Características de los aceites de motor
contenido
Características de los aceites de motor mostrar cómo se comporta el aceite en diferentes condiciones de temperatura y carga, y así ayudar al propietario del automóvil a seleccionar correctamente el fluido lubricante para el motor de combustión interna. Por lo tanto, al elegir, es útil prestar atención no solo a la marca (es decir, la viscosidad y las tolerancias de los fabricantes de automóviles), sino también a las características técnicas de los aceites de motor, como la viscosidad cinemática y dinámica, el número de base, el contenido de cenizas de sulfato. , volatilidad y otros. Para la mayoría de los propietarios de automóviles, estos indicadores no dicen nada en absoluto. R De hecho, ocultan la calidad del aceite, su comportamiento bajo carga y otros datos operativos.
Entonces, aprenderá en detalle sobre los siguientes parámetros:
- Viscosidad cinemática;
- Viscosidad dinámica;
- Índice de viscosidad;
- Evaporación;
- capacidad de coquización;
- contenido de cenizas de sulfato;
- número alcalino;
- Densidad;
- Punto de inflamabilidad;
- punto de fluidez;
- aditivos;
- Toda la vida.
Las principales características de los aceites de motor.
Ahora pasemos a los parámetros físicos y químicos que caracterizan a todos los aceites de motor.
La viscosidad es la propiedad principal, por lo que se determina la capacidad de usar el producto en varios tipos de motores de combustión interna. Se puede expresar en unidades de viscosidad cinemática, dinámica, condicional y específica. El grado de ductilidad del material del motor está determinado por dos indicadores: viscosidades cinemáticas y dinámicas. Estos parámetros, junto con el contenido de cenizas de sulfato, el número de base y el índice de viscosidad, son los principales indicadores de la calidad de los aceites de motor.
Viscosidad cinemática
Gráfico de la dependencia de la viscosidad de la temperatura del aceite del motor
La viscosidad cinemática (alta temperatura) es el parámetro operativo básico para todo tipo de aceites. Es la relación entre la viscosidad dinámica y la densidad de un líquido a la misma temperatura. La viscosidad cinemática no afecta la condición del aceite, determina las características de los datos de temperatura. este indicador caracteriza la fricción interna de la composición o su resistencia a su propio flujo. Describe la fluidez del aceite a temperaturas de funcionamiento de +100°C y +40°C. Unidades de medida - mm² / s (centiStokes, cSt).
En términos simples, este indicador muestra la viscosidad del aceite a partir de la temperatura y le permite estimar qué tan rápido se espesará cuando baje la temperatura. Después de todo cuanto menos cambie el aceite su viscosidad con un cambio de temperatura, mayor será la calidad del aceite.
Viscosidad dinámica
La viscosidad dinámica del aceite (absoluta) muestra la fuerza de resistencia del fluido aceitoso que se produce durante el movimiento de dos capas de aceite, separadas 1 cm entre sí, moviéndose a una velocidad de 1 cm/s. La viscosidad dinámica es el producto de la viscosidad cinemática del aceite y su densidad. Las unidades de este valor son Pascales segundos.
En pocas palabras, muestra el efecto de la baja temperatura en la resistencia de arranque de un motor de combustión interna. Y cuanto menor sea la viscosidad dinámica y cinemática a bajas temperaturas, más fácil será para el sistema de lubricación bombear aceite en climas fríos y para que el motor de arranque gire el volante ICE durante un arranque en frío. El índice de viscosidad del aceite del motor también es de gran importancia.
Índice de viscosidad
La tasa de disminución de la viscosidad cinemática con el aumento de la temperatura se caracteriza por índice de viscosidad aceites El índice de viscosidad evalúa la idoneidad de los aceites para determinadas condiciones de funcionamiento. Para determinar el índice de viscosidad, compare la viscosidad del aceite a diferentes temperaturas. Cuanto más alto es, menos depende la viscosidad de la temperatura y, por lo tanto, mejor es su calidad. En una palabra, El índice de viscosidad indica el "grado de dilución" del aceite.. Esta es una cantidad adimensional, es decir no se mide en ninguna unidad, es solo un número.
