Las especificaciones de los aceites de motor.

Comprender el papel del aceite de motor

El aceite de motor reduce la fricción entre superficies

Reduce el desgaste

Reduce el calor entre las piezas deslizantes

Reduce la pérdida de energía

Actúa como un refrigerante para eliminar el calor de la zona de fricción

Actúa como junta entre el cilindro y los segmentos del pistón

¿Qué es la viscosidad del aceite de motor?

La viscosidad es una medida que clasifica la resistencia al flujo de un líquido. Sin embargo, dado que el aceite se diluye al calentarse y se espesa al enfriarse, el índice de viscosidad del aceite debe incluir una referencia de temperatura. También existen dos tipos de mediciones de la viscosidad del aceite: cinemática y absoluta (también llamada dinámica).

La viscosidad cinemática del aceite de motor se mide en centistokes (cST) o mm2/s. Un centistoke es 1/100 de un stoke. Un stoke es una medida determinada por cuánto se mueve (en centímetros) una determinada masa (densidad) de líquido durante un periodo de tiempo, en gramos por centímetro cúbico a través de un orificio.

He aquí un ejemplo sencillo de viscosidad cinemática: taladre un orificio de un tamaño determinado en un vaso pequeño y tápelo. A continuación, llene el vaso con aceite de motor a 100 °C. Destape el orificio y mida cuántos gramos de aceite fluyen a través del orificio durante un periodo de tiempo determinado. Ya tiene un índice cinemático. Desgraciadamente, los motores no funcionan así. Medir la resistencia del aceite a fluir en un motor es mucho más complicado.complicado.

En primer lugar, los motores no dependen de la gravedad para obtener caudal; hacen circular el aceite a presión mediante una bomba de aceite. En segundo lugar, el aceite de motor no gotea simplemente por un orificio en una taza. Debe desplazarse entre los cojinetes y los ejes giratorios y a través de los estrechos conductos de la galería de aceite. A medida que el aceite se desliza entre los cojinetes y los ejes y a través de los conductos, encuentra resistencia.

Sabiendo esto, volvamos a nuestro ejemplo de la taza que gotea. En lugar de dejar la parte superior de la taza abierta a la atmósfera, la taparemos y aplicaremos una presión de 10 psi. A continuación, colocaremos una pajita de 12″ en el orificio de la parte inferior de la taza. Si repetimos la prueba a -17,7 °C obtendremos un resultado completamente diferente y este resultado será su viscosidad absoluta o dinámica.

En otras palabras, la viscosidad absoluta del aceite de motor es una medida de cómo actúa el aceite cuando el motor está arrancando y el aceite está siendo bombeado. La viscosidad absoluta/dinámica de un aceite de motor realmente le indica cómo se comportará el aceite en el arranque en frío cuando está arrancando y lo bien que bombea en frío.

¿Cómo se expresa la viscosidad del aceite de motor?

La Sociedad de Ingenieros de Automoción (SAE) utiliza una clasificación común de "XW-XX", en la que el número que precede a la "W" (invierno) es la baja temperatura absoluta/dinámica del aceite (-17,7 °C (0 °F) de rendimiento y el otro número representa la alta temperatura cinemática del aceite a 100 °C (212 °F).

El índice de invierno se calcula utilizando un aparato de pruebas especial llamado simulador de arranque en frío y cada grado de aceite se mide en mPa's. El grado de alta temperatura del aceite se mide en (cSt).

NOTA IMPORTANTE: ¡Los grados de aceite que se muestran a continuación se prueban a diferentes temperaturas! Un aceite 0W se prueba a -35°C mientras que el aceite 5W se prueba a -30°C. Las viscosidades de los grados W son MÁXIMAS permitidas, mientras que las viscosidades de los grados de alta temperatura son MÍNIMAS.

