Fluido de calibração ISO 4113: o que é e o que a norma exige

O fluido de calibração ISO 4113 é o óleo leve, feito do petróleo, que faz o papel do diesel na bancada onde a oficina testa bombas e bicos injetores. A ISO 4113 é a norma internacional que diz como ele tem de ser. O quanto escorre e o quanto pesa por litro ficam entre um valor mínimo e um máximo bem próximos (a faixa), para que duas bancadas meçam a mesma peça do mesmo jeito.

O que é fluido de calibração ISO 4113?

É o líquido que corre pela bancada de teste no lugar do diesel, para que a medida de cada peça saia confiável. Pense na bomba do posto: quando ela marca 1 litro, tem de entregar 1 litro, e o fiscal confere com um recipiente padrão. Com as peças de injeção do motor diesel é igual, só que a dose é minúscula.

A bomba injetora põe o combustível sob pressão e manda a dose de cada cilindro do motor. O bico injetor é a ponta que borrifa essa dose dentro do cilindro, como um borrifador de plantas com pressão muito maior. Se um bico entrega mais que o outro, o motor trepida, solta fumaça preta e gasta mais.

Por isso a peça vai à bancada de teste, máquina que gira a bomba como o motor giraria e faz os bicos injetarem centenas de vezes em tubos graduados, as provetas. No teste de bomba, esses bicos são os de calibração da própria bancada. O que sai é o débito: o volume que a peça entrega num número fixo de injeções. Calibrar é comparar o débito com a tabela do fabricante da peça para aprovar, ajustar ou reprovar.

O fluido que corre por tudo isso é um óleo mineral (feito do petróleo), refinado (limpo das moléculas indesejadas) e sem cheiro forte. Ele é bem mais leve que os óleos básicos usados na maior parte dos lubrificantes e escorre quase como o próprio diesel.

Nos motores mais novos, com sistema common-rail, uma bomba de alta pressão enche um tubo comum (o rail) ligado a todos os bicos. Quem decide a dose é o bico, aberto e fechado pela central eletrônica. Essas bancadas também usam fluido de calibração, e muitas medem o débito com medidor eletrônico em vez de proveta.

Figura 1. O fluido sai do reservatório, passa pela bomba injetora e chega aos bicos, que enchem as provetas, onde se lê o débito.

Se o fluido ocupa o lugar do diesel na bancada, fica a pergunta: por que não usar o próprio diesel?

Por que a bancada não usa o próprio diesel?

Porque o diesel muda de um lote para outro, e uma medida só é confiável se o líquido não mudar. Pense numa régua de borracha, que estica um pouco a cada uso: a mesma mesa dá 1,20 m num dia e 1,23 m no outro.

O diesel é essa régua. Conforme o lote, a refinaria e a região, ele sai um pouco mais ralo ou mais grosso, e no Brasil ainda recebe uma parte de biodiesel (combustível feito de óleo vegetal ou gordura). Com o líquido mudando, a leitura da bancada muda junto, mesmo com a peça igual.

O fluido de calibração é a régua de aço: o padrão de referência, que sai da fábrica numa faixa estreita e se confere toda semana na bancada. Com ele dentro da norma e a bancada mantendo o fluido numa temperatura fixa (a próxima seção mostra por quê), um débito fora da tabela aponta para a peça, o ajuste ou a própria bancada.

Há ainda a segurança: a especificação do diesel aceita que ele solte vapor inflamável com bem menos calor que o fluido de calibração.

Por que viscosidade e densidade definem a calibração?

Porque a dose que chega à proveta depende de quanto o fluido escorre e, em alguns bicos, de quanto ele pesa. O mel escorre devagar e a água escorre rápido: essa resistência a escorrer se chama viscosidade.

Dentro da bomba, a dose é empurrada por um pistão que corre num cilindro, como o êmbolo de uma seringa. Entre os dois há uma folga de milésimos de milímetro, e a cada empurrão (cada curso) um pouco de fluido escapa por ali, como numa seringa velha.

1. O fluido mais ralo escapa mais pela folga, o que leva a proveta a receber menos; o mais grosso escapa menos, e ela recebe mais. A mesma peça dá débitos diferentes.

2. A viscosidade cai quando o fluido esquenta, como o óleo de cozinha quente, que escorre mais. Isso leva a bancada a manter o fluido em temperatura controlada e a norma a fixar a viscosidade numa temperatura só.

3. A densidade é o quanto pesa um litro do fluido. Nos bicos que dosam pelo tempo em que ficam abertos, como os do common-rail, a dose é o que passa pelo furo fino durante esse tempo. É como empurrar um carrinho de mão carregado com a mesma força: com a mesma pressão, o fluido mais pesado sai do furo mais devagar e, no mesmo tempo, passa um pouco menos de volume.

