Selecione o óleo certo: um guia simples para compreender a viscosidade do lubrificante

Na lubrificação, é fundamental compreender a viscosidade de um lubrificante, o que fornece a base crítica para a seleção dos lubrificantes corretos, independentemente de dispositivos precisos ou equipamentos pesados. É muito importante garantir que seu maquinário opere suavemente por uma vida mais longa e funcione de maneira eficaz.

 

 

Qual é a viscosidade do óleo?

 

Viscosidade é a resistência de um fluido ao fluxo. Simplificando, a viscosidade de um lubrificante indica o nível de espessura do óleo. Um óleo de viscosidade mais alta é mais espesso e flui mais lentamente, enquanto um óleo de viscosidade mais baixa é mais fino e flui mais facilmente.

e.g.,a viscosidade da água a 20 graus é de aproximadamente 1 cSt, mas o mel tem uma viscosidade de aproximadamente 12.000 a 20 graus.

A tabela a seguir mostra a viscosidade de líquidos comuns.

Viscosidade de Líquidos Comuns
Líquido	Aprox. Viscosidade a 20 graus (cSt)	Aprox. Viscosidade a 40 graus (cSt)
Gasolina	0.7	0.5
Água	1	0.66
Leite	2.5	1.5
Azeite	80	40
Óleo de canola	75	42
Óleo Hidráulico (ISO VG 46)	128	46
Óleo do motor (10W-30)	300	70
Xampu	5000	1500
Mel	12000	2000

 

Para lubrificantes, a viscosidade é um parâmetro super-importante. É tão importante que muitas vezes damos ao óleo o nome dele. Um ótimo exemplo é o óleo hidráulico “ISO VG 46” – esse “46” vem diretamente de sua viscosidade medida a 40 graus.

 

Como é definido o grau de viscosidade do óleo de motor?

 

A norma SAE J300 define o grau de viscosidade dos óleos de motor. Tomando "5W-40" como exemplo:

 

W:Significa Suportar o Inverno, representando o desempenho do óleo em climas frios.

Número antes de "W" (5W):A classe de desempenho-em baixa temperatura. Um número menor significa que o óleo é mais fino em climas frios, tornando menos difíceis as partidas a frio.

Número após W (40):A classe de desempenho-em alta temperatura. Um número maior significa que o óleo fica mais pegajoso em altas temperaturas, proporcionando uma película de óleo mais forte.

 

O padrão SAE J300

Grau de viscosidade SAE	Baixa-viscosidade de partida em temperatura (cP) máx.	Baixa-viscosidade de bombeamento em temperatura (cP) máxima (sem tensão de escoamento)	Viscosidade Cinemática (cSt) a 100 graus Min	Viscosidade Cinemática (cSt) a 100 graus Máx.	Viscosidade de alto cisalhamento (cP) a 150 graus Min
0W	6200@ -35	60000@ -40	3.8	-	-
5W	6600@ -30	60000@ -35	3.8	-	-
10W	7000@ -25	60000@ -30	4.1	-	-
15W	7000@ -20	60000@ -25	5.6	-	-
20W	9500@ -15	60000@ -20	5.6	-	-
25W	13000@ -10	60000@ -15	9.3	-	-
16	-	-	6.1	<8.2	2.3
20	-	-	6.9	<9.3	2.6
30	-	-	9.3	<12.5	2.9
40	-	-	12.5	<16.3	3.5* / 3.7**
50	-	-	16.3	<21.9	3.7
60	-	-	21.9	<26.1	3.7
*Para classes 0W-40, 5W-40 e 10W-40 ** Para classes 15W-40, 20W-40, 25W-40 e 40

 

Mudanças de viscosidade (ΔV) também são um indicador importante sobre se uma troca de óleo é necessária.

 

De modo geral, se a viscosidade cinemática do óleo do motor a 100 graus mudar em mais de ±25% (um aumento ou diminuição de 25% na viscosidade), isso indica que é hora de trocar o óleo do motor.

