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LUBRICANTES ..................................................................................................02
NATURALEZA DE LOS ACEITES EN EL AUTOMÓVIL ................................................02
· ACEITES VEGETALES .......................................................................................02
· ACEITES MINERALES. ......................................................................................03
· ACEITES DE SÍNTESIS. ....................................................................................03
· ACEITES SEMI-SINTÉTICOS .............................................................................04
NATURALEZA DE LOS ACEITES MINERALES ..........................................................04
DESTILACIÓN DEL CRUDO .................................................................................06
· OBTENCIÓN DE LOS LUBRICANTES ...................................................................06
   · DESTILACIÓN ATMOSFÉRICA .........................................................................06
   · DESTILACIÓN EN VACÍO ...............................................................................08
ORIGEN DEL CRUDO .........................................................................................08
ESTRUCTURA DEL ACEITE Y ADITIVOS ...............................................................09
CARACTERÍSTICAS PRINCIPALES DE LOS LUBRICANTES ........................................13
· VISCOSIDAD ..................................................................................................13
· PUNTO DE INFLAMABILIDAD ............................................................................15
· PUNTO DE DESLIZAMIENTO .............................................................................15
· ESTABILIDAD TÉRMICA ...................................................................................16
· MUY BAJA VOLATILIDAD ..................................................................................16
· FUERZA DE COHESIÓN ....................................................................................16
· UNTUOSIDAD .................................................................................................17
· DETERGENCIA ................................................................................................17
· DISPERSIÓN ..................................................................................................18
· EXTREMA PRESIÓN .........................................................................................19
· ANTIOXIDANTE...............................................................................................20
· ANTICORROSIVO Y ANTIHERRUMBRE ................................................................21
· ANTIDESGASTE ..............................................................................................22
· ANTIESPUMANTE ............................................................................................23
CLASIFICACIÓN DE LOS ACEITES EN FUNCIÓN DE SU VISCOSIDAD ........................24
· ÍNDICE DE VISCOSIDAD ..................................................................................24
· ACEITES MONOGRADO ....................................................................................25
· ACEITES MULTIGRADO ....................................................................................25
· CLASIFICACIÓN S.A.E. (Society of Automotive Engenneers)..................................27
ESPECIFICACIONES ..........................................................................................27
· A.P.I. (American Petrolium Institute)..................................................................28
· C.C.M.C. (Comité de Constructores del Mercado Común Europeo). ........................31
· M.I.L. (Siglas de las homologaciones otorgadas por el ejercito U.S.A.) ...................31
· S.H.P.D.O. (Super High Prestaciones Diesel Oil) ..................................................31
· A.C.E.A. ( Asociación de Constructores Europeos de Automóviles) .........................31
SELECCIÓN DEL ACEITE DEL MOTOR ..................................................................33



                                                                                                                              01
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LUBRICANTES

Podemos definir como "Lubricante" cualquier producto que, estando presente entre dos
superficies en movimiento relativo, sirve para reducir el coeficiente de rozamiento
entre ellas, reduciendo consecuentemente la fuerza necesaria para originar el
movimiento relativo.
La hipótesis ideal hacia la que debe tender un lubricante sería eliminar por completo el
rozamiento y el desgaste, impidiendo el contacto de las superficies en movimiento.
En realidad se está siempre bastante lejos de la condición ideal y el primer efecto
inmediato es la generación de calor provocada por el rozamiento.
Este calor debe ser eliminado de forma rápida y eficaz de la región donde se desarrolla
para no dañar las superficies, por lo que es necesario que un buen lubricante posea
una elevada "conductibilidad térmica".
Un buen lubricante también debe ser químicamente inactivo, es decir, no agresivo para
las superficies con las que entra en contacto; también debe proporcionar
características "activas" de protección química y física para inhibir la corrosión debida,
por ejemplo, a los gases de la atmósfera, a los vapores de agua o a otros agentes
corrosivos (como los productos de la combustión en un motor de explosión).
Otra importante contribución del lubricante es la de impedir la entrada de cuerpos
extraños y partículas abrasivas en los órganos lubricados.

NATURALEZA DE LOS ACEITES EN EL AUTOMÓVIL

ACEITES VEGETALES

Se obtienen de semillas y frutas de algunas plantas, refinándolas antes de su uso.
Entre los aceites vegetales, el aceite de ricino se utilizó para los motores de
competición, por sus óptimas propiedades untuosas y su elevada viscosidad a
temperaturas elevadas. Su principal defecto es su fácil capacidad de oxidarse,
produciendo compuestos que corroen la superficie donde se depositan.




                                     Aceites vegetales




                                                                                                                    02
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ACEITES MINERALES

Constituyen la clase de mayor producción y se obtienen por destilación a presión
reducida de las fracciones menos volátiles del crudo y por sucesivas purificaciones.
Generalmente, los lubricantes se mejoran con aditivos que son sustancias químicas
sintéticas que aseguran su estabilidad frente a los oxidantes y que les confieren
propiedades antidesgaste, anticorrosión, detergencia y dispersividad, y se pueden
utilizar en un amplio campo de temperaturas.




                                     Aceites minerales

ACEITES DE SÍNTESIS

Se obtienen generalmente del petróleo por medio de procesos fisicoquímicos
particulares, para modificar la estructura molecular de sus componentes resaltándoles
las características más importantes y, de este modo, obtener lubricantes a medida.
Son muy costosos, por lo que se mezclan con aceites minerales, denominándolos semi-
sintéticos. Cuando no se mezclan con bases minerales son sintéticos puros,
empleándose principalmente en competición.




                                     Aceites de sintesis




                                                                                                                    03
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ACEITES SEMI-SINTÉTICOS

Un aceite para el motor contiene aditivos de prestación (del 15 al 20%) y aceites base
(del 80 al 85%).
Los aceites base pueden ser:
- Minerales: son los productos derivados de la destilación del petróleo.
- Sintéticos: son aceites fabricados a partir de la "Síntesis" química, corresponden a
moléculas químicas rigurosamente elaboradas.
Un aceite semi-sintético es el producto de la mezcla de aceites base minerales y
sintéticos. Los productos semi-sintéticos contienen por lo menos el 25% de base
sintética.

NATURALEZA DE LOS ACEITES MINERALES

Las características de un aceite base, y por tanto también de un producto acabado,
dependen fundamentalmente de la eficiencia de la destilación y del refinado sucesivo,
y sobre todo de la naturaleza físico-química propia del crudo de origen.
Los aceites minerales, en función de la composición química y de la estructura
molecular, pueden dividirse en:
- Parafínicos: presentan un elevado índice de viscosidad y son los más usados.
- Nafténicos: presentan características de fluidez a bajas temperaturas y un reducido
porcentaje de cenizas.
- Aromáticos: poco usados y a menudo perjudiciales en los aceites lubricantes debido a
sus características disolventes.
- Insaturados: siempre presentes, en porcentaje variable, en los aceites lubricantes.




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DESTILACIÓN DEL CRUDO

Puede ser interesante conocer a grandes líneas el mecanismo clásico de la destilación
del crudo, que se hace en las refinerías y cuya finalidad es obtener una gran cantidad
de productos derivados entre los que se encuentra el "aceite base" para la fabricación
de lubricantes con precisas y constantes características cualitativas y en cantidades
bien determinadas.

OBTENCIÓN DE LOS LUBRICANTES

Tanto la gasolina como el gasóleo y los aceites, provienen del proceso industrial a que
son sometidos en las refinerías el petróleo crudo y determinados tipos de carbones.
Tanto el petróleo como el carbón tienen su origen en millones y millones de animales y
vegetales, cuyos restos han ido transformándose a lo largo de siglos y siglos, hasta
llegar a convertirse en los minerales (líquido uno y solido otros), que hoy conocemos y
aprovechamos.
El proceso industrial al que se los somete, reside básicamente en unas columnas de
destilación fraccionada, de las cuales, a medida que, por medio de dispositivos de
calentamiento, va elevándose progresivamente la temperatura, surgen por separado,
unos detrás de otros, casi todos los productos que componían el crudo original.
Aparecen primero los productos más volatiles, como son el metano, el etano, el
propano y el butano. Todos estos gases se desprenden por debajo de los 45ºC y, como
son combustibles, se aprovechan para calefactar las propias instalaciones de
destilación de la refinería. Los gases sobrantes se comercializan comprimidos en
bombonas.
Desde la temperatura indicada de 45ºC hasta alcanzar los 160ºC, comienzan a
aparecer productos que, en condiciones normales son líquidos. Se trata del pentano, el
exano y el heptano, que pueden emplearse como combustibles en motores de
explosión, aunque su utilización más correcta es como disolventes. En este corte del
proceso de destilación, también aparecen moléculas cuyas cadenas contienen hasta
diez átomos de carbono, por lo que un posterior y más cuidadoso tratamiento de este
corte permite separar gasolina comercial.
Entre los 160ºC y los 300ºC aparecen hidrocarburos de hasta dieciséis átomos de
carbono en sus moléculas (queroseno) que, por ulterior tratamiento. Denominado
"cracking", también son transformados en gasolinas.
Entre los 300ºC y los 360ºC aparece el gasóleo, que lo forman cadenas de
hidrocarburos de 16 a 25 átomos de carbono por molécula.
Los lubricantes son los derivados de mayor importancia de entre todos los productos
que se extraen del petróleo.




                                                                                                              06
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DESTILACIÓN ATMOSFÉRICA

La destilación atmosférica es el proceso inicial que fracciona el crudo en grupos de
productos a distintos puntos de ebullición.
El crudo se calienta a una temperatura aproximada de 400°C haciéndolo pasar, por un
tubo, a un horno específico (1) Desde este último, una mezcla fundamentalmente
gaseosa, pasa a la torre de fraccionamiento (2).
El esquema visualiza una de las muchas "setas" (3) presentes en un determinado
"plato" (4) de la misma torre.
Se puede intuir que la masa de vapores de gases calientes, al subir desde la base
hasta la parte superior encontrará platos cada vez más fríos, y en cada uno de ellos
dejará la parte de productos que a esa temperatura pasan de la fase gaseosa a la fase
líquida.
Así pues, es evidente que en la base de la torre se obtendrán productos "pesados"
(residuos de alquitrán y betunes), en la parte superior productos ligeros como los
gases, y otros productos en la zona intermedia (aceite combustible, gasóleo, Keroseno,
gasolina, etc.).




                                  Destilación atmosférica




                                                                                                                 07
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DESTILACIÓN EN VACÍO

Todos aquellos productos que en general se definen como "aceites" pasan luego a otra
torre de destilación parecida que trabaja en vacío.
De la parte superior de esta torre sale un producto que con un tratamiento de
"cracking" sucesivo se podrá transformar en combustible para motores.
En la parte central se obtienen los aceites básicos para la producción de los lubricantes
y, por último, de la parte inferior se extrae el "residuo en vacío" que podrá utilizarse
para la preparación de betunes, aceites combustibles o como materia prima para la
industria petroquímica.




                                     Destilación en vacío
ORIGEN DEL CRUDO

En la conformación de la estructura molecular de un aceite tiene gran importancia el
tipo de crudo del que procede. Así, encontramos aceites parafínicos que proceden de
petróleos de Pensilvania y Rodesia. Existen aceites cicloparafínicos procedentes de
petróleos rusos y de Borneo, también llamados aceites de anillos nafténicos. Existen
también cortes de aceites de tipo aromático, como los que se extraen de las pizarras
bituminosas. Luego hay igualmente aceites parafínico-nafténicos, aceites nafténico-
aromáticos, aceites parafínico-aromáticos, etc., dependiendo en cada caso de la
procedencia del crudo y de las cualidades dominantes debidas a la estructura de sus
moléculas.