Por isso a ISO 4113 aperta as duas medidas, viscosidade e densidade.

Como isso aparece na sua oficina:

• a mesma bomba dá um débito logo ao ligar a bancada, com o fluido ainda frio, e outro à tarde, com ele já quente;

• duas bancadas discordam sobre a mesma peça;

• o técnico mexe no ajuste de uma peça que estava certa.

Figura 2. Na mesma peça, o fluido mais ralo escapa mais pela folga, e a proveta recebe menos (folga e diferença exageradas no desenho).

Figura 3. Com a mesma pressão e o mesmo tempo, o fluido mais pesado passa um pouco menos de volume pelo furo do bico (diferença exagerada no desenho).

Para quem precisa do número: a norma usa a viscosidade cinemática (medida pelo tempo que o fluido leva para escorrer por um tubo fino), em mm²/s, o mesmo que cSt. O fluido novo tem viscosidade de 2,45 a 2,75 mm²/s a 40 °C e densidade de 0,820 a 0,830 g/mL a 15 °C.

O diesel S10 (com até 10 mg/kg de enxofre) pode ir de 2,0 a 4,5 mm²/s a 40 °C pela Resolução nº 968/2024 da Agência Nacional do Petróleo (ANP). A ISO 4008-3, norma de ensaio de bombas injetoras, pede o fluido a 40 ± 2 °C, medido na conexão da bancada com o tubo que alimenta a bomba.

O que a norma ISO 4113 exige?

Além da medida, a norma cuida da segurança, da evaporação, da duração, da cor, do frio, das peças, da leitura e da composição, cada item com o seu ensaio. A figura mostra o mapa. Os termos dos rótulos (ponto de fulgor, ponto de névoa, aromáticos) são explicados na lista logo abaixo:

Figura 4. Cada grupo de exigências da ISO 4113 protege uma parte do trabalho na bancada.

• A medida: viscosidade e densidade, como você acabou de ver.

• A segurança: o ponto de fulgor é a menor temperatura em que o vapor do fluido acende por um instante com uma chama perto (o álcool acende fácil; o óleo de cozinha frio, não).

• A evaporação: a destilação mostra quanto do fluido evapora até cada temperatura. A norma limita a parte leve, que evapora e some do reservatório, e a parte pesada, que deixaria o fluido grosso demais.

• A duração: o fluido reage aos poucos com o oxigênio do ar (a oxidação, que deixa rançoso o óleo de cozinha guardado aberto). A norma o envelhece de propósito e mede a borra (resíduo que se deposita) e a acidez que se formam.

• A cor: a norma a limita, porque fluido escuro denuncia refino incompleto, oxidação ou sujeira.

• O frio: o ponto de névoa é a temperatura em que o fluido turva, porque a parafina dele (a parte que vira cera) forma cristais, que podem entupir o filtro da bancada.

• As peças: ensaios de ferrugem no aço e de corrosão no cobre e nas ligas dele, como latão e bronze, além de um limite de água, que ajuda a enferrujar.

• A leitura: a espuma, porque bolha ocupa lugar na proveta e engana o volume.

• A composição: um teto para a parte aromática, um dos tipos de molécula do petróleo. A norma o fixa pelo CA, a porcentagem de carbono em anéis aromáticos (as siglas vêm antes da tabela, logo abaixo; veja também o artigo sobre óleo parafínico, naftênico e aromático).

Há também três exigências gerais:

• Aditivos: o fluido pode levar produtos químicos em pequena dose que reforçam uma qualidade (contra espuma, envelhecimento, corrosão e desgaste).

• Saúde: não pode ter componente em quantidade que faça mal, como irritar a pele.

• Guarda: a peça calibrada e guardada sem limpeza, com o fluido ainda dentro, tem de funcionar depois de pelo menos 1 ano.

Para quem precisa do número: a tabela resume a Tabela 1 da ISO 4113:2010. A ISO 4113 tem quatro designações, os nomes que vão no rótulo: o básico, o CV, o AW e o CV-AW (explicados na próxima seção). A coluna CV traz a versão de faixa mais estreita; a última linha só vale para as versões AW, de antidesgaste. Para ler a tabela, quatro siglas:

• o IP 306 é o método que envelhece o fluido de propósito: 48 h aquecido, com oxigênio borbulhando e um catalisador de cobre;

• a acidez em mg KOH/g diz quantos miligramas de uma base, o hidróxido de potássio, neutralizam a acidez de 1 g de fluido;

• o CA é a porcentagem dos átomos de carbono que estão em anéis aromáticos, anéis de seis carbonos como o do benzeno, diferentes dos anéis naftênicos, que também são fechados, mas saturados;

• a "sequência I" é a primeira etapa do ensaio de espuma, a 24 °C. Nela, a tendência é o volume de espuma logo depois de 5 min soprando ar no fluido, e a estabilidade é o que sobra após 10 min de repouso.

