SISTEMAS DE CLASIFICACIÓN DE LOS ACEITES PARA MOTORES DE COMBUSTIÓN INTERNA y ENGRANAJES
AUTOMOTRICES
SISTEMA SAE PARA ACEITES DE MOTORES DE 4 TIEMPOS
El vehículo es uno de los inventos más
revolucionarios hechos por el hombre en los últimos tiempos, el cual le ha
permitido tener un mayor nivel de comodidad, optimizar el tiempo y bajar los
costos de su supervivencia en la tierra, además de que lo ha llevado al diseño
de otras máquinas, aunque quizás no mejores en su esencia, por lo menos si en
los medios de transporte, como el tren, avión, etc.
MOTOR DEL VEHÍCULO
El motor es el
componente más importante del vehículo y tiene una serie de elementos sometidos
a fricción que incentivan el desgaste, el cual si no se controla puede dar
lugar rápidamente a que el motor no funcione correctamente, sea costosa su
operación y conlleve a su reparación antes de tiempo, implicando con esto el
desembolso de grandes sumas de dinero, además de que no se puede disponer del
vehículo. Los motores de los vehículos pueden ser a gasolina, diésel o gas,
siendo éste último, mecánicamente igual al de gasolina, pero que utiliza como
combustible gas.
El motor a gasolina fue
inventado, diseñado y fabricado por el ingeniero alemán Nikolaus Otto en 1877 y el motor a compresión
o Diésel por el ingeniero alemán Rudolf Diésel en 1892. Estos inventos tuvieron
como modelo el motor a vapor, perfeccionado por el inglés James Watt en 1820.
Estos dos motores se denominan de combustión interna (MCI) porque la generación
de energía se lleva a cabo dentro de los cilindros del motor, mediante la
combustión de un combustible derivado del petróleo, el cual puede ser gasolina
o ACPM.
Los motores de los
vehículos pueden ser de dos o cuatro tiempos, dependiendo de si el proceso de
combustión se lleva a cabo en una o dos vueltas del cigüeñal respectivamente.
En la clasificación del aceite para motores de combustión
interna intervienen tres organismos:
·
SAE (Asociación de Ingenieros Automotores): define el
grado de la viscosidad requerida.
·
API (Instituto Americano del Petróleo): desarrolla
el lenguaje al consumidor y el nivel de calidad.
·
ASTM (Sociedad Americana de Pruebas y Materiales):
define los métodos de evaluación a las propiedades físico-químicas.
El grado SAE (Society Automotive Engineers) de
un aceite para lubricación de motores de combustión interna de 4 tiempos solo
indica el comportamiento del aceite a determinadas temperaturas, y no tiene
nada que ver con su calidad, contenido de aditivos, funcionamiento o tipo de
aplicación. La SAE clasificó a los aceites para motores según su viscosidad
adoptando como temperatura de referencia 100°C y unidad de medida el centistoke
(cSt). Se dividió el rango total de viscosidades de los aceites en grupos
arbitrarios designados por los siguientes números: 10, 20, 30, 40 y 50;
originalmente existió un grado 60 que luego fue suprimido, aunque hay
fabricantes de máquinas como Caterpillar que 10 especifican para la lubricación
de diferenciales en algunos de sus modelos de camiones. Esta clasificación no
tuvo en cuenta que en condiciones de baja temperatura, la viscosidad de estos
aceites aumentaba considerablemente, no siendo por lo tanto aptos para una
operación correcta en climas fríos. Surgieron así los aceites de tipo W (Winter
en español invierno) que cubrirían esta deficiencia. Se amplió entonces la
clasificación incorporando los grados SAE OW, 5W, 10W, 20W y 25W, a los ya
existentes.
La SAE clasifica los
aceites para motores a gasolina y Diésel en monogrados (unígrados) y multigrados.
ACEITES SAE UNÍGRADOS O MONOGRADOS:
Se caracterizan porque
sólo están referidos a un solo grado de viscosidad. La letra W en algunos
aceites unígrados significa Winter (invierno), lo que indica que son aceites
que cuando están sometidos a bajas temperaturas su viscosidad se incrementa
menos y su punto de fluidez es más alto, permitiendo el arranque del motor a
una determinada temperatura por debajo de 0°C, garantizando de esta manera, la
correcta lubricación del motor. Hay que considerar dos factores al analizar la
operación en tiempo frío: primero que el aceite permita que el cigüeñal
del motor gire lo
suficientemente rápido para que arranque; y segundo que el aceite garantice una
lubricación adecuada durante el período de calentamiento. Una vez que el motor
se ha puesto en marcha y se ha calentado, la temperatura ambiente externa
afecta muy poco la temperatura interna de operación del motor. La viscosidad de
los aceites unígrados es inestable con los cambios de la temperatura de
operación del motor, lo cual conlleva a mayores niveles de desgaste adhesivo y
por fatiga superficial en los componentes del motor sometidos a fricción y a un
mayor consumo de combustible. Se clasifican entre un SAE OW y un SAE 50.
El número que aparece
después de la especificación SAE indica solamente que a medida que este número
es más alto su viscosidad es mayor, y se selecciona de acuerdo con la
temperatura ambiente donde funciona el vehículo.
