Princípio da lubrificação – Duas superfícies metálicas em contato apresentam atrito, mesmo quando polidas, porque é impossível eliminar as asperezas microscópicas das mesmas. Quando utilizamos um óleo lubrificante entre essas superfícies, como no mancal ilustrado ao lado, forma-se uma fina película de óleo que mantém as peças separadas. Isso elimina o desgaste e o funcionamento torna-se mais fácil porque o atrito interno do óleo é pequeno.
Funções do óleo lubrificante
Além da função normal de lubrificação das peças móveis, o óleo tem com função secundária auxiliar o resfriamento do motor. A falta de lubrificação coloca as peças metálicas móveis em contato, provocando desgaste e calor por atrito. O calor pode queimar o óleo, transformando-o numa borra pegajosa que acabará impedindo o funcionamento das peças. As principais propriedades do óleo lubrificante são:
- Viscosidade
- Ponto de congelamento
- Ponto de fulgor
Viscosidade
Viscosidade é a resistência que o óleo oferece ao escoamento. O frio excessivo aumenta a viscosidade, tornando difícil o movimento das peças. O calor excessivo diminui a viscosidade tornando o óleo muito fluido e incapaz de manter a película lubrificante entre as pelas. Pois isso a temperatura do óleo deve ser mantida dentro de determinados limites.
Determinação da viscosidade
A viscosidade do óleo é determinada por meio de instrumentos chamados viscosímetros. Um deles é o Viscosímetro de Saybolt, que mede o tempo que 60 cm³ do óleo levam para escoar através de um orifício padrão, numa dada temperatura. Por exemplo, se o óleo levar 120 segundos para escoar de um viscosímetro Saybolt à temperatura de 210 graus Fahrenheit, ele receberá a designação 120SSU210.
Classificação SAE (“Society of Automotive Engineers”) – É um método muito utilizado, que classifica os óleos em sete grupos: SAE10, SAE20, SAE30, SAE40, SAE50, SAE60 e SAE70, na ordem crescente de viscosidade.
Classificação para Aviação
O óleo fornecido pelas empresas de petróleo, destinado à aviação, tem uma classificação comercial própria, indicada através de números: 65, 80, 100, 120 e 140. Esses números correspondem ao dobro dos valores da classificação SAE (exceto o 65), conforme mostra a tabela abaixo:
Ponto de Congelamento
É a temperatura em que o óleo deixa de escoar. Um bom óleo tem baixo ponto de congelamento, permitindo que o motor possa partir e funcionar em baixas temperaturas.
Ponto de fulgor
É a temperatura em que o óleo inflama-se momentaneamente quando em contato com uma chama. Um bom óleo tem alto ponto de fulgor, para tornar possível a lubrificação em temperatura elevada.
Fluidez
Esta propriedade indica a facilidade em fluir. O óleo lubrificante deve ter elevada fluidez, para circular facilmente pelo motor.
No caso dos óleos, a fluidez está ligada à viscosidade. Infelizmente a fluidez não pode ser aumentada além de um certo limite sem prejudicar a viscosidade.
Estabilidade
O óleo deve ser estável, isto é, não deve sofrer alterações químicas e físicas durante o uso. Na realidade, como as alterações são inevitáveis, são estabelecidas tolerâncias através de normas (padrões ASTM, MIL, etc.).
Neutralidade
Indica a ausência de acidez no óleo. Os ácidos, se presentes, atacam quimicamente as peças do motor, causando corrosão.
Oleosidade
Este termo, traduzido de “oiliness”, depende do óleo e do tipo da superfície a ser lubrificada. Indica a capacidade do óleo aderir à superfície. É uma propriedade importante, pois um óleo com boa viscosidade e boa formação de filme lubrificante seria inútil se não for capaz de aderir bem às superfícies das peças.
Aditivos
São substâncias químicas adicionadas ao óleo para melhorar as suas qualidades. Os principais são:
Anti-oxidantes
melhoram a estabilidade química do óleo, reduzindo a oxidação, que é a combinação do óleo com o oxigênio do ar, formando substâncias corrosivas, borras e outras substâncias nocivas.
Detergentes
Servem para dissolver as impurezas que se depositam nas partes internas do motor.
Anti-espumantes
Servem para evitar a formação de espuma, que provoca falta de óleo nas peças a serem lubrificadas.
Os aditivos e o próprio óleo perdem suas propriedades com o uso, e por isso precisam ser trocados periodicamente.
Sistema de lubrificação
Existem três sistemas de lubrificação:
Lubrificação por salpique
Neste sistema de lubrificação, o óleo é espalhado dentro do motor pelo movimento das peças. Na figura ao lado, por exemplo, a cabeça da biela choca-se com o óleo no fundo do cárter, arremessando-o para todos os lados lubrificando as peças internas do motor.
A vantagem da lubrificação por salpique é a simplicidade.
Em muitos motores, porém, há peças de difícil acesso, que só podem ser lubrificadas por um sistema complexo.