Por lo tanto, un aceite de grado 5W-30 se espesa menos que un aceite de grado 10W-30 en tiempo frío. Eso significa que un aceite 5W-30 permitirá que su motor arranque más rápido y que la bomba de aceite pueda bombearlo más fácilmente que un aceite 10W-30 a la misma temperatura fría.

A temperaturas más altas, un aceite de grado 5W-30 se diluye más rápidamente que uno de grado 5W-40 a la misma temperatura.

Índice de viscosidad (VI)

Todos los aceites se diluyen a medida que se calientan. La velocidad a la que el aceite se diluye se expresa mediante su índice de viscosidad. Si el aceite tiene una velocidad de dilución muy lenta a medida que aumenta la temperatura, entonces su índice de viscosidad es alto. En otras palabras, un aceite con un índice de viscosidad alto mantiene una viscosidad más constante en un amplio intervalo de temperaturas.

El efecto de la temperatura sobre la viscosidad del aceite NO es uniforme

El adelgazamiento o espesamiento del aceite no es lineal. Por ejemplo, la viscosidad cinemática de un aceite cambiará MÁS entre 50°F y 59°F que entre 176°F y 185°F.

"El índice de viscosidad (VI) para aceites base y lubricantes fue desarrollado por Dean y Davis de Standard Oil en el año 1929. En esa época no se disponía de aceites multigrado ni de aceites sintéticos. Para la escala de VI se establecieron dos puntos límite. Los aceites con un bajo cambio de viscosidad en función de la temperatura (aceites HVI refinados a partir de crudos de Pensilvania, aceite parafínico) se situaban en el extremo superior de la escala.

Su VI se indicaba con 100, que representaba el mejor VI. Los aceites con un cambio significativo de viscosidad (aceites LVI, refinados a partir de crudos del golfo de Texas, aceite nafténico) representaban el extremo inferior. Su VI se indicaba con 0, que era el peor VI posible. Los valores de VI se referían a los aceites minerales. Los aceites lubricantes se comparaban entonces con estos valores de referencia. Si el aceite era similar al aceite parafínico, un VI de 100si era similar al aceite nafténico, se le asignaba un VI de 0. En el medio, se asignaba un VI de alrededor de 50. Para aumentar el VI a valores superiores a 100, se desarrollaron posteriormente nuevos tipos de aceite base y aditivos especiales" -Anton Paar

El VI del aceite de motor oscila entre -60 y hasta 400, dependiendo de los tipos de modificadores de la viscosidad utilizados por la refinería o el mezclador de aceite. Normalmente, el aceite de motor contiene entre un 5% y un 20% de aditivos mejoradores de la viscosidad.

Esto es importante. La gente suele pensar que tanto el primer número como el segundo son valores cinemáticos, pero no es así. El número que precede a la W es la viscosidad absoluta del aceite durante el arranque, según el simulador de arranque en frío ASTM TEST D5293, y la viscosidad de bombeo, según ASTM D4684, ASTM D3829, ASTM D6821 o ASTM D6896 (miniviscosímetro rotativo). El arranque en frío simula el arranque en frío de un motor a distintas temperaturas.en función de la viscosidad prevista del aceite sometido a prueba. En otras palabras, los probadores no utilizan la misma temperatura para cada aceite.

Por ejemplo, para obtener una clasificación 0W, el aceite no debe superar una viscosidad de arranque máxima de 6200 mPa (megapascales) a -35°C (-31°F) y una viscosidad de bombeo máxima de 60.000 mPa a -40°F/C.

Consulte este gráfico para entender cómo dos aceites con el mismo primer número pueden tener dos viscosidades absolutas diferentes.

Así que un aceite 5W SIEMPRE proporcionará mejor capacidad de arranque y bombeo que un 10W a TODAS las temperaturas. Obviamente, es más importante usar un aceite 0W o 5W en climas más fríos para ayudar a la capacidad de arranque y bombeo, pero un 0W o 5W también ayuda a la capacidad de arranque y bombeo en temperaturas más cálidas también.