                                                                                                                  08
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          IMPRIMIR   ÍNDICE                 ZOOM    ZOOM             LUBRICANTE
En la composición de los aceites parafínicos predominan los hidrocarburos alifáticos, de
formula CnH2n+2.
Se consideran aceites parafínicos a los que contienen entre un 60 y un 70% de
hidrocarburos parafínicos, entre un 20 y un 30% de hidrocarburos nafténicos y entre
un 5 y un 10% de hidrocarburos aromáticos.
En los aceites nafténicos es similar la concentración de hidrocarburos parafínicos y
nafténicos (entre un 40 y un 50% de unos y otros, frente a un 5 a un 10% de
hidrocarburos aromáticos), lo que ocurre es que predominan en este caso las
propiedades debidas a los anillos nafténicos. Los hidrocarburos nafténicos responden a
la formula general CnH2n.
Los aceites de tipo nafténico son los que presentan características más interesantes
desde el punto de vista de la lubricación. También las ofrecen los aceites parafínicos de
cadenas ramificadas, mientras que los aceites parafínicos de cadenas lineales suelen
ser eliminados por procesos de desparafinado debido a que elevan de modo indeseado
el punto de congelación del producto final.
Los aceites aromáticos suelen ser considerados subproductos de las líneas de
fabricación de los otros tipos citados anteriormente. En su composición intervienen
hidrocarburos aromáticos en proporciones superiores al 40%. Responden a la formula
CnH2n-2.
Por supuesto, los fabricantes de aceites tienen muy en cuenta todas estas
particularidades (empezando por el origen del crudo, lo que nos indica ya el tipo de
estructura molecular predominante y, por tanto, define de antemano muchas de sus
propiedades) a la hora de preparar sus productos, con el fin de que siempre el aceite
comercial que se vende al publico, posea las características homogéneas convenientes
para el trabajo concreto al que se destina. Tan importante es el origen del aceite que,
algunas veces y en determinadas marcas, es posible encontrar en los bidones grandes
grabadas unas siglas que definen ese lugar de origen del crudo.

ESTRUCTURA DEL ACEITE Y ADITIVOS

Los aceites minerales puros, tanto de base nafténica como de base parafínica, se
emplean mucho en todos los casos en los que los órganos mecánicos trabajan en
condiciones de carga, temperatura y velocidad poco severas.
Así pues podemos decir que estos aceites conservan buenas propiedades lubricantes
en condiciones de funcionamiento normales.
Si las condiciones de funcionamiento son más severas, el aceite mineral puro presenta
algunas limitaciones de uso y es necesario añadir compuestos químicos para mejorar la
calidad de los lubricantes.




                                                                                                               09
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          IMPRIMIR   ÍNDICE                ZOOM    ZOOM             LUBRICANTE
El aceite está formado esencialmente por un "aceite base" y por una determinada
cantidad de "aditivos".
Los aditivos son sustancias especiales que acentúan las cualidades intrínsecas del
aceite.
Es importante recordar que la valoración del tipo y el porcentaje de los aditivos no es
suficiente ya que también debe garantizarse la compatibilidad entre ellos y entre los
aditivos y los aceites base.
Los principales tipos de aditivos son:
- Antioxidantes.
- Anticorrosivos.
- De untuosidad.
- Detergentes - dispersantes.
- Que rebajan el punto de deslizamiento.
- Que mejoran el índice de viscosidad.
- Antiespuma.
- Antidesgaste.
- Ep (extrema presión).

- Aditivos antioxidantes
 Impiden la reacción entre el oxígeno y el aceite reaccionando primero con el oxígeno
antes de que éste pueda combinarse con el aceite, formando compuestos inocuos y
solubles.

- Aditivos antióxido y anticorrosivos
  El aceite se pone en contacto con todas las partes metálicas y se previene la
formación de óxido, además de la corrosión química, gracias a unos compuestos
específicos que provocan la formación de una capa pasivada sobre las superficies
metálicas y, mejor aún, impiden en el origen el desarrollo de sustancias ácidas.

- Aditivos de untuosidad
 En los acoplamientos cinemáticos deben evitarse los inconvenientes (microsoldaduras)
que pueden surgir debido a un flujo irregular del aceite como ocurre por ejemplo al
arrancar el vehículo. Para ello el aceite debe poseer elevadas características de
untuosidad, cuyo efecto es mantener en las distintas condiciones de funcionamiento
una capa de lubricante bien fijado a las superficies.




                                                                                                              10
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- Aditivos detergentes - dispersantes
Una función fundamental del aceite en los motores de explosión es, por ejemplo,
limpiar la camisa y los componentes del motor de los productos de la oxidación y de
los depósitos en general, reteniéndolos, si no en solución, por lo menos en suspensión.
El problema es bastante más complejo ya que es necesario evitar que se aglutinen
todas las partículas ajenas al aceite y que, al no haber sido retenidas por el filtro
debido a su pequeño tamaño, podrían provocar morgas más o menos consistentes que
obstruirían los conductos de paso del aceite.

- Aditivos que rebajan el punto de deslizamiento
A veces puede ocurrir que nos encontremos en condiciones ambientales especialmente
rígidas, por lo que el aceite pierde fluidez y tiende a enturbiarse. Este fenómeno
empieza con la formación de algunos cristales en el interior de la masa líquida y a cuyo
alrededor se aglutinan otros cristales que, en poco tiempo podrían obstaculizar el
deslizamiento de toda la masa de lubricante.
Estas condiciones críticas perjudican gravemente el funcionamiento del vehículo.
De hecho, la lubricación es escasa o nula y así se mantiene hasta que se van
calentando las distintas partes, provocando el deslizamiento de la masa cristalina para
permitir un flujo regular, siempre que en ese tiempo no se haya producido un daño
irreparable a consecuencia de la falta de lubricación.
Para evitar la cristalización se afronta el problema en su origen, introduciendo en el
aceite compuestos orgánicos que rodean los primeros núcleos de cristalización y hacen
más lenta la formación de la retícula cristalina que impide el deslizamiento del aceite.

- Aditivos que mejoran el índice de viscosidad
Es igualmente importante que la viscosidad del aceite (decreciente a medida que
aumenta la temperatura), no varíe mucho en función de los cambios de temperatura
ambientales y de los regímenes de funcionamiento.
Esta propiedad, más importante cuanto mayor sea el índice de viscosidad, además de
ser primordial para garantizar la regularidad y la constancia de la presión en los
circuitos, es determinante para la regularidad de lubricación de todos los órganos y la
capacidad del aceite de fluir con regularidad en todas partes.
Para ello es estrictamente necesario que el aceite esté constituido por un aceite base
que por sí mismo posea un elevado índice de viscosidad.
También pueden añadirse al aceite sustancias especiales, formadas fundamentalmente
por polímeros, y cuya finalidad es aumentar la viscosidad en caliente y limitarla en frío.
De ese modo el aceite presenta una reducida variación de la viscosidad al variar las
temperaturas de funcionamiento, lo que supone una importante ventaja tanto desde el
punto de vista de la constancia de las presiones de funcionamiento, como, sobre todo,
de la regularidad de lubricación.




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- Aditivos antiespuma
Para garantizar una lubricación correcta y eficaz, es especialmente importante la
propiedad del aceite de no formar espuma o limitarla, a pesar de las sacudidas a las
que está sometido en el interior del vehículo.
Para ello pueden añadirse sustancias que reducen la llamada "tensión interfacial" entre
las burbujas de aire o gas y el aceite. Estas burbujas, que se forman en el interior del
fluido, al agruparse en burbujas de mayor tamaño, llegan antes a la superficie libre y
se disuelven.

- Aditivos antidesgaste
Examinemos ahora el fenómeno del desgaste, que es uno de los más perjudiciales para
los órganos mecánicos.
Este fenómeno se debe al deslizamiento relativo entre dos superficies encaradas que, a
pesar de unos mecanizados atentos y precisos, presentan rugosidades superficiales
más o menos profundas, de forma que las crestas recíprocas no pueden mantenerse
alejadas de la película de aceite presente entre ambas.
Así pues, en el movimiento relativo se produce una continua erosión del material
metálico y el fenómeno tendería a consumir en breve tiempo todas las partes objeto de
rozamiento.
Para reducir notablemente el desgaste se añaden sustancias bajo fundentes, que al
rellenar los surcos en varias deposiciones, nivelan las superficies metálicas, mejorando
el contacto entre los órganos en movimiento.
De ese modo se produce un rápido desgaste pero sólo superficial durante el primer
período del funcionamiento y, a medida que se va depositando el aceite, la remoción
del material se reduce progresivamente a valores irrelevantes o perfectamente
aceptables desde el punto de vista de la duración de los órganos mecánicos.

- Aditivos EP (Extrema presión)
Estos aditivos pueden ser compuestos a base de plomo, azufre o fósforo - zinc con la
característica de limitar el desgaste. Siendo muy parecido al efecto de los aditivos
"antidesgaste", su comportamiento es bastante distinto.
La acción de los aditivos "EP" se caracteriza por una fase inicial en la que prevalece el
fenómeno de la absorción del aditivo en las superficies metálicas, con la consiguiente y
significativa reducción del coeficiente de rozamiento. A esta fase le sigue una
descomposición, favorecida por las elevadas temperaturas locales provocadas por los
rozamientos y deformaciones de naturaleza Hertziana, que lleva a los elementos
activos del aditivo a reaccionar químicamente con las partes metálicas, para crear
películas muy resistentes con características anti-soldantes y de menor rozamiento.
Los aditivos anti-desgaste se comportan igual que los "EP" para lo que se refiere a la
absorción superficial y la descomposición química debida a las altas temperaturas
locales.




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Naturalmente, la naturaleza de la siguiente reacción química es distinta, tras la cual se
forman fosfatos metálicos con un punto de fusión relativamente bajo.
Estos compuestos se insinúan localmente en estado líquido entre las asperezas
superficiales con un discreto efecto lubricante y, al solidificar después debido al
inevitable enfriamiento, dan a la superficie un mayor grado de alisamiento.
Añádase además que el zinc liberado de la reacción mencionada, tiende a difundirse
entre las superficies metálicas en contacto, garantizando a su vez la reducción del
rozamiento y el peligro de que se formen micro-soldaduras.
Las reacciones que se han descrito son, naturalmente, mucho más complejas de lo que
pueden parecer en una sencilla exposición esquemática, y la elección del aceite debe
hacerse sin olvidar la posibilidad de que dichas reacciones provoquen corrosiones no
deseadas, especialmente en los órganos de aleación ligera.

CARACTERÍSTICAS PRINCIPALES DE LOS LUBRICANTES

Las principales características de los lubricantes son:

VISCOSIDAD

Es la resistencia que ofrecen las moléculas que constituyen el aceite al deslizarse unas
sobre otras.
Dicha resistencia interna es debida al frotamiento interno de las moléculas del propio
líquido al deslizar y rozar unas sobre otras. Cuanto mayor es la viscosidad de un
aceite, significa que mayor es también la resistencia que ese aceite presenta al fluir.
No debe confundirse viscosidad con densidad (densidad, es el peso de una sustancia
por unidad de volumen); son dos conceptos totalmente diferentes que poco tienen que
ver entre sí. El aceite es menos denso que el agua por eso flota sobre ella. Y sin
embargo el aceite es mucho más viscoso que el agua por eso fluye peor que ésta.




             Los valores de la viscosidad disminuyen con el aumento de la temperatura




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La viscosidad es una propiedad de los aceites que depende mucho de la temperatura.
En general, un aceite es tanto más viscoso cuanto más frío se encuentra. A medida
que un aceite va ganando temperatura, va perdiendo viscosidad. Un aceite fluye mejor
cuanto mas caliente se encuentre.
La primera definición científica de la viscosidad la dio Newton quien introdujo la idea de
estratos de fluido que se deslizan uno sobre otro.




Para entender mejor cómo se produce y qué representa realmente la viscosidad de un
fluido, piénsese, por ejemplo, en una placa P de área A, apoyada sobre una capa de
fluido de espesor h.




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Se puede constatar empíricamente que, para mantener la placa en movimiento
uniforme a una velocidad V, debe aplicarse a la misma una fuerza de intensidad F que
resulta inversamente proporcional al espesor h del estado de fluido y directamente
proporcional al área A de la placa y a su velocidad V. Por lo tanto:


                                         V⋅A
                                    P=
                                          h




PUNTO DE INFLAMABILIDAD

Se entiende como la temperatura en °C a la que la relación vapores de aceite - aire es
suficientemente alta como para permitir una combustión instantánea si se provoca con
una llama.
Conocer el punto de inflamabilidad de un aceite lubricante sirve para identificar
contaminantes y para examinar el estado de alteración del aceite usado.
También sirve para valorar las mejores condiciones para su almacenamiento.

PUNTO DE DESLIZAMIENTO

Se entiende como la temperatura en °C a la que el aceite, tras un enfriamiento
progresivo, deja de "deslizarse".
Este valor sirve para verificar el comportamiento del aceite a bajas temperaturas.
Para una valoración completa de los aceites lubricantes la ASTM (American Society for
Testing and Materials) prevé otras pruebas como la:
- Determinación del residuo carbonoso (residuo que queda de una cantidad de aceite
determinada después de haberla sometido a un calentamiento intenso, sin aire,
durante un período de tiempo prefijado).
- Determinación del número de neutralización (es la medida del envejecimiento de un
aceite mineral; con ésta se determina el número de mg de hidróxido de potasio
necesarios para la neutralización de los ácidos libres contenidos en un gramo de
aceite).
- Determinación de las cenizas (cantidad de sustancias incombustibles presentes en el
lubricante).




