Olio motore, trasmissione e antigelo nei veicoli: differenze tra viscosità e perché vanno rispettate

Alcuni dei componenti più importanti di un motore e di una trasmissione sono rappresentati dai fluidi di lavoro con i quali essi operano, ossia i lubrificanti ed i liquidi di raffreddamento.

Tali fluidi naturalmente hanno un certo grado di usura ed invecchiamento, aspetti richiedenti quindi una regolare manutenzione che assume un’importanza vitale per qualsiasi motore o trasmissione. Oltre alla regolarità, però, una buona manutenzione esige anche l’utilizzo dei materiali corretti.

È basilare impiegare oli e liquidi di raffreddamento con le specifiche idonee, per cui è altrettanto fondamentale conoscere quale esse siano e come vengano diversificate.

I lubrificanti

Principalmente gli oli lubrificanti sono composti da oli base (miscela di idrocarburi o di sintesi (sintetica) e additivi, la percentuale dei componenti dipende dall’uso specifico che si fa degli oli in produzione.

Un olio base (la cui frazione può variare fra il 70 % e il 99 % della composizione totale del lubrificante) è classificato principalmente in quattro tipi diversi: basi minerali (gruppo I), basi minerali idrogenate o semisintetiche (gruppo II e III), basi sintetiche (gruppo IV), come ad esempio i PAO (polialfolefine) o gli oli poliglicoli (la sintesi chimica non è altro che la ricostruzione delle molecole dell’olio base effettuata in laboratorio) e le basi rigenerate alle quali appartengono i lubrificanti che vengono raccolti dai consorzi di oli usati che, dopo accurate procedure di ri-raffinazione e ri-additivazione del prodotto, vengono reimmesse sul mercato.

Ma la vera e sostanziale differenza viene creata dagli additivi, che possono ammontare dall’1% fino al 30 % della composizione dell’olio.

I pacchetti di additivazione vengono aggiunti da ogni singola casa costruttrice di lubrificanti secondo criteri "autocertificati" e si generalizza distinguendoli tra sintetici, nanotecnologici, semi-sintetici e minerali.

Gli additivi possono svolgere azione antischiuma, prolungare la vita del lubrificante, avere proprietà detergenti e disperdenti ostacolando la formazione e l’accumulo di lacche e morchie, inibitori della corrosione, inibitori dell’ossidazione, riduzione degli attriti, miglioratori di viscosità.

Miscelando i due componenti (oli base + aditivi) si possono ottenere vari risultati in ordini di prestazioni caratteristiche e peculiarità dell’olio.

È evidente che le tipologie di lubrificante possono essere davvero tante, quindi per distinguere e conoscere le caratteristiche di un olio è necessario ricorrere ad una classificazione.

La classificazione SAE è una delle più note ed utilizzate, tiene conto della viscosità di un olio a bassissime temperature e a 100 °C. Quindi dà un idea intuitiva ed immediata delle prestazione dell’olio motore, in particolare nell’avviamento a freddo (anche a temperature bassissime) e del funzionamento a temperatura di esercizio di un motore (100 °C).

È possibile classificare oli multigrado, cioè in grado di garantire la lubrificazione di tutti i componenti e la tenuta idraulica dell’olio stesso per ampi range di temperatura ed oli monogrado, che mantengono un certo indice di viscosità in un intervallo di temperatura molto ridotto (però oggi non sono più impiegati per i motori).

La classificazione a freddo viene seguita dalla lettera W (sta per WINTER) in quanto è una caratteristica che riguarda principalmente il funzionamento invernale e a freddo dell’olio, mentre il riferimento a 100 °C non è seguito da nessun simbolo. Il limite di questa classificazione è che tiene conto della sola viscosità.

La specifica SAE degli oli multigradi è composta da due numeri preceduti dalla dicitura SAE, in cui il primo indica la viscosità a freddo mentre il secondo quella a caldo, in entrambi i casi misurata in cP (centi Poise, che è l'unità di misura nel sistema CGS della viscosità dinamica).

