GLI OLI LUBRIFICANTI

Gli oli lubrificanti sono normalmente composti da una base e da un insieme di additivi entrambi impiegati per migliorare le prestazioni e le caratteristiche chimico-fisiche ugualmente importanti per il raggiungimento di elevate prestazioni. Le due caratteristiche principali verificabili al tatto, sono la densità e la viscosità.

Generalità

Fino agli anni '80 il compito dei lubrificanti per motori 4Tempi era, oltre che raffreddare e lubrificare gli organi meccanici in attrito volvente (Es. bronzine, alberi a camme) e radente (Es. pistone-camicia), ridurre al minimo l’attrito e portare a livelli trascurabili le usure. Inoltre si richiedevano lubrificanti "spessi", ossia con gradazione particolarmente elevata (Esempio SAE 20W50, per creare uno spessore considerevole che andasse a ricoprire gli spazi tra le parti in scorrimento.

Ad oggi con l'utilizzo di materiali con dilatazioni termiche ridotte, e giochi di accoppiamento ridotti dovuti principalmente al contenimento di sostanze inquinanti, le case costruttrici prediligono per i propri motori viscosità particolari (Esempio SAE 0W30 o SAE 5W30). Inoltre, sempre più case per ovviare a problemi di progettazione dei motori stessi (sempre dovuto al contenimento delle sostanze inquinanti), emanano alle case costruttrici di lubrificanti particolari richieste di specifiche per far sì che i propri motori con l'utilizzo di determinati lubrificanti non abbiano rotture e grippaggi entro i termini di progettazione chilometrica dei motori stessa.

Vi sono inoltre lubrificanti specifici per una determinata componente dell'insieme del motore:

Oli specifici

Olio motore 4Tempi e 2Tempi

Se prendiamo in considerazione ad esempio un motore 4 tempi o 2 tempi, l’olio deve “aiutare” in misura sostanziale i segmenti a fare una buona tenuta; deve inoltre assicurare una valida protezione delle superfici metalliche nei confronti della corrosione e deve contribuire a mantenere puliti i componenti con i quali entra in contatto.
Infine, cosa non meno importante, esso deve contribuire in misura considerevole al raffreddamento del motore e creare meno residui possibili, nel caso questo non venga raccolto dai raschiaolio (motore a quattro tempi) o faccia parte della combustione (motore a due tempi).
Una volta negli anni '50 gli oli lubrificanti per i motori due tempi davano una caratteristica colorazione bluastra ai gas di scarico, cosa che attualmente non accade quasi più, inoltre attualmente per la lubrificazione del motore si utilizzano un miscelatore, il quale riceve olio da un serbatoio adibito a contenere l'olio, munito di un gallegiante per poter segnalare l'insufficienza dell'olio tramite una spia dell'olio. Inoltre per questi motori si può usare l'olio di ricino o ricinato, il quale ha un grado di protezione più elevato degli oli sintetici e la possibilità d'essere miscelato all'alcool, ma ha come inconveniente un maggiore imbrattamento del motore.
Gli oli per il motore a seconda delle loro caratteristiche, nel caso in cui venga a mancare la lubrificazione riescono a garantire al motore un tempo d'esercizio più o meno limitato prima di grippare, In commercio esistono degli additivi specifici che migliorano alcune qualità dell'olio motore utilizzato. Tuttavia detti additivi risultano del tutto superflui se viene già utilizzato sin dall'inizio un olio di qualità superiore.

Differenti risultano invece le esigenze che deve soddisfare un lubrificante per trasmissioni.

Olio per trasmissioni

Pur rimanendo importanti le funzioni di asportazione del calore generato per attrito e le caratteristiche di protezione delle superfici metalliche, gli oli per cambi di velocità, differenziali e/o riduttori devono possedere le seguenti proprietà: avere una elevata stabilità all’ossidazione adeguata a lunghi periodi di esercizio pur in presenza, solitamente, di temperature di funzionamento inferiori a quelle degli oli motore; avere incrementate caratteristiche antischiuma, per contrastare la violenta agitazione prodotta dagli ingranaggi nel bagno d’olio, ed antiruggine, per proteggere le superfici metalliche anche dall’azione importante dovuta all’umidità atmosferica; avere una struttura particolarmente adatta alle estreme pressioni (E.P) generate dallo schiacciamento degli ingranaggi.