Lubrificação por pressão
Neste sistema, o lubrificante é impulsionado sob pressão para as diversas partes do motor, através de uma bomba de óleo. No exemplo ao lado, o óleo entra por um orifício no mancal e atravessa canais dentro do eixo de manivelas e da biela, chegando ao pino do pistão e, finalmente, extravasa pelos lados do pino e lubrifica as paredes do cilindro. Todas as partes do motor no trajeto do óleo são lubrificadas. Este é um sistema eficiente, porém demasiadamente complexo.
Lubrificação mista
Este é o sistema empregado na prática, e consiste em lubrificar algumas partes por salpique (cilindros, pinos de pistões, etc.). E outras por pressão (eixo de manivelas, eixo de comando de válvulas, etc.).
Lubrificação dos cilindros
O óleo atinge as paredes internas do cilindro, abaixo do pistão, por salpique. Conforme estudamos antes, o excesso de óleo no cilindro durante a combustão.
Componentes do sistema de lubrificação
Os principais componentes são o reservatório (tanque de óleo), radiador, bombas, filtros, decantador, e válvulas de diferentes tipos.
Reservatório
Em muitos motores, o próprio cárter serve como reservatório. São os motores de “Carter seco”, onde existe um reservatório á parte.
O nível de óleo no reservatório deve ser examinado periodicamente, devida a perda que ocorre por vaporiza, queima nos cilindros, vazamentos, etc.
Radiador de óleo
Quando a temperatura do óleo sobe acima de um determinado limite, abre-se um termostato (válvula que funciona com o calor), fazendo o óleo passar por um radiador. O radiador recebe o vento da hélice. O óleo entra no radiador com baixa viscosidade e alta temperatura e, ao sair, estará frio e mais viscoso.
Bomba de óleo
As bombas de óleo usadas no sistema de lubrificação são geralmente do tipo de engrenagens. Elas recebem diferentes nomes, conforme suas finalidades. Os tipos principais são:
Bomba de pressão ou (de recalque) – retira o óleo do reservatório e o envia sob pressão para o motor
Bomba de Recuperação (ou de Retorno) – retira o óleo que circulou no motor e leva-o para o reservatório.
Filtro
Serve para reter as impurezas do óleo, através de uma fina tela metálica, discos ranhurados ou papelão especial corrugado. O filtro deve ser periodicamente limpo ou substituído antes que o seu elemento filtrante fique obstruído.
O tipo de filtro mais utilizado nos aviões leves é o descartável, de formato semelhante ao dos automóveis. O mecânico deve examinar os elementos filtrantes quando desmontar os filtros (no caso dos descartáveis, pode-se cortar e remover o elemento filtrante), a fim de verificar se existem partículas metálicas retidas, indicando um desgaste anormal ou iminente falha de algum componente do motor.
Decantador
Em alguns aviões, o óleo que circulou pelo motor escoa por gravidade até um pequeno tanque chamado decantador ou colhedor. A seguir, o óleo passa por um filtro e uma bomba o envia ao reservatório. Em muitos aviões não existe decantador, pois o próprio reservatório desempenha sua função.
Válvulas
No sistema de lubrificação existem muitos tipos de válvulas que controlam o fluxo de óleo. Os mais importantes são:
Válvula reguladora de pressão
é colocada na linha para evitar que a pressão do óleo ultrapasse um determinado valor.
Válvula unidirecional
Esta válvula dá livre passagem ao óleo num sentido e impede o fluxo no sentido contrário.
Válvula de contorno ou “by-pass”
é uma válvula que abre-se acima de uma determinada pressão, com a finalidade de oferecer um caminho alternativo para o óleo. É muito usada nos filtros de óleo, a fim de permitir o fluxo do lubrificante quando o filtro ficar obstruído (é melhor permitir que o motor funcione com o óleo não filtrado do que sem nenhum óleo).
Instrumentos do sistema de lubrificação
Servem para verificar o bom funcionamento do sistema de lubrificação e detectar anormalidades. Os principais instrumentos são o manômetro de óleo e o termômetro de óleo.
Manômetro de óleo
Este é o primeiro instrumento a ser observado durante a partida do motor. Em funcionamento normal, o ponteiro deverá estar dentro de uma faixa verde pintada no mostrados. Na partida com o motor frio, porém, a pressão deverá ultrapassar esse limite porque o óleo está muito mais viscoso do que na temperatura normal de funcionamento. Se isso não acontecer dentro de 30 segundos de funcionamento (ou 60 segundos em tempo muito frio), deve-se parar imediatamente o motor, pois isso indica uma possível falha no sistema de lubrificação. Á medida que o motor se aquecer, o ponteiro deverá descer para dentro da faixa verde.
Termômetro de óleo
O aquecimento gradual ao óleo pode ser observado no termômetro de óleo. O piloto só deve acelerar o motor para decolar se o termômetro estiver indicando um valor mínimo recomendado pelo fabricante do motor.
