Existem muitos graus de viscosidade diferentes disponíveis, e óleos de motor mais finos estão se tornando mais comuns. A primeira coisa a considerar são os graus de viscosidade recomendados pelo OEM. Se o seu motor está em stock, mantenha-se fiel ao que os engenheiros estavam a usar quando projectaram e desenvolveram o seu motor. A maioria dos motores permite vários graus de viscosidade, e isso permite que você faça a seleção que melhor se adapta à aplicação do seu equipamento. Se o seu motor foi modificado, então compreender isto pode ajudá-lo a fazer a escolha certa. Vamos investigar para que isto não seja apenas uma selecção de moedas.
Inicie com o básico, existem dois tipos de viscosidade, cinemática e dinâmica. A viscosidade cinemática é relatada nos números que todos estamos familiarizados com um recipiente de óleo. Um grau de viscosidade cinemática normalmente consiste em um único número (grau de viscosidade mono) ou dois números com um traço entre eles (grau de viscosidade múltipla). Uma vez que a maioria do óleo pesado é de viscosidade múltipla, vamos nos concentrar no sistema de dois números. Em 15W-40, o primeiro número à esquerda (15 aqui) representa a viscosidade da temperatura fria e contém a letra “W” (que significa inverno, os engenheiros são tão criativos). O segundo número à direita (40 neste exemplo) representa a viscosidade cinemática a uma temperatura normal de funcionamento do motor, normalmente 100 graus C. Quanto mais baixo o número de viscosidade cinemática, mais fino é o óleo. Por exemplo, um óleo de 5W-40 será mais fino em temperaturas frias do que um 15W-40, mas em temperaturas normais de operação ambos os óleos fluirão o mesmo. No entanto, quando se compara um 10W-30 com um 15W-40, tanto a baixas como a altas temperaturas o 10W-30 será mais fino, com menor resistência ao fluxo. Basta lembrar que o xarope de milho é alto, o licor de milho é baixo.
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> Então isso é viscosidade cinemática. Agora vamos falar sobre a mais nova classificação API. Como é que os óleos CK são viscosidade diferente dos óleos FA, mesmo que ambos sejam 10W-30? A viscosidade é afetada por três coisas, temperatura, pressão e a velocidade de corte (que se relaciona com a velocidade do motor). Na maioria das vezes estamos a trabalhar à pressão atmosférica ou um pouco acima para que possamos considerar isso relativamente constante. A variação de temperatura vai desde a temperatura ambiente até à temperatura normal de funcionamento do motor, que normalmente é de cerca de 100 graus C. Isso significa que a maior variável é a velocidade. A viscosidade cinética é medida a uma velocidade muito lenta, sob a influência apenas da gravidade. Existem três medições de viscosidade dinâmica que definem o grau SAE. Duas a baixa temperatura, Cranking Viscosity, CCS, feita a alta velocidade (shear) e Mini Rotary Viscosity, MRV, uma a baixa velocidade (shear). A viscosidade dinâmica comum utilizada para melhorias na economia de combustível é referida como viscosidade de cisalhamento a alta temperatura (HTHS). Temos hoje a tecnologia no óleo para modificar a viscosidade de tal forma que a viscosidade actua de forma diferente à medida que a velocidade muda, para nos ajudar a cumprir os requisitos dos motores modernos de hoje.
Da teoria à prática
A troca é escolher entre menor viscosidade para diminuir as perdas por bombeamento e cisalhamento, versus impedir que o virabrequim toque nas buchas flutuando sobre uma cunha de óleo (o termo técnico é lubrificação hidrodinâmica.) Óleo de menor viscosidade reduz as perdas parasitárias, melhorando a economia de combustível e a potência. Perdas parasitárias são coisas que tributam a potência do motor, pense parasita, como uma lixiviação. Boa imagem mental agora? Menor viscosidade é mais fácil de bombear e de tosquiar. É por isso que muitos óleos pesados estão a passar dos tradicionais 15W-40 para 10W-30. Se o motor for concebido e fabricado para usar um 10W-30, pode melhorar a economia de combustível e a potência ao usar um 15W-40. A diferença de bombeamento é bastante simples, mas e quanto ao óleo de tosquia? Essa é a lubrificação hidrodinâmica criada quando a manivela desliza através da cunha de óleo fornecida pela sua bomba de óleo dentro dos rolamentos. Mais espesso faz com que consuma mais energia só para se mover. Pense em atirar uma bola de basebol para debaixo de água. Se você percorrer o movimento muito lentamente, a quantidade de trabalho não é muito diferente de fazê-lo no ar (cinemático). Mas ao tentar atirá-la mais rápido, a força necessária sobe a uma velocidade maior do que a mudança na velocidade do braço (dinâmica). Pense também em como seria mais difícil em xarope de milho do que em água. Essa é a mesma questão que vemos em perdas parasitárias em motores, virabrequins e outras partes móveis do motor devem tosquiar o óleo. E quanto mais lenta for a tosquia, ou quanto mais fino for o óleo, menos energia perdemos. É por isso que temos visto uma diminuição constante na velocidade de cruzeiro dos motores pesados, de modo que as perdas parasitárias são reduzidas e a economia de combustível melhora.
