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Nuestros investigaciones

Dilución del aceite y sacrificio del motor en aras de la ecología

Como murió el aceite

Esta historia trata sobre, como prevenir deficiencias en el mantenimiento y evitar la reparación general del motor. Según la estadística, uno de cada 10 motores con una potencia más de 300 caballos de fuerza está sujeto a la substitución durante el periodo de garantía. La causa de la falla del motor en el mayor de los casos es la degradación del aceite.

Mandando el auto a los servicios oficiales de agencia, grande parte de los dueños de automóviles no se preocupan en pensar sobre el aceite que le colocan al motor, confiando totalmente esta decisión a los profesionales.

Durante últimos 30 años la potencia de motores se aumentó en 2 veces o más, pero la velocidad media de recorrido se reduce cada año. El recorrido de 10 000 km en los atascos de tráfico con la velocidad media de 30 km/ hora y el recorrido en las carreteras con velocidad de 100 km/ hora generan una carga al motor y al aceite distinto a como era antes. Entre tanto, las propiedades del aceite durante estos años no han cambiado y a veces el aceite no resiste estas cargas. (en los últimos 30 años el aceite ha cambiado de API SF, FG, SH, SJ, SK, SL, SM, SN)

Para prevenir reparación general de su motor, es muy importante comprender en cuanto tiempo “se degrada el aceite” y con qué frecuencia se debe cambiar. Espero, que mi historia ayude a prevenir deficiencias en el mantenimiento de su motor y prevenir la reparación general del mismo.

Mi automóvil es un Range Rover Sport, 2013, 3.0 turbodiesel, 292 caballos de fuerza. Se usa terminantemente solo un tipo del aceite Castrol EDGE Professional Titanium A5 5W-30.

Es un aceite “Energy Conserving” o energéticamente eficiente. Explicaré un poco más tarde que significa eso. Tomé las muestras del aceite cada 1 000 km, para monitorear el comportamiento del aceite, si está en buen estado o no. ( para ver qué ha pasado con el aceite, si está vivo o no.)

La primera prueba

Tomé la primera muestra después de 1 000 km justo después del servicio automotriz y lo que vi me sobresaltó.

Extraemos una muestra de aceite por el cárter

He visto algo que no esperaba ver. Puede ser como la mayor parte de las personas que piensa que si tú tienes un automóvil moderno de alto costo, uno no se debe preocupar por nada. Pero no es así. ( esta parte no tiene sentido en este lugar: El modo de funcionar del motor de combustión interna se quedó invariable durante últimos 150 años.) Los mecánicos dijeron, que mi motor iba a pasar a mejor vida, y yo con un peso en la corazón, empecé a pensar sobre la compra del automóvil Tesla. En la muestra del aceite encontramos una considerable cantidad restos de metal. Estos restos de metal no me dejaron en paz y decidí investigar la causa o razón de ello.

La muestra del aceite tenía un color oscuro y en el fondo del envase se encontraron depositadas partículas metálicas no-magnéticas

Es raro, porque el aceite han cambiado hace 1 000 km. ¿De dónde son las partículas metálicas? Visualmente, el motor no demostró síntomas de “enfermedad”, funcionó potente y sin ruido. Ahí es mi explicación. Se quedó que en Range Rover Sport decantan el aceite no del cárter, pero con una bomba por arriba durante el periodo del tiempo recomendado según los manuales de servicio. Lógicamente, los depósitos se quedaron en la parte inferior del cárter del motor. Sin embargo, decidimos proseguir nuestra investigación para llegar a la causa y continuamos tomando más muestras.

Tribología

Sé que suena horrible, pero no se preocupe, no es una enfermedad, es una ciencia que trata sobre la fricción y el desgaste. Eso es lo que necesitamos bases científicas para nuestra investigación. Lo más importante es comparar como cambian las propiedades del aceite bajo las condiciones más similares a las reales. Para eso necesitamos una máquina de fricción especial.

>Maquina de fricción ИИ 5018М para la modelación de llas condiciones en los pares de fricción.