 

 

À medida que um lubrificante se aproxima do fim da sua vida útil, a sua viscosidade primeiro diminuirá acentuadamente e depois experimentará um rápido aumento. Para evitar o desgaste do motor devido à quebra da lubrificação, a troca imediata do óleo antes que a viscosidade diminua notavelmente é essencial para garantir o desempenho adequado do veículo.

 

O óleo do motor é mais espesso do que o padrão.

O espessamento (aumento de viscosidade superior a +25%) geralmente é causado pela oxidação do óleo, resultando em uma grande quantidade de lama, levando ao desgaste-da partida e ao aumento do consumo de combustível.

O óleo do motor é mais fino que o padrão.

O afinamento (diminuição da viscosidade superior a -25%) é frequentemente causado pela diluição do combustível ou pela ineficácia dos aditivos, levando à lubrificação insuficiente e ao desgaste severo.

 

​Como são definidos os graus de viscosidade dos óleos industriais?

 

O grau de viscosidade padrão ISO 3448 é o padrão de classificação mais universal e amplamente utilizado para viscosidade de lubrificantes industriais, comumente usado para óleos hidráulicos, óleos de engrenagens e outros óleos industriais.

ISO VG (Grau de Viscosidade), por exemplo, ISO VG 32, ISO VG 68, ISO VG 220.

Definição Central: O número de cada grau representa o ponto central da viscosidade cinemática do produto petrolífero a 40 graus. Sua faixa de flutuação permitida é de ±10%.

Por exemplo: A faixa de viscosidade do ISO VG 46 é 41.4 - 50.6 cSt (porque 46 ± 10%=41.4 ~ 50,6).

 

No campo da lubrificação industrial, as alterações de viscosidade são um método importante para manutenção de equipamentos. Se a viscosidade de um lubrificante aumentar ou diminuir significativamente após um período de uso, os engenheiros de manutenção devem prestar atenção imediata, pois isso pode significar falha do lubrificante, o que pode causar sérios danos ao equipamento.

 

Aumento da viscosidade do óleo:

A viscosidade do óleo-alta sempre indica oxidação severa do óleo, acúmulo de lama ou contaminação com óleos incompatíveis de-viscosidade mais alta.

por exemplo, em sistemas hidráulicos que operam sob altas temperaturas persistentes, o fluido oxida muito rapidamente, levando ao aumento da viscosidade. Os operadores devem trocar o óleo novo imediatamente.

Caso contrário, o óleo envelhecido não só aumentará o consumo de energia do sistema e causará uma resposta lenta, mas também poderá provocar falhas graves, como o bloqueio do filtro.

Diminuição da viscosidade do óleo:

Existem 2 razões pelas quais a viscosidade do lubrificante cai: 1, contaminação por líquidos de-viscosidade mais baixa, como entrada de água ou solvente devido à vedação inadequada do equipamento; 2, as cadeias moleculares dos melhoradores do índice de viscosidade foram cortadas por alto cisalhamento mecânico.

Alguns óleos-de baixo custo para engrenagens no mercado servem como um caso típico: o fabricante misturou óleos básicos de baixa-viscosidade com espessantes poliméricos baratos. A-boa viscosidade inicial não suporta o intenso cisalhamento na rotação da engrenagem. Sua viscosidade diminui rapidamente em um curto período, levando a uma resistência insuficiente da película de óleo e à falta de lubrificação, o que causa desgaste do equipamento. Essa abordagem de "economia-de custos" na verdade aumenta significativamente o risco de falha do equipamento, aumenta o custo de manutenção e reduz sua vida útil.

 

Melhoradores de viscosidade, temperatura e índice de viscosidade (VIIs).

