Lorsque le mot pétrole est utilisé sans contexte particulier, il doit être compris comme faisant référence au produit résultant du raffinage du pétrole brut — par exemple, l’huile moteur ou l’huile moteur. Les propriétés de l’huile la rendent irremplaçable comme lubrifiant pour les véhicules et autres machines. L’huile est polyvalente pour deux raisons : elle peut être produite dans une variété de qualités, et des dizaines d’additifs ont été développés, augmentant sa gamme utile d’applicabilité. Faire du pétrole un produit viable nécessite un approvisionnement important en matière première et la capacité de l’obtenir et de le traiter à un coût raisonnable. Les deux propriétés les plus importantes de l’huile sont qu’elle favorise la liberté de mouvement des pièces non stationnaires et réduit la production de chaleur qui peut provoquer le grippage du moteur.
Chimiquement, l’huile à moteur commerciale est en grande partie un mélange d’hydrocarbures – des composés organiques constitués d’hydrogène et de carbone – se trouvant principalement à chaînes droites et ramifiées, bien qu’il y ait généralement des hydrocarbures annelés ou cycliques présents. La composition du pétrole brut varie quelque peu selon la région géographique, ce qui conduit certains à plaider en faveur du pétrole obtenu d’une région plutôt que d’une autre. Certains, par exemple, estiment que le pétrole brut originaire de Pennsylvanie (États-Unis) produit une huile moteur de qualité supérieure, car il a une teneur élevée en paraffine mais un faible niveau de soufre, d’azote et d’asphalte.
Dans un moteur interne, les pièces mobiles sont baignées dans l’huile moteur. Un film d’huile se forme entre ces pièces, réduisant efficacement le frottement cinétique et la chaleur dommageable. Non seulement l’huile maintient les machines en marche au frais en réduisant la friction, mais étant donné qu’en fonctionnement, il s’agit d’un fluide relativement mince, elle évacue la chaleur. Cependant, rien de tout cela ne serait utile si les propriétés de l’huile ne résistaient pas à la chaleur – si l’huile n’était pas thermiquement stable. À mesure que le métal se dilate lorsqu’il est chauffé, s’il n’est pas correctement refroidi, les pièces mobiles chaudes peuvent être forcées à entrer en contact complet, arrêtées et même fusionnées, détruisant le mécanisme.
Deux autres propriétés bénéfiques de l’huile incluent l’inhibition de la corrosion des surfaces métalliques, telles que l’acier, et l’élimination de la saleté et des détritus via la détergence. Étant donné que l’huile à moteur contient invariablement une certaine insaturation chimique – des doubles ou triples liaisons carbone-carbone – et est exposée à l’oxygène en présence d’une chaleur considérable, l’oxydation se produit pour former de l’acide carboxylique, qui attaque le métal. Cette faiblesse des propriétés naturelles du pétrole est efficacement atténuée grâce à des recherches en laboratoire menées par des chimistes pétroliers, qui développent et testent de nouveaux additifs, qui sont ensuite testés sur le terrain à l’aide de véhicules de flotte. Souvent, les additifs détergents à base d’azote aident à maintenir les soupapes du moteur en parfait état.