Cuidado com o óleo da transmissão manual

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Marcos Thadeu Giacomini Lobo

Marcos Thadeu Lobo

Engenheiro Mecânico Graduado Pela Universidade Estadual De Campinas ( Unicamp ) em 1985. Ingressou na Petrobras Distribuidora S/A em 1986 como profissional de Suporte Técnico em Produtos. E atualmente exerce a função de Consultor Técnico Sênior.

O AMERICAN PETROLEUM INSTITUTE (API) instituiu sistema de classificação específico para níveis de desempenho de óleos lubrificantes utilizados na lubrificação de engrenagens utilizadas equipamento de transmissão,  sendo utilizada a denominação GL (Gear Lubricant) para estes produtos.

Artigo 3 fig 1
Figura 1 – Caixa de mudanças, diferencial e redução final em equipamento móvel.

 

Caixas de mudança manuais mecânicas são equipadas com trem de engrenagens e anéis sincronizadores e tais componentes mecânicos tem exigências, aparentemente, conflitantes com respeito aos óleos lubrificantes a serem utilizados.

Artigo 3 fig 2
Figura 2 – Engrenagens e anel sincronizador em transmissão manual mecânica.

 

Em geral, quanto mais elevada a classificação API GL, maior será a proteção de Extrema Pressão (EP) provida pelo óleo lubrificante, o que é muito bom para a confiabilidade e redução de desgaste em trens de engrenagens que passaram por tratamento térmico para endurecimento das superfícies metálicas, mas pode ter implicações muito graves em termos de desgaste para os anéis sincronizadores.

Figura 3 – Classificação API para nível de desempenho de óleos lubrificantes para transmissões automotivas

 

Os aditivos de Extrema Pressão (EP) são, frequentemente, à base de fósforo e enxofre e aderirão firmemente às superfícies metálicas por atração polar. Uma vez que as superfícies metálicas foram cobertas por esses aditivos, há necessidade de calor ou pressão oriundos, por exemplo, do atrito metálico devido ao colapso do filme de óleo lubrificante para que entrem em ação e comecem a realizar a sua função.

Figura 4 - Mecanismo de atuação da aditivação EP
Figura 4 – Mecanismo de atuação da aditivação EP.

 

Em um trem de engrenagens que passou por tratamento térmico para endurecimento da superfície metálica, a citada condição acrescentará uma substancial e valiosa proteção adicional bem como aumento significativo da vida útil e da confiabilidade.

Porém, em face da forma como os aditivos de Extrema Pressão (EP) operam, a sua atuação em elementos de máquina  compostos por metais amarelos macios (bronze), como os anéis sincronizadores, pode ser danosa ao invés de benéfica. Os aditivos EP, em anéis sincronizadores de bronze, atuam da mesma maneira (aderindo ao metal amarelo macio por atração polar) e, havendo a ocorrência de calor ou pressão, ao invés de atuarem de forma protetiva, como no caso de engrenagens de aço endurecidas por tratamento térmico, poderão agredir quimicamente o metal amarelo macio e provocar desgaste prematuro nestes componentes  tão vitais para as caixas de mudança manuais mecânicas.

Figura 5 - Anel sincronizador de bronze cm desgaste severo
Figura 5 – Anel sincronizador de bronze cm desgaste severo.

 

Óleos lubrificantes com nível de desempenho API GL-4 utilizam em sua formulação cerca de metade da concentração da aditivação EP à base de enxofre/fósforo  utilizada em óleos lubrificantes com nível de desempenho API GL-5. A menor concentração da aditivação EP à base de enxofre/fósforo proverá menor proteção contra o desgaste ao trem de engrenagens mas minimizará danos aos anéis sincronizadores de metal amarelo macio (ex. bronze).

Figuras 6/7 - Carga EP à base de enxofre/fósforo pode danificar os anéis sincronizadores de bronze
Figuras 6/7 – Carga EP à base de enxofre/fósforo pode danificar os anéis sincronizadores de bronze.

 

Quando são utilizados óleos lubrificantes com nível de desempenho API GL-5 em caixas de mudanças manuais mecânicas que possuam anéis sincronizadores de bronze costuma-se verificar, nas análises do óleo lubrificante em uso, de 02 a 04 vezes mais elemento cobre de desgaste que quando se utiliza óleo lubrificante com nível de desempenho API GL-4. O desgaste dos anéis sincronizadores de bronze poderá chegar ao ponto em que não mais haverá contato adequado com o cubo ou luva de engate e suficiente pressão na engrenagem para que as suas  rotações sejam equivalentes e possa haver o engrenamento suave da marcha solicitada.

Artigo 3 fig 8
Figura 8 – Anéis sincronizadores gastos não se acoplam bem às luvas de engate

 

Enquanto óleos lubrificantes para engrenagens com nível de desempenho API GL-5 puderem ser utilizados em aplicações que requeiram fluidos para transmissão manual mecânica, haverá mercado  para este tipo de produto que provê uma ótima proteção às engrenagens endurecidas por tratamento térmico mas, em contrapartida, podem reduzir a vida útil dos anéis sincronizadores de metal amarelo macio ( bronze ).

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Figura 9 – O desafio dos OEMs é a redução do desgaste dos anéis sincronizadores de bronze em caixas de mudança manuais mecânicas.

 

O recomendável é que sejam verificadas, antes da decisão pelo uso de determinado óleo lubrificante, as recomendações do OEM no que se refere ao nível de desempenho para uso nas caixas de mudanças manuais mecânicas de sua fabricação. Problemas tais como os anteriormente descritos são largamente considerados durante a fase de projeto e os OEMs, usualmente, dispõem de todas as informações necessárias para tomar as decisões acertadas no que diz respeito às recomendações de óleos lubrificantes para uso em caixas de mudança manuais mecânicas.

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