Cuanto menor sea el índice viscosidad del aceite del motor cuanto más se diluye el aceite, es decir. el espesor de la película de aceite se vuelve muy pequeño (por lo que aumenta el desgaste). Cuanto mayor sea el índice viscosidad del aceite de motor, menos diluyentes de aceite, es decir. se proporciona el espesor de la película de aceite necesario para proteger las superficies de fricción.
Los aceites con un índice alto aseguran el desempeño del motor de combustión interna en un rango de temperatura (ambiente) más amplio. En consecuencia, se proporciona una puesta en marcha más fácil del motor de combustión interna a bajas temperaturas y un espesor suficiente de la película de aceite (y por lo tanto la protección del motor de combustión interna contra el desgaste) a altas temperaturas.
Los aceites de motor minerales de alta calidad suelen tener un índice de viscosidad de 120-140, semisintéticos 130-150, sintéticos 140-170. Este valor depende de la aplicación en la composición de los hidrocarburos y de la profundidad de tratamiento de las fracciones.
Aquí se necesita un equilibrio y, al elegir, vale la pena considerar los requisitos del fabricante del motor y el estado de la unidad de potencia. Sin embargo, cuanto mayor sea el índice de viscosidad, mayor será el rango de temperatura en el que se puede utilizar el aceite.
Evaporación
La evaporación (también llamada volatilidad o desperdicio) caracteriza la cantidad de masa del fluido lubricante que se evaporó en una hora a su temperatura de +245,2 °C y una presión de funcionamiento de 20 mm. rt. Arte. (± 0,2). Cumple con el estándar ACEA. Medido como porcentaje de la masa total, [%]. Se lleva a cabo utilizando un aparato especial de Noack según la norma ASTM D5800; norma DIN 51581.
De mayor viscosidad del aceite, el tiene una menor volatilidad según Noak. Los valores de volatilidad específicos dependen del tipo de aceite base, es decir, establecidos por el fabricante. Se cree que la buena volatilidad está en el rango hasta el 14%, aunque también se encuentran a la venta aceites cuya volatilidad alcanza el 20%. Para los aceites sintéticos, este valor no suele superar el 8%.
En general, se puede decir que cuanto menor sea el valor de volatilidad de Noack, menor será el desgaste del aceite. Incluso una pequeña diferencia (2,5 ... 3,5 unidades) puede afectar el consumo de aceite. Un producto más viscoso quema menos. Esto es especialmente cierto para los aceites minerales.
Carbonización
En palabras sencillas, el concepto de coquización es la capacidad que tiene un aceite de formar resinas y depósitos en su volumen, que, como sabes, son impurezas nocivas en un fluido lubricante. La capacidad de coquización depende directamente del grado de su purificación. Esto también se ve afectado por el aceite base que se usó originalmente para crear el producto terminado, así como por la tecnología de producción.
El indicador óptimo para aceites con un alto nivel de viscosidad es el valor 0,7%. Si el aceite tiene una viscosidad baja, entonces el valor correspondiente puede estar en el rango de 0,1 ... 0,15%.
Cenizas sulfatadas
El contenido de cenizas sulfatadas del aceite de motor (cenizas sulfatadas) es un indicador de la presencia de aditivos en el aceite, que incluyen compuestos orgánicos metálicos. Durante la operación del lubricante, se producen todos los aditivos y aditivos: se queman y forman la misma ceniza (escoria y hollín) que se deposita en pistones, válvulas, anillos.
El contenido de cenizas sulfatadas del aceite limita la capacidad del aceite para acumular compuestos de cenizas. Este valor indica la cantidad de sales inorgánicas (cenizas) que quedan después de la combustión (evaporación) del aceite. No solo pueden ser sulfatos (ellos "asustan" a los propietarios de automóviles, automóviles con motores de aluminio que tienen "miedo" al ácido sulfúrico). El contenido de cenizas se mide como porcentaje de la masa total de la composición, [% de masa].