ACEITES SAE MULTIGRADOS:
Se caracterizan porque
poseen un alto índice de viscosidad, lo cual permite que el aceite pueda ser
recomendado para cubrir varios grados SAE de viscosidad. Así, un aceite como el
SAE 20W40 significa que a bajas temperaturas se comporta como un aceite delgado
SAE 20W y a altas temperaturas como un aceite grueso SAE 40, garantizando que a
bajas temperaturas llegará rápidamente a todos los puntos a lubricar, principalmente
al primer anillo de compresión en el cilindro, y que cuando alcance la
temperatura de operación se comportará como un aceite de mayor viscosidad. En
la Figura 4.4
(Gráfico de
viscosidad-temperatura para aceites automotrices) se puede apreciar la mayor
variación de la viscosidad de un aceite unígrado SAE 30, con respecto a un
multigrado SAE 15W40 para un mismo intervalo de temperatura. Para un cambio de
temperatura (DT) de 1000F,
la variación en viscosidad (Dv) para ambos aceites
es: Dv SAE 30 = 11 cSt, Dv SAE 15W40 = 8 cSt, por lo tanto, Dv SAE 30 > Dv
SAE 15W40. Se tiene entonces que el aceite multigrado es más estable que el
unígrado.
En condiciones de baja
temperatura, Ver Figura 4.2, el
aceite unígrado tiene mayor viscosidad que el multigrado; esto hace que, en el
momento del arranque, el aceite se demore más tiempo en llegar a la zona del
primer anillo de compresión entre el pistón y el cilindro, que es la más
crítica, mientras que el aceite multigrado, por su menor viscosidad a bajas
temperaturas, fluye más rápidamente. Esta es adicionalmente una de las ventajas
de utilizar aceites multigrados, en los países tropicales, donde aparentemente
no se deberían utilizar, porque en ningún momento se presentarán temperaturas
por debajo de los 0°C. Por otro lado, la película lubricante del aceite
multigrado es más estable que la del unígrado, para un rango dado de
temperatura; esto permite que las guías de las válvulas, cojinetes de
balancines, cojinetes de apoyo del cigüeñal, cilindros y anillos de los
pistones queden mejor lubricados con un aceite multigrado, al variar menos la
viscosidad con la temperatura, dando lugar a menor fricción metal-metal y
sólida, (desgaste adhesivo) y menor consumo de combustible.
Los usuarios de los
aceites SAE, por lo regular comparan la viscosidad del aceite unígrado y del
multigrado a la temperatura del ambiente del lugar donde se encuentren, dando
como resultado que la del unígrado es mayor que la del multigrado, pero esto es
incorrecto, ya que la comparación se debe hacer es a la temperatura a la cual
trabaja el aceite en los cilindros del motor, y bajo estas condiciones de
trabajo, los aceites multigrados tienen mayor viscosidad que los aceites
monogrados y por lo tanto garantizan una mejor película lubricante. La
viscosidad de un aceite multigrado como el SAE 15W40 es de 17 a 26% más alta
que la de los aceites unígrados de grado SAE 30 ó 40, en la zona de los anillos
donde la temperatura es aproximadamente de 230oC. Los aceites SAE monogrados
tienden a dejarse de fabricar a nivel mundial, y solamente se utilizarán cuando
por diseño del motor el fabricante lo recomiende.
Existen algunos aceites
multigrados cuyos aditivos mejoradores de Indice de Viscosidad (IV) tienden a
cizallarse debido a los esfuerzos cortantes y térmicos que se presentan en la
zona de los anillos, los cuales reducen la viscosidad y causan el desgaste prematuro
del motor e igualmente algunos forman depósitos de cenizas significativos específicamente
en los asientos de las válvulas de escape. Las ventajas de utilizar un aceite
unígrado o un multigrado siempre han sido un factor de discrepancia entre los diferentes
fabricantes de motores Diésel, a pesar de los innumerables ensayos que sobre la
materia se han realizado.
Actualmente es muy
común el uso del aceite multigrado 15W40 por fabricantes de motores Diésel como
Cummins, Caterpillar y Allison, entre otros. Detroit Diésel recomienda aceites unígrados,
como el SAE 30 y 40, el aceite SAE 15W40 lo considera una alternativa
aceptable, bajo ciertas condiciones de servicio. El nivel de detergencia dispersancia de un aceite automotriz multigrado es mayor que la del aceite unígrado.
En la Tabla 4.4
se muestra la variación de la viscosidad con la temperatura de un aceite SAE
30, 40 Y 15W40.
TABLA 4.4 Variación de la viscosidad con la
temperatura de aceites unígrados y multigrados
|
|||||
GRADO SAE
|
Viscosidad
|
||||
Cinemática Cst
|
Absoluta Cps
|
||||
-180C
|
400C
|
1000C
|
1500C
|
2300C
|
|
30
|
15.000
|
110
|
11,4
|
4,3
|
1,7
|
40
|
20.000
|
160
|
14,5
|
4,9
|
1,9
|
15W40
|
5.000
|
110
|
14,5
|
5,6
|
2,3
|
TABLA 4.5 Ensayo comparativo para determinar
el ahorro de combustible con aceites unígrados y multigrados
|
||
Características del ensayo
|
% de ahorro de combustible del aceite SAE 15W40
con respecto al SAE 30
|
|
1
|
Motores
Diesel y a gasolina en línea trasporte
|
1
|
2
|
Buses
urbanos con motores Diesel
|
8
|
3
|
Motores
Diesel de trabajo pesado a elevadas altitudes
|
4
|
4
|
Equipos
con motores Diesel para movimiento en tierra
|
0
|
5
|
Camiones
pequeños con motores a gasolina
|
3,5
|
6
|
Arranque
en frio y paradas con motores Diesel a gasolina
|
5 a 10
|
En la Tabla 4.6 se dan los resultados que
se obtuvieron de una prueba de desgaste con motores Caterpillar, utilizando un
aceite SAE 30 y un SAE 15W40.