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ESTABILIDAD TÉRMICA

Es la capacidad de mantener íntegras las propiedades del lubricante a temperaturas
extremas.

MUY BAJA VOLATILIDAD

Es la característica de no evaporarse ni la base ni los aditivos, aun con elevadas
temperaturas.

FUERZA DE COHESIÓN

El comportamiento de las moléculas del lubricante, puede compararse con el de unas
bolas elásticas interpuestas entre dos superficies.




                               Aplastamiento de las moléculas

Con el fin de que las moléculas resistan el aplastamiento, es necesario que la fuerza de
cohesión (unión) sea muy elevada, y no disminuya por efecto de la temperatura o a
consecuencia de movimientos vertiginosos.




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UNTUOSIDAD

Cuando la viscosidad es insuficiente por condiciones críticas, interviene otra
característica de los lubricantes: la untuosidad o capacidad de adherirse fuertemente a
las superficies, garantizando de este modo una lubricación en condiciones extremas.
Poniendo el aditivo las moléculas de aceite se adhieren sólidamente a las superficies
metálicas, aseguran una buena lubricación cuando se inicia el movimiento.




         Las superficies metálicas están en contacto en seco cuando se inicia el movimiento

DETERGENCIA

Es la capacidad de un aceite para prevenir y reducir la formación de lacas y depósitos
carbonosos durante el funcionamiento del motor.




                              Lacas en la zona de los anillos elásticos




                      Ausencia de lacas usando aceites con poder detergente




                                                                                                                         17
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DISPERSIÓN

Es la capacidad de un aceite de impedir la formación de posos evitando la obstrucción
de los conductos de engrase.




                     Los posos se acumulan impidiendo la circulación del aceite




                 Con aditivos, libre circulación del aceite en ausencia de los posos




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EXTREMA PRESIÓN

Es la capacidad que tiene un aceite para asegurar la resistencia de la película
lubricante, aun cuando las piezas en trabajo estén soportando un elevado esfuerzo.




                               La película lubricante se interrumpe




       Con aditivos permite a la película resistir aun cuando haya cargas muy elevadas sobre
            las piezas. La película lubricante se mantiene entre las superficies metálicas




                                                                                                                      19
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ANTIOXIDANTE

Es la capacidad del aceite de mantenerse inalterable ante la presencia del oxígeno
contenido en el aire.
El aceite se oxida por el mero hecho de su contacto con el aire, lo mismo le ocurre al
aceite encerrado en el cárter.
La oxidación del aceite se acelera muchísimo a partir de los 140o C.




         El oxigeno presente en el aire cuando entra en contacto con el aceite le hace perder
                                         algunas propiedades




        Los aditivos se mezclan con el oxigeno, evitan la oxidación y mantienen inalterables
                                     las propiedades del aceite




                                                                                                                       20
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ANTICORROSIVO Y ANTIHERRUMBRE

Es la capacidad del aceite de proteger de las materias ácidas que atacan las superficies
metálicas del circuito de engrase. Durante el funcionamiento, se forman
inevitablemente en las cámaras ácidos inorgánicos fuertes, parte de los cuales caen al
cárter contaminando el aceite. Tras arrancar, cuando el motor todavía está frío, las
materias corrosivas se forman muy rápidamente. El motor de un vehículo obligado a
paradas y arranques frecuentes es el que peor trato recibe a este respecto.




                 Las sustancias ácidas atacan las superficies metálicas y las corroen




        Con aditivos se limitan el desarrollo de las sustancias ácidas, las superficies metálicas
                                         permanecen intactas




                                                                                                                          21
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ANTIDESGASTE

Es la capacidad de proteger del desgaste las piezas en rozamiento mediante la
aportación de otros metales.




A pesar de la protección ordinaria del aceite el uso continuado puede provocar
abrasiones sobre superficies metálicas. Las sustancias metálicas presentes en el aditivo
forman una capa protectora que evita la propagación del fenómeno. Las superficies
metálicas permanecen activas contra la abrasión




                                                                                                               22
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ANTIESPUMANTE

Es la capacidad que tiene el aceite para evitar las burbujas de espuma que impiden el
contacto del aceite con las superficies en fricción.




El aire se mezcla con el aceite creando espuma que impide el contacto con las
superficies metálicas. El aditivo actúa sobre la resistencia de las burbujas de espuma,
las burbujas se disuelven.




                                                                                                              23
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CLASIFICACIÓN DE LOS ACEITES EN FUNCIÓN DE SU VISCOSIDAD

ÍNDICE DE VISCOSIDAD

La viscosidad del aceite es muy sensible a las variaciones de temperatura; los aditivos
mejoradores del índice de viscosidad hacen que éste sea menos sensible a los cambios
de temperatura, obteniendo una viscosidad más uniforme a las alteraciones de
temperatura, consiguiendo con esto unos aceites denominados multigrado.




                                        Alto índice de viscosidad




                                        Bajo índice de viscosidad

Para determinar los grados de viscosidad en el aceite se emplean los baremos
establecidos por S.A.E. (Society of Automotive Engineers); existen 10 grados S.A.E. de
viscosidad en el aceite 10, 15, 20, 25, etc. .. indicando cada nivel un índice de
viscosidad superior; seis de estos grados están definidos con la letra W (Winter)
invierno, así un S.A.E. 20W es más fluido que un S.A.E. 20, ya que mantiene la misma
viscosidad que este último a menor temperatura.

Los números S.A.E. indican solamente viscosidad, pero no la calidad ni el servicio para que el que se ha
fabricado.




                                                                                                                         24
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ACEITES MONOGRADO

Los aceites que tienen un sólo índice de viscosidad, se les denomina Monogrado y
poseen una viscosidad que permite la lubricación optima en una limitada variación
temperatura externa, ejemplo: S.A.E. 30.




ACEITES MULTIGRADO

Los aceites multigrado son los que poseen una viscosidad elástica que permite una
buena lubricación aun con una variación muy amplia de la temperatura exterior,
ejemplo: S.A.E. 20 W-50.




Los aceites multigrados poseen una viscosidad elástica que permiten una buena
lubricación aun con una variación muy amplia de la temperatura.
Los aceites que se indican en la tabla, aseguran el engrase crítico del motor (engrase
en el momento del arranque en frío) en la gama de temperaturas exteriores indicadas.
Recordar que cuanto mayor sea el índice de viscosidad, mayor será la protección a
elevadas temperaturas.




                                                                                                              25
AUTOMOCIÓN                                            EVOLUCION.@
   MOTORES TÉRMICOS Y SUS
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         Tabla de temperaturas exteriores y graduaciones aconsejadas.




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CLASIFICACIÓN S.A.E. (Society of Automotive Engenneers).

Clasifica los aceites lubricantes con base en la viscosidad, no teniendo en cuenta
ninguna otra característica cualitativa. El grado S.A.E. indica el grado de viscosidad del
aceite en base a las temperaturas ambiente.
El primer número se refiere a la viscosidad en frío, para uso invernal (símbolo W =
winter, del inglés significa invierno), mientras que el segundo la toma en consideración
en caliente. El criterio de elección tiene que tener en cuenta:
- La temperatura ambiente mínima de utilización del motor en el invierno.
- La máxima temperatura de funcionamiento en verano.
En el caso de una conducción deportiva y urbana o cuando la temperatura del aire es
elevada, el motor padece altas temperaturas que acentúan el fenómeno.
Los aceites monogrados generalmente son utilizados cuando la temperatura de
funcionamiento varía poco. Un aceite multigrado es menos sensible a la temperatura.
Los aceites multigrados son una clase particular de aceites, cuya curva de viscosidad
es tal que responden a más números SAE. Por ejemplo un aceite 15W-40 cubre todo el
campo de las graduaciones 15W-20/30/40.

ESPECIFICACIONES
Son las siglas que identifican un cierto tipo y número de pruebas que el lubricante
tiene que superar para ser calificado.
Superar una especificación significa garantizar la mínima calidad solicitada para la
especificación misma.
Existen muchas tipologías de especificaciones:
- Las especificaciones solicitadas por asociaciones internacionales de productores y
constructores (API, ACEA).
- Las especificaciones solicitadas por los constructores, nacidas para satisfacer
particulares exigencias de su parque de coches (FIAT, GM, VW). Estas últimas
enriquecen un lubricante y lo hacen particularmente indicado para una específica
tipología motoristica. Las especificaciones internacionales son en cambio paso
necesario para poder definir un lubricante internacionalmente aprobado.
Se han venido desarrollando diferentes normas para definir y evaluar las aptitudes de
un aceite para prevenir el desgaste, la formación de depósitos y la degradación del
mismo. Las normas más utilizadas y consideradas mundialmente fueron las
establecidas por:
- A.P.I. (American Petrolium Institute).
- C.C.M.C. (Comité de Constructores del Mercado Común Europeo).
- M.I.L. (Siglas de las homologaciones otorgadas por el ejercito U.S.A.)
- S.H.P.D.O. (Super High Prestaciones Diesel Oil)
- A.C.E.A. ( Asociación de Constructores Europeos de Automóviles)




                                                                                                                 27
AUTOMOCIÓN                                                EVOLUCION.@
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A.P.I. (American Petrolium Institute).

La primera clasificación de los lubricantes la realizó el API (American Petroleum
Institute).
Clasifica los aceites lubricantes en base:
- A la motorización, según dos grandes familias: S para gasolina / C para Diesel,
utilizando pruebas en motores y condiciones de empleo americanas.
- Al servicio al que están destinados, esto es que, al lado de estas dos categorías (S y
C), aparece una letra progresiva (SA/SB/SC... SG/SH/SJ) que caracteriza el nivel de
prestaciones, continuamente actualizado, en función de nuevas tecnologías y
exigencias medioambientales. Sin embargo las categorías SA, SB, SC, SD
corresponden a exigencias de motores anteriores a 1971 y han sido superadas, al igual
que las categorías CA y CB que ya no cumplen las exigencias de los motores Diesel
modernos.

La especificación más actual para los vehículos de gasolina es la API SL mientras para
los vehículos diesel se han alcanzado últimamente las especificaciones API CH-4 y CI-
4.
Las pruebas previstas por las API, desde la SH en adelante, son llevadas a cabo
siguiendo las reglas previstas por el protocolo CMA (control de las pruebas
motoristicas, control de las formulaciones, control de los datos). Para conseguir esta
clasificación, un lubricante tiene que superar cuatro pruebas motoristicas que
consideran:
- El aumento de la temperatura del aceite del motor en servicio.
- El alargamiento del intervalo del cambio de aceite fijado por los constructores.
- La búsqueda de prestaciones motorísticas.
- La rigidez de normas de protección medio-ambientales.
- La reducción del consumo de carburante gracias a una escasa viscosidad (sólo para
aceites "Energie conserving").




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Clasificación A.P.I. para motores de gasolina

SE: Definida en 1979. Asegura una protección contra la oxidación a temperaturas
elevadas, contra la formación de morgas a bajas temperaturas, posee cualidades
antioxidantes y antidesgaste.
SF: Definida en 1980. Responde a las características de la categoría SE, pero con una
estabilidad de oxidación y cualidades antidesgaste reforzadas.
SG: Definida en 1989. Incluye las prestaciones y propiedades de los lubricantes API
CC. Posee una estabilidad de oxidación y un poder antidesgaste de dispersividad
mejorados respecto a SF. Es adecuado para motores Diesel poco esforzados.
SH: Retoma las pruebas previstas para el servicio SG con un aumento de las
prestaciones del lubricante en términos de control en los depósitos en el cárter, de
oxidación, desgaste, óxido y corrosión.
SJ: Retoma las pruebas previstas para el servicio SH con mejora de las prestaciones
en términos de intervalo de cambio de aceite, resistencia térmica y compatibilidad con
los silenciosos catalíticos.
SL: Es la especificación oficializada el 1 de Julio de 2001. Constituye una evolución en
términos de: estabilidad a la oxidación, control de los depósitos a altas temperaturas,
reducción de la volatilidad y los consumos.
Las pruebas de valoración han aumentado y se han hecho más rígidas y severas.
S.A. * Aceite mineral puro. S.H. Define actualmente el aceite de máxima
calidad dentro de la normativa A.P.I.