En general, los depósitos de ceniza obstruyen los filtros de partículas diésel y los catalizadores de gasolina. Sin embargo, esto es cierto si hay un consumo significativo de aceite ICE. Cabe señalar que la presencia de ácido sulfúrico en el aceite es mucho más crítica que el aumento del contenido de cenizas de sulfato.
En la composición de los aceites de ceniza completa, la cantidad de aditivos apropiados puede exceder ligeramente el 1% (hasta 1,1%), en aceites de ceniza media - 0,6 ... 0,9%, en aceites de ceniza baja - no más del 0,5% . Respectivamente, cuanto menor sea este valor, mejor.
Aceites bajos en cenizas, los llamados Low SAPS (se etiquetan según ACEA C1, C2, C3 y C4). Son la mejor opción para los vehículos modernos. Suele utilizarse en automóviles con sistema de postratamiento de gases de escape y automóviles que funcionan con gas natural (con GLP). El contenido crítico de cenizas para los motores de gasolina es del 1,5 %, para los motores diésel es del 1,8 % y para los motores diésel de alta potencia es del 2 %. Pero vale la pena señalar que los aceites bajos en cenizas no siempre son bajos en azufre, ya que el bajo contenido de cenizas se logra con un número de base más bajo.
Aditivos full ash, también son Full SAPA (con marcado ACEA A1/B1, A3/B3, A3/B4, A5/B5). Afecta negativamente a los filtros DPF, así como a los catalizadores de tres etapas existentes. Dichos aceites no se recomiendan para su uso en motores equipados con sistemas ambientales Euro 4, Euro 5 y Euro 6.
El alto contenido de cenizas de sulfato se debe a la presencia de aditivos detergentes que contienen metales en la composición del aceite de motor. Dichos componentes son necesarios para evitar la formación de depósitos de carbón y barniz en los pistones y para dar a los aceites la capacidad de neutralizar ácidos, que se caracterizan cuantitativamente por el número de base.
Número alcalino
Este valor caracteriza cuánto tiempo el aceite puede neutralizar los ácidos dañinos para él, que causan el desgaste corrosivo de las piezas del motor de combustión interna y aumentan la formación de varios depósitos de carbón. El hidróxido de potasio (KOH) se utiliza para neutralizar. Respectivamente el número de base se mide en mg de KOH por gramo de aceite, [mg KOH/g]. Físicamente, esto significa que la cantidad de hidróxido es equivalente en efecto al paquete de aditivos. Entonces, si la documentación indica que el número de base total (TBN - Número de base total) es, por ejemplo, 7,5, entonces esto significa que la cantidad de KOH es de 7,5 mg por gramo de aceite.
Cuanto mayor sea el número de base, más tiempo podrá el aceite neutralizar la acción de los ácidos.formado durante la oxidación del aceite y la combustión del combustible. Es decir, se podrá utilizar durante más tiempo (aunque también influyen otros parámetros en este indicador). Las bajas propiedades detergentes son malas para el aceite, porque en este caso se formará un depósito indeleble en las piezas.
Durante el funcionamiento del aceite en el motor de combustión interna, el número alcalino inevitablemente disminuye y los aditivos neutralizantes se agotan. Tal reducción tiene límites aceptables, más allá de los cuales el aceite no podrá proteger contra la corrosión por compuestos ácidos. En cuanto al valor óptimo del número base, anteriormente se creía que para los ICE de gasolina sería aproximadamente 8 ... 9, y para los motores diesel: 11 ... 14. Sin embargo, las formulaciones modernas de lubricantes suelen tener números base más bajos, hasta 7 e incluso 6,1 mg KOH/g. Tenga en cuenta que en los ICE modernos no utilice aceites con un número base de 14 o superior.
