bombeamento.
Quanto ao ponto de fluidez, deve ser 5 ... 10 graus inferior às temperaturas mais baixas em que o motor de combustão interna opera. Pode ser -50°C ... -40°C e assim por diante, dependendo da viscosidade específica do óleo.
Aditivos
Além dessas características básicas dos óleos de motor, você também pode encontrar resultados adicionais de testes de laboratório para a quantidade de zinco, fósforo, boro, cálcio, magnésio, molibdênio e outros elementos químicos. Todos estes aditivos melhoram o desempenho dos óleos. Protegem contra arranhões e desgastes do motor de combustão interna, além de prolongar o funcionamento do próprio óleo, evitando que oxide ou retenha melhor as ligações intermoleculares.
Enxofre - tem propriedades de extrema pressão. Fósforo, cloro, zinco e enxofre - propriedades antidesgaste (reforçam a película de óleo). Boro, molibdênio - reduz o atrito (modificador adicional para o efeito máximo de redução do desgaste, escoriações e atrito).
Mas além das melhorias, eles também têm propriedades opostas. ou seja, eles se depositam na forma de fuligem no motor de combustão interna ou entram no catalisador, onde se acumulam. Por exemplo, para motores a diesel com conversores DPF, SCR e armazenamento, o enxofre é o inimigo e, para conversores de oxidação, o inimigo é o fósforo. Mas os aditivos detergentes (detergentes) Ca e Mg formam cinzas durante a combustão.
As propriedades protetoras dos aditivos dependem dos métodos de fabricação e da qualidade das matérias-primas, portanto, sua quantidade nem sempre é um indicador da melhor proteção e qualidade. Portanto, cada montadora possui suas próprias limitações para uso em um determinado motor.
Vida útil
Na maioria dos carros, o óleo muda dependendo da quilometragem do carro. No entanto, em algumas marcas de fluidos lubrificantes em latas, sua data de validade é indicada diretamente. Isso se deve às reações químicas que ocorrem no óleo durante sua operação. Geralmente é expresso como o número de meses de operação contínua (12, 24 e Long Life) ou o número de quilômetros.
Tabelas de parâmetros do óleo do motor
Para completar as informações, apresentamos várias tabelas que fornecem informações sobre a dependência de alguns parâmetros do óleo do motor em relação a outros ou a fatores externos. Vamos começar com um grupo de óleos básicos de acordo com o padrão API (API - American Petroleum Institute). Assim, os óleos são divididos de acordo com três indicadores - índice de viscosidade, teor de enxofre e fração de massa de hidrocarbonetos naftenoparafinas.
| Classificação API | I | II | III | IV | V |
|---|---|---|---|---|---|
| Teor de hidrocarbonetos saturados, % | <90 | > 90 | > 90 | PAO | Ethers |
| Teor de enxofre, % | > 0,03 | <0,03 | <0,03 | ||
| Índice de viscosidade | 80 ... 120 | 80 ... 120 | > 120 |
Atualmente, existe no mercado um grande número de aditivos para óleos, que de certa forma alteram suas características. Por exemplo, aditivos que reduzem a quantidade de gases de escape e aumentam a viscosidade, aditivos antifricção que limpam ou prolongam a vida útil. Para entender sua diversidade, vale a pena coletar informações sobre eles em uma tabela.
| Grupo de propriedades | Tipos de aditivos | Nomeação |
|---|---|---|
| Proteção da superfície da peça | Detergentes (detergentes) | Protege as superfícies das peças da formação de depósitos sobre elas |
| Dispersantes | Previne a deposição de produtos de desgaste do motor de combustão interna e degradação do óleo (minimiza a formação de lodo) | |
| Anti-desgaste e extrema pressão | Reduza o atrito e o desgaste, evite apreensão e arranhões | |
| Anti-corrosão | Prevenir a corrosão das peças do motor | |
| Transformar as propriedades do óleo | Depressor | Reduza o ponto de congelamento. |
| Modificadores de viscosidade | Expanda a faixa de temperatura de aplicação, aumente o índice de viscosidade | |
| Proteção de óleo | Antiespuma | Previne a formação de espuma |
| Antioxidantes | Previne a oxidação do óleo |
A alteração de alguns dos parâmetros do óleo do motor listados na seção anterior afeta diretamente a operação e a condição do motor de combustão interna do carro. Isso pode ser exibido em uma tabela.