                                                                                                               29
AUTOMOCIÓN                                                EVOLUCION.@
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Clasificación A.P.I. para motores Diesel

CC: adecuado para motores Diesel poco forzados con una utilización medianamente
severa y para algunos motores de gasolina. Asegura una protección contra los
depósitos a temperaturas elevadas (Diesel) y bajas temperaturas (gasolina) así como
contra la corrosión y el óxido.
CD: adecuado para motores Diesel sobrealimentados, con una utilización severa, que
funcionan a velocidades y potencias elevadas y requieren una protección muy eficaz
contra el desgaste y los depósitos, con combustibles de diferentes calidades.
CE: adecuado para una utilización muy severa, responde a la categoría CD pero con
distintos bancos - prueba (Mack, Cummins).
CF: Para motores diesel de inyección indirecta y para otros motores diesel que utilizan
un amplio rango de lubricantes, incluso aquellos con un elevado contenido de azufre.
Controla el depósito sobre los pistones, el desgaste y la corrosión de los pernos que es
importante para estos motores, que pueden ser de aspiración natural,
sobrealimentados y sobrealimentados de elevadas prestaciones.
CF2: para motor diesel de dos tiempos de empleo severo. Típico de los motores diesel
de dos tiempos que solicitan un eficaz control sobre los cilindros, sobre los segmentos
y sobre los depósitos. Los aceites designados para este tipo de servicio existen desde
1994 y pueden ser también utilizados cuando esta recomendada la especificación CD-
II. No se encuentran necesariamente los requisitos de la especificación CF o CF4,
aunque tienen que superar también estas pruebas.
CF4: adecuado para motores Diesel que se utilizan de forma muy pesada. Categoría
introducida en 1990, describe aceites usados en motores Diesel de alta velocidad.
Supera las prestaciones previstas para la categoría CE y garantiza un mejor control en
el consumo de lubricante y los depósitos.
CG4: adecuado para motores Diesel de utilización muy severa (autopistas u obras) que
utilizan gasóleo con un porcentaje de azufre inferior al 0,05% (nuevas normas
medioambientales). Mejores prestaciones antidesgaste, anticorrosión, detergentes y
dispersivas.
CI4: Motores diesel en condiciones de empleo severo (2002). Aceite para el empleo a
altas velocidades, motores diesel de 4 tiempos, nacidos para responder a los
estandares sobre las emisiones de los aceites de 2004, implementados en Octubre de
2002. A utilizar con carburantes con contenido de azufre hasta 0,05%. Estos aceites
son eficaces para respaldar la duración del motor cuando son utilizadas EGR y otros
dispositivos relativos a las emisiones.
Ofrecen estabilidad a altas y bajas temperaturas y óptima protección contra: el
desgaste, el hollín, el depósito en los pistones y la formación de espumas,
C.A. Define los mínimos requeridos para motores Diesel atmosféricos. C.F.
Define actualmente el aceite de máxima calidad dentro de la normativa A.P.I.




                                                                                                               30
AUTOMOCIÓN                                                     EVOLUCION.@
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C.C.M.C. (Comité de Constructores del Mercado Común Europeo).

Clasifica los aceites para motores en base al tipo de servicio al que están destinados.
Especificaciones C.C.M.C. de los aceites para motores de Otto:
- G1; G2; G3; G4 y G5.

G1 Los miembros del C.C.M.C. definen los mínimos para motores Otto. Cuanto mayor
sea el número mejor es la calidad y prestaciones del aceite. G5 Representa
actualmente el aceite de máxima calidad dentro de la normativa C.C.M.C.

Especificaciones C.C.M.C. de los aceites para motores Diesel:
- D1; D2; D3; D4; D5; PD1 y PD2.

D1 Define los mínimos requeridos para motores Diesel atmosféricos. PD2 representa
actualmente el aceite de máxima calidad dentro de la normativa C.C.M.C.

M.I.L. (Siglas de las homologaciones otorgadas por el ejercito U.S.A.)

 Para fines logísticos operativos. Especificación máxima actual:
- Aceite motores gasolina MIL-L-46152D
- Aceite motores diesel MIL-L-2104F

S.H.P.D.O. (Super High Prestaciones Diesel Oil)

Representa el máximo nivel de prestaciones reconocido actualmente en un lubricante
para los motores Diesel de vehículos industriales.

A.C.E.A. ( Asociación de Constructores Europeos de Automóviles)

Son los nuevos requerimientos europeos para aceites de motor.
ACEA sustituye a la norma CCMC a partir de 1996 por ser más exigente.

- Aceite motores gasolina A1-96; A2-96; A3-96
- Aceite motores diesel ligero B1-96; B2-96; B3-96
- Aceite motores diesel pesado E1-96; E2-96; E3-96




                                                                                                                    31
AUTOMOCIÓN                                                 EVOLUCION.@
             MOTORES TÉRMICOS Y SUS
                SISTEMAS AUXILIARES
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           IMPRIMIR   ÍNDICE                ZOOM     ZOOM             LUBRICANTE
El ACEA es la asociación formada por los principales constructores automovilísticos
europeos (Alfa Romeo, BMW, Citroen, Peugeot, Fiat, Renault, Volkswagen, Daimler
Benz, British Leyland, Daf). Nace por la fusión de CCMC (Comité Constructores
Mercado Común) con el ATIEL (Asociación Técnica de los Productores europeos de
Lubricantes). Las especificaciones CCMC, reemplazadas lentamente ya por las ACEA,
clasificaron los productos con G para motor de gasolina, PD para diesel ligeros y D para
diesel pesados. Las especificaciones ACEA han nacido para conseguir un nivel
cualitativo de más confianza, prestaciones más elevadas, gestión de ejercicio
simplificada y mayor respeto ambiental en las nuevas motorizaciones.
La adopción de las especificaciones ACEA comporta:
- La introducción de nuevas formulaciones con materias primas innovativas con
respecto de aquéllas utilizados para los mismos destinos de empleo.
- El análisis y la certificación de las prestaciones de cada fórmula individual utilizada.
- Vínculo por parte del productor de no cambiar los componentes de la fórmula ya
certificada.
- Certificación ISO 9001/2 de las instalaciones de producción.
- Observancia de parte del productor de las normas ATIEL, (el ente que ha definido
metodología y parámetros a la base de la certificación ACEA junto al Comité de los
Productores de Aditivos).

Las pruebas solicitadas para las especificaciones ACEA se suman a aquellas previstas
por las CCMC y ellos devuelven más rígidos. Las letras (clases) identifican las muchas
tipologías de motores en el modo siguiente:
- A para motor de gasolina
- B para los diesel ligeros
- E para los diesel pesados
Las categorías numéricas indican los muchos empleos y aplicaciones dentro de una
determinada clase de letras, unidas a más niveles de prestaciones del aceite.

A1   Fuel economy (bajo consumo)
A2   Medianas prestaciones
A3   Altas prestaciones
A4   Motores de inyección directa.
A5   Fuel economy altas prestaciones

B1   Fuel economy (bajo consumo).
B2   Medianas prestaciones.
B3   Altas prestaciones motores de inyección indirecta.
B4   Altas prestaciones motores de inyección directa.
B5   Fuel economy (bajo consumo) de altas prestaciones.




                                                                                                                32
AUTOMOCIÓN                                                  EVOLUCION.@
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                 SISTEMAS AUXILIARES
                                                             F O R M A C I Ó N   P A R A   E L   F U T U R O GRUPO FIAT




            IMPRIMIR   ÍNDICE                 ZOOM    ZOOM             LUBRICANTE
E1   Obsoleta
E2   Medianas prestaciones
E3   Producidas para motor límites Euro II
E4   Producidas semisint. / sint. para larga duración Euro II y Euro III
E5   Producidas para motor límites Euro III

La última puesta al día de los especificaciones ACEA remonta al mes de febrero de
2002.
La aplicación específica de una secuencia (clase+categoría) es responsabilidad
individual del constructor para sus vehículos y motores.
Aceites pertenecientes a cierta categoría también pueden satisfacer las exigencias de
otra categoría, pero en algunos motores pueden ser utilizados los aceites de una cierta
categoría dentro de una determinada clase.
El año de referencia debe entenderse solo para el uso industrial e indica el año de
implementación de un nivel más severo para una determinada categoría.
Un nuevo número significaría que una nueva prueba, parámetro o límite ha sido
incorporado a la categoría para satisfacer nuevas exigencias de prestaciones, pero
quedando compatible con las aplicaciones existentes. Una puesta al día tiene que
siempre satisfacer las aplicaciones de la edición anterior, de otro modo se introduce
una nueva categoría.

SELECCIÓN DEL ACEITE DEL MOTOR

La selección del aceite del motor, los intervalos de cambio y el mantenimiento, son los
factores críticos para obtener resultados óptimos del motor y una larga vida del
mismo.
Sin embargo, la elección del aceite adecuado no siempre es fácil. Un aceite que da un
buen resultado a una temperatura extrema dada, puede crear problemas bajo
diferentes condiciones de temperatura. Aun cuando los aceites parezcan igualmente
adecuados para una aplicación dada, uno de ellos puede tener ventajas
significativamente mayores que el otro en cuanto al consumo de aceite, economía de
combustible, protección antidesgaste y facilidad de arranque.




