Differenza tra Olio Idraulico e Olio Motore: Usi e Caratteristiche
La lubrificazione è un requisito fondamentale per il buon funzionamento del motore di ogni macchina agricola semovente. Tutti i motori endotermici, compresi quelli delle macchine agricole semoventi, sono costituiti da un gran numero di parti in movimento a stretto contatto, spesso a regimi elevati, di rotazione o di moto lineare. Senza un’adeguata lubrificazione, un eccessivo attrito comporterebbe inevitabilmente un importante surriscaldamento, con un contestuale incremento dell’usura e una riduzione significativa della potenza generata.
Oltre alla lubrificazione, gli oli impiegati allo scopo rimuovono il calore dai cuscinetti e dalle parti accoppiate, garantiscono un’adeguata compressione dei gas di combustione facendo tenuta intorno alle fasce elastiche e rimuovono eventuali residui solidi potenzialmente dannosi. La costruzione di propulsori destinati all’uso agricolo dalle prestazione sempre più spinte comporta necessariamente l’adozione di tolleranze più strette, con sviluppo di valori di potenza specifica più alta, e maggiori pressioni e temperature di lavoro.
La funzione principale dell’olio per ingranaggi è di proteggere il dente degli ingranaggi che lavorano ad alta pressione e ad alte velocità. La formulazione di questi oli lubrificanti varia in modo significativo in base alle loro applicazioni nelle attrezzature. Per ottenere elevate prestazioni e durata della macchina, sono necessarie formulazioni di olio ottimali per adattarsi alle applicazioni.
Gli oli per ingranaggi, disponibili in diverse gradazioni e viscosità ( ISO VG ), vengono utilizzati per lubrificare i punti di contatto degli ingranaggi con i movimenti di scorrimento e di rotazione utilizzati in attrezzature industriali, automobili e altri macchinari. L’olio presenta proprietà anti-attrito, allo stesso tempo raffredda e rimuove il calore che si origina con l’attrito tra le parti. Gli ingranaggi cilindrici a bassa sollecitazione richiedono solo oli che proteggano dalla ruggine e dall’ossidazione, mentre quelli sottoposti a carichi pesanti necessitano di alti livelli di additivi EP ( estreme pressioni ).
Gli oli che presentano una maggiore viscosità proteggono meglio gli ingranaggi in quanto creano un “film lubrificante” più resistente : tali oli contengono lo zolfo uno dei principali additivi per aumentare la resistenza al carico. Gli oli per ingranaggi e differenziali sono classificati in diversi gruppi secondo le classificazioni GL.
Olio Idraulico: Funzioni e Proprietà
L’olio idraulico è il mezzo di trasporto dell’energia in un impianto oleodinamico. La lubrificazione è un requisito fondamentale per il buon funzionamento del motore di ogni macchina agricola semovente. Oltre la funzione primaria di trasporto dell’energia meccanica, il fluido idraulico ha anche la proprietà di proteggere, lubrificare e raffreddare i componenti con i quali viene in contatto. Caratteristica fondamentale degli oli idraulici è la viscosità che indica la capacità di scorrimento del lubrificante su una determinata superficie. In particolare, essi si caratterizzano per la stabilità anche ad alte temperature che previene la formazione di depositi.
L’olio idraulico è un lubrificante che trasferisce la potenza attraverso attuatori idraulici azionati appunto dall’olio in pressione grazie alla pompa idraulica e alle servovalvole: esempi di attuatori possono essere bracci di escavatori, freni idraulici, sistemi di servosterzo, ascensore, ecc. Gli elementi chiave delle prestazioni negli oli idraulici di qualità sono la loro resistenza all’ossidazione sotto pressione e alle alte temperature di esercizio.
Negli impianti oleodinamici, in linea teorica, si potrebbe utilizzare un tipo qualsiasi di fluido, in quanto tutti seguono la legge di Pascal. La viscosità del fluido si deve trovare all’interno di un range di buon funzionamento. Infatti una viscosità troppo alta comporta elevate perdite di carico e un conseguente eccessivo riscaldamento. La viscosità diminuisce all’aumentare della temperatura, quindi durante il funzionamento dell’impianto occorre garantire che l’olio abbia la propria temperatura all’interno di un certo range.
Questa dipendenza può essere caratterizzata dall’indice di viscosità, che dipende esclusivamente dal tipo di greggio di origine, dai metodi di raffinazione e dalla presenza di additivi. Tanto maggiore è l’indice di viscosità, tanto minore è la dipendenza della viscosità dalla temperatura.