Esempio:

o   SAE  10W-40

o   SAE  15W-50

o   SAE  80W-90

Invece la classificazione degli oli mono grado è composta da un solo numero preceduto dalla dicitura SAE:

o   SAE 75

o   SAE 35

o   SAE 90

Per gli oli monogrado non è classificato il secondo range di funzionamento perché in questa classificazione mancante l’olio non può lavorare.

Figura 1: classificazione oli SAE

Un olio può essere classificato anche tramite la norma API (American Petroleum Institute) e tiene conto della qualità intrinseca dell’olio e non solo della viscosità. Il lubrificante viene sottoposto ad una serie di test, determinandone così la classificazione.

Per cominciare, divide gli oli in 5 categorie, considerando anche i lubrificanti per le trasmissioni:

o   S (Service, API S), per veicoli a benzina;

o   C (Commercial, API C), per veicoli diesel;

o   F (API F), per veicoli diesel di recente costruzione a basso livello emissivo;

o   GL (Gear Lubricant, API G), oli per trasmissioni automatiche;

o   M (Manual Transmission, API M), oli per trasmissioni manuali.

Poi assegna una seconda lettera che va da “A” a salire seguendo l’ordine alfabetico ed indica la severità dei test superati dall’olio, determinando quindi il livello prestazionale dell’olio stesso. Ad esempio, si può avere un olio SM (benzina) o CJ (diesel) e CF (diesel ad iniezione indiretta).

Per i motori a gasolio, la seconda lettera può essere seguita a sua volta da un numero, per indicare specifiche applicazioni tipo CI-4 (diesel 4 tempi) o CF-2 (diesel 2 tempi).

Tanto più è avanzata la seconda lettera tanto migliore è l’olio. Di conseguenza l’olio di qualificazione più alta soddisferà tutte le specifiche precedenti.

Ad oggi le classificazioni per i motori a benzina sono arrivate sino a “SP” (Maggio 2020, ideato per prevenire la pre accensione a bassa velocità) e per i diesel a CK-4, formulato per lavorare con gasoli a tenore di zolfo fino a 500 ppm e particolarmente efficaci per allungare la vita dei sistemi di post trattamento dei gas di scarico e dei filtri DPF.

Si compone i due caratteri, una lettera che sta ad indicare le varie tipologie di motore e da un numero che determina i diversi usi ed applicazioni all’interno della classe stessa determinata con la lettera.

Un ulteriore classificazione è quella riferita ad ACEA (Associazione Costruttori Europea Automobili), la quale prevede 4 differenti standard in funzione della motorizzazione adoperata e del tipo di impiego.

È formata da lettere e numeri:

– A/B (ACEA AX/BX): benzina (A) e gasolio (B), con il numero “X” che può variare da 1 a 5. Il numero crescente indica un crescente e migliore grado di protezione;

– C (ACEA CX): anche qui il numero “X” può variare da 1 a 5, adatto per i motori con post trattamento dei gas di scarico e che richiedono un olio a basso contenuto di ceneri;

– E (ACEA EX) utilizzato per i veicoli commerciali, qui invece il numero “X” può andare da 4 a 9.

A differenza della classificazione API, un numero alto non sta obbligatoriamente a significare una migliore performance dell’olio, il numero determina solo il campo di utilizzo, è importante quindi in caso di sostituzione dell’olio attenersi alle specifiche dettate dal costruttore del veicolo.

Figura 2: classificazione oli ACEA

Non si dimentichino, inoltre, le specifiche approvazioni dei costruttori, generalmente realizzate secondo dei test ancora più severi.

Sono caratterizzate da una sigla con l’acronimo della casa costruttrice ed una serie di numeri. Per Volkswagen, per esempio, si ha 504.00 (per motori benzina Euro 4) oppure per FCA il codice FIAT 9.55535-S1 (motori Diesel con sistemi di post trattamento dei gas di scarico, con caratteristiche Fuel Economy ed allungamento dell'intervallo di cambio).