El usuario de los
aceites SAE para lubricación de motores de lubricación interna debe tener mucho
cuidado cuando pretenda cambiar un aceite unígrado por un multigrado, debido al
mayor de detergencia dispersancia de éste último. Se puede concluir que los
aceites multigrados, en la mayoría de los casos, han mostrado más ventajas que
los aceites unígrados, siendo las siguientes las más importantes:
Tabla 4,6 Datos del desgaste en motores Caterpillar
a usar Aceites SAE 30 y SAE 15W40
|
||||
Elemento evaluado
|
Tipo de aceite
|
% de mejora
|
||
SAE 30
|
SAE 15W40
|
|||
1
|
Desgaste
entre anillos y ranuras del pistón, pulgadas
|
0,025
|
0,012
|
52
|
2
|
% de
material removido en las camisas
|
38
|
13
|
66
|
3
|
% de
material removido en los casquetes de bancada
|
27
|
20
|
26
|
-
Arranque
en frío más fácil.
-
Uso
del mismo tipo de aceite durante todo el año.
-
Menor
consumo de aceite en ciertos motores.
-
Menor
inventario de aceites.
-
Reducción
del desgaste adhesivo en las partes lubricadas del motor, en el
-
momento
de la puesta en marcha y a las altas temperaturas de operación y por
-
lo
tanto menores costos de mantenimiento.
-
Reducción
en el consumo de combustible hasta en un 5%.
-
Mayor
duración de la batería y del sistema de arranque del motor.
-
Mayor
contenido de aditivos detergentes-dispersantes, y por lo tanto mayor
-
limpieza
interna en los componentes del motor.
-
Mayores
frecuencias entre cambios de aceite.
En la Tabla 4.7 se especifica la viscosidad de los aceites unígrados y
multigrados, en cSt/40°C y en cSt/100°C, y la temperatura límite de bombeo;
éste parámetro es muy importante para condiciones de trabajo por debajo de 0°C.
TABLA 4.7 ACEITES SAE UNÍGRADOS Y MULTIGRADOS
PARA MOTORES DE COMBUSTIÓN INTERNA
|
||||||
GRADO SAE
|
Límite de viscosidad
|
Temperatura ambiente
|
||||
Cst /400C
|
Cst /1000C
|
Desde
|
Hasta
|
|||
Mínimo
|
Máximo
|
Mínimo
|
Máximo
|
0C
|
0C
|
|
0W
|
19
|
20
|
3,8
|
3,9
|
-40
|
-10
|
5W
|
21
|
22
|
3,8
|
4
|
-35
|
-10
|
10W
|
26
|
27
|
4,1
|
4,2
|
-30
|
-10
|
15W
|
42
|
44
|
4,8
|
5,3
|
-25
|
-10
|
20W
|
50
|
53
|
5,6
|
5,8
|
-20
|
-10
|
25W
|
110
|
114
|
9,3
|
11,2
|
-15
|
-10
|
10
|
46
|
50
|
5,6
|
6,1
|
-10
|
< 5
|
20
|
55
|
60
|
9,3
|
10,7
|
5
|
< 10
|
30
|
109
|
113
|
12,5
|
13,6
|
10
|
< 25
|
40
|
140
|
189
|
16,3
|
17,8
|
25
|
< 38
|
50
|
192
|
267
|
16,3
|
21,9
|
>=38
|
|
60
|
274
|
338
|
21,9
|
26,1
|
||
0W30
|
15
|
19
|
12
|
14
|
-40
|
25
|
5W40
|
30
|
40
|
6
|
20
|
-35
|
38
|
10W30
|
60
|
70
|
10
|
14
|
-30
|
25
|
15W40
|
90
|
110
|
14
|
16
|
-25
|
38
|
15W50
|
120
|
130
|
16
|
20
|
-25
|
>=38
|
20W20
|
61
|
69
|
6
|
9
|
-20
|
10
|
20W30
|
90
|
110
|
9
|
14
|
-20
|
25
|
20W40
|
120
|
130
|
14
|
16
|
-20
|
38
|
25W50
|
140
|
155
|
16
|
19
|
-15
|
>=38
|
En los países del trópico, donde no hay estaciones, el primer grado SAE
de los aceites multigrados con la letra W; puede ser cualquiera, excepto que el
fabricante del vehículo lo recomiende expresamente, y el segundo debe estar
acorde con la temperatura máxima ambiente esperada en el verano.
En los países donde hay estaciones se utilizan una infinidad de
combinaciones entre los grados que tienen la especificación W; de acuerdo con
la temperatura más baja en invierno y los que no la tienen, según la
temperatura más alta esperada en el verano. Por ejemplo, si en el invierno se
espera que la temperatura sea máxima de -34°C se tendrá que utilizar un SAE 5W;
y si en el verano es de +
28°C será un SAE 40, por lo tanto el
aceite multigrado a utilizar en este caso debe ser el SAE 5W40.