                                                                                                                 33

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  • 2. AUTOMOCIÓN EVOLUCION.@ MOTORES TÉRMICOS Y SUS SISTEMAS AUXILIARES F O R M A C I Ó N P A R A E L F U T U R O GRUPO FIAT IMPRIMIR ÍNDICE ZOOM ZOOM LUBRICANTE ÍNDICE LUBRICANTES ..................................................................................................02 NATURALEZA DE LOS ACEITES EN EL AUTOMÓVIL ................................................02 · ACEITES VEGETALES .......................................................................................02 · ACEITES MINERALES. ......................................................................................03 · ACEITES DE SÍNTESIS. ....................................................................................03 · ACEITES SEMI-SINTÉTICOS .............................................................................04 NATURALEZA DE LOS ACEITES MINERALES ..........................................................04 DESTILACIÓN DEL CRUDO .................................................................................06 · OBTENCIÓN DE LOS LUBRICANTES ...................................................................06 · DESTILACIÓN ATMOSFÉRICA .........................................................................06 · DESTILACIÓN EN VACÍO ...............................................................................08 ORIGEN DEL CRUDO .........................................................................................08 ESTRUCTURA DEL ACEITE Y ADITIVOS ...............................................................09 CARACTERÍSTICAS PRINCIPALES DE LOS LUBRICANTES ........................................13 · VISCOSIDAD ..................................................................................................13 · PUNTO DE INFLAMABILIDAD ............................................................................15 · PUNTO DE DESLIZAMIENTO .............................................................................15 · ESTABILIDAD TÉRMICA ...................................................................................16 · MUY BAJA VOLATILIDAD ..................................................................................16 · FUERZA DE COHESIÓN ....................................................................................16 · UNTUOSIDAD .................................................................................................17 · DETERGENCIA ................................................................................................17 · DISPERSIÓN ..................................................................................................18 · EXTREMA PRESIÓN .........................................................................................19 · ANTIOXIDANTE...............................................................................................20 · ANTICORROSIVO Y ANTIHERRUMBRE ................................................................21 · ANTIDESGASTE ..............................................................................................22 · ANTIESPUMANTE ............................................................................................23 CLASIFICACIÓN DE LOS ACEITES EN FUNCIÓN DE SU VISCOSIDAD ........................24 · ÍNDICE DE VISCOSIDAD ..................................................................................24 · ACEITES MONOGRADO ....................................................................................25 · ACEITES MULTIGRADO ....................................................................................25 · CLASIFICACIÓN S.A.E. (Society of Automotive Engenneers)..................................27 ESPECIFICACIONES ..........................................................................................27 · A.P.I. (American Petrolium Institute)..................................................................28 · C.C.M.C. (Comité de Constructores del Mercado Común Europeo). ........................31 · M.I.L. (Siglas de las homologaciones otorgadas por el ejercito U.S.A.) ...................31 · S.H.P.D.O. (Super High Prestaciones Diesel Oil) ..................................................31 · A.C.E.A. ( Asociación de Constructores Europeos de Automóviles) .........................31 SELECCIÓN DEL ACEITE DEL MOTOR ..................................................................33 01
  • 3. AUTOMOCIÓN EVOLUCION.@ MOTORES TÉRMICOS Y SUS SISTEMAS AUXILIARES F O R M A C I Ó N P A R A E L F U T U R O GRUPO FIAT IMPRIMIR ÍNDICE ZOOM ZOOM LUBRICANTE LUBRICANTES Podemos definir como "Lubricante" cualquier producto que, estando presente entre dos superficies en movimiento relativo, sirve para reducir el coeficiente de rozamiento entre ellas, reduciendo consecuentemente la fuerza necesaria para originar el movimiento relativo. La hipótesis ideal hacia la que debe tender un lubricante sería eliminar por completo el rozamiento y el desgaste, impidiendo el contacto de las superficies en movimiento. En realidad se está siempre bastante lejos de la condición ideal y el primer efecto inmediato es la generación de calor provocada por el rozamiento. Este calor debe ser eliminado de forma rápida y eficaz de la región donde se desarrolla para no dañar las superficies, por lo que es necesario que un buen lubricante posea una elevada "conductibilidad térmica". Un buen lubricante también debe ser químicamente inactivo, es decir, no agresivo para las superficies con las que entra en contacto; también debe proporcionar características "activas" de protección química y física para inhibir la corrosión debida, por ejemplo, a los gases de la atmósfera, a los vapores de agua o a otros agentes corrosivos (como los productos de la combustión en un motor de explosión). Otra importante contribución del lubricante es la de impedir la entrada de cuerpos extraños y partículas abrasivas en los órganos lubricados. NATURALEZA DE LOS ACEITES EN EL AUTOMÓVIL ACEITES VEGETALES Se obtienen de semillas y frutas de algunas plantas, refinándolas antes de su uso. Entre los aceites vegetales, el aceite de ricino se utilizó para los motores de competición, por sus óptimas propiedades untuosas y su elevada viscosidad a temperaturas elevadas. Su principal defecto es su fácil capacidad de oxidarse, produciendo compuestos que corroen la superficie donde se depositan. Aceites vegetales 02
  • 4. AUTOMOCIÓN EVOLUCION.@ MOTORES TÉRMICOS Y SUS SISTEMAS AUXILIARES F O R M A C I Ó N P A R A E L F U T U R O GRUPO FIAT IMPRIMIR ÍNDICE ZOOM ZOOM LUBRICANTE ACEITES MINERALES Constituyen la clase de mayor producción y se obtienen por destilación a presión reducida de las fracciones menos volátiles del crudo y por sucesivas purificaciones. Generalmente, los lubricantes se mejoran con aditivos que son sustancias químicas sintéticas que aseguran su estabilidad frente a los oxidantes y que les confieren propiedades antidesgaste, anticorrosión, detergencia y dispersividad, y se pueden utilizar en un amplio campo de temperaturas. Aceites minerales ACEITES DE SÍNTESIS Se obtienen generalmente del petróleo por medio de procesos fisicoquímicos particulares, para modificar la estructura molecular de sus componentes resaltándoles las características más importantes y, de este modo, obtener lubricantes a medida. Son muy costosos, por lo que se mezclan con aceites minerales, denominándolos semi- sintéticos. Cuando no se mezclan con bases minerales son sintéticos puros, empleándose principalmente en competición. Aceites de sintesis 03
  • 5. AUTOMOCIÓN EVOLUCION.@ MOTORES TÉRMICOS Y SUS SISTEMAS AUXILIARES F O R M A C I Ó N P A R A E L F U T U R O GRUPO FIAT IMPRIMIR ÍNDICE ZOOM ZOOM LUBRICANTE ACEITES SEMI-SINTÉTICOS Un aceite para el motor contiene aditivos de prestación (del 15 al 20%) y aceites base (del 80 al 85%). Los aceites base pueden ser: - Minerales: son los productos derivados de la destilación del petróleo. - Sintéticos: son aceites fabricados a partir de la "Síntesis" química, corresponden a moléculas químicas rigurosamente elaboradas. Un aceite semi-sintético es el producto de la mezcla de aceites base minerales y sintéticos. Los productos semi-sintéticos contienen por lo menos el 25% de base sintética. NATURALEZA DE LOS ACEITES MINERALES Las características de un aceite base, y por tanto también de un producto acabado, dependen fundamentalmente de la eficiencia de la destilación y del refinado sucesivo, y sobre todo de la naturaleza físico-química propia del crudo de origen. Los aceites minerales, en función de la composición química y de la estructura molecular, pueden dividirse en: - Parafínicos: presentan un elevado índice de viscosidad y son los más usados. - Nafténicos: presentan características de fluidez a bajas temperaturas y un reducido porcentaje de cenizas. - Aromáticos: poco usados y a menudo perjudiciales en los aceites lubricantes debido a sus características disolventes. - Insaturados: siempre presentes, en porcentaje variable, en los aceites lubricantes. 04
  • 6. AUTOMOCIÓN EVOLUCION.@ MOTORES TÉRMICOS Y SUS SISTEMAS AUXILIARES F O R M A C I Ó N P A R A E L F U T U R O GRUPO FIAT IMPRIMIR ÍNDICE ZOOM ZOOM LUBRICANTE 05
  • 7. AUTOMOCIÓN EVOLUCION.@ MOTORES TÉRMICOS Y SUS SISTEMAS AUXILIARES F O R M A C I Ó N P A R A E L F U T U R O GRUPO FIAT IMPRIMIR ÍNDICE ZOOM ZOOM LUBRICANTE DESTILACIÓN DEL CRUDO Puede ser interesante conocer a grandes líneas el mecanismo clásico de la destilación del crudo, que se hace en las refinerías y cuya finalidad es obtener una gran cantidad de productos derivados entre los que se encuentra el "aceite base" para la fabricación de lubricantes con precisas y constantes características cualitativas y en cantidades bien determinadas. OBTENCIÓN DE LOS LUBRICANTES Tanto la gasolina como el gasóleo y los aceites, provienen del proceso industrial a que son sometidos en las refinerías el petróleo crudo y determinados tipos de carbones. Tanto el petróleo como el carbón tienen su origen en millones y millones de animales y vegetales, cuyos restos han ido transformándose a lo largo de siglos y siglos, hasta llegar a convertirse en los minerales (líquido uno y solido otros), que hoy conocemos y aprovechamos. El proceso industrial al que se los somete, reside básicamente en unas columnas de destilación fraccionada, de las cuales, a medida que, por medio de dispositivos de calentamiento, va elevándose progresivamente la temperatura, surgen por separado, unos detrás de otros, casi todos los productos que componían el crudo original. Aparecen primero los productos más volatiles, como son el metano, el etano, el propano y el butano. Todos estos gases se desprenden por debajo de los 45ºC y, como son combustibles, se aprovechan para calefactar las propias instalaciones de destilación de la refinería. Los gases sobrantes se comercializan comprimidos en bombonas. Desde la temperatura indicada de 45ºC hasta alcanzar los 160ºC, comienzan a aparecer productos que, en condiciones normales son líquidos. Se trata del pentano, el exano y el heptano, que pueden emplearse como combustibles en motores de explosión, aunque su utilización más correcta es como disolventes. En este corte del proceso de destilación, también aparecen moléculas cuyas cadenas contienen hasta diez átomos de carbono, por lo que un posterior y más cuidadoso tratamiento de este corte permite separar gasolina comercial. Entre los 160ºC y los 300ºC aparecen hidrocarburos de hasta dieciséis átomos de carbono en sus moléculas (queroseno) que, por ulterior tratamiento. Denominado "cracking", también son transformados en gasolinas. Entre los 300ºC y los 360ºC aparece el gasóleo, que lo forman cadenas de hidrocarburos de 16 a 25 átomos de carbono por molécula. Los lubricantes son los derivados de mayor importancia de entre todos los productos que se extraen del petróleo. 06
  • 8. AUTOMOCIÓN EVOLUCION.@ MOTORES TÉRMICOS Y SUS SISTEMAS AUXILIARES F O R M A C I Ó N P A R A E L F U T U R O GRUPO FIAT IMPRIMIR ÍNDICE ZOOM ZOOM LUBRICANTE DESTILACIÓN ATMOSFÉRICA La destilación atmosférica es el proceso inicial que fracciona el crudo en grupos de productos a distintos puntos de ebullición. El crudo se calienta a una temperatura aproximada de 400°C haciéndolo pasar, por un tubo, a un horno específico (1) Desde este último, una mezcla fundamentalmente gaseosa, pasa a la torre de fraccionamiento (2). El esquema visualiza una de las muchas "setas" (3) presentes en un determinado "plato" (4) de la misma torre. Se puede intuir que la masa de vapores de gases calientes, al subir desde la base hasta la parte superior encontrará platos cada vez más fríos, y en cada uno de ellos dejará la parte de productos que a esa temperatura pasan de la fase gaseosa a la fase líquida. Así pues, es evidente que en la base de la torre se obtendrán productos "pesados" (residuos de alquitrán y betunes), en la parte superior productos ligeros como los gases, y otros productos en la zona intermedia (aceite combustible, gasóleo, Keroseno, gasolina, etc.). Destilación atmosférica 07