 

A viscosidade é geralmente medida a uma temperatura específica. Oíndice de viscosidade (VI)mede o quanto a viscosidade de um lubrificante muda com a temperatura. Quanto maior o valor, menos o valor da viscosidade muda com a temperatura.

e.g.:

O VI do óleo mineral (de base-parafínica) é de aproximadamente 96-110, enquanto o das polialfaolefinas (PAO) pode chegar a 120-180. O VI do óleo PAG (polialquilenoglicol) pode atingir mais de 190.

 

Como as temperaturas do equipamento e do ambiente flutuam constantemente, na maioria das aplicações de lubrificação, os lubrificantes com alto VI são preferidos para ampla adaptabilidade à temperatura e proteção de lubrificação mais estável. Por exemplo, óleos-de motor automotivo de alta qualidade baseados em PAOs normalmente têm um VI mais alto, mais adequado para partidas-a frio e direção intensa em temperaturas quentes.

 

Como pode o VI de um óleo base ser melhorado?

 

Além de otimizar o próprio óleo base (refinamento físico e conversão química), lubrificantes com VIs ​​mais elevados também podem ser obtidos adicionando melhoradores de viscosidade. Esses aditivos lubrificantes normalmente são polímeros de{1}cadeia longa que se expandem com o calor, neutralizando o afinamento natural do óleo.

 

Melhorador do índice de viscosidade (VII)

​

O melhorador do índice de viscosidade (VII) é um aditivo usado para formular óleos multigraduados para motores de combustão interna e outros lubrificantes industriais de alto VI. Aumenta o VI e reduz a mudança na viscosidade com a temperatura nas formulações de lubrificantes.

O melhorador de índice de viscosidade mais comumente usado é o copolímero de olefina (OCP), geralmente referindo-se ao copolímero de etileno propileno (EPM). OCP é um dos VIIs mais utilizados e convencionais no mundo, especialmente em óleos de motor. Existem também outros VII, como PMA, HSD, clique aqui para saber mais sobre os melhoradores do índice de viscosidade.

 

Introdução geral aos melhoradores do índice de viscosidade para lubrificantes

 

2 lados da viscosidade: muito alta ou muito baixa

 

Devemos sempre selecionar o lubrificante com o grau de viscosidade adequado de acordo com as instruções do manual.

 

Óleo de motor automotivo

 

• Viscosidade muito baixa

Uma viscosidade muito baixa resulta principalmente em lubrificação insuficiente e na desativação dos anéis de vedação, levando diretamente ao desgaste e vazamentos do motor.

• Viscosidade muito alta

Viscosidade excessivamente alta significa resistência excessiva e baixa fluidez, o que pode resultar em dificuldade de partida do motor, alto consumo de combustível e baixa dissipação de calor.

 

Óleos industriais

 

Vamos dar um exemplo com óleo hidráulico; isso pode causar problemas desnecessários se os fluidos hidráulicos estiverem muito altos ou muito baixos além do padrão.

• Viscosidade muito baixa

Se os fluidos hidráulicos forem muito espessos, isso poderá aumentar a resistência da bomba, dificultando o fluxo e potencialmente causando cavitação da bomba, o que danifica a bomba. Além disso, o óleo hidráulico com viscosidade excessivamente alta aumenta a resistência ao fluxo no sistema hidráulico, aumentando o consumo de energia, retardando a resposta dos atuadores e reduzindo a precisão.

• Viscosidade muito alta

Se os fluidos hidráulicos forem muito finos, a película de óleo fica mais fina, o que resulta em lubrificação insuficiente e aumento do desgaste. O óleo de baixa viscosidade também prejudica o desempenho da vedação, aumentando o risco de vazamento.

 

Quais viscosidades são testadas para lubrificantes?

 

Para óleos de motor

 

• Viscosidade cinemática de 100 graus - sob condições normais de operação do motor.

O KV100 determina a espessura e a resistência da película de óleo durante a operação normal do motor. Para cada grau de viscosidade, SAE J300 define uma viscosidade cinemática mínima e máxima opcional a 100 graus.