SELECCIÓN DEL GRADO
SAE PARA ACEITES DE MOTOR
La selección adecuada
de la viscosidad del aceite garantiza que al arrancar el motor, el aceite fluye
en el menor tiempo posible a las diferentes partes que lo constituyen, principalmente
al primer anillo de compresión y que a la temperatura de operación el aceite
tiene la viscosidad correcta. La Tabla 4.7 se puede utilizar para seleccionar
la viscosidad del aceite SAE requerido de acuerdo a la temperatura ambiente.
ESPECIFICACIÓN API PARA ACEITES
DE MOTORES DE 4 TIEMPOS
La API (Instituto
Americano del Petróleo), tiene estandarizado s los diferentes niveles de
calidad de los aceites para lubricación de motores a gasolina y Diésel de 4 tiempos.
Estas especificaciones de calidad son el complemento indispensable que debe acompañar
a la viscosidad en el sistema SAE. Un aceite automotriz para motores de 4
tiempos, no quedará bien seleccionado si no se tiene en cuenta tanto el grado
SAE como el nivel de calidad API.
Cumplir con las normas
API y ser certificado por el API son dos cosas muy distintas.
Cuando la empresa, su
planta y sus productos son certificados por el API la receta está registrada y
el API puede comprar aleatoriamente muestras de aceite para analizar y
verificar que las están formulando correctamente. Cuando dice que "cumple
con el API" no tiene ninguna fiscalización. La especificación API depende
de si el aceite es para motores a gasolina o Diésel, así se tiene que cuando la
especificación API empieza por la letra S, el aceite es para lubricación de
motores a gasolina y cuando empieza por la letra C es para motores Diésel. Cada
una de estas letras va acompañada de una segunda letra ubicada a la derecha, la
cual depende, en los motores a gasolina del año de fabricación del vehículo y
en los motores Diésel, del tipo de motor. Es muy importante cuando se tienen
flotas de vehículos pedirle al fabricante la certificación API de los aceites a
utilizar en dichos motores, debido a que en no pocos casos la especificación
API que aparece en el
catálogo del fabricante del aceite difiere de la que realmente tiene el aceite,
conllevando a malas aplicaciones de los aceites SAE para motor, con graves
problemas operacionales y económicos para la empresa. La certificación API es
para un aceite específico es costosa por lo que no está al alcance del usuario
su comprobación Ver Tabla 4.8.
TABLA 4.8 Especificación API para motores a
gasolina y Diésel
|
|||
Motores a gasolina
|
Motores Diesel
|
||
API
|
Características
|
API
|
Características
|
SA
|
Obsoleta, antes de
1950.
|
CA
|
Obsoleta, antes de
1950.
|
SB
|
Obsoleta, entre 1950
y 1960
|
CB
|
Obsoleta, antes de
1950 y 1952
|
SC
|
Obsoleta, entre 1961
y 1965
|
CC
|
Obsoleta, antes de
1953 y 1954
|
SD
|
Obsoleta, entre 1966
y 1970
|
CD
|
Obsoleta, antes de
1955 y 1987
|
SE
|
Obsoleta, entre 1971
y 1980
|
CE
|
Obsoleta, antes de
1988 y 1992
|
SF
|
Obsoleta, entre 1981
y 1987
|
CF2
|
Obsoleta, antes de
1993 y 1994
|
SG
|
Obsoleta, entre 1988
y 1992
|
CF4
|
Obsoleta, antes de 1993
y 1994
|
SH
|
Obsoleta, entre 1992
y 1996
|
CG4
|
Obsoleta, antes de 1994
y 1997
|
SJ
|
Vijente, entre 1997 y
2000
|
CH4
|
Vigente, a partir del
año 1998
|
SL
|
Vigente, a partir del
año 2001
|
CI4
|
Vigente, menos
formación de depósitos y mayor control de hollín
|
SM
|
Vigente, a partir del
año 2004, mas amigable con el medio ambiente.
|
||
SN
|
Vigente, a partir del
año 2009, con catalizadores de gases de ultima generación.
|
||
El numero 2 en la
calidad API indica que es un aceite para motor de 2 tiempos y el 4 que se un
aceite para un motor de 4 tiempos.
|
|||
ASPECTOS IMPORTANTES
QUE SE DEBEN TENER EN CUENTA CUANDO SE SELECCIONE EL ACEITE PARA UN MOTOR DE 4 TIEMPOS.
Utilizar el grado SAE
que recomienda el fabricante del vehículo, en caso contrario seleccionarlo de
acuerdo con la temperatura ambiente del lugar donde funciona el vehículo. Ver Tabla 4.9.
Utilizar el grado API
que recomienda el fabricante del vehículo, en caso contrario seleccionarlo de
acuerdo con el año de fabricación del vehículo. Ver Tabla 4.9.
Utilizar siempre un
aceite del mismo grado SAE y especificación API que el seleccionado.
Si va a cambiar de
marca de aceite, se debe utilizar el que sea equivalente al seleccionado
inicialmente, de acuerdo con el grado SAE y API.
