Olio lubrificante

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Olio lubrificante
Olio motore
Olio motore
Olio lubrificante per un motore a quattro tempi
Olio lubrificante per un motore a quattro tempi
Caratteristiche generali
Composizione Miscela di una base idrocarburica con additivi specifici
Stato di aggregazione (in c.s.) liquido
Proprietà chimico-fisiche
Densità (g/l, in c.s.) 850÷950[1]
Viscosità cinematica (m2/s a 100 °C) 3,8×10-6[2]÷26,1×10-6[3]
Viscosità dinamica (mPa·s a -18 °C) 1250÷10000[2]
c0p,m(J·kg−1K−1) 1850[4]
Conduttività termica (W/m·K) 0,116÷0,174[4]

Con il nome di oli lubrificanti si identifica una classe di miscele liquide utilizzate per la lubrificazione di organi meccanici.

Dal punto di vista chimico, sono costituiti da una base di natura idrocarburica e da un insieme di additivi (presenti in genere dal 10 al 30% in volume), i quali possono essere di origine minerale, semisintetica o sintetica.

Nel caso di olio lubrificante utilizzato su veicoli, si parla più specificatamente di olio motore.

Composizione[modifica | modifica wikitesto]

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 il miglioramento della viscosità, dell'indice di viscosità, della detergenza, per inibire la formazione di schiuma o l'ossidazione, ecc. e sono per lo più in comune a tutti i lubrificanti oggi in commercio.

Possiamo quindi distinguere due tipi di basi:

  • minerali (gruppo I): sono le basi ottenute dalla raffinazione del petrolio;
  • minerali idrogenate o semisintetiche (gruppo II e III): ottenute tramite idrogenazione da basi minerali (II) o da gas naturale;
  • sintetiche (Gruppo IV): ottenute per sintesi chimica e non dal petrolio, possono essere di vario tipo: PAO (polialfolefine), poliglicoli, ed altri;
  • rigenerate: i lubrificanti che vengono raccolti dai consorzi oli usati, dopo accurate procedure di ri-raffinazione e ri-additivazione del prodotto, vengono reimmesse sul mercato. Dalla fine del 2009 i lubrificanti rigenerati hanno l'imposta di consumo parificata a quelli di prima raffinazione.

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;
  • nanotecnologici sono oli che sfruttano le nanotecnologie.
  • semi-sintetici additivi misti ottenuti mediante processi chimici o presenti in natura;
  • minerali: additivi che non vengono generati da processi chimici di laboratorio.

Specifiche[modifica | modifica wikitesto]

Le specifiche principali di un olio lubrificante sono le seguenti:[3]

  • Society of Automotive Engineers (SAE): specifica basata sulla viscosità 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.
  • Thailand Industrial Standard Institute (TISI)
  • Industrial Organization Standardization (ISO)[5]
  • Comitato Costruttori del MEC (CCMC)
  • Associazione dei Costruttori 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.

(ad esempio Acea A3/B4/B5/C3)
Per vetture pesanti e movimento terra vengono utilizzate altre lettere tipo E[5]

  • API (American Petroleum Institute): l'equivalente americana dell'ACEA che classifica gli oli motore con la lettera S per i motori benzina e C per i motori diesel seguite da un'altra lettera che indica il livello di qualità crescente: API SM è superiore ad API SL così come un olio API CJ è superiore ad un olio CI; le due indicazioni si possono anche trovare unite in oli adatti per ambedue i carburanti: API SL/CF.

Vengono classificati dall'API anche gli oli per trasmissioni con la sigla GL seguita da un numero progressivi che indica le caratteristiche: da GL-1 a GL-5.

Il monitoraggio delle caratteristiche dell'olio si effettua facendo periodiche analisi.

Classificazione SAE degli oli lubrificanti[modifica | modifica wikitesto]

Exquisite-kfind.png Per approfondire, vedi Classificazione viscosimetrica degli oli lubrificanti.

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

Il valore di viscosità è molto importante per poter determinare se l'olio è adatto alle condizioni di lavoro: oli con un elevato valore di viscosità sono adatti per l'uso estivo, mentre oli con ridotti valori di viscosità sono 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.

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 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.

Oli lubrificanti per motori[modifica | modifica wikitesto]

Oli lubrificanti per motori.

Nel caso di utilizzo per motori, gli oli lubrificanti svolgono le seguenti funzioni anche grazie all'uso di additivi prestazionali[6]:

  • lubrificare gli organi meccanici in attrito volvente (ad esempio alberi a camme) e bronzine attrito radente ( tra pistone e cilindro);
  • contribuire al raffreddamento del motore;
  • assicurare una buona tenuta;
  • proteggere le superfici metalliche dalla corrosione;
  • contribuire a mantenere puliti i componenti con i quali entra in contatto;
  • creare meno residui possibili, nel caso questo non venga raccolto dagli anelli raschiaolio (motore a quattro tempi) o faccia parte della combustione (motore a due tempi).

