Quando la parola “petrolio” viene utilizzata senza un contesto particolare, deve essere intesa in riferimento al prodotto risultante dalla raffinazione del petrolio greggio, ad esempio olio per motori o olio per motori. Le proprietà dell’olio lo rendono unico e insostituibile come lubrificante per veicoli e altri macchinari. L’olio è versatile per due motivi: può essere prodotto in una varietà di gradi, inoltre sono stati sviluppati decine di additivi, aumentando la sua utile gamma di applicabilità. Fare dell’olio un prodotto redditizio richiede una grande disponibilità di materia prima e la capacità di ottenerlo e lavorarlo a un costo ragionevole. Le due proprietà più importanti dell’olio sono che favorisce la libertà di movimento delle parti non fisse e riduce la produzione di calore che può causare il grippaggio del motore.
Chimicamente, l’olio motore commerciale è in gran parte una miscela di idrocarburi – composti organici fatti di idrogeno e carbonio – per lo più trovati come catene diritte e ramificate, sebbene siano generalmente presenti alcuni idrocarburi ad anello o ciclici. La composizione del petrolio greggio varia leggermente a seconda della regione geografica, portando alcuni a sostenere il petrolio ottenuto da un’area rispetto a un’altra. Alcuni, ad esempio, ritengono che il petrolio greggio originario della Pennsylvania (USA) produca olio motore superiore, poiché ha un alto contenuto di paraffina ma un basso livello di zolfo, azoto e asfalto.
In un motore interno, le parti mobili sono immerse nell’olio motore. Un film dell’olio si forma tra queste parti, riducendo efficacemente l’attrito cinetico e il calore dannoso. Non solo l’olio mantiene i macchinari in funzione riducendo l’attrito, ma poiché durante il funzionamento è un fluido relativamente “sottile”, porta via il calore. Niente di tutto questo sarebbe utile, tuttavia, se le proprietà dell’olio non reggessero al calore, se l’olio non fosse termicamente stabile. Poiché il metallo si espande quando riscaldato, se non adeguatamente raffreddato, le parti mobili calde possono essere forzate a contatto completo, fermate e persino fuse insieme, distruggendo il meccanismo.
Altre due proprietà benefiche dell’olio includono l’inibizione della corrosione delle superfici metalliche, come l’acciaio, e la rimozione di sporco e detriti tramite detergenza. Poiché l’olio motore contiene invariabilmente una certa “insaturazione” chimica – doppi o tripli legami carbonio-carbonio – ed è esposto all’ossigeno in presenza di calore considerevole, si verifica l’ossidazione per formare acido carbossilico, che attacca il metallo. Questa debolezza nelle proprietà naturali dell’olio viene efficacemente ridotta attraverso ricerche di laboratorio eseguite da chimici del petrolio, che sviluppano e testano nuovi additivi, che vengono poi testati sul campo utilizzando veicoli della flotta. Spesso gli additivi detergenti a base di azoto aiutano a mantenere le valvole del motore in perfette condizioni.