Si no es factible
conseguir el aceite de la especificación API requerida, debido al modelo del
vehículo, se debe utilizar la más próxima posible que se consiga comercialmente.
Cambiar el aceite del
motor, por condición físico-química y no por kilometraje u horas de trabajo.
Siempre que se cambie
el aceite, se debe cambiar el filtro de aceite.
Cambiar el filtro de
aire y de combustible, por cada tres cambios de aceite.
Utilizar filtros de
aceite, de aire y de combustible de la mejor marca posible.
No utilizar aceite SAE
monogrados ni de especificaciones API obsoletas.
Los aceites para
motores a gasolina actuales, por ejemplo un aceite SAE 15W40, API SL, son aceites para frecuencias de cambio como
mínimo de 8000 kilómetros de
recorrido.
Los aceites para
motores Diésel actuales, por ejemplo un aceite SAE 15W40, API CH4, son aceites para frecuencias de cambio como
mínimo de 12.000 kilómetros de
recorrido.
No se debe limpiar el
filtro de aire manualmente ni con aire, se debe cambiar por uno nuevo.
No se debe sobrepasar
el nivel de aceite requerido en el motor, ya que esto produce espuma en el
aceite y da lugar a que el exceso se queme en la cámara de combustión.
No se deben mezclar
aceites de diferentes marcas, aunque sean del mismo grado SAE y especificación
API. De ser necesario se debe esperar el próximo cambio de aceite.
Es factible agregarle
modificadores de fricción al aceite, pero antes de hacerlo, es necesario. Verificar
compatibilidad entre ellos.
Se debe Revisar el
nivel de aceite por lo menos una vez al mes.
No se debe poner en
marcha el vehículo inmediatamente se prenda el motor.
Esto da lugar a altos
niveles de desgaste adhesivo, principalmente en el cilindro y los anillos.
Nunca se debe lavar
internamente el motor con algún producto recomendado, esto propiciará altos
niveles de desgaste adhesivo en los componentes del motor. Los aceites actuales
son altamente detergentes-dispersantes y mantienen limpios los diferentes
componentes del motor. Si en un motor se ha venido utilizando un aceite SAE monogrado
y el vehículo tiene más de 100.000 km de recorrido, no es recomendable empezar
a utilizar un aceite SAE multigrado, porque estos aceites son mucho más detergente
s dispersantes que los monogrados, y lo más probable es que el motor pierda potencia.
En motores en muy mal
estado mecánico (quemando aceite), es mejor utilizar aceites SAE monogrados que
aceites SAE multigrados, debido a que aquellos por su bajo nivel de aditivos
detergentes dispersantes lavan menos y los residuos de carbón, hollín, gomas y
lacas que quedan acumulados entre el pistón y los anillos que dejan ayudan a
compresionar el motor.
ESPECIFICACIÓN DEL
ACEITE PARA MOTORES DE 4 TIEMPOS
El aceite para motores
de 4 tiempos debe cumplir con las siguientes especificaciones:
Aceites para motores a gasolina: SAE
multigrado y especificación API empezando por la letra S de acuerdo al modelo
del vehículo. Por ejemplo un aceite SAE 15W40, API SM.
Aceites para motores a Diésel: SAE
multigrado y especificación API empezando por la letra C de acuerdo al modelo
del vehículo. Por ejemplo un aceite SAE 15W40, API CH-4.
Aceites para motores a gasolina y Diésel:
SAE multigrado y especificación API empezando con las letras S y C, de
acuerdo al modelo del vehículo. Por ejemplo un aceite 15W40, API SL/CI.
SISTEMA SAE PARA ACEITES DE ENGRANAJES
AUTOMOTRICES
En toda unidad
automotriz independientemente de la aplicación que se le dé, hay instalados
sistemas de engranajes del más variado tipo, siendo los más importantes, las
transmisiones por engranajes mecánicas o automáticas, y los diferenciales. Los
aceites de engranajes automotrices se clasifican bajo el sistema SAE, pero
contrario a los aceites SAE para lubricación del motor, no cuentan con aditivos
detergentes dispersantes, porque no los requieren, pero es muy importante tener
en cuenta que este tipo de aceites son muy diferentes a los de especificación
industrial, que son similares en cuanto a que ninguno de los dos tienen
aditivos detergentes-dispersantes, pero el paquete de aditivos que poseen,
protege los mecanismos de los sistemas automotrices de las condiciones más
severas de operación que se presentan en este tipo de componentes con respecto
a las transmisiones industriales.
Los aceites SAE para
engranajes automotrices, se clasifican en monogrados o unígrados de acuerdo con
la norma SAE 1306 o DIN 51512, y multigrados, según la norma SAE 1306C. El
grado SAE, es un número empírico que no tiene una relación directa con alguna
unidad de la viscosidad, sino que indica que a medida que este número es más
alto, su viscosidad también lo es. Los aceites SAE multigrados presentan
grandes ventajas con respecto a los unígrados siendo las más importantes la
reducción del desgaste adhesivo en los engranajes lubricados en el momento de
la puesta en marcha, diminución del consumo de combustible, temperaturas de
operación más bajas y la homologación de varios grados SAE en unígrados en un
solo multigrado.