Il fluido utilizzato deve essere in grado di bagnare tutte le parti mobili con una pellicola lubrificante continua. La conseguenza della rottura di questa pellicola, causata da alte pressioni, insufficienza di alimentazione, scarsa viscosità e altro ancora, è il grippaggio e per questo, si consideri che il gioco di accoppiamento tra cursore e alloggiamento di un distributore può essere di soli 8-10 micron.
Il fluido deve essere compatibile con tutti i materiali che costituiscono l’impianto, comprese guarnizioni, cuscinetti e vernici. Durante il funzionamento dell’impianto oleodinamico, il fluido si riscalda, mentre nei periodi di ferma subisce un raffreddamento. Il ripetersi di questo ciclo termico ha conseguenze negative per la vita utile del fluido, per questo motivo in molti impianti oleodinamici si mantiene costante la temperatura del fluido per mezzo di scambiatori di calore.
Se l’olio è esente da bolle d’aria al suo interno, il suo volume, a seguito di un aumento della pressione di 100 bar, subisce una riduzione dello 0.7%. Fino a 150 bar la comprimibilità può essere trascurata, mentre per valori superiori, soprattutto in presenza di grosse portate, essa può compromettere la funzionalità del sistema.
Caratteristiche e Classificazioni degli Oli Motore
Specie sui trattori, il motore deve poter far fronte al meglio ad una notevole varietà di condizioni operative, con la necessità di assicurare ottime performance per ampi intervalli di carico. Per i motori dei trattori, le classi SAE di olio lubrificante maggiormente adottate sono la 10W-40 e la 15W-40. Nel dettaglio la prima garantisce alte prestazioni quali ad esempio fluidità alle basse temperature e adeguata viscosità a quelle elevate, con contestuale ottimo controllo della volatilità.
Inoltre, contribuisce a mantenere efficienti i dispositivi di riduzione delle emissioni gassose inquinanti, come il filtro antiparticolato (DPF). L’olio di classe 15W-40 evidenzia una minore efficacia alle basse temperature, ma è particolarmente indicato per i moderni motori ad alto rendimento e a basse emissioni inquinanti, compresi quelli con ricircolo dei gas di scarico (EGR) e dispositivi di post-trattamento con filtri antiparticolato diesel (DPF) e catalizzatori di ossidazione diesel (DOC). Di conseguenza, la classe SAE di olio da utilizzare risulta essere sostanzialmente in funzione e del clima e della zona in cui opera la macchina, rispettando comunque le indicazioni del costruttore.
A tale proposito, poiché le proprietà lubrificanti si degradano inevitabilmente con l’uso, l’olio motore di un trattore deve tipicamente essere cambiato ogni 500-600 ore di lavoro (in ogni caso, dopo un anno). In casi eccezionali, e per oli di caratteristiche superiori, si può arrivare a 750 ore. La quantità di olio introdotto nel circuito di lubrificazione del trattore è funzione della potenza del motore.
Maggiore è la cilindrata e più elevata sarà la quantità di olio necessaria per garantire un’efficace lubrificazione: in linea di massima, si va da 8-9 litri per trattori da 30-60 kW fino a 31-32 litri per quelli con potenza oltre i 200 kW. Per poter svolgere al meglio la funzione lubrificante, l’olio deve essere sempre mantenuto al migliore livello possibile di integrità; infatti, una quantità importante di particelle sospese (specie di natura metallica) nel fluido comporterebbe una precoce usura del motore.
Perciò, nel circuito di lubrificazione del motore è sempre inserito almeno un filtro per depurare in continuo l’olio dai residui che si generano a seguito dell’abrasione degli organi in movimento, ma anche dalle eventuali polveri derivanti da contaminazione ambientale e dai residui carboniosi della combustione.
Il filtraggio, che deve giocoforza raggiungere il miglior compromesso tra efficacia e minima resistenza al passaggio del fluido lubrificante, consente di intercettare particelle (supposte sferiche) il cui diametro è generalmente compreso tra 5 e 60 micron. L’olio attraversa il filtro messo in pressione da una pompa, per poi raggiungere tutte le parti del motore che necessitano di lubrificazione.
Quando il filtro è intasato, si genera una differenza di pressione elevata tra il fronte pulito e quello “sporco”, che pertanto tende ad ostruirsi ulteriormente. Per garantire comunque una certa azione lubrificante, a monte dell’elemento filtrante viene installata una valvola di “by-pass”, che si apre ad una pressione che varia tra 0.5 e 3 bar, escludendo il filtro.