Olio idraulico

Vengono comunemente chiamati Oli idraulici, ma sarebbe più corretto parlare di Fluido idraulico. In alcuni tipi di trasmissioni (ad esempio quelle automatiche) un lubrificante deve poter funzionare come fluido idraulico, trasmettendo potenza con prontezza attraverso convertitori di coppia o giunti idraulici, e deve mantenere corretti coefficienti di attrito nel tempo tra i dischi frizione, per assicurare cambiate dolci e lineari. La caratteristica però più importante che un lubrificante deve possedere nel campo delle trasmissioni (in particolar modo in quelle più sollecitate dotate eventualmente di ingranaggi ipoidi) è la capacità di sopportare i carichi elevati che si generano abitualmente tra i denti in presa. L’ottenimento di queste prestazioni avviene tramite additivi che hanno elevata reattività chimica con i materiali ferrosi: tali additivi devono però essere selezionati accuratamente per non presentare (cosa non rara) reattività di tipo corrosivo nei confronti di alcune leghe metalliche. In commercio vi sono diverse qualità di fuidi per trasmissione, la cui maggior parte (circa il 90%) viene "classificata" a seconda che il lubrificante superi la specifica dettata da DEXTRON (II,III,VI) oppure ALLISON. I fluidi per trasmissione vengono anche largamente impiegati come fluido per servosterzi.

Conclusioni

Attraverso questa breve presentazione riguardante le caratteristiche che un olio deve possedere è facile comprendere come sia complesso oggi accingersi alla scelta del prodotto idoneo in funzione del componente meccanico da lubrificare e della severità di esercizio a cui è sottoposto. Inoltre per l'olio in esercizio è molto importante monitorare che le caratteristiche restino sufficientemente vicine alle specifiche dell'olio nuovo. Questo controllo si effettua facendo periodiche analisi.

Progettazione di un lubrificante

Per un lubrificantista (ovvero per chi produce lubrificanti) è dunque altrettanto importante conoscere profondamente le caratteristiche meccaniche e tribologiche dei componenti per poter formulare, attraverso l’utilizzo di opportune basi e selezionati additivi, un prodotto che presenti caratteristiche idonee all’applicazione ed allo stesso tempo estremamente affidabili.

Le specifiche

Specifiche principali:

  • Society of Automotive Engineers (SAE): Specifica basata sulla viscosità (da non confondersi con la densità) in termini di gradazione SAE.
  • American Petroleum Institute (API): È istituito dai costruttori di lubrificante americano che emana dei requisiti minimi che i lubrificanti possono superare.
    Esempio di specifica API è SL/CF, oppure SM/CF in cui la lettera S viene utilizzata come riferimento di una specifica per i motori a benzina, la lettera C per quelli diesel e T per motori a due tempi, la lettera che segue alla prima è progressiva e corrisponde in ordine alfabetico all'ultima fase di superamento di specifica di un determinato olio lubrificante o livello di prestazione e protezione.
  • Japanese Automobile Standars Organisation (JASO): istituito dalle maggiori case costruttrici giapponesi, quali Honda Suzuki Yamaha
  • Thailand Industrial Standard Institute (TISI)
  • Industrial Organization Standardization (ISO)[2]
  • Comitato Costruttori del MEC (CCMC)
  • Associazione dei Construttori Europei di Automobili (ACEA): Le specifiche ACEA sono alfanumeriche e vi sono numerose indicazioni:
    Per il settore automobili, si devono considerare la lettera A per i motori a benzina, B per i motori Diesel e la più recente categoria C (Catalyst Compatible) per motori dotati di sistemi di post-trattamento dei gas di scarico.

(Es. Acea A3/B4/B5/C3)
Per vetture pesanti e movimento terra vengono utilizzate altre lettere tipo E [3] Attenzione: non confondere API da ACEA poiché il primo è istituito da petrolieri, ossia coloro che costruiscono i lubrificanti, mentre il secondo è costituito dai costruttori europei di automobili, ed è quindi il "cliente" dell'API.

Produzione

Come scritto in precedenza, gli oli lubrificanti sono normalmente composti da una base e da un insieme di additivi. Questi additivi compongono dal 10 al 30% del volume complessivo del lubrificante in vendita. L'additivazione è suddivisa in pacchetti per la correzione della viscosità, pacchetti PAO, e pacchetti specifici. Questi ultimi contraddistinguono un prodotto da un altro, mentre tutti i precedenti sono per lo più in comune a tutti i lubrificanti oggi in commercio.