Examinemos ahora las diferencias en mPa absolutos/dinámicos de dos aceites con el mismo primer número: 10W40 y 10W-60

El 10W-40 tiene una viscosidad dinámica de 735,42 mPa @ 0°C. Pero el aceite 10W-60 tiene una viscosidad dinámica de 1453,82 mPa @ 0°C. ¡Ambos aceites son 10W! Así que aunque ambos son 10W, tienen características de arranque y bombeo completamente diferentes.

Tipos de modificadores del índice de viscosidad

Los aceites rectos y multigrado contienen modificadores de la viscosidad tanto para aceites convencionales como sintéticos. Los fabricantes utilizan diversos productos, como polímeros o copolímeros solubles en aceite.

Punto de fluidez y depresores del punto de fluidez

El punto de fluidez de un aceite es la temperatura a la que el aceite deja de fluir. Los aditivos depresores del punto de fluidez ralentizan el espesamiento del aceite a temperaturas más bajas al retardar la cristalización de los componentes parafínicos del aceite, lo que reduce las temperaturas del punto de fluidez.

Mejoradores del índice de viscosidad (VII)

Los mejoradores VII suelen ser moléculas de polímero de cadena larga y alto peso molecular que cambian de forma con los cambios de temperatura. Cuando están fríos, se pliegan firmemente o se enrollan. En estado frío, no aumentan la viscosidad del aceite. Sin embargo, a medida que aumenta la temperatura del aceite, las moléculas se "desenrollan/despliegan", por lo que ocupan más espacio y aumentan la fricción del aceite de motor paraEn otras palabras, actúan como espesantes para reducir el adelgazamiento del aceite.

- copolímeros de olefinas (OCP)

- metacrilatos de polialquilo (PAMA)

- poli isobutilenos (PIB)

- polímeros en bloque de estireno

- metilmetacrilato (MMA)

- caucho de polibutadieno (PBR)

- cis-poliisopreno (un caucho sintético)

- palmitato de polivinilo

- caprilato de polivinilo,

- copolímeros de palmitato de vinilo con acetato de vinilo,

Pero los polímeros VII tienen un inconveniente. Cuanto mayor es el peso molecular del polímero, más se expande. Pero cuanto mayor es el peso molecular, más propensos son a "cizallarse" al fluir entre dos partes móviles. Si un refinador/mezclador de petróleo utiliza una mayor concentración de polímeros VII de alto peso molecular, más puede evitar el adelgazamiento del petróleo cuando éste es nuevo. Pero a medida que el petróleoacumula kilómetros, el cizallamiento daña los polímeros y, de hecho, reduce su capacidad para mantener la viscosidad indicada. Por lo tanto, los polímeros de cadena larga se descomponen con bastante rapidez debido al "cizallamiento" entre las piezas móviles. De hecho, en un corto periodo de tiempo, el cizallamiento provocado por el motor puede hacer que un aceite 5w30 actúe como un aceite 5w20 (o inferior), lo que conlleva una disminución de la protección del motor.

Por otro lado, un mezclador/refinador puede añadir algunos polímeros de alto peso molecular junto con polímeros de bajo peso molecular en combinación con un aceite base de mayor viscosidad para conseguir un equilibrio entre el adelgazamiento a altas temperaturas y una mayor duración del aceite. En otras palabras, es una receta que depende de cada refinador/mezclador.

En resumen

Los aceites de motor modernos son una mezcla de un aceite base con aditivos para reducir el adelgazamiento a temperaturas más altas y otros aditivos para reducir el espesamiento a temperaturas más frías. Además de los aditivos relacionados con la viscosidad, los refinadores y mezcladores añaden aditivos anticorrosivos, modificadores de la fricción, detergentes y antiespumantes.

La elección de la viscosidad y la calidad del caldo de base, junto con los tipos y cantidades de aditivos, depende totalmente del refinador o mezclador independiente. Es una receta que se basa en el precio de las materias primas y la reputación de calidad que el refinador o mezclador desea alcanzar.