Infatti le azioni di lubrificazione (ma anche di raffreddamento) assicurate con un olio inquinato provocano meno danni della loro totale assenza, cosa che può portare al grippaggio del motore. Oltre a ciò, la resistenza esercitata dal filtro al passaggio dell’olio (che può portare all’apertura della valvola di by-pass) può essere provocata anche dall’elevata densità del fluido riscontrabile con temperature particolarmente rigide.
In pratica, all’accensione del motore, l’olio freddo e denso riesce ad attraversare con molta difficoltà l’elemento filtrante. L’aumento di pressione che si verifica provoca di conseguenza l’apertura della valvola di by-pass. Ovviamente, anche per i filtri occorre quindi seguire scrupolosamente le indicazioni di sostituzione riportate sul libretto di uso e manutenzione.
Il filtro più adottato sui trattori è meccanico, essendo in alternativa “a immersione” o del tipo “spin on”. Nei primi, più semplici ed economici, la cartuccia filtrante è inserita in un apposito alloggio a bicchiere presente sul blocco motore. La valvola di by-pass in questo caso si trova in una sede direttamente collegata all’alloggiamento del filtro e non viene mai sostituita. è solitamente costituito da fibre di cellulosa disposte in maniera casuale, a formare una struttura dotata di elevata porosità, e spesso impregnata con resine specifiche, per conferire una maggiore durata.
La composizione particolarmente porosa assicura un’ampia superficie filtrante, un’ottima resistenza alla pressione, un’elevata rigidità delle pieghe che caratterizzano la conformazione del materiale filtrante e un’elevata resistenza alla lacerazione. Modernamente, la fibra di cellulosa viene sempre più spesso sostituita con fibre sintetiche, che hanno diametro mediamente inferiore degli interstizi.
La classificazione SAE (Society of Automotive Engineers), la cui ultima revisione risale al 2015, suddivide gli oli lubrificanti in base alla loro viscosità. Secondo tale classifica, gli oli vengono raggruppati in diverse classi o gradazioni, ciascuna delle quali contraddistinta da un numero convenzionale in base a determinati limiti di viscosità raggiunti ad alta e bassa temperatura ambientale. Questa classificazione divide i lubrificanti in due categorie in funzione delle loro caratteristiche viscosimetriche, ovvero oli per climi freddi o stagioni invernali e oli per climi caldi o stagioni estive.
Gli oli appartenenti alla prima categoria sono divisi in gradazioni contraddistinte dalla lettera “W” (winter = inverno) seguita da un numero, quelli della seconda categoria sono identificate solamente da un numero. Ad esempio, in un olio 10W-40 il numero 10 si riferisce alla viscosità a freddo per un uso invernale. Il numero 40, prende in considerazione quella a caldo. Quest’ultimo, quindi, è l’indice di viscosità dell’olio a temperature elevate.
La prima scelta è sempre l’olio della viscosità indicata nel manuale del macchinario o del motore. Non improvvisare mai, chiedici eventualmente un consiglio: su utilenseriaweb trovi i migliori oli lubrificanti!
Considerazioni aggiuntive sugli oli per trasmissione e idraulici
L’olio motore è certamente importante, in quanto preserva il “cuore” della macchina da danni potenzialmente molto gravi. Sarebbe tuttavia sbagliato concentrarsi soltanto su di esso e pensare così di aver risolto ogni problema di lubrificazione: anche l’olio della trasmissione e quello idraulico, infatti, hanno le loro criticità e per certi versi, anzi, i loro requisiti sono anche meno elastici di quelli dell’olio motore. La difficoltà di operare con certe pressioni e a temperature estreme è legata agli sforzi di taglio e al deperimento anticipato a causa del calore.
Per questo motivo è importante che gli oli della trasmissione siano in primo luogo ben additivati e secondariamente che rispettino scrupolosamente le prescrizioni del costruttore. Anche perché impiegare un olio con caratteristiche prestazionali superiori non equivale ad aumentare il livello di sicurezza. Un fenomeno che, se non mitigato dall’azione del lubrificante, può smussare i denti fino a rendere dapprima rumoroso e successivamente mal funzionante l’ingranaggio.
Si è portati a pensare che un olio più viscoso sia, in virtù di ciò, sempre preferibile. E in parte è vero. In materia di trasmissione, il rispetto dei parametri indicati dal costruttore della macchina è quindi essenziale per assicurare il corretto funzionamento della stessa.
In virtù della sua funzione, richiede specifiche meno stringenti; tuttavia anche in questo caso la differenza tra un olio di qualità elevata o scadente può influenzarne le prestazioni. La parola chiave, in questo ambito, è demulsività, vale a dire la propensione del fluido a separarsi da acqua presente in emulsione. Al contrario, il deterioramento dell’olio o la presenza di impurità di vario tipo possono ostacolare questo processo.
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