Os mesmos factores que influenciam a economia de combustível também influenciam a potência. No entanto, se continuarmos a baixar a viscosidade, chegaremos a um ponto em que o óleo não é suficientemente espesso para evitar que a manivela esfregue as buchas durante a operação. Então começamos a perder a vida útil e durabilidade do motor. Para entender a espessura necessária, precisamos aprender sobre o que os projetistas de motores chamam de relação Lambda. Vamos começar com as ferragens. A distância entre os rolamentos do moente e o virabrequim depende principalmente de três fatores principais: a viscosidade do óleo, a área da bucha em contato com o virabrequim e a força que empurra a biela. A carga do pistão através da biela leva à bucha superior na biela e à inferior nos mancais principais, sendo a primeira a apresentar desgaste. A força de combustão resulta na biela tentando empurrar o virabrequim para fora do fundo do bloco.
Para manter isto simples, vamos considerar apenas a Lambda como uma relação de espessura de óleo, força sobre a bucha e altura da aspereza. Definimos todos esses fatores, exceto a altura da aspereza, então vamos começar por aí. Quando as peças são usinadas, mesmo superfícies muito lisas não são tão lisas quando se olha de perto o suficiente. Faz sentido que quanto mais ásperas as superfícies, maior a espessura do óleo necessária para evitar que entrem em contacto umas com as outras. Quanto mais liso conseguirmos fazer a cambota, menos película de óleo precisamos para evitar que se esfregue. Melhorias nos processos de fabricação pelos fabricantes de motores, como brunimento, polimento e super acabamento dos virabrequins podem permitir o uso de óleos mais finos.
No entanto, ao mesmo tempo, os projetistas de motores que buscam maior economia de combustível estão aumentando a pressão do cilindro, o que aumenta a força sobre a biela, pressionando a película de óleo mais fina. O aumento da economia de combustível e a diminuição das emissões de carbono estão a ser conseguidos através da redução da velocidade do motor, para que o motor possa cisalhar o óleo mais lentamente (Lembre-se de atirar a bola de basebol para debaixo de água). Ao mesmo tempo em que o motor está usando óleo mais fino para melhor economia de combustível, ele está vendo um aumento da força na biela que no passado exigiria óleo mais grosso. Técnicas avançadas de fabrico tornam isto possível, e trabalhamos em estreita colaboração com os fabricantes de motores para criar o equilíbrio certo entre economia e durabilidade.
Agora uma nota rápida para todos os que têm chips ou actualizações de alto desempenho para os seus motores diesel. Estes aumentam a pressão dos cilindros muitas vezes muito acima dos limites de design dos fabricantes, por isso não recomendamos um óleo de menor viscosidade. Se as mudanças que você fez não incluíram o aumento das técnicas de acabamento de superfície, você precisa pelo menos mostrar seus rolamentos com 15W-40 amor.
Em uma frota comercial com boa economia de combustível, ir para um óleo de 10W-30 CK é uma boa jogada para a economia de combustível. Se estiver mais preocupado com a durabilidade do seu motor, e se os motores estiverem a funcionar até ao fim da sua vida útil, e se alguns pontos percentuais de economia de combustível não forem tão atractivos, então pode escolher 15W-40. Escolha a viscosidade certa e o seu motor irá agradecer-lhe por isso, continuando a fazer o seu trabalho.