Gli attriti e la lubrificazione della trasmissione

di Alessandro Ancarani

(trascrizione e redazione di Andrea Balzarini)

Gli attriti

In passato mi occupavo di tribologia, la scienza degli attriti, e proprio di attriti parleremo, perché, nei vari interventi di manutenzione della macchina gli attriti sono sempre all’ordine del giorno, che si tratti della scatola del cambio, del motore o di qualsiasi altra parte meccanica.  Vorrei approfondire brevemente la questione della lubrificazione. Naturalmente noi ci occupiamo qui soprattutto della Lada Niva, ma il discorso vale anche per la porta o il catenaccio di casa, insomma per tutti i componenti meccanici ove ci sia contatto tra due o più elementi metallici.

Il problema centrale di tutti i componenti meccanici che vengono in contatto tra di loro è dovuto al fatto che le superfici godono, o meglio soffrono, della proprietà dell’affinità molecolare: due molecole o due atomi della stessa sostanza tendono ad attrarsi fra di loro. L’affinità molecolare spiega anche l’origine della pioggia. Se l’aria si riempie di molecole di acqua, queste molecole tendono a unirsi quando si trovano l’una vicina all’altra; quando gli “agglomerati” di molecole identiche (in questo caso di acqua) diventano molto grandi e pesanti, iniziano a cadere e determinano la pioggia.

Lo stesso fenomeno si verifica nelle nostre macchine. Due ingranaggi di acciaio accoppiati fra loro cominciano a scambiarsi degli atomi e delle molecole. Anche in questo caso, quando gli “agglomerati” di molecole tutte identiche diventano molto grandi, si staccano e gli ingranaggi si consumano.

ingranaggi

Facciamo un esempio: avete mai smontato il motorino del tergicristallo? Se lo faceste, potreste notare che all’interno si trovano un ingranaggio di acciaio e uno di nylon. Perché proprio di nylon? Semplice: perché in questo modo si diminuisce l’usura, grazie al fatto che la struttura molecolare del nylon è completamente diversa da quella dell’acciaio. Così, anche se un ingranaggio sfrega sull’altro, non vi è scambio di sostanza. Questo è anche il motivo per cui i cilindri sono di ghisa e i pistoni sono di alluminio e per il quale le bronzine non sono fatte di acciaio.

Con l’olio si ottiene lo stesso risultato. Perché l’olio ha una funzione lubrificante?

Perché evita che il metallo di un olio su  ingranaggi ingranaggio, o di una bronzina o di un pistone dentro un cilindro, venga in contatto con l’acciaio o con il metallo molto simile che si trova nel componente ad esso accoppiato.

Come si gestiscono le superfici di contatto?

La funzione dell’olio come lubrificante spiega anche la necessità che gli olii presentino una certa durezza. Infatti, se fossero troppo teneri, il velo creato tra un ingranaggio e l’altro non sarebbe sufficiente a impedire completamente il contatto tra le due parti di metallo. Per questa medesima ragione, quando partite con l’auto è sempre bene procedere adagio, perché l’olio deve avere il tempo per stendersi completamente sulle superfici di contatto che deve preservare.

Si può anche optare per gli olii, come i Bardahl, con additivi (per esempio il fullerene), additivi capaci di ridurre ulteriormente lo scambio molecolare. Questo spiega perché alcuni motori possano durare un milione di chilometri mentre altri no.

Parliamo quindi dei giunti omocinetici, le crociere e tutti i componenti meccanici che vengono ingrassati con il grasso al bisolfuro di molibdeno.

grasso al molibdeno All’interno di questo grasso sono presenti microparticelle sferiche di bisolfuro di molibdeno, una sostanza morbidissima e completamente diversa dall’acciaio. Questo lo rende in grado di rivestire, “verniciare” le superfici accoppiate che, in questo modo, non possono entrare in contatto diretto tra loro. È per questa ragione che si tratta del miglior lubrificante per le crociere e per i giunti omocinetici della vostra Niva.

Non fidatevi di quanti dicono che bisognerebbe preferire il grasso al litio perché è più scorrevole e resiste meglio alle alte temperature. Usate il grasso nero ovunque vi siano parti che si muovono, persino sulle cerniere delle portiere e sui leveraggi, come quello della frizione, i cuscinetti dei mozzi e persino il motorino del tergicristallo. Il fatto che le industrie automobilistiche non lo utilizzino è dovuto semplicemente a ragioni di natura economica (il grasso al bisolfuro di molibdeno è relativamente costoso); sulle linee di montaggio delle automobili, infatti, si cerca di risparmiare anche sui dettagli più piccoli.

Com’è fatto il grasso e perché deve essere sostituito periodicamente

Dovete pensare al grasso come a una spugna di sapone di litio che assorbe il lubrificante, ovvero l’olio. All’interno dei cinematismi, l’olio viene trattenuto e rilasciato gradualmente perché possa rivestire le superfici di contatto. Avete presente tutte le gradazioni come NGL1, NGL2, NGL3 e così via? Esse esprimono la densità della “spugna”, a prescindere dalla gradazione dell’olio con cui viene impregnata. Ciò significa che la densità e la capacità lubrificante di un grasso sono svincolate l’una dall’altra. Ovvero, ci sono grassi molto morbidi che hanno olii molto duri e viceversa.

Se state ingrassando le crociere, non dovete fermarvi quando vi accorgete che il grasso vecchio inizia a uscire: il grasso deve essere cambiato integralmente. Del resto, quando si cambia l’olio del motore, lo si fa integralmente, perché l’olio vecchio, con l’andare del tempo, ha perso le sue caratteristiche. Perciò quando ingrassate le crociere, smettete di pompare grasso nuovo solo quando vedrete fuoriuscire del grasso pulito: a quel punto saprete con certezza di averlo sostituito completamente. Altrimenti lascereste nella crociera un grasso impoverito, dove è rimasta solo la “spugna”, ma non l’olio.