O que significam CV e AW na ISO 4113?

São as duas exigências extras que a norma oferece por cima do fluido básico: o CV aperta a medida, e o AW protege a peça nova. Daí as quatro designações: ISO 4113 (o básico), ISO 4113-CV, ISO 4113-AW e ISO 4113-CV-AW (as duas, nessa ordem).

CV vem do inglês closer value, valor mais estreito. A régua comum e o paquímetro medem a mesma peça, mas o paquímetro erra menos. O fluido CV tem a viscosidade e a densidade ainda mais apertadas, para mais exatidão no ajuste, como ao comparar bancadas.

Figura 5. Viscosidade a 40 °C: o diesel S10 pode ir de 2,0 a 4,5 mm²/s; a ISO 4113 aceita de 2,45 a 2,75, e a ISO 4113-CV, de 2,50 a 2,55.

AW vem de anti-wear, antidesgaste. Uma superfície usinada parece lisa, mas de muito perto é cheia de picos, como uma lixa finíssima. No primeiro funcionamento de uma peça nova ou recondicionada, o amaciamento, os picos do pistão e do cilindro se apertam sob a carga inicial. Eles podem soldar uns nos outros (é o termo que a própria norma usa para esse defeito) e arrancar material.

O fluido AW leva um aditivo que forma uma camada química fina sobre as superfícies e evita esse grude. Ele ajuda o amaciamento na bancada; depois, no motor, quem lubrifica a bomba é o próprio diesel.

Figura 6. No amaciamento, a camada química do aditivo antidesgaste protege os picos das superfícies novas.

Para quem precisa do número: o AW se confere no ensaio de quatro esferas (ASTM D2783, de extrema pressão, que a própria ISO 4113 modifica). Nele, uma esfera de aço gira apertada contra três paradas, no fluido, em três corridas de 10 s a 1.450 rpm e 500 N; nenhuma marca de desgaste nas esferas pode passar de 0,8 mm.

Como saber se o fluido da bancada ainda serve?

Medindo a viscosidade toda semana e trocando todo o fluido do reservatório (a carga) quando ela passa do limite de descarte, o valor a partir do qual o fluido sai de uso: 3,0 mm²/s a 40 °C. O critério mais usado vem da ISO 4008-3, a norma do ensaio de bombas injetoras, que a própria ISO 4113 cita numa nota da sua tabela.

Com o uso, o fluido muda por cinco causas:

• a parte leve evapora;

• entram restos de óleo lubrificante e de diesel;

• a água do ar condensa;

• chegam partículas de desgaste;

• o ar e o calor oxidam o fluido.

A ISO 4008-3 fixa só um limite de descarte, o de cima, e liga a subida da viscosidade a três causas: a parte leve que evapora, os restos de óleo lubrificante e os de combustível. A evaporação e o óleo lubrificante sempre engrossam o fluido.

O diesel tem faixa bem mais larga que a do fluido e, conforme o lote, pode engrossá-lo ou afiná-lo; por isso vale acompanhar também o quanto a carga se afastou da faixa do fluido novo.

A água e as partículas quase não mexem na viscosidade, mas enferrujam e riscam as peças, e a oxidação escurece o fluido e o deixa ácido. Por isso a cor, a acidez, a água e as partículas completam o quadro.

A ISO 4008-3 também proíbe acertar a viscosidade misturando outro líquido (item 6.4.2.6): passou do limite, troca-se a carga.

Na oficina, os sinais costumam ser débito que muda na mesma peça em dias diferentes, fluido escuro ou turvo no reservatório e filtro da bancada saturando antes do normal.

A mesma norma traz os cuidados de guarda:

• embalagem original lacrada, guardada sob abrigo, com o nome do fabricante e o número da norma;

• nada de água condensada no reservatório nem no estoque;

• fluido que ficou abaixo de -10 °C, o ponto de névoa máximo que a ISO 4113 aceita, pode ter formado cristais de parafina e só volta ao uso com orientação do fabricante.