  • 9. AUTOMOCIÓN EVOLUCION.@ MOTORES TÉRMICOS Y SUS SISTEMAS AUXILIARES F O R M A C I Ó N P A R A E L F U T U R O GRUPO FIAT IMPRIMIR ÍNDICE ZOOM ZOOM LUBRICANTE DESTILACIÓN EN VACÍO Todos aquellos productos que en general se definen como "aceites" pasan luego a otra torre de destilación parecida que trabaja en vacío. De la parte superior de esta torre sale un producto que con un tratamiento de "cracking" sucesivo se podrá transformar en combustible para motores. En la parte central se obtienen los aceites básicos para la producción de los lubricantes y, por último, de la parte inferior se extrae el "residuo en vacío" que podrá utilizarse para la preparación de betunes, aceites combustibles o como materia prima para la industria petroquímica. Destilación en vacío ORIGEN DEL CRUDO En la conformación de la estructura molecular de un aceite tiene gran importancia el tipo de crudo del que procede. Así, encontramos aceites parafínicos que proceden de petróleos de Pensilvania y Rodesia. Existen aceites cicloparafínicos procedentes de petróleos rusos y de Borneo, también llamados aceites de anillos nafténicos. Existen también cortes de aceites de tipo aromático, como los que se extraen de las pizarras bituminosas. Luego hay igualmente aceites parafínico-nafténicos, aceites nafténico- aromáticos, aceites parafínico-aromáticos, etc., dependiendo en cada caso de la procedencia del crudo y de las cualidades dominantes debidas a la estructura de sus moléculas. 08
  • 10. AUTOMOCIÓN EVOLUCION.@ MOTORES TÉRMICOS Y SUS SISTEMAS AUXILIARES F O R M A C I Ó N P A R A E L F U T U R O GRUPO FIAT IMPRIMIR ÍNDICE ZOOM ZOOM LUBRICANTE En la composición de los aceites parafínicos predominan los hidrocarburos alifáticos, de formula CnH2n+2. Se consideran aceites parafínicos a los que contienen entre un 60 y un 70% de hidrocarburos parafínicos, entre un 20 y un 30% de hidrocarburos nafténicos y entre un 5 y un 10% de hidrocarburos aromáticos. En los aceites nafténicos es similar la concentración de hidrocarburos parafínicos y nafténicos (entre un 40 y un 50% de unos y otros, frente a un 5 a un 10% de hidrocarburos aromáticos), lo que ocurre es que predominan en este caso las propiedades debidas a los anillos nafténicos. Los hidrocarburos nafténicos responden a la formula general CnH2n. Los aceites de tipo nafténico son los que presentan características más interesantes desde el punto de vista de la lubricación. También las ofrecen los aceites parafínicos de cadenas ramificadas, mientras que los aceites parafínicos de cadenas lineales suelen ser eliminados por procesos de desparafinado debido a que elevan de modo indeseado el punto de congelación del producto final. Los aceites aromáticos suelen ser considerados subproductos de las líneas de fabricación de los otros tipos citados anteriormente. En su composición intervienen hidrocarburos aromáticos en proporciones superiores al 40%. Responden a la formula CnH2n-2. Por supuesto, los fabricantes de aceites tienen muy en cuenta todas estas particularidades (empezando por el origen del crudo, lo que nos indica ya el tipo de estructura molecular predominante y, por tanto, define de antemano muchas de sus propiedades) a la hora de preparar sus productos, con el fin de que siempre el aceite comercial que se vende al publico, posea las características homogéneas convenientes para el trabajo concreto al que se destina. Tan importante es el origen del aceite que, algunas veces y en determinadas marcas, es posible encontrar en los bidones grandes grabadas unas siglas que definen ese lugar de origen del crudo. ESTRUCTURA DEL ACEITE Y ADITIVOS Los aceites minerales puros, tanto de base nafténica como de base parafínica, se emplean mucho en todos los casos en los que los órganos mecánicos trabajan en condiciones de carga, temperatura y velocidad poco severas. Así pues podemos decir que estos aceites conservan buenas propiedades lubricantes en condiciones de funcionamiento normales. Si las condiciones de funcionamiento son más severas, el aceite mineral puro presenta algunas limitaciones de uso y es necesario añadir compuestos químicos para mejorar la calidad de los lubricantes. 09
  • 11. AUTOMOCIÓN EVOLUCION.@ MOTORES TÉRMICOS Y SUS SISTEMAS AUXILIARES F O R M A C I Ó N P A R A E L F U T U R O GRUPO FIAT IMPRIMIR ÍNDICE ZOOM ZOOM LUBRICANTE El aceite está formado esencialmente por un "aceite base" y por una determinada cantidad de "aditivos". Los aditivos son sustancias especiales que acentúan las cualidades intrínsecas del aceite. Es importante recordar que la valoración del tipo y el porcentaje de los aditivos no es suficiente ya que también debe garantizarse la compatibilidad entre ellos y entre los aditivos y los aceites base. Los principales tipos de aditivos son: - Antioxidantes. - Anticorrosivos. - De untuosidad. - Detergentes - dispersantes. - Que rebajan el punto de deslizamiento. - Que mejoran el índice de viscosidad. - Antiespuma. - Antidesgaste. - Ep (extrema presión). - Aditivos antioxidantes Impiden la reacción entre el oxígeno y el aceite reaccionando primero con el oxígeno antes de que éste pueda combinarse con el aceite, formando compuestos inocuos y solubles. - Aditivos antióxido y anticorrosivos El aceite se pone en contacto con todas las partes metálicas y se previene la formación de óxido, además de la corrosión química, gracias a unos compuestos específicos que provocan la formación de una capa pasivada sobre las superficies metálicas y, mejor aún, impiden en el origen el desarrollo de sustancias ácidas. - Aditivos de untuosidad En los acoplamientos cinemáticos deben evitarse los inconvenientes (microsoldaduras) que pueden surgir debido a un flujo irregular del aceite como ocurre por ejemplo al arrancar el vehículo. Para ello el aceite debe poseer elevadas características de untuosidad, cuyo efecto es mantener en las distintas condiciones de funcionamiento una capa de lubricante bien fijado a las superficies. 10
  • 12. AUTOMOCIÓN EVOLUCION.@ MOTORES TÉRMICOS Y SUS SISTEMAS AUXILIARES F O R M A C I Ó N P A R A E L F U T U R O GRUPO FIAT IMPRIMIR ÍNDICE ZOOM ZOOM LUBRICANTE - Aditivos detergentes - dispersantes Una función fundamental del aceite en los motores de explosión es, por ejemplo, limpiar la camisa y los componentes del motor de los productos de la oxidación y de los depósitos en general, reteniéndolos, si no en solución, por lo menos en suspensión. El problema es bastante más complejo ya que es necesario evitar que se aglutinen todas las partículas ajenas al aceite y que, al no haber sido retenidas por el filtro debido a su pequeño tamaño, podrían provocar morgas más o menos consistentes que obstruirían los conductos de paso del aceite. - Aditivos que rebajan el punto de deslizamiento A veces puede ocurrir que nos encontremos en condiciones ambientales especialmente rígidas, por lo que el aceite pierde fluidez y tiende a enturbiarse. Este fenómeno empieza con la formación de algunos cristales en el interior de la masa líquida y a cuyo alrededor se aglutinan otros cristales que, en poco tiempo podrían obstaculizar el deslizamiento de toda la masa de lubricante. Estas condiciones críticas perjudican gravemente el funcionamiento del vehículo. De hecho, la lubricación es escasa o nula y así se mantiene hasta que se van calentando las distintas partes, provocando el deslizamiento de la masa cristalina para permitir un flujo regular, siempre que en ese tiempo no se haya producido un daño irreparable a consecuencia de la falta de lubricación. Para evitar la cristalización se afronta el problema en su origen, introduciendo en el aceite compuestos orgánicos que rodean los primeros núcleos de cristalización y hacen más lenta la formación de la retícula cristalina que impide el deslizamiento del aceite. - Aditivos que mejoran el índice de viscosidad Es igualmente importante que la viscosidad del aceite (decreciente a medida que aumenta la temperatura), no varíe mucho en función de los cambios de temperatura ambientales y de los regímenes de funcionamiento. Esta propiedad, más importante cuanto mayor sea el índice de viscosidad, además de ser primordial para garantizar la regularidad y la constancia de la presión en los circuitos, es determinante para la regularidad de lubricación de todos los órganos y la capacidad del aceite de fluir con regularidad en todas partes. Para ello es estrictamente necesario que el aceite esté constituido por un aceite base que por sí mismo posea un elevado índice de viscosidad. También pueden añadirse al aceite sustancias especiales, formadas fundamentalmente por polímeros, y cuya finalidad es aumentar la viscosidad en caliente y limitarla en frío. De ese modo el aceite presenta una reducida variación de la viscosidad al variar las temperaturas de funcionamiento, lo que supone una importante ventaja tanto desde el punto de vista de la constancia de las presiones de funcionamiento, como, sobre todo, de la regularidad de lubricación. 11
  • 13. AUTOMOCIÓN EVOLUCION.@ MOTORES TÉRMICOS Y SUS SISTEMAS AUXILIARES F O R M A C I Ó N P A R A E L F U T U R O GRUPO FIAT IMPRIMIR ÍNDICE ZOOM ZOOM LUBRICANTE - Aditivos antiespuma Para garantizar una lubricación correcta y eficaz, es especialmente importante la propiedad del aceite de no formar espuma o limitarla, a pesar de las sacudidas a las que está sometido en el interior del vehículo. Para ello pueden añadirse sustancias que reducen la llamada "tensión interfacial" entre las burbujas de aire o gas y el aceite. Estas burbujas, que se forman en el interior del fluido, al agruparse en burbujas de mayor tamaño, llegan antes a la superficie libre y se disuelven. - Aditivos antidesgaste Examinemos ahora el fenómeno del desgaste, que es uno de los más perjudiciales para los órganos mecánicos. Este fenómeno se debe al deslizamiento relativo entre dos superficies encaradas que, a pesar de unos mecanizados atentos y precisos, presentan rugosidades superficiales más o menos profundas, de forma que las crestas recíprocas no pueden mantenerse alejadas de la película de aceite presente entre ambas. Así pues, en el movimiento relativo se produce una continua erosión del material metálico y el fenómeno tendería a consumir en breve tiempo todas las partes objeto de rozamiento. Para reducir notablemente el desgaste se añaden sustancias bajo fundentes, que al rellenar los surcos en varias deposiciones, nivelan las superficies metálicas, mejorando el contacto entre los órganos en movimiento. De ese modo se produce un rápido desgaste pero sólo superficial durante el primer período del funcionamiento y, a medida que se va depositando el aceite, la remoción del material se reduce progresivamente a valores irrelevantes o perfectamente aceptables desde el punto de vista de la duración de los órganos mecánicos. - Aditivos EP (Extrema presión) Estos aditivos pueden ser compuestos a base de plomo, azufre o fósforo - zinc con la característica de limitar el desgaste. Siendo muy parecido al efecto de los aditivos "antidesgaste", su comportamiento es bastante distinto. La acción de los aditivos "EP" se caracteriza por una fase inicial en la que prevalece el fenómeno de la absorción del aditivo en las superficies metálicas, con la consiguiente y significativa reducción del coeficiente de rozamiento. A esta fase le sigue una descomposición, favorecida por las elevadas temperaturas locales provocadas por los rozamientos y deformaciones de naturaleza Hertziana, que lleva a los elementos activos del aditivo a reaccionar químicamente con las partes metálicas, para crear películas muy resistentes con características anti-soldantes y de menor rozamiento. Los aditivos anti-desgaste se comportan igual que los "EP" para lo que se refiere a la absorción superficial y la descomposición química debida a las altas temperaturas locales. 12
  • 14. AUTOMOCIÓN EVOLUCION.@ MOTORES TÉRMICOS Y SUS SISTEMAS AUXILIARES F O R M A C I Ó N P A R A E L F U T U R O GRUPO FIAT IMPRIMIR ÍNDICE ZOOM ZOOM LUBRICANTE Naturalmente, la naturaleza de la siguiente reacción química es distinta, tras la cual se forman fosfatos metálicos con un punto de fusión relativamente bajo. Estos compuestos se insinúan localmente en estado líquido entre las asperezas superficiales con un discreto efecto lubricante y, al solidificar después debido al inevitable enfriamiento, dan a la superficie un mayor grado de alisamiento. Añádase además que el zinc liberado de la reacción mencionada, tiende a difundirse entre las superficies metálicas en contacto, garantizando a su vez la reducción del rozamiento y el peligro de que se formen micro-soldaduras. Las reacciones que se han descrito son, naturalmente, mucho más complejas de lo que pueden parecer en una sencilla exposición esquemática, y la elección del aceite debe hacerse sin olvidar la posibilidad de que dichas reacciones provoquen corrosiones no deseadas, especialmente en los órganos de aleación ligera. CARACTERÍSTICAS PRINCIPALES DE LOS LUBRICANTES Las principales características de los lubricantes son: VISCOSIDAD Es la resistencia que ofrecen las moléculas que constituyen el aceite al deslizarse unas sobre otras. Dicha resistencia interna es debida al frotamiento interno de las moléculas del propio líquido al deslizar y rozar unas sobre otras. Cuanto mayor es la viscosidad de un aceite, significa que mayor es también la resistencia que ese aceite presenta al fluir. No debe confundirse viscosidad con densidad (densidad, es el peso de una sustancia por unidad de volumen); son dos conceptos totalmente diferentes que poco tienen que ver entre sí. El aceite es menos denso que el agua por eso flota sobre ella. Y sin embargo el aceite es mucho más viscoso que el agua por eso fluye peor que ésta. Los valores de la viscosidad disminuyen con el aumento de la temperatura 13