Los aceites SAE
multigrados para engranajes se utilizan de manera obligatoria en los países
donde hay estaciones, ya que en invierno, si se utilizarán aceites unígrados
estos se congelarían y no permitirían el funcionamiento de los engranajes. Los aceites SAE con la letra W (Winter) son para invierno o
bajas temperaturas y sin la letra W son para verano. Ver Tabla 4.10.
A pesar de existir dos clasificaciones
SAE para la viscosidad de los aceites automotores (una para el motor y otra
para los engranajes), en algunos casos la viscosidad de los aceites para el
motor de combustión interna coincide con la de los engranajes automotores, como
es el caso del aceite SAE 50 para el motor con el aceite SAE 90 para los
engranajes, los cuales a 40°C tienen una viscosidad de aproximadamente 220 cSt.
Sin embargo, no obstante de presentarse esta coincidencia, nunca se pueden
utilizar los aceites para los engranajes automotores en la lubricación de los
motores de combustión interna, debido a que no tienen aditivos detergentes
dispersantes, lo que causaría el atascamiento de los anillos en las ranuras de
los pistones y la acumulación de carbón en la cabeza del pistón. Lo contrario
si se puede hacer, es decir, emplear aceites para la lubricación del motor en
los engranajes como es el caso de las cajas de velocidades de los automotores
modernos, donde los fabricantes recomiendan aceites de motor, como el SAE 30 ó
el SAE 15W40. Otro ejemplo típico es el de las motocicletas de cuatro tiempos,
en las cuales el motor y la caja de cambios se lubrican con el mismo aceite del
motor. En estos casos estaría sobrando el aditivo detergente-dispersante del
aceite, y siempre que no haya presencia de agua en los mecanismos lubricados,
no habría ningún problema en su utilización. En la Tabla 4.10 se
especifica la clasificación de los aceites para engranajes automotores según la
especificación SAE B06C.
TABLA 4.10 Aceites SAE J306C monogrados y
multigrados para engranajes automotrices
|
|||||
Monogrados
|
Multigrados
|
Viscosidad
|
Temperatura
máxima de bombeo
|
Temperatura
ambiente máxima de trabajo
|
|
Cst
/400C
|
Cst
/1000C
|
||||
70W
|
15
|
3.4
|
- 40
hasta -10
|
||
75W
|
22
|
4.4
|
- 35
hasta -10
|
||
80W
|
65
|
9.4
|
- 30
hasta -10
|
||
85W
|
130
|
13.0
|
- 25
hasta -10
|
||
80
|
80
|
11.3
|
- 20
hasta 10
|
||
90
|
220
|
24.0
|
-10 hasta
32
|
||
140
|
440
|
41.0
|
25 hasta
46
|
||
250
|
1400
|
60.0
|
Mas de 46
|
||
75W90
|
65
|
13.5
|
-42 hasta 32
|
||
80W90
|
130
|
15.0
|
-36 hasta
32
|
||
85W90
|
200
|
17.3
|
-20 hasta
32
|
||
80W140
|
280
|
22.0
|
-15 hasta
46
|
||
85W140
|
320
|
26.0
|
-10 hasta
>46
|
||
1. Los aceites multigrados referenciados en esta tabla son los que
normalmente se utilizan en los países del trópico donde no hay estaciones. En
este caso, el primer grado SAE con la letra W del aceite multigrado puede ser
cualquiera, excepto que el fabricante del vehículo lo recomiende
expresamente, y el segundo debe estar acorde con la temperatura máxima
esperada en el verano.
2. En los países donde
hay estaciones se utilizan una infinidad de combinaciones entre los grados
que tiene la especificación W, de acuerdo con la temperatura más baja en
invierno y los que no la tienen, según la temperatura más alta esperada en el
verano. Por ejemplo, si en el invierno se espera que la temperatura sea
máxima de - 34°C se tendrá que utilizar un SAE 75W, y si en el verano
es de +28°C será un SAE 90, por lo tanto el aceite multigrado a utilizar debe
ser el SAE 75W90.
3. Si en la
lubricación del motor se utiliza un aceite multigrado, también se debe
utilizar en la lubricación de los engranajes.
|
|||||
NIVEL DE CALIDAD API DE LOS ACEITES PARA ENGRANAJES
AUTOMOTRICES
La calidad API
(Instituto Americano del Petróleo), de los aceites para engranajes automotrices
depende del tipo y de su condición operacional, la cual puede ser hidrodinámica
(HD) o Elastohidrodinámica (EHL). La especificación API, se identifica con las
letras GL (Gear Lubricant), y con un número que va del 1 al 6. Un aceite para
engranajes automotrices no quedará bien seleccionado si no se tiene en cuenta
tanto el grado SAE como el nivel de calidad API. Esta información aparece tanto
en el catálogo del fabricante del aceite como en el envase. En la Tabla 4.11, se especifica la
clasificación API de los aceites para engranajes automotrices. Algunos fabricantes
de transmisiones automotrices, además de la especificación API exigen que los
aceites cumplan con una determinada especificación de las fuerzas militares de
USA, denominadas MILL. Otros fabricantes tienen sus propias especificaciones
como:
·
Caterpillar
con sus normas T02 y T04.
·
Mercedes
Benz con sus normas DB 236.6.
·
Volkswagen
con la norma TL 52726.
·
Ford
con su norma ESP-M2CI66-H.