Esta máquina genera la carga y mide diferentes parámetros como por ejemplo la temperatura. El cambio de la temperatura de las muestras del aceite nos dice muchas cosas.

El aceite puro Castrol EDGE, tuvo las características casi ideales. Su temperatura de trabajo, en la zona de fricción fue solo 100C. La muestra del aceite, que fue sacaba después de los primeros 1000 km, tuvo la temperatura 130C en la zona de fricción, en la muestra del aceite con el recorrido de 3000 km la temperatura aumentó hasta 180C. ¿Cuál es la causa?

Una de las causas es la perdida de las propiedades tribológicas prematuras del aceite podría ser la oxidación. Por eso nuestro próximo paso fue la comprobación del nivel de oxidación del aceite en un espectrómetro infrarojo. Geogreafi fisiológicas

Oxidación del aceite

En el espectrometro infrarojo no se encontro oxidación del aceite. Muy frecuentemente, la oxidación es la causa de la pérdida de las propiedades tribológicas del aceite. Pero sin oxidación ¿Por qué la tribología del aceite empeoro?

Se observa que no se produjo un aumento en los picos de los números de onda específicos para el grupo carboxilo (1710 - 1740 cm-1). Lo que significa que el grado de oxidación del aceite no aumentó. Pero si decrecieron las propiedades tribológicas del aceite

Partículas de Hollín en el aceite

No es ningún secreto que un gran volumen de los productos de la combustión, entran en el aceite. Y en primer lugar son las partículas de hollín. La saturación del aceite con hollín es un proceso muy rápido con el uso del diésel. Las partículas de hollín tienen un tamaño muy pequeño y ningún filtro del aceite las detiene. Pensamos, que precisamente estas partículas de hollín en el aceite en grandes cantidades, causan la inutilización de los aditivos antifriccionantes del aceite, aumentando la viscosidad del aceite y la temperatura en la zona de fricción. Como resultado hay la pregunta, porque no advertimos fallas en el motor? Por qué el motor del auto tiene un sistema de refrigeración, que mantiene la temperatura óptima.

Un moderado tamaño de las partículas de hollín en el aceite, es de 0,5-2 µ(mk). Estas partículas tiñen de negro al aceite aún con pocos kilómetros de uso, especialmente en los motores diésel. ¿Pero qué pasa con la viscosidad del aceite?

Viscosidad

La viscosidad es la propiedad más importante del aceite para motor. Se define como la resistencia de un líquido a fluir libremente. La protección de las partes críticas, la compresión de los anillos del pistón y la facilidad del arranque del motor dependen de la viscosidad. Cuando se cambia el aceite, el parámetro más importante a elegir es la viscosidad. La viscosidad tradicional del aceite, por ejemplo un SAE 5W-30, determina las propiedades del aceite en el estado de reposo, como en el cárter o venas de lubricación. Pero las propiedades del aceite en el estado activo (estado de funcionamiento) se determina con otro tipo de viscosidad, que se llama High Temperature High Share rate viscosity, esta “nueva viscosidad apenas se empezó a usar a finales del siglo XX, por eso los automovilistas prácticamente no conocen sobre esto. Pero la viscosidad HTHS es la característica más importante a tener en cuenta para el diseño y fabricación de motores. Para entender que significa HTHS , imagine que Ud. está pintando la pared con a una velocidad de 16 km por segundo a 150°C. Esta es la condición cósmica a la que trabaja el aceite del motor. Esta característica determina la eficiencia del trabajo del motor y representa el desarrollo de los estándares SAE.

Esa es la definición que denomina el espesor de película del aceite sobre las superficies de las piezas del motor. Hay rangos estandarizados para cada tipo de aceite y ellos no dependen de la marca del fabricante. El rango estándar para un aceite 5W30 es 2,9-3,7. Si este rango fuera menor, aumentaría el desgaste del motor, si el rango fuera más alto, reduciría la eficiencia del motor. Menos viscosidad del aceite=más económico el funcionamiento del motor.