  • 15. AUTOMOCIÓN EVOLUCION.@ MOTORES TÉRMICOS Y SUS SISTEMAS AUXILIARES F O R M A C I Ó N P A R A E L F U T U R O GRUPO FIAT IMPRIMIR ÍNDICE ZOOM ZOOM LUBRICANTE La viscosidad es una propiedad de los aceites que depende mucho de la temperatura. En general, un aceite es tanto más viscoso cuanto más frío se encuentra. A medida que un aceite va ganando temperatura, va perdiendo viscosidad. Un aceite fluye mejor cuanto mas caliente se encuentre. La primera definición científica de la viscosidad la dio Newton quien introdujo la idea de estratos de fluido que se deslizan uno sobre otro. Para entender mejor cómo se produce y qué representa realmente la viscosidad de un fluido, piénsese, por ejemplo, en una placa P de área A, apoyada sobre una capa de fluido de espesor h. 14
  • 16. AUTOMOCIÓN EVOLUCION.@ MOTORES TÉRMICOS Y SUS SISTEMAS AUXILIARES F O R M A C I Ó N P A R A E L F U T U R O GRUPO FIAT IMPRIMIR ÍNDICE ZOOM ZOOM LUBRICANTE Se puede constatar empíricamente que, para mantener la placa en movimiento uniforme a una velocidad V, debe aplicarse a la misma una fuerza de intensidad F que resulta inversamente proporcional al espesor h del estado de fluido y directamente proporcional al área A de la placa y a su velocidad V. Por lo tanto: V⋅A P= h PUNTO DE INFLAMABILIDAD Se entiende como la temperatura en °C a la que la relación vapores de aceite - aire es suficientemente alta como para permitir una combustión instantánea si se provoca con una llama. Conocer el punto de inflamabilidad de un aceite lubricante sirve para identificar contaminantes y para examinar el estado de alteración del aceite usado. También sirve para valorar las mejores condiciones para su almacenamiento. PUNTO DE DESLIZAMIENTO Se entiende como la temperatura en °C a la que el aceite, tras un enfriamiento progresivo, deja de "deslizarse". Este valor sirve para verificar el comportamiento del aceite a bajas temperaturas. Para una valoración completa de los aceites lubricantes la ASTM (American Society for Testing and Materials) prevé otras pruebas como la: - Determinación del residuo carbonoso (residuo que queda de una cantidad de aceite determinada después de haberla sometido a un calentamiento intenso, sin aire, durante un período de tiempo prefijado). - Determinación del número de neutralización (es la medida del envejecimiento de un aceite mineral; con ésta se determina el número de mg de hidróxido de potasio necesarios para la neutralización de los ácidos libres contenidos en un gramo de aceite). - Determinación de las cenizas (cantidad de sustancias incombustibles presentes en el lubricante). 15
  • 17. AUTOMOCIÓN EVOLUCION.@ MOTORES TÉRMICOS Y SUS SISTEMAS AUXILIARES F O R M A C I Ó N P A R A E L F U T U R O GRUPO FIAT IMPRIMIR ÍNDICE ZOOM ZOOM LUBRICANTE ESTABILIDAD TÉRMICA Es la capacidad de mantener íntegras las propiedades del lubricante a temperaturas extremas. MUY BAJA VOLATILIDAD Es la característica de no evaporarse ni la base ni los aditivos, aun con elevadas temperaturas. FUERZA DE COHESIÓN El comportamiento de las moléculas del lubricante, puede compararse con el de unas bolas elásticas interpuestas entre dos superficies. Aplastamiento de las moléculas Con el fin de que las moléculas resistan el aplastamiento, es necesario que la fuerza de cohesión (unión) sea muy elevada, y no disminuya por efecto de la temperatura o a consecuencia de movimientos vertiginosos. 16
  • 18. AUTOMOCIÓN EVOLUCION.@ MOTORES TÉRMICOS Y SUS SISTEMAS AUXILIARES F O R M A C I Ó N P A R A E L F U T U R O GRUPO FIAT IMPRIMIR ÍNDICE ZOOM ZOOM LUBRICANTE UNTUOSIDAD Cuando la viscosidad es insuficiente por condiciones críticas, interviene otra característica de los lubricantes: la untuosidad o capacidad de adherirse fuertemente a las superficies, garantizando de este modo una lubricación en condiciones extremas. Poniendo el aditivo las moléculas de aceite se adhieren sólidamente a las superficies metálicas, aseguran una buena lubricación cuando se inicia el movimiento. Las superficies metálicas están en contacto en seco cuando se inicia el movimiento DETERGENCIA Es la capacidad de un aceite para prevenir y reducir la formación de lacas y depósitos carbonosos durante el funcionamiento del motor. Lacas en la zona de los anillos elásticos Ausencia de lacas usando aceites con poder detergente 17
  • 19. AUTOMOCIÓN EVOLUCION.@ MOTORES TÉRMICOS Y SUS SISTEMAS AUXILIARES F O R M A C I Ó N P A R A E L F U T U R O GRUPO FIAT IMPRIMIR ÍNDICE ZOOM ZOOM LUBRICANTE DISPERSIÓN Es la capacidad de un aceite de impedir la formación de posos evitando la obstrucción de los conductos de engrase. Los posos se acumulan impidiendo la circulación del aceite Con aditivos, libre circulación del aceite en ausencia de los posos 18
  • 20. AUTOMOCIÓN EVOLUCION.@ MOTORES TÉRMICOS Y SUS SISTEMAS AUXILIARES F O R M A C I Ó N P A R A E L F U T U R O GRUPO FIAT IMPRIMIR ÍNDICE ZOOM ZOOM LUBRICANTE EXTREMA PRESIÓN Es la capacidad que tiene un aceite para asegurar la resistencia de la película lubricante, aun cuando las piezas en trabajo estén soportando un elevado esfuerzo. La película lubricante se interrumpe Con aditivos permite a la película resistir aun cuando haya cargas muy elevadas sobre las piezas. La película lubricante se mantiene entre las superficies metálicas 19
  • 21. AUTOMOCIÓN EVOLUCION.@ MOTORES TÉRMICOS Y SUS SISTEMAS AUXILIARES F O R M A C I Ó N P A R A E L F U T U R O GRUPO FIAT IMPRIMIR ÍNDICE ZOOM ZOOM LUBRICANTE ANTIOXIDANTE Es la capacidad del aceite de mantenerse inalterable ante la presencia del oxígeno contenido en el aire. El aceite se oxida por el mero hecho de su contacto con el aire, lo mismo le ocurre al aceite encerrado en el cárter. La oxidación del aceite se acelera muchísimo a partir de los 140o C. El oxigeno presente en el aire cuando entra en contacto con el aceite le hace perder algunas propiedades Los aditivos se mezclan con el oxigeno, evitan la oxidación y mantienen inalterables las propiedades del aceite 20
  • 22. AUTOMOCIÓN EVOLUCION.@ MOTORES TÉRMICOS Y SUS SISTEMAS AUXILIARES F O R M A C I Ó N P A R A E L F U T U R O GRUPO FIAT IMPRIMIR ÍNDICE ZOOM ZOOM LUBRICANTE ANTICORROSIVO Y ANTIHERRUMBRE Es la capacidad del aceite de proteger de las materias ácidas que atacan las superficies metálicas del circuito de engrase. Durante el funcionamiento, se forman inevitablemente en las cámaras ácidos inorgánicos fuertes, parte de los cuales caen al cárter contaminando el aceite. Tras arrancar, cuando el motor todavía está frío, las materias corrosivas se forman muy rápidamente. El motor de un vehículo obligado a paradas y arranques frecuentes es el que peor trato recibe a este respecto. Las sustancias ácidas atacan las superficies metálicas y las corroen Con aditivos se limitan el desarrollo de las sustancias ácidas, las superficies metálicas permanecen intactas 21
  • 23. AUTOMOCIÓN EVOLUCION.@ MOTORES TÉRMICOS Y SUS SISTEMAS AUXILIARES F O R M A C I Ó N P A R A E L F U T U R O GRUPO FIAT IMPRIMIR ÍNDICE ZOOM ZOOM LUBRICANTE ANTIDESGASTE Es la capacidad de proteger del desgaste las piezas en rozamiento mediante la aportación de otros metales. A pesar de la protección ordinaria del aceite el uso continuado puede provocar abrasiones sobre superficies metálicas. Las sustancias metálicas presentes en el aditivo forman una capa protectora que evita la propagación del fenómeno. Las superficies metálicas permanecen activas contra la abrasión 22
  • 24. AUTOMOCIÓN EVOLUCION.@ MOTORES TÉRMICOS Y SUS SISTEMAS AUXILIARES F O R M A C I Ó N P A R A E L F U T U R O GRUPO FIAT IMPRIMIR ÍNDICE ZOOM ZOOM LUBRICANTE ANTIESPUMANTE Es la capacidad que tiene el aceite para evitar las burbujas de espuma que impiden el contacto del aceite con las superficies en fricción. El aire se mezcla con el aceite creando espuma que impide el contacto con las superficies metálicas. El aditivo actúa sobre la resistencia de las burbujas de espuma, las burbujas se disuelven. 23
  • 25. AUTOMOCIÓN EVOLUCION.@ MOTORES TÉRMICOS Y SUS SISTEMAS AUXILIARES F O R M A C I Ó N P A R A E L F U T U R O GRUPO FIAT IMPRIMIR ÍNDICE ZOOM ZOOM LUBRICANTE CLASIFICACIÓN DE LOS ACEITES EN FUNCIÓN DE SU VISCOSIDAD ÍNDICE DE VISCOSIDAD La viscosidad del aceite es muy sensible a las variaciones de temperatura; los aditivos mejoradores del índice de viscosidad hacen que éste sea menos sensible a los cambios de temperatura, obteniendo una viscosidad más uniforme a las alteraciones de temperatura, consiguiendo con esto unos aceites denominados multigrado. Alto índice de viscosidad Bajo índice de viscosidad Para determinar los grados de viscosidad en el aceite se emplean los baremos establecidos por S.A.E. (Society of Automotive Engineers); existen 10 grados S.A.E. de viscosidad en el aceite 10, 15, 20, 25, etc. .. indicando cada nivel un índice de viscosidad superior; seis de estos grados están definidos con la letra W (Winter) invierno, así un S.A.E. 20W es más fluido que un S.A.E. 20, ya que mantiene la misma viscosidad que este último a menor temperatura. Los números S.A.E. indican solamente viscosidad, pero no la calidad ni el servicio para que el que se ha fabricado. 24
  • 26. AUTOMOCIÓN EVOLUCION.@ MOTORES TÉRMICOS Y SUS SISTEMAS AUXILIARES F O R M A C I Ó N P A R A E L F U T U R O GRUPO FIAT IMPRIMIR ÍNDICE ZOOM ZOOM LUBRICANTE ACEITES MONOGRADO Los aceites que tienen un sólo índice de viscosidad, se les denomina Monogrado y poseen una viscosidad que permite la lubricación optima en una limitada variación temperatura externa, ejemplo: S.A.E. 30. ACEITES MULTIGRADO Los aceites multigrado son los que poseen una viscosidad elástica que permite una buena lubricación aun con una variación muy amplia de la temperatura exterior, ejemplo: S.A.E. 20 W-50. Los aceites multigrados poseen una viscosidad elástica que permiten una buena lubricación aun con una variación muy amplia de la temperatura. Los aceites que se indican en la tabla, aseguran el engrase crítico del motor (engrase en el momento del arranque en frío) en la gama de temperaturas exteriores indicadas. Recordar que cuanto mayor sea el índice de viscosidad, mayor será la protección a elevadas temperaturas. 25
  • 27. AUTOMOCIÓN EVOLUCION.@ MOTORES TÉRMICOS Y SUS SISTEMAS AUXILIARES F O R M A C I Ó N P A R A E L F U T U R O GRUPO FIAT IMPRIMIR ÍNDICE ZOOM ZOOM LUBRICANTE Tabla de temperaturas exteriores y graduaciones aconsejadas. 26
  • 28. AUTOMOCIÓN EVOLUCION.@ MOTORES TÉRMICOS Y SUS SISTEMAS AUXILIARES F O R M A C I Ó N P A R A E L F U T U R O GRUPO FIAT IMPRIMIR ÍNDICE ZOOM ZOOM LUBRICANTE CLASIFICACIÓN S.A.E. (Society of Automotive Engenneers). Clasifica los aceites lubricantes con base en la viscosidad, no teniendo en cuenta ninguna otra característica cualitativa. El grado S.A.E. indica el grado de viscosidad del aceite en base a las temperaturas ambiente. El primer número se refiere a la viscosidad en frío, para uso invernal (símbolo W = winter, del inglés significa invierno), mientras que el segundo la toma en consideración en caliente. El criterio de elección tiene que tener en cuenta: - La temperatura ambiente mínima de utilización del motor en el invierno. - La máxima temperatura de funcionamiento en verano. En el caso de una conducción deportiva y urbana o cuando la temperatura del aire es elevada, el motor padece altas temperaturas que acentúan el fenómeno. Los aceites monogrados generalmente son utilizados cuando la temperatura de funcionamiento varía poco. Un aceite multigrado es menos sensible a la temperatura. Los aceites multigrados son una clase particular de aceites, cuya curva de viscosidad es tal que responden a más números SAE. Por ejemplo un aceite 15W-40 cubre todo el campo de las graduaciones 15W-20/30/40. ESPECIFICACIONES Son las siglas que identifican un cierto tipo y número de pruebas que el lubricante tiene que superar para ser calificado. Superar una especificación significa garantizar la mínima calidad solicitada para la especificación misma. Existen muchas tipologías de especificaciones: - Las especificaciones solicitadas por asociaciones internacionales de productores y constructores (API, ACEA). - Las especificaciones solicitadas por los constructores, nacidas para satisfacer particulares exigencias de su parque de coches (FIAT, GM, VW). Estas últimas enriquecen un lubricante y lo hacen particularmente indicado para una específica tipología motoristica. Las especificaciones internacionales son en cambio paso necesario para poder definir un lubricante internacionalmente aprobado. Se han venido desarrollando diferentes normas para definir y evaluar las aptitudes de un aceite para prevenir el desgaste, la formación de depósitos y la degradación del mismo. Las normas más utilizadas y consideradas mundialmente fueron las establecidas por: - A.P.I. (American Petrolium Institute). - C.C.M.C. (Comité de Constructores del Mercado Común Europeo). - M.I.L. (Siglas de las homologaciones otorgadas por el ejercito U.S.A.) - S.H.P.D.O. (Super High Prestaciones Diesel Oil) - A.C.E.A. ( Asociación de Constructores Europeos de Automóviles) 27