El número de base bajo en los aceites modernos se fabrica artificialmente para adaptarse a los requisitos ambientales actuales (EURO-4 y EURO-5). Entonces, cuando estos aceites se queman en el motor de combustión interna, se forma una pequeña cantidad de azufre, que tiene un efecto positivo en la calidad de los gases de escape. Sin embargo, el aceite con un índice de base bajo a menudo no protege suficientemente bien las piezas del motor contra el desgaste.
Esto significa que el SC óptimo no siempre tiene que ser el número máximo o mínimo.
Densidad
La densidad se refiere a la densidad y viscosidad del aceite del motor. Determinado a una temperatura ambiente de +20°C. Se mide en kg/m³ (raramente en g/cm³). Muestra la relación entre la masa total del producto y su volumen y depende directamente de la viscosidad del aceite y el factor de compresibilidad. Está determinado por el aceite base y los aditivos base, y también afecta fuertemente la viscosidad dinámica.
Si la evaporación del aceite es alta, la densidad aumentará. Por el contrario, si el aceite tiene una densidad baja y, al mismo tiempo, un punto de inflamación alto (es decir, un valor de volatilidad bajo), entonces se puede juzgar que el aceite está hecho con aceite base sintético de alta calidad.
Cuanto mayor es la densidad, peor pasa el aceite a través de todos los canales y espacios en el motor de combustión interna y, debido a esto, la rotación del cigüeñal se vuelve más difícil. Esto conduce a un mayor desgaste, depósitos, depósitos de carbón y un mayor consumo de combustible. Pero la baja densidad del lubricante también es mala: debido a esto, se forma una película protectora delgada e inestable, su rápido agotamiento. Si el motor de combustión interna a menudo funciona al ralentí o en modo de arranque y parada, entonces es mejor usar un fluido lubricante menos denso. Y con movimiento prolongado a altas velocidades, más denso.
Por lo tanto, todos los productores de aceite se adhieren al rango de densidad de los aceites producidos por ellos en el rango de 0,830 .... 0,88 kg / m³, donde solo los rangos extremos se consideran de la más alta calidad. Pero la densidad de 0,83 a 0,845 kg/m³ es un signo de ésteres y PAO en el aceite. Y si la densidad es 0,855... 0,88 kg/m³, esto significa que se han añadido demasiados aditivos.
Punto de inflamación
Esta es la temperatura más baja a la que los vapores de aceite de motor calentado, bajo ciertas condiciones, forman una mezcla con el aire, que explota cuando se enciende una llama (primer destello). En el punto de inflamación, el aceite tampoco se enciende. El punto de inflamación se determina calentando aceite de motor en una taza abierta o cerrada.
Este es un indicador de la presencia de fracciones de bajo punto de ebullición en el aceite, lo que determina la capacidad de la composición para formar depósitos de carbón y quemarse en contacto con partes calientes del motor. Un aceite bueno y de calidad debe tener un punto de inflamación lo más alto posible. Los aceites de motor modernos tienen un punto de inflamación que supera los +200 °C, normalmente entre +210…230 °C y más.
punto de congelación
El valor de la temperatura en Celsius, cuando el aceite pierde sus propiedades físicas, propias de un líquido, es decir, se congela, se vuelve inmóvil. Un parámetro importante para los automovilistas que viven en las latitudes del norte y para otros propietarios de automóviles que a menudo encienden el motor de combustión interna "en frío".
Aunque en realidad, a efectos prácticos, no se utiliza el valor del punto de fluidez. Para caracterizar el funcionamiento del aceite en las heladas, existe otro concepto: temperatura mínima de bombeo, es decir, la temperatura mínima a la que la bomba de aceite puede bombear aceite al sistema. Y será un poco más alto que el punto de fluidez. Por lo tanto, en la documentación vale la pena prestar atención a la temperatura mínima de bombeo.
En cuanto al punto de fluidez, debe ser 5 ... 10 grados más bajo que las temperaturas más bajas a las que opera el motor de combustión interna. Puede ser -50°C ... -40°C y así sucesivamente, dependiendo de la viscosidad específica del aceite.