Per i cambi manuali si usano le designazioni API GL, che vanno da GL-1 a GL-5, dove il numero crescente indica una progressiva resistenza dell’olio alla pressione degli ingranaggi senza che questi vengano a contatto. La maggior parte dei moderni cambi utilizza le GL-5. Inoltre, esiste anche la specifica MT-1, che però è destinata alla classificazione di oli per i cambi manuali non sincronizzati di autobus e veicoli per il trasporto pesante.

Per i cambi manuali vengono usate anche le specifiche SAE, con la medesima logica utilizzata per gli oli motore, dove però la viscosità non è rappresentata nella stessa maniera. Per fare un esempio, un olio per cambi di tipo 75W-90 corrisponde ad un olio motore 10W-40.

Le trasmissioni automatiche impiegano oli ATF (Automatic Transmission Fluid), che possono essere essenzialmente designati tramite le specifiche proprietarie della GM (Dexron).

Anche Ford detiene proprie specifiche (Mercon), ma sono quelle meno utilizzate.

La Dexron è divisa nelle categorie Dexron, Dexron II, IID e IIE, Dexron III e Dexron VI, con caratteristiche crescenti in termini di qualità.

Per ciò che riguarda Ford la classificazione è composta dalle specifiche Ford Type F, Mercon e Mercon V.

Altra caratteristica di diversificazione per un ATF è la colorazione (tramite additivo): esistono oli verdi e rossi (più diffusi) ma anche gialli, viola e blu.

Per gli automatici non si devono dimenticare le specifiche dei costruttori dei cambi dato che ogni trasmissione ha caratteristiche molto peculiari. Vale quindi la regola che ogni cambio ha il proprio olio ed in virtù di questo, sono forse ancor più rilevanti delle specifiche descritte poco prima.

Le sigle usate sono le più disparate e seguono classificazioni interne del costruttore. Per una trasmissione Aisin, per portare un esempio, si può avere un olio Aisin JWS3309/AW1, per uno ZF l’olio LifeguardFluid 8 (ZF No. S671 090 312). In generale, a tali specifiche fanno poi riferimento tutte le designazioni dei costruttori dei veicoli.

In merito ai cambi ZF, può essere utile consultare un documento ufficiale in cui sono elencati i lubrificanti per tutte le trasmissioni manuali, doppia frizione ed automatiche per autovetture, scaricabile a questo indirizzo: https://aftermarket.zf.com/remotemedia/lol-lubricants/lol-it/lol-te-ml-11-it.pdf

I liquidi di raffreddamento

Così come per i lubrificanti, anche per i liquidi di raffreddamento (comunemente detti “antigelo”, termine però non appropriato) sono fondamentali le specifiche ed ogni motore deve lavorare con il liquido idoneo. Ogni buon liquido di raffreddamento deve ovviamente sottrarre calore ma anche lubrificare e proteggere dalla corrosione.

Sono costituiti da una soluzione di acqua e glicole propilenico o etilenico oppure glicerina a cui è aggiunto un proprio pacchetto di additivi. Le sigle che li distinguono sono tre: G11, G12 e G13, differenziate innanzitutto dal colore.

Il liquido G11 è ormai obsoleto, in uso fino agli anni ’90. È di colore blu/verde (verde petrolio). Non è adatto per motori con monoblocco e radiatore in alluminio.

Al G12 vanno affiancate ulteriori due classi, le G12+ e G12++ e sono liquidi più evoluti rispetto al precedente, in cui non vengono più usati silicati e fosfati, attualmente impiegati su tantissime vetture (incluse anche le ibride). Il colore è il rosso per il G12, mentre è rosa molto intenso per i G12+ e G12++.

Il liquido più recente è il G13 (dal 2008), che viene realizzato con glicerina al posto del glicole ed è riconoscibile dal colore viola.

Un aspetto da tenere fortemente in considerazione è la miscibilità dei diversi liquidi, specie quando si opera un rabbocco. Infatti non tutti possono essere mescolati, pena la formazione di morchia ed intasamento nel circuito o la riduzione dell’efficacia degli additivi (specie quello anticorrosione). Quindi la scelta del liquido deve essere sempre quella giusta e mai approssimativa.

La tabella riportata è un pratico vademecum per controllare le possibili miscibilità. 

Figura 3: miscibilità liquidi raffreddamento