Ogni tipologia di olio presenta valori differenti di densità e viscosità. Fino agli anni ottanta si richiedevano lubrificanti "spessi", ossia con gradazione particolarmente elevata (ad 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 (ad 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 produttrici 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 per motore a quattro tempi e a due tempi;
  • oli per trasmissioni;
  • oli idraulici.

Oli per motore a quattro tempi e a due tempi[modifica | modifica wikitesto]

Negli anni cinquanta 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 galleggiante 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 inconvenienti un maggiore imbrattamento del motore, un minore potere lubrificante a motore freddo dovuto alla maggiore viscosità rispetto agli altri oli ed un odore caratteristico e penetrante dallo scarico.
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.

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

Oli per trasmissioni manuali[modifica | modifica wikitesto]

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 un'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.

In realtà sarebbe più corretto indicare per questo tipo di lubrificante una viscosità ISO, ma commercialmente la sigla con cui vengono classificati i lubrificanti per trasmissione manuale è SAE. Come per i lubrificanti per motore, anche questi presentano un numero, seguito dalla lettera W, seguito da un secondo numero (Ad esempio SAE 75W-90) dove il primo numero indica la viscosità a freddo, e il secondo numero a caldo. È possibile l'utilizzo, a seconda delle esigenze dettate dai costruttori, l'utilizzo di lubrificanti monogrado (SAE 75W, SAE 80W), ma la gradazione più diffusa per lungo tempo è stata la 80W-90 e su cambi di più moderna concezione le SAE 75W-80 o 75W-90. Le specifiche API per questo tipo di lubrificante sono caratterizzate dalla lettera GL e le specifica più utilizzate sono la API GL-4 o dove richiesto la più elevata GL-5.

Su alcuni cambi manuali non vengono richiesti dai costruttori dei lubrificanti, bensì dei fluidi (spesso utilizzati su pompe servosterzo e cambi automatici) con caratteristiche differenti. In commercio vi sono diverse qualità di fluidi per trasmissione, la cui maggior parte (circa il 90%) viene "classificata" a seconda che il lubrificante superi la specifica GM detta DEXRON (II, III, VI) oppure Allison. I fluidi per trasmissione vengono anche largamente impiegati come fluido per servosterzo.

Olio idraulico[modifica | modifica wikitesto]

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.

Controllo del livello[modifica | modifica wikitesto]

Asta per il controllo del livello dell'olio motore.

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

  • Asta: per tale tipo di controllo, se si è appena 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 qualsiasi 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.

Rabbocco e sostituzione dell'olio motore[modifica | modifica wikitesto]

Spurgo dell'olio motore

È consigliabile sostituire l'olio secondo quanto raccomandato dal costruttore del motore stesso così come riportato sul libretto di uso e manutenzione, anche se gli intervalli di sostituzione possono variare sensibilmente in conseguenza del tipo e della qualità dell'olio utilizzato. Negli intervalli tra una sostituzione e l'altra il livello dell'olio va controllato ad intervalli regolari e rabboccato in caso di necessità in quanto a seconda del motore si possono avere determinati consumi d'olio[7]. La sostituzione dell'olio motore è un'operazione che andrebbe riservata alle officine le quali sono dotate di tutte le attrezzature necessarie allo spurgo dell'olio vecchio e al suo smaltimento e alla sostituzione di esso con quello nuovo.

Rabbocco dell'olio motore

L'autoriparatore posiziona l'automobile su un ponte mobile e la solleva, svita il tappo della coppa e scarica l'olio usato a motore caldo in modo da scaricarne il più possibile e di seguito svita il filtro dell'olio. A questo punto lascia scolare l'olio vecchio per almeno dieci minuti, riavvita il tappo della coppa avendo cura di ripristinare la sua guarnizione e sostituisce il vecchio filtro con uno nuovo. A questo punto riporta l'automobile al livello del terreno e riempie il carter con dell'olio nuovo fino a riportarlo a livello. I filtri dell'olio avvitabili (non a cartuccia estraibile) vanno rigorosamente stretti a mano previa lubrificazione della guarnizione con olio lubrificante, in quanto un serraggio eccessivo, data la continua dilatazione/contrazione termica, può portare al semibloccaggio del filtro con notevoli difficoltà nello svitare in seguito l'elemento usato.

L'olio esausto va riconsegnato al rivenditore o ai centri di raccolta ecologici.

Produttori[modifica | modifica wikitesto]

Ecco una lista di alcuni produttori di oli lubrificanti:

Note[modifica | modifica wikitesto]

  1. ^ http://www.regione.sicilia.it/Presidenza/Personale/area626/ALLEGATI_SITO/utilita/TABELLA%20PESI%20SPECIFICI.pdf
  2. ^ a b http://www.landonio.biz/udm/tabella%20viscosit%C3%A0%20r01.pdf
  3. ^ a b Specifiche olio lubrificante | VFR Italia Club
  4. ^ a b Poteri calorifici
  5. ^ a b Dizionario tecnico Quattroruote
  6. ^ Che cosa sono gli additivi prestazionali?
  7. ^ Romano Biolchini, 6.27 Fasce elastiche in Manuale del meccanico collaudatore, II, Hoepli, 2006, ISBN 88-203-2550-0.

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