| Índice | Tendência | Causar | Parâmetro crítico | O que afeta |
|---|---|---|---|---|
| Viscosidade | Está aumentando | Produtos de oxidação | 1,5 vezes aumento | Propriedades iniciais |
| Ponto de fluidez | Está aumentando | Água e produtos de oxidação | Não | Propriedades iniciais |
| Número alcalino | Diminui | Ação detergente | Diminuir em 2 vezes | Corrosão e redução da vida útil das peças |
| teor de cinzas | Está aumentando | Aditivos alcalinos | Não | O aparecimento de depósitos, desgaste de peças |
| Impurezas mecânicas | Está aumentando | Produtos de desgaste do equipamento | Não | O aparecimento de depósitos, desgaste de peças |
Regras de seleção de óleo
Como mencionado acima, a escolha de um ou outro óleo de motor deve ser baseada não apenas nas leituras de viscosidade e tolerâncias dos fabricantes de automóveis. Além disso, existem também três parâmetros obrigatórios que devem ser levados em consideração:
- propriedades lubrificantes;
- condições de operação do óleo (modo de operação ICE);
- características estruturais do motor de combustão interna.
O primeiro ponto depende em grande parte de que tipo de óleo é sintético, semi-sintético ou completamente mineral. É desejável que o fluido lubrificante tenha as seguintes características de desempenho:
- Elevadas propriedades detergentes dispersantes-estabilizadoras e solubilizantes em relação a elementos insolúveis no óleo. As características mencionadas permitem limpar rápida e facilmente a superfície das peças de trabalho do motor de combustão interna de vários contaminantes. Além disso, graças a eles, é mais fácil limpar as peças da sujeira durante a desmontagem.
- A capacidade de neutralizar os efeitos dos ácidos, evitando assim o desgaste excessivo das peças do motor de combustão interna e aumentando seu recurso geral.
- Elevadas propriedades térmicas e termo-oxidativas. Eles são necessários para resfriar efetivamente os anéis de pistão e os pistões.
- Baixa volatilidade, bem como baixo consumo de óleo para resíduos.
- A ausência da capacidade de formar espuma em qualquer estado, mesmo no frio, mesmo no quente.
- Total compatibilidade com os materiais de que são feitas as vedações (geralmente borracha resistente a óleo) utilizadas no sistema de neutralização de gases, bem como em outros sistemas de motores de combustão interna.
- Lubrificação de alta qualidade de peças de motores de combustão interna em quaisquer condições, mesmo críticas (durante geada ou superaquecimento).
- A capacidade de bombear os elementos do sistema de lubrificação sem problemas. Isso não apenas fornece proteção confiável dos elementos do motor de combustão interna, mas também facilita a partida do motor de combustão interna em climas frios.
- Não entrar em reações químicas com elementos de metal e borracha do motor de combustão interna durante seu longo tempo de inatividade sem trabalho.
Os indicadores listados da qualidade do óleo do motor são frequentemente críticos e, se seus valores estiverem abaixo da norma, isso está repleto de lubrificação insuficiente de peças individuais do motor de combustão interna, desgaste excessivo, superaquecimento e isso geralmente leva a uma diminuição no recurso de ambas as partes individuais e do motor de combustão interna como um todo.
qualquer motorista deve monitorar periodicamente o nível de óleo do motor no cárter, bem como sua condição, pois o funcionamento normal do motor de combustão interna depende diretamente disso. Quanto à escolha, ela deve ser realizada, contando, em primeiro lugar, com as recomendações do fabricante do motor. Bem, as informações acima sobre as propriedades físicas e os parâmetros dos óleos certamente o ajudarão a fazer a escolha certa.