 

• Alto cisalhamento de alta temperatura (HTHS)viscosidade - a 150 graus - sob condições severas de operação do motor.

SAE J300 especifica valores mínimos de HTHS para diferentes graus de viscosidade. O teste HTHS complementa o teste de viscosidade de 100 graus, medindo especificamente a resistência da película de óleo durante os momentos mais exigentes do motor, quando a proteção é mais necessária.

A viscosidade HTHS excessivamente baixa pode resultar em lubrificação insuficiente e aumento do desgaste.

 

• Simulador de Manivela Fria (CCS)a viscosidade - mede o desempenho da partida a frio de um motor em baixas temperaturas.

A viscosidade CCS é um parâmetro chave na definição do grau "W" (inverno). Isto simula a resistência ao fluxo de óleo durante a partida do motor em temperaturas extremamente baixas. Quanto menor o valor, menor será o esforço da bateria e do motor durante uma partida a frio, resultando em uma partida mais suave.

 

• Viscosímetro Micro Rotacional (MRV) / Viscosidade de Bombeamento - O óleo pode ser bombeado em baixas temperaturas?

A viscosidade MRV é outro parâmetro chave na definição do óleo de motor de grau “W”.

Ele simula se o óleo pode ser captado pela bomba de óleo e circulado efetivamente por todos os componentes do motor em baixas temperaturas. Se o MRV for muito alto, o bombeamento se torna difícil, podendo levar à falta de óleo e ao desgaste severo do motor imediatamente após a partida.

 

• Viscosidade cinemática de 40 graus - usada para calcular o índice de viscosidade

Embora a viscosidade cinemática de 40 graus não seja usada diretamente nas classificações SAE J300, ela continua sendo uma propriedade física muito importante. É crucial no desenvolvimento de formulações de óleo e controle de qualidade. O grau de viscosidade cinemática é usado principalmente para calcular o índice de viscosidade.

 

Melhoradores de alteração de viscosidade e índice de viscosidade - SSI

 

O óleo lubrificante contendo Melhoradores do Índice de Viscosidade (VIIs) apresenta uma viscosidade significativamente melhorada e um índice de viscosidade mais alto. Porém, após um certo período de operação do motor, sua viscosidade pode cair sensivelmente. Por que isso acontece?

 

Os melhoradores do índice de viscosidade são essencialmente polímeros solúveis-em óleo. Quando o óleo lubrificante é submetido a cisalhamentos extremos-como em engrenagens de alta{3}}velocidade e bombas de óleo-essas cadeias de polímero podem ser cortadas mecanicamente. Este processo reduz permanentemente o peso molecular dos polímeros, resultando numa diminuição significativa da viscosidade do óleo do motor. Este fenômeno é profissionalmente conhecido comoPerda permanente de estabilidade ao cisalhamento. Isto leva ao adelgaçamento da película de óleo, à lubrificação inadequada e à redução do desempenho da vedação, o que, por sua vez, acelera o desgaste dos componentes.

 

Os lubrificantes premium priorizam polímeros com índice de estabilidade de cisalhamento (SSI) excepcionalmente alto para garantir que a viscosidade permaneça dentro da faixa projetada durante todo o intervalo de troca de óleo, proporcionando proteção consistente e duradoura ao motor.

 

No óleo industrial, os requisitos de viscosidade variam amplamente entre as diferentes aplicações.

 

Tomando o óleo hidráulico como exemplo,Os padrões chineses definem especificações para classes L-HM (anti-desgaste), L-HV (baixa-temperatura) e L-HS (ultra-baixa-temperatura). Podemos ver que, embora seus requisitos de viscosidade a 40 graus sejam os mesmos, seus requisitos de viscosidade em baixa-temperatura, ponto de fluidez e índice de viscosidade são totalmente diferentes.