Aditivos
Además de estas características básicas de los aceites de motor, también puede encontrar resultados adicionales de pruebas de laboratorio para la cantidad de zinc, fósforo, boro, calcio, magnesio, molibdeno y otros elementos químicos. Todos estos aditivos mejoran el rendimiento de los aceites. Protegen contra el rayado y el desgaste del motor de combustión interna, y además prolongan el funcionamiento del propio aceite, evitando que se oxide o sujetando mejor los enlaces intermoleculares.
Azufre: tiene propiedades de extrema presión. Fósforo, cloro, zinc y azufre: propiedades antidesgaste (refuerzan la película de aceite). Boro, molibdeno - reduce la fricción (modificador adicional para el máximo efecto de reducción del desgaste, rayado y fricción).
Pero además de las mejoras, también tienen las propiedades opuestas. es decir, se asientan en forma de hollín en el motor de combustión interna o entran en el catalizador, donde se acumulan. Por ejemplo, para los motores diésel con DPF, SCR y convertidores de almacenamiento, el enemigo es el azufre, y para los convertidores de oxidación, el enemigo es el fósforo. Pero los aditivos detergentes (detergentes) Ca y Mg forman cenizas durante la combustión.
Las propiedades protectoras de los aditivos dependen de los métodos de fabricación y de la calidad de las materias primas, por lo que su cantidad no siempre es un indicador de la mejor protección y calidad. Por lo tanto, cada fabricante de automóviles tiene sus propias limitaciones para su uso en un motor en particular.
Vida de servicio
En la mayoría de los automóviles, el aceite cambia según el kilometraje del automóvil. Sin embargo, en algunas marcas de fluidos lubricantes en botes, se indica directamente su fecha de vencimiento. Esto se debe a las reacciones químicas que se producen en el aceite durante su funcionamiento. Suele expresarse como el número de meses de funcionamiento continuo (12, 24 y Long Life) o el número de kilómetros.
Tablas de parámetros de aceite de motor
Para completar la información, presentamos varias tablas que brindan información sobre la dependencia de algunos parámetros del aceite del motor de otros o de factores externos. Comencemos con un grupo de aceites base de acuerdo con el estándar API (API - American Petroleum Institute). Entonces, los aceites se dividen de acuerdo con tres indicadores: índice de viscosidad, contenido de azufre y fracción de masa de hidrocarburos de naftenoparafina.
| Clasificación API | I | II | III | IV | V |
|---|---|---|---|---|---|
| Contenido de hidrocarburos saturados, % | <90 | > 90 | > 90 | PAO | Éteres |
| Contenido sulfuroso, % | > 0,03 | <0,03 | <0,03 | ||
| Índice de viscosidad | 80 ...120 | 80 ...120 | > 120 |
Actualmente, se encuentran en el mercado una gran cantidad de aditivos para el aceite, que en cierto modo modifican sus características. Por ejemplo, aditivos que reducen la cantidad de gases de escape y aumentan la viscosidad, aditivos antifricción que limpian o prolongan la vida útil. Para comprender su diversidad, vale la pena recopilar información sobre ellos en una tabla.
| grupo de propiedades | Tipos de aditivos | Cita |
|---|---|---|
| Protección de la superficie de la pieza | Detergentes (detergentes) | Protege las superficies de las piezas de la formación de depósitos sobre ellas. |
| Dispersantes | Prevenir la deposición de productos de desgaste del motor de combustión interna y la degradación del aceite (minimiza la formación de lodos) | |
| Antidesgaste y extrema presión | Reduzca la fricción y el desgaste, evite el agarrotamiento y las rozaduras | |
| Anticorrosión | Evitar la corrosión de las piezas del motor. | |
| Transformar las propiedades del aceite | Depresor | Reducir el punto de congelación. |
| Modificadores de viscosidad | Amplíe el rango de temperatura de aplicación, aumente el índice de viscosidad | |
| Protección de aceite | antiespumante | Prevenir la formación de espuma |
| Antioxidantes | Prevenir la oxidación del aceite |
Cambiar algunos de los parámetros del aceite del motor enumerados en la sección anterior afecta directamente el funcionamiento y el estado del motor de combustión interna del automóvil. Esto se puede mostrar en una tabla.