·
Allison
con su norma C-4.
TABLA
4.11 Especificación API para los aceites de engranajes automotrices
|
||||
API
|
Tipo de engranaje
|
Condición de lubricacion
|
Características
del aceite
|
|
GL-1
|
Dientes
rectos y helicoidales
|
HD
|
Contienen
aditivos AW, antioxidantes, Antiherrumbe, antiespumantes y depresores del
punto de fluidez
|
|
GL-2
|
Dientes
cónicos
|
HD
|
||
GL-3
|
Hipoidales
y sin fin corona
|
HD
|
||
GL-4
|
Todo tipo
de engranajes
|
EHL
|
Aditivos
EP1 y cumples la norma Mil L2105
|
|
GL-5
|
EHL
|
Aditivos
EP2 y cumples la norma Mil L2105B
|
||
GL-6
|
EHL
|
Aditivos
EP2 con modificadores de fricción (EP3)
|
||
ACEITES SAE PARA MOTORES DE DOS TIEMPOS (2T)
Se clasifican bajo el
sistema SAE pero es más común especificarlos de acuerdo con la relación
gasolina/aceite; estas proporciones son independientes de la viscosidad del
aceite base. Las relaciones más comunes son 50:1 (50 partes de gasolina por una
de aceite), 30:1, 25:1 y 20:1. Esta mezcla depende del fabricante del motor,
aunque en los motores de 2T enfriados por aire (funcionan más calientes) la
tendencia es utilizar mezclas más ricas en aceite como 30:1, 25:1 y la 20:1,
para compensar el adelgazamiento del aceite por efecto de la temperatura.
Algunos fabricantes proyectan utilizar relaciones 100:1 para reducir el
problema del ensuciamiento de las bujías. Los organismos que protegen el
ambiente están a favor de esta reducción, sin embargo para ello será necesario
utilizar aceites de una calidad óptima o sintéticos.
5 CV
Un aceite de 2T
especificado como 25:1 no se debe utilizar como 50:1 porque propiciaría el
desgaste adhesivo en los componentes lubricados y viceversa, un aceite 50:1 no
se puede emplear como 25:1 porque da lugar al ensuciamiento de las bujías,
formación de carbones y por lo tanto desgaste abrasivo y erosivo. La mezcla de
gasolina/aceite debe permanecer homogénea en el cárter-bomba del motor, es
decir el aceite no se debe separar de la gasolina en las diferentes partes del
circuito de alimentación de aceite, con el fin de evitar al máximo el desgaste
adhesivo en el momento del arranque del motor, inundaciones inesperadas del
carburador y de la bujía, etc.
Por lo regular la
viscosidad de los aceites para motores de 2T es equivalente a la de un SAE 20
de una viscosidad aproximada de 58 cSt/40°C y 8,8 cSt/100°C; para lograr esta
viscosidad el aceite terminado se diluye con un solvente. La baja viscosidad de
los aceites de 2Tpermite que se formen menos residuos de carbón. Los aditivos
detergentes-dispersantes, anti herrumbre, antioxidante y antidesgaste, de los
aceites de 2T son diferentes de los que se utilizan en los aceites de 4T debido
a que en éstos, los aditivos cuando se queman producen una elevada cantidad de
sales órgano-metálicas ricas en cenizas lo cual generaría muchos problemas en
la cámara de combustión de los motores de 2T, como consecuencia de esto, en la
formulación de estos aceites se emplean aditivos especiales que no producen cenizas
al quemarse. En la Tabla 4.12
se da la clasificación de los aceites de 2T de acuerdo con las características
de los motores de 2 tiempos.
TABLA 4.12 Características de los aceites
para motores de 2T a gasolina.
|
||
Especificación
|
Prueba
|
Características
del aceite
|
TSC-1
|
Evalúa rayaduras ene
l cilindro
|
Aceites co poca
generación de cenizas, pueden bloquear el sistema de escape, se utilizan en
motores pequeños, con mezclas 20:1
|
TSC2
|
Evalúa rayaduras,
depósitos y preignición.
|
Aceites con aditivos
que producen cenizas, se utilizan en motocicletas y motosierras con mezclas
de 20:1
|
TSC3
|
Evalúa limpieza,
pegado de anillos, rayaduras y depósitos
|
Aceites con y sin
cenizas se utilizan en bicicletas a motor, motocicletas, cortadoras de pasto,
motosierras, vehículos para nieve, Para motores hasta de 75 CV.
|
TSC4/TSC5/TSC6
BIA TCW
|
Evalúa herrumbre,
miscibilidad, rayaduras, preignición.
|
Aceites sin ceniza,
para motores con potencias superiores a 75 CV y mezclas 50:1
|
ACEITES SAE PARA MOTORES A GAS
Los requerimientos de
lubricación de los motores a gas son menos críticos que los diésel ó a
gasolina; los aceites para este tipo de aplicación poseen aditivos especiales
que les dan una buena estabilidad a la oxidación y a la nitración, inhibidores
de herrumbre y corrosión y buenas características antidesgaste. Los motores
lubricados con estos aceites permanecen más limpios, requieren menos
mantenimiento y operan con mayor eficiencia que con otros tipos de aceites.