 

Propriedade	L-HM (Anti-desgaste)	L-HV (baixa temperatura)	L-HS (temperatura ultra-baixa)
Viscosidade Cinemática a 40 graus (mm²/s)	28.8 ~ 35.2	28.8 ~ 35.2	28.8 ~ 35.2
Inicialização em-baixa temperatura (Temperatura para viscosidade de 1500 mm²/s)	Não especificado	Menor ou igual a -18 graus	Menor ou igual a -24 graus
Índice de Viscosidade VI	Maior ou igual a 95	Maior ou igual a 140	Maior ou igual a 150
Fluidez-de baixa temperatura (Ponto de fluidez)	Menor ou igual a -15 graus	Menor ou igual a -33 graus	Menor ou igual a -45 graus
Aplicação recomendada	Temperaturas Ambiente Moderadas/Estáveis	Ampla faixa de temperatura, regiões frias	Frio severo, condições árticas

 

Óleo Hidráulico Anti-desgaste - L-HM :Este grau básico prioriza a viscosidade em temperatura ambiente (40 graus) e 0 graus. Ele tem os requisitos mais baixos para índice de viscosidade e desempenho em baixas-temperaturas.

Óleo hidráulico de baixa-temperatura - L-HV:Com base no L-HM, esse grau melhora significativamente o índice de viscosidade e o desempenho em baixas-temperaturas, tornando-o adequado para climas frios.

Óleo hidráulico de-temperatura-ultrabaixa - L-HS:esse óleo melhora ainda mais a capacidade de partida em temperaturas-baixas-e o índice de viscosidade além de L-HV. É o grau mais alto, projetado para climas frios extremos.

 

 

Quais componentes nas formulações de lubrificantes afetam a viscosidade?

 

Exemplo de formulação de óleo lubrificante CF-4 15W-40
Componente	Percentagem	Função primária e impacto na viscosidade
Óleo Base-150SN	53.0	Fornece a base da formulação e a viscosidade de referência.
Óleo base- 500SN	29.0	Como componente de óleo de base pesada, aumenta a viscosidade de referência.
Pacote de aditivos lubrificantes	8.0	Fornece propriedades detergência, dispersão, anti{0}}desgaste, etc., além de contribuir com um leve efeito espessante.
Melhorador do Índice de Viscosidade (OCP)	9.6	Aumenta drasticamente a viscosidade em altas-temperaturas para garantir que o grau "40" seja atendido e melhora o Índice de Viscosidade para atingir o desempenho em baixas-temperaturas de "15W".
Depressor de ponto de fluidez	0.4	Melhora a fluidez em-baixas temperaturas: otimiza a viscosidade em-baixas temperaturas (por exemplo, CCS), mas com um impacto muito baixo na viscosidade em{4}}altas temperaturas.
Agente Antiespumante	10 ppm	Suprime a espuma: Essencialmente não afeta a viscosidade geral do óleo.

 

Na formulação acima, a viscosidade do óleo lubrificante acabado é influenciada principalmente por três aspectos principais.

Óleos Básicos

É o principal componente da formulação do óleo lubrificante; sua viscosidade determina diretamente a viscosidade de referência do produto acabado.

Um ou dois óleos básicos são selecionados como fluido base de um lubrificante. por exemplo, é um método comum usar uma mistura de 150N e 500N em uma determinada proporção para misturar um óleo de motor 20W-50.

Melhorador do Índice de Viscosidade (VII)

VII engrossa significativamente o óleo e melhora o seu índice de viscosidade. É o principal componente que possibilita óleos-multigraduados.

Outros aditivos

O Pacote de Aditivos (VIIs não incluídos) geralmente também contribui com um pequeno efeito espessante. Além disso, aditivos como depressores de ponto de fluidez (por exemplo, PMA PPD) também aumentam ligeiramente a viscosidade.

Para obter um óleo lubrificante de alta-qualidade, os engenheiros do misturador de óleo devem calcular com precisão de acordo com as planilhas de dados das matérias-primas e equilibrar a relação entre esses três elementos.