| Índice | Tendencia | Razón | Parámetro crítico | Que afecta |
|---|---|---|---|---|
| tenacidad | Esta incrementando | productos de oxidación | aumento de 1,5 veces | Propiedades iniciales |
| punto de congelación | Esta incrementando | Agua y productos de oxidación | No | Propiedades iniciales |
| Número alcalino | Disminuye | Acción detergente | Disminuir en 2 veces | Corrosión y reducción de la vida útil de las piezas. |
| contenido de cenizas | Esta incrementando | Aditivos alcalinos | No | La aparición de depósitos, desgaste de piezas. |
| Impurezas mecánicas | Esta incrementando | Productos de desgaste de equipos | No | La aparición de depósitos, desgaste de piezas. |
Reglas de selección de aceite
Como se mencionó anteriormente, la elección de uno u otro aceite de motor debe basarse no solo en las lecturas de viscosidad y las tolerancias de los fabricantes de automóviles. Además, también hay tres parámetros obligatorios que se deben tener en cuenta:
- propiedades lubricantes;
- condiciones de funcionamiento del aceite (modo de funcionamiento ICE);
- Características estructurales del motor de combustión interna.
El primer punto depende en gran medida de qué tipo de aceite sea sintético, semisintético o completamente mineral. Es deseable que el fluido lubricante tenga las siguientes características de desempeño:
- Altas propiedades detergentes dispersantes-estabilizantes y solubilizantes en relación a los elementos insolubles en el aceite. Las características mencionadas le permiten limpiar rápida y fácilmente la superficie de las partes de trabajo del motor de combustión interna de diversos contaminantes. Además, gracias a ellos, es más fácil limpiar las piezas de suciedad durante su desmontaje.
- La capacidad de neutralizar los efectos de los ácidos, evitando así el desgaste excesivo de las piezas del motor de combustión interna y aumentando su recurso general.
- Altas propiedades térmicas y termooxidativas. Son necesarios para enfriar eficazmente los anillos de pistón y los pistones.
- Baja volatilidad, así como bajo consumo de aceite para residuos.
- La ausencia de la capacidad de formar espuma en cualquier estado, incluso en frío, incluso en caliente.
- Compatibilidad total con los materiales de los que están hechos los sellos (generalmente caucho resistente al aceite) utilizados en el sistema de neutralización de gases, así como en otros sistemas de motores de combustión interna.
- Lubricación de alta calidad de las piezas del motor de combustión interna en cualquier condición, incluso crítica (durante heladas o sobrecalentamiento).
- La capacidad de bombear a través de los elementos del sistema de lubricación sin problemas. Esto no solo proporciona una protección fiable de los elementos del motor de combustión interna, sino que también facilita el arranque del motor de combustión interna en climas fríos.
- No entrar en reacciones químicas con los elementos metálicos y de goma del motor de combustión interna durante su largo tiempo de inactividad sin trabajo.
Los indicadores enumerados de la calidad del aceite del motor a menudo son críticos, y si sus valores están por debajo de la norma, esto está plagado de una lubricación insuficiente de las partes individuales del motor de combustión interna, su desgaste excesivo, sobrecalentamiento y esto generalmente conduce a una disminución en el recurso tanto de las partes individuales como del motor de combustión interna en su conjunto.
cualquier automovilista debe controlar periódicamente el nivel de aceite del motor en el cárter, así como su estado, ya que de esto depende directamente el funcionamiento normal del motor de combustión interna. En cuanto a la elección, debe realizarse basándose, en primer lugar, en las recomendaciones del fabricante del motor. Bueno, la información anterior sobre las propiedades físicas y los parámetros de los aceites seguramente lo ayudará a tomar la decisión correcta.