Los gases utilizados
como combustibles son el propano líquido (LP) y el gas natural (N) los cuales
dan lugar a una combustión limpia y no causan dilución por combustible del
aceite. En servicio la viscosidad del aceite aumenta como resultado del proceso
de oxidación. El TB (Número Básico Total) de estos aceites no se requiere que
sea alto por lo que su nivel de detergencia-dispersancia es bajo. Para los
motores a gas se formulan aceites especiales, sin embargo, aceites del tipo API
SC y/o CB y CC dan buenos resultados. Si se emplea un aceite SF el nivel de
cenizas sulfatadas debe ser bajo.
Los aceites para
motores a Gas, normalmente son SAE multigrado y especificación API empezando
por la letra S de baja especificación. Por ejemplo-un aceite SAE l5W40, API SE,
y referenciado como aceite para motores a gas.
ACEITES PARA TRANSMISIONES AUTOMÁTICAS (ATF)
Los aceites ATF del
tipo General Motor (GM) son los más utilizados; el tipo Dexron II
(especificación GM 6l37M) remplazó la Dexron I (GM 6037M) Y desde 1987 se está
utilizando la especificación Dexron I1I, la cual se desarrolló teniendo en
cuenta aspectos tales como: economía de combustible, embragues del convertidor
controlados electrónicamente, uso de transmisión delantera, menor tamaño de los
vehículos y sus trenes de potencia, embragues sin asbestos, e implementación de
transmisiones de variación continúa. Los fluidos de tipo A, sufijo A se
utilizan en muy pocas aplicaciones.
Los aceites de tipo TD2
y C3 se emplean como fluidos para transmisiones de servicio pesado, aprobados
por Caterpillar y por Allison de GM, respectivamente.
Las características
nías importantes de los aceites ATF son:
·
Altos
índices de viscosidad (IV > 160).
·
Baja
viscosidad, equivalente a la de un aceite SAE 10.
·
Buena
fluidez a bajas temperaturas.
·
Propiedades
antiespumantes y antiherrumbre.
·
Compatible
con retenedores, sellos, etc.
·
Estabilidad
a la oxidación a temperaturas moderadamente altas.
·
Propiedades
Extrema Presión.
Los aceites para
transmisiones automáticas (ATF) son un tipo especial de aceites cuya viscosidad
no está estandarizada en ningún sistema de clasificación, por lo tanto cuando
sea necesario hallar su equivalencia en el sistema ISO o SAE, se debe hacer
comparando su curva viscosidad-temperatura en cSt/40°C y cSt/100°C con la de
los otros aceite
EQUIVALENCIAS ENTRE LOS DIFERENTES SISTEMAS DE
CLASIFICACIÓN DE LA VISCOSIDAD
Un buen número de
fabricantes de maquinaria industrial acostumbran a dar sus especificaciones de
lubricación en otros sistemas de clasificación de la viscosidad diferente al
ISO y ello obliga por lo tanto, a hallar el grado de la viscosidad equivalente
en este sistema. En la Tabla 4.13
se dan las equivalencias entre el sistema ISO, ASTM, AGMA y SAE (de motor y
engranajes).
TABLA 4.13 Equivalencias entre los diferentes
sistemas de clasificación de la viscosidad
|
||||||
GRADO ISO
|
GRADO
ASTM
|
GRADO
AGMA
|
GRADO SAE
|
|||
Motor
|
Engranajes
|
|||||
Unígrado
|
Multigrado
|
Unígrado
|
Multigrado
|
|||
10
|
||||||
15
|
75
|
|||||
22
|
105
|
0W, 5W
|
75W
|
|||
32
|
150
|
10W
|
||||
46
|
215
|
1
|
10W, 15W
|
|||
68, 68 EP
|
315
|
2, 2EP
|
20W, 20
|
10W30,
20W20
|
80, 80W
|
|
100, 100 EP
|
465
|
3, 3Ep
|
25W, 30
|
5W50,
15W40
|
75W90
|
|
150, 150 EP
|
700
|
4, 4Ep
|
40
|
15W50,
20W40
|
||
220, 220 EP
|
1000
|
5, 5EP
|
50
|
90
|
85W90
|
|
320 EP
|
1500
|
6EP
|
85W140
|
|||
460 EP, 460 C
|
2150
|
7EP, 7C
|
140
|
|||
680 EP, 380 C
|
3150
|
8EP, 8C
|
||||
1000 EP, 1000 C
|
4650
|
9EP, 8C
|
||||
1500 EP, 1500 C
|
7000
|
10EP, 10C
|
||||
2200 EP, 2200 C
|
11EP, 11C
|
|||||
3200 EP, 3200 C
|
12EP, 12C
|
|||||
7600 EP, 7600 C
|
13EP, 13C
|
|||||
1.
En las equivalencias de viscosidad ISO, ASTM,
AGMA y SAE, es necesario tener en cuenta que el índice de viscosidad (IV)
debe ser el mismo.
2.
La especificación EP indica que el aceite
tiene aditivos metálicos de tipo químico para condiciones de lubricación EHL.
3. La
especificación C significa "compuesto" ó "aceites con
aditivos de Extrema Presión" a base de ácidos grasos de origen
vegetal" para condiciones de lubricación EHL donde se tienen mecanismos
de materiales blandos como el bronce y la temperatura de operación es menor
de 50°C.
|
||||||
Muy buen articulo
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