En un motor de 4 cilindros la suma de todas las áreas expuestas a fricción y desgaste es de aproximadamente 1 metro cuadrado y toda esta área debe estar cubierta con una la película de aceite. Si aumentamos un poco la viscosidad, se aumenta la resistencia al movimiento y se genera una pérdida de potencia.

En un motor con más de 8 cilindros, el espacio total de todas las superficies supera 1 metro cuadrado y todas estas superficies deben estar cubiertos con una película de aceite. Con el movimiento rápido de las superficies en fricción, aún un pequeño aumento de la viscosidad del aceite causa la reducción de la potencia del motor.

Por eso, durante los últimos 20 años hay una tendencia en la reducción de la viscosidad del aceite. Pero todos eso parámetros deben ser según las normas y diseño de cada motor.

Con todo eso, como vemos más adelante, la reducción del viscosidad esta buena solo en algunos casos. Sí su motor fue construido para usar aceite con viscosidad 5W-30, el uso del aceite 0W-12 es poco probable que sea útil para su motor.

Cada tipo del aceite tiene una norma de viscosidad HTHS establecida, y sus valores deben estar dentro de un margen de valores independientemente de la marca o fabricante. Por ejemplo, para el aceite 5W30 el rango de valores de la viscosidad HTHS es de 2,9 hasta 3,7 mPa/s (mili Pascales por segundo).

Hemos medido la Viscosidad HTHS en el reómetro Anton Paar MCR102 a una temperatura de 150ОС y con la velocidad de cizallamiento (corte) máxima que se dispone Υ ̇ = 105 с-1 (¿unidades de medida?) La velocidad de cizalla según los estándares de la norma SAE J300 correspondiente a la velocidad cosmica tercera.

Los cambios de la viscosidad también fueron muy dramáticos. Solo luego de 3000 km del recorrido el aceite con la viscosidad de 30 se convirtió a un aceite con la viscosidad 16. En la práctica, eso causa el contacto directo de las superficies metálicas. La película del aceite se adelgaza tanto que no puede soportar las velocidades de cizalla cosmicas. Este resultado de la perdida de la viscosidad del aceite pudo causar la presencia de las partículas metálicas en el aceite.

Lluego de 3000 km del recorrido el aceite se pone liquido como el agua.

Agencia Automotriz

¿Porque la viscosidad HTHS se reduce? ¿De qué parte son las partículas metálicas que aparecieron en el aceite? Son las preguntas más importantes que me surgieron. Después de los resultados de las pruebas, tuvimos una hipótesis para responder estas preguntas, pero yo quería conocer la opinión de la Agencia Automotriz y su reacción, porque mi automóvil fue llevado en periodo de garantía. No voy a decir el nombre de la agencia, porque la misma situación puede ocurrir con cualquier agencia de cualquier marca de autos. Cuando llegué a la agencia, le mostramos el informe sobre las partículas del metal en el aceite, y la reducción catastrófica de la viscosidad del aceite luego de 3000 km. Primeo el gerente que me atendió se desconcertó, pero después él hizo una inspección según el procedimiento aprobado. Han hecho un diagnostica con el computador y claro que no han encontrado ningún problema. Todos los sistemas de automóvil funcionaron según los estandartes. No me propusieron ninguna alternativa. Ellos podían tomar las muestras del aceite para ver personalmente las partículas metálicas en el aceite, o cambiar marca o tipo de aceite u otras cosas, si el dealer piensa sobre sus clientes . Porque el tiene muchas posibilidades, incluso el cambio del aceite según la garantía. Después de todo delaer ha hecho un cosa.... Como se ocurrió un poco más tarde, cuando yo quería vender mi automóvil, conocí que dealer abolió mi garantía. Pero no me informó sobre esto. Un caso curioso, cuando el comprador llegó para comprar mi automóvil el llego con un mecánico de un servicio mantenimiento de agencia. Cuando este mecánico vió las fotos de las partículas de metal dijo que ha visto muchos casos aparecidos y peores que el mío y no pasa nada.