A ISO 4008-3 é de 1987, anterior ao common-rail. Por isso, em bancada de common-rail, o procedimento do fabricante da bancada e da peça tem a palavra final, inclusive sobre o limite e o intervalo de troca. Nas demais, vale o limite da norma e, junto dele, o intervalo de troca que o fabricante da bancada indica.

Figura 7. Exemplo ilustrativo: a viscosidade sobe semana a semana; passou do limite da ISO 4008-3, troca-se a carga.

Para quem precisa do número: o limite de descarte é de 3,0 mm²/s a 40 °C (ISO 4008-3, item 6.4.2.4). A faixa do fluido novo vale só para ele; o fluido em uso se julga pelo limite.

Qual fluido de calibração 4113 usar na bancada?

O da designação que o procedimento de teste pede (o roteiro escrito pelo fabricante da bancada, da bomba ou do bico, ou pela norma de ensaio). Na dúvida, o ISO 4113-CV-AW atende às quatro designações de uma vez, porque cumpre o básico, a faixa estreita e o antidesgaste.

O que o Keen Fluid FC 4113 entrega?

A Kelpen Oil formula o Keen Fluid FC 4113, fluido de teste de bombas injetoras feito de óleos minerais de baixa viscosidade. Ele atende à ISO 4113-CV-AW (faixa apertada e antidesgaste), é indicado para calibrar bombas e bicos injetores, convencionais e common-rail. Entrega regulagem padronizada de bombas e bicos injetores, isto é, uma calibração que se repete igual de uma bancada para outra, porque o fluido segue a faixa da norma, e proteção contra a oxidação, que escurece o fluido e o deixa ácido.

Ele faz parte dos produtos da Kelpen Oil para oficinas.

Como o laboratório da Kelpen Oil confere o fluido?

O laboratório próprio da Kelpen Oil em Arujá (SP) analisa o fluido em uso, como serviço pago, e diz se ele ainda serve ou se é hora de trocar a carga. Essa análise acompanha o fluido em uso, pelo critério da ISO 4008-3; ela não repete todos os ensaios da ISO 4113, que valem para o fluido novo.

Os métodos estão em como funciona o laboratório de análise de lubrificantes.

Perguntas frequentes

Posso usar diesel no lugar do fluido de calibração? Não para calibrar: a medida perde a referência. O diesel S10 pode ir de 2,0 a 4,5 mm²/s a 40 °C pela ANP, uma faixa bem mais larga que a do fluido ISO 4113. O ponto de fulgor mínimo do diesel é de 38 °C, contra 75 °C no fluido de calibração (ambos em vaso fechado).

Qual a diferença entre ISO 4113 e ISO 4113 CV? O CV tem a faixa mais estreita, o que dá mais exatidão ao ajuste. A viscosidade vai de 2,50 a 2,55 mm²/s a 40 °C, contra 2,45 a 2,75 no básico, e a densidade, de 0,8235 a 0,8265 g/mL a 15 °C, contra 0,820 a 0,830.

Posso misturar outro óleo para acertar a viscosidade do fluido da bancada? Não. A ISO 4008-3 proíbe corrigir o fluido com mistura: passou do limite de descarte, a carga é trocada.

Qual norma o Keen Fluid FC 4113 atende? A ISO 4113-CV-AW. Ele é indicado para calibrar bombas e bicos injetores.

O fluido ISO 4113 serve para bico common-rail? Sim: o fluido ISO 4113 também é a referência no teste de bicos common-rail, seguindo o procedimento do fabricante da bancada e da peça. O Keen Fluid FC 4113 é usado na calibração de bombas e bicos common-rail.

Glossário

• AW (anti-wear): versão da ISO 4113 com aditivo antidesgaste.

• CV (closer value): versão da ISO 4113 com faixa mais estreita de viscosidade e densidade.

• Débito: volume que a bomba ou o bico entrega num número fixo de injeções.

• Densidade: o quanto pesa um volume do fluido, em g/mL.

• Designação: o nome da versão da ISO 4113 que vai no rótulo, como ISO 4113-CV-AW.

• Ponto de fulgor: menor temperatura em que o vapor do fluido acende por um instante com uma chama perto.

• Viscosidade: resistência de um líquido a escorrer.

Fale com a Equipe Técnica

A Equipe Técnica Kelpen Oil avalia a bancada, as peças testadas, o volume do reservatório, o intervalo de troca e a designação pedida, e confirma o produto adequado. Se o fluido já está em uso, o laboratório de Arujá (SP) faz a análise do fluido em uso, como serviço pago.

Hoje mesmo, confira na bancada a designação no rótulo, a temperatura do fluido e a data da última medida de viscosidade. Salve este artigo ou envie para quem cuida da bancada.