  • 29. AUTOMOCIÓN EVOLUCION.@ MOTORES TÉRMICOS Y SUS SISTEMAS AUXILIARES F O R M A C I Ó N P A R A E L F U T U R O GRUPO FIAT IMPRIMIR ÍNDICE ZOOM ZOOM LUBRICANTE A.P.I. (American Petrolium Institute). La primera clasificación de los lubricantes la realizó el API (American Petroleum Institute). Clasifica los aceites lubricantes en base: - A la motorización, según dos grandes familias: S para gasolina / C para Diesel, utilizando pruebas en motores y condiciones de empleo americanas. - Al servicio al que están destinados, esto es que, al lado de estas dos categorías (S y C), aparece una letra progresiva (SA/SB/SC... SG/SH/SJ) que caracteriza el nivel de prestaciones, continuamente actualizado, en función de nuevas tecnologías y exigencias medioambientales. Sin embargo las categorías SA, SB, SC, SD corresponden a exigencias de motores anteriores a 1971 y han sido superadas, al igual que las categorías CA y CB que ya no cumplen las exigencias de los motores Diesel modernos. La especificación más actual para los vehículos de gasolina es la API SL mientras para los vehículos diesel se han alcanzado últimamente las especificaciones API CH-4 y CI- 4. Las pruebas previstas por las API, desde la SH en adelante, son llevadas a cabo siguiendo las reglas previstas por el protocolo CMA (control de las pruebas motoristicas, control de las formulaciones, control de los datos). Para conseguir esta clasificación, un lubricante tiene que superar cuatro pruebas motoristicas que consideran: - El aumento de la temperatura del aceite del motor en servicio. - El alargamiento del intervalo del cambio de aceite fijado por los constructores. - La búsqueda de prestaciones motorísticas. - La rigidez de normas de protección medio-ambientales. - La reducción del consumo de carburante gracias a una escasa viscosidad (sólo para aceites "Energie conserving"). 28
  • 30. AUTOMOCIÓN EVOLUCION.@ MOTORES TÉRMICOS Y SUS SISTEMAS AUXILIARES F O R M A C I Ó N P A R A E L F U T U R O GRUPO FIAT IMPRIMIR ÍNDICE ZOOM ZOOM LUBRICANTE Clasificación A.P.I. para motores de gasolina SE: Definida en 1979. Asegura una protección contra la oxidación a temperaturas elevadas, contra la formación de morgas a bajas temperaturas, posee cualidades antioxidantes y antidesgaste. SF: Definida en 1980. Responde a las características de la categoría SE, pero con una estabilidad de oxidación y cualidades antidesgaste reforzadas. SG: Definida en 1989. Incluye las prestaciones y propiedades de los lubricantes API CC. Posee una estabilidad de oxidación y un poder antidesgaste de dispersividad mejorados respecto a SF. Es adecuado para motores Diesel poco esforzados. SH: Retoma las pruebas previstas para el servicio SG con un aumento de las prestaciones del lubricante en términos de control en los depósitos en el cárter, de oxidación, desgaste, óxido y corrosión. SJ: Retoma las pruebas previstas para el servicio SH con mejora de las prestaciones en términos de intervalo de cambio de aceite, resistencia térmica y compatibilidad con los silenciosos catalíticos. SL: Es la especificación oficializada el 1 de Julio de 2001. Constituye una evolución en términos de: estabilidad a la oxidación, control de los depósitos a altas temperaturas, reducción de la volatilidad y los consumos. Las pruebas de valoración han aumentado y se han hecho más rígidas y severas. S.A. * Aceite mineral puro. S.H. Define actualmente el aceite de máxima calidad dentro de la normativa A.P.I. 29
  • 31. AUTOMOCIÓN EVOLUCION.@ MOTORES TÉRMICOS Y SUS SISTEMAS AUXILIARES F O R M A C I Ó N P A R A E L F U T U R O GRUPO FIAT IMPRIMIR ÍNDICE ZOOM ZOOM LUBRICANTE Clasificación A.P.I. para motores Diesel CC: adecuado para motores Diesel poco forzados con una utilización medianamente severa y para algunos motores de gasolina. Asegura una protección contra los depósitos a temperaturas elevadas (Diesel) y bajas temperaturas (gasolina) así como contra la corrosión y el óxido. CD: adecuado para motores Diesel sobrealimentados, con una utilización severa, que funcionan a velocidades y potencias elevadas y requieren una protección muy eficaz contra el desgaste y los depósitos, con combustibles de diferentes calidades. CE: adecuado para una utilización muy severa, responde a la categoría CD pero con distintos bancos - prueba (Mack, Cummins). CF: Para motores diesel de inyección indirecta y para otros motores diesel que utilizan un amplio rango de lubricantes, incluso aquellos con un elevado contenido de azufre. Controla el depósito sobre los pistones, el desgaste y la corrosión de los pernos que es importante para estos motores, que pueden ser de aspiración natural, sobrealimentados y sobrealimentados de elevadas prestaciones. CF2: para motor diesel de dos tiempos de empleo severo. Típico de los motores diesel de dos tiempos que solicitan un eficaz control sobre los cilindros, sobre los segmentos y sobre los depósitos. Los aceites designados para este tipo de servicio existen desde 1994 y pueden ser también utilizados cuando esta recomendada la especificación CD- II. No se encuentran necesariamente los requisitos de la especificación CF o CF4, aunque tienen que superar también estas pruebas. CF4: adecuado para motores Diesel que se utilizan de forma muy pesada. Categoría introducida en 1990, describe aceites usados en motores Diesel de alta velocidad. Supera las prestaciones previstas para la categoría CE y garantiza un mejor control en el consumo de lubricante y los depósitos. CG4: adecuado para motores Diesel de utilización muy severa (autopistas u obras) que utilizan gasóleo con un porcentaje de azufre inferior al 0,05% (nuevas normas medioambientales). Mejores prestaciones antidesgaste, anticorrosión, detergentes y dispersivas. CI4: Motores diesel en condiciones de empleo severo (2002). Aceite para el empleo a altas velocidades, motores diesel de 4 tiempos, nacidos para responder a los estandares sobre las emisiones de los aceites de 2004, implementados en Octubre de 2002. A utilizar con carburantes con contenido de azufre hasta 0,05%. Estos aceites son eficaces para respaldar la duración del motor cuando son utilizadas EGR y otros dispositivos relativos a las emisiones. Ofrecen estabilidad a altas y bajas temperaturas y óptima protección contra: el desgaste, el hollín, el depósito en los pistones y la formación de espumas, C.A. Define los mínimos requeridos para motores Diesel atmosféricos. C.F. Define actualmente el aceite de máxima calidad dentro de la normativa A.P.I. 30
  • 32. AUTOMOCIÓN EVOLUCION.@ MOTORES TÉRMICOS Y SUS SISTEMAS AUXILIARES F O R M A C I Ó N P A R A E L F U T U R O GRUPO FIAT IMPRIMIR ÍNDICE ZOOM ZOOM LUBRICANTE C.C.M.C. (Comité de Constructores del Mercado Común Europeo). Clasifica los aceites para motores en base al tipo de servicio al que están destinados. Especificaciones C.C.M.C. de los aceites para motores de Otto: - G1; G2; G3; G4 y G5. G1 Los miembros del C.C.M.C. definen los mínimos para motores Otto. Cuanto mayor sea el número mejor es la calidad y prestaciones del aceite. G5 Representa actualmente el aceite de máxima calidad dentro de la normativa C.C.M.C. Especificaciones C.C.M.C. de los aceites para motores Diesel: - D1; D2; D3; D4; D5; PD1 y PD2. D1 Define los mínimos requeridos para motores Diesel atmosféricos. PD2 representa actualmente el aceite de máxima calidad dentro de la normativa C.C.M.C. M.I.L. (Siglas de las homologaciones otorgadas por el ejercito U.S.A.) Para fines logísticos operativos. Especificación máxima actual: - Aceite motores gasolina MIL-L-46152D - Aceite motores diesel MIL-L-2104F S.H.P.D.O. (Super High Prestaciones Diesel Oil) Representa el máximo nivel de prestaciones reconocido actualmente en un lubricante para los motores Diesel de vehículos industriales. A.C.E.A. ( Asociación de Constructores Europeos de Automóviles) Son los nuevos requerimientos europeos para aceites de motor. ACEA sustituye a la norma CCMC a partir de 1996 por ser más exigente. - Aceite motores gasolina A1-96; A2-96; A3-96 - Aceite motores diesel ligero B1-96; B2-96; B3-96 - Aceite motores diesel pesado E1-96; E2-96; E3-96 31
  • 33. AUTOMOCIÓN EVOLUCION.@ MOTORES TÉRMICOS Y SUS SISTEMAS AUXILIARES F O R M A C I Ó N P A R A E L F U T U R O GRUPO FIAT IMPRIMIR ÍNDICE ZOOM ZOOM LUBRICANTE El ACEA es la asociación formada por los principales constructores automovilísticos europeos (Alfa Romeo, BMW, Citroen, Peugeot, Fiat, Renault, Volkswagen, Daimler Benz, British Leyland, Daf). Nace por la fusión de CCMC (Comité Constructores Mercado Común) con el ATIEL (Asociación Técnica de los Productores europeos de Lubricantes). Las especificaciones CCMC, reemplazadas lentamente ya por las ACEA, clasificaron los productos con G para motor de gasolina, PD para diesel ligeros y D para diesel pesados. Las especificaciones ACEA han nacido para conseguir un nivel cualitativo de más confianza, prestaciones más elevadas, gestión de ejercicio simplificada y mayor respeto ambiental en las nuevas motorizaciones. La adopción de las especificaciones ACEA comporta: - La introducción de nuevas formulaciones con materias primas innovativas con respecto de aquéllas utilizados para los mismos destinos de empleo. - El análisis y la certificación de las prestaciones de cada fórmula individual utilizada. - Vínculo por parte del productor de no cambiar los componentes de la fórmula ya certificada. - Certificación ISO 9001/2 de las instalaciones de producción. - Observancia de parte del productor de las normas ATIEL, (el ente que ha definido metodología y parámetros a la base de la certificación ACEA junto al Comité de los Productores de Aditivos). Las pruebas solicitadas para las especificaciones ACEA se suman a aquellas previstas por las CCMC y ellos devuelven más rígidos. Las letras (clases) identifican las muchas tipologías de motores en el modo siguiente: - A para motor de gasolina - B para los diesel ligeros - E para los diesel pesados Las categorías numéricas indican los muchos empleos y aplicaciones dentro de una determinada clase de letras, unidas a más niveles de prestaciones del aceite. A1 Fuel economy (bajo consumo) A2 Medianas prestaciones A3 Altas prestaciones A4 Motores de inyección directa. A5 Fuel economy altas prestaciones B1 Fuel economy (bajo consumo). B2 Medianas prestaciones. B3 Altas prestaciones motores de inyección indirecta. B4 Altas prestaciones motores de inyección directa. B5 Fuel economy (bajo consumo) de altas prestaciones. 32
  • 34. AUTOMOCIÓN EVOLUCION.@ MOTORES TÉRMICOS Y SUS SISTEMAS AUXILIARES F O R M A C I Ó N P A R A E L F U T U R O GRUPO FIAT IMPRIMIR ÍNDICE ZOOM ZOOM LUBRICANTE E1 Obsoleta E2 Medianas prestaciones E3 Producidas para motor límites Euro II E4 Producidas semisint. / sint. para larga duración Euro II y Euro III E5 Producidas para motor límites Euro III La última puesta al día de los especificaciones ACEA remonta al mes de febrero de 2002. La aplicación específica de una secuencia (clase+categoría) es responsabilidad individual del constructor para sus vehículos y motores. Aceites pertenecientes a cierta categoría también pueden satisfacer las exigencias de otra categoría, pero en algunos motores pueden ser utilizados los aceites de una cierta categoría dentro de una determinada clase. El año de referencia debe entenderse solo para el uso industrial e indica el año de implementación de un nivel más severo para una determinada categoría. Un nuevo número significaría que una nueva prueba, parámetro o límite ha sido incorporado a la categoría para satisfacer nuevas exigencias de prestaciones, pero quedando compatible con las aplicaciones existentes. Una puesta al día tiene que siempre satisfacer las aplicaciones de la edición anterior, de otro modo se introduce una nueva categoría. SELECCIÓN DEL ACEITE DEL MOTOR La selección del aceite del motor, los intervalos de cambio y el mantenimiento, son los factores críticos para obtener resultados óptimos del motor y una larga vida del mismo. Sin embargo, la elección del aceite adecuado no siempre es fácil. Un aceite que da un buen resultado a una temperatura extrema dada, puede crear problemas bajo diferentes condiciones de temperatura. Aun cuando los aceites parezcan igualmente adecuados para una aplicación dada, uno de ellos puede tener ventajas significativamente mayores que el otro en cuanto al consumo de aceite, economía de combustible, protección antidesgaste y facilidad de arranque. 33