Possiamo quindi distinguere due tipi di basi: 1)Gregge: sono le basi ottenute dalla distillazione del petrolio. 2) Rigenerate: I lubrificanti che vengono raccolti dai consorzi oli usati, dopo accurate procedure di pulitura del prodotto, vengono reimmesse sul mercato. Questa base una volta additivata, può essere commercializzata su tutto il territorio italiano godendo di sgrafi fiscali considerevoli (I produttori di lubrificanti che utilizzano basi rigenerate, hanno un assolvimento dell'imposta di accisa pari al 50%, ossia circa 0,35 Euro al litro al posto di 0,70 Euro al litro).

I pacchetti di additivazione possono essere aggiunti da ogni singola casa costruttrice di lubrificanti secondo criteri "autocertificati", e si generalizza distinguendoli tra:

  • Sintetici: additivi ottenuti mediante processi chimici di laboratorio, che assicurano prestazioni superiori in condizioni estreme di temperatura, pressione e sollecitazioni.
  • Nanetecnologici sono oli che sfruttano le nanotecnologie, un esempio di primo olio di questo tipo è il "Nanoil LP-16 Racing Formula" del 2008 [4]
  • Semi sintetici additivi misti ottenuti mediante processi chimici o presenti in natura.
  • Minerali: additivi che non vengono generati da processi chimici di laboratorio.

La gradazioneLa Society of Automotive Engineers (SAE), ha istituito un codice numerico, per la classificazione dei oli in base alla loro viscosità cinematica.

Valori

Il valore di viscosità (da non confondersi con la densità) è molto importante per poter determinare se l'olio è adatto alle condizioni di lavoro, dove oli con un elevato valore di viscosità sono adatti per l'uso estivo, mentre oli con ridotti valori di viscosità son adatti a un uso invernale,gli oli multigradi hanno la capacità di autoregolarsi e il loro arco d'utilizzo viene descritto da due numeri:la viscosità a freddo e quella a caldo.

Tipi di oli

Il codice può essere costituito da un solo numero (olio unigrado), il quale descrive la viscosità del liquido, oppure può essere costituito da due numeri (olio multigrado) con un'interposizione di un "W", dove il primo numero determina il valore in condizione di temperature rigide, mentre il secondo determina il valore in condizione di temperature elevate.

Le caratteristiche di questi oli sono:

  • Monogrado o Unigrado (10, 10W, ecc): Olio la cui viscosità (ovvero la resistenza dell'olio allo scorrimento) aumenta con il ridursi della temperatura, mentre diminuisce con l'aumento della temperatura. Gli oli unigradi sono oramai caduti in disuso, a favore di quelli multigrado, più versatili e performanti.
  • Multigrado (SAE 5W-50, SAE 10W-40, ecc): Olio in grado di mantenere inalterate le prestazioni in condizioni di temperatura differenti. Tali oli sono classificati in base ad una sigla composta da due numeri intervallati da una W ("winter"); la prima cifra indica la viscosità dell'olio a temperature più rigide; la seconda cifra, più alta, indica la viscosità a temperature elevate.

Controllo del livello

Per il controllo del livello massimo e minimo si possono utilizzare diversi sistemi:

  • Asta:
    Per tale tipo di controllo, se si è appenna immesso dell'olio è necessario portare il motore a temperatura di regime, spegnerlo ed attendere qualche minuto affinché l'olio scenda nella coppa, altrimenti l'operazione può essere eseguita in qualsisi momento con il motore fermo da qualche minuto. Estrarre l'asta, pulirne l'estremità, reinserirla e riestrarla: la traccia dell'olio deve essere interposta tra le due tacche di minimo e massimo presenti, o, in caso di asta a una tacca, l'olio non deve superare la tacca, ma deve bagnare l'asta per il livello minimo.
  • Oblò:
    Caratterizzato da una finestra trasparente con cui si riesce a vedere il livello dell'olio.
  • Vite:
    La vite deve essere tolta e il livello dell'olio trovarsi subito sotto il foro filettato della vite.
  • Vaschetta trasparente:
    È un contenitore con due segni per il livello di massimo e minimo, viene utilizzato per i sistemi di raffreddamento a liquido.
  • Vaschetta trasparente e galleggiante:
    È un contenitore con il segno di massimo e il galleggiante e relativa spia dell'olio per il minimo, viene utilizzato per le vaschette dell'olio per la lubrificazione separata dei motori a due tempi.

 

"Olio (lubrificante)." Wikipedia, L'enciclopedia libera. 27 ago 2010, 13:10 UTC. 30 ago 2010, 15:59 <http://it.wikipedia.org/w/index.php?title=Olio_(lubrificante)&oldid=34494133>.

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