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Fundamentos sobre aceites de motor

Tema en 'Foro técnico general' comenzado por GTx, 13/2/16.

  1. GTx

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    Llevo unos días leyendo sobre aceites de motor. Pese a ser ingeniero mecánico y apasionado de los coches, es un campo del que sabía más bién poco. Me he dado cuenta que hay toda una mitología sobre los aceites de motor y que es un campo muy propenso a opiniones personales.

    La característica principal de un aceite es su viscosidad y la forma en la que esta cambia con la temperatura. Los aceites de motor son mucho más viscosos a temperatura ambiente que a su temperatura de funcionamiento normal dentro del motor. En este gráfico podemos verlo claramente. Un aceite "viscoso" a 100 grados es mucho MENOS viscoso que un aceite "fino" a temperatura ambiente.

    [​IMG]

    Vista la curva, el tema de la viscosidad parece simple pero hay sutilezas ya que la viscosidad se puede medir de varias formas distintas. Para entrar en este campo tan amplio me he propuesto empezar entendiendo bién la norma SAE J300 que es la que especifica los criterios que tiene que pasar un aceite de motor para poder clasificase como 0W40, 20W50, etc. La norma SAE J300 de 2015 se resume en la siguiente tabla:

    [​IMG]

    La tabla tiene dos partes diferenciadas. Primero las especificaciones del primer número en un aceite multi-grado (0W, 5W...) y después las especificaciones del segundo número. Voy a hacer el análisis de las dos partes por separado.

    GRADO W

    Iba a llamar a este número "grado de invierno" pero las especificaciones del primer grado marcan tanto el comportamiento a baja temperatura como la viscosidad mínima a 100 grados. En concreto hay tres criterios que deben cumplirse simultaneamente para que un aceite se pueda clasificar como *W:

    Criterio 1. Un máximo de viscosidad a baja temperatura medida con un simulador de arranque en frío. En el siguiente gráfico pongo las curvas de dos aceites de ejemplo: el azul y el verde. El aceite azul pasa por debajo del triangulo 20W con lo cual cumple el requisito 1 para poderse cualificar como 20W. El aceite verde cumple con creces el requisito para ser 20W, de hecho cumple hasta el requisito para cualificarse como 5W pero no como 0W:

    [​IMG]

    Criterio 2. Un máximo de viscosidad a baja temperatura medida con un viscosímetro rotatorio. En el siguiente gráfico vemos como el aceite azul también cumple el requisito para considerarse 20W. En cambio el aceite verde no consigue pasar por debajo del limite necesario para ser 5W:

    [​IMG]

    Criterio 3. Un mínimo de viscosidad a 100 °C medido con un viscosímetro capilar.



    GRADO ALTA TEMPERATURA

    Especifica el comportamiento a alta temperatura del aceite. Hay tres criterios que debe cumplir el aceite para que se le pueda asignar un grado:

    Criterios 1. y 2. Un mínimo y un máximo de viscosidad a 100 °C medida con un viscosímetro capilar.

    Criterio 3. Un mínimo de viscosidad a 150 °C medida con un simulador de cojinete cónico.

    Estos tres criterios se pueden resumir en el siguiente gráfico. Según la zonas coloreada en la que cae un aceite se le asigna un grado SAE u otro. Un aceite que esté en la zona blanca no se puede cualificar con ningún grado SAE.

    [​IMG]

    Hay una cierta sutileza con los aceites *W40 que queda más bien reflejada leyendo la tabla de la norma SAE J300. También hay unos nuevos aceites muy finos para coches modernos de bajo consumo (grados 8, 12 y 16) que no he puesto en el gráfico para simplificarlo un poco.
     
  2. porschemx

    porschemx Soloporschista

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    Interesante post gracias por compartir.
     
  3. MigYecla

    MigYecla Soloporschista

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    Ahora mismo no tengo tiempo, pero me subscribo por aquí para leerto tranquilamente.

    Gracias por el aporte :Thumb:
     
  4. GTx

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    ¿Os ha parecido más o menos claro? No sé si los gráficos ayudan a entender la tabla o aún lían más.

    Estoy intentando buscar otras fuentes de información sobre aceites pero me cuesta encontrar cosas fiables. Si teneis alguna recomendación soy todo oídos.
     
  5. MigYecla

    MigYecla Soloporschista

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    Leído con calma. Buena exposición :Thumb:

    Sin duda el tema de aceites da para mucha conversación, primero por los mitos que hay sobre los mismos -luego expongo el más "famoso"- y luego por que muchas veces se puede leer en los foros recomendaciones de aceites que no están indicados por el fabricante, lo que me parece a todas luces un tanto arriesgado si aceptamos cierta humildad para pensar que los ingenieros y la propia marca sabe un poquito más que nosotros en estos temas.

    Uno de los mitos más famosos en tema de aceites, es que cuanta más densidad en caliente, más protege el motor. Eso es FALSO. Nada tiene que ver. De ese pensamiento erróneo, aparecen las míticas recomendaciones que podemos leer en Intenet del tipo: "en lugar de un 40, le pongo un 60".

    Como digo, ese pensamiento equivocado lleva a muchos usuarios a poner aceites que no están siquiera recomendamos por el fabricante (mucho más densos).

    Para ver que aceite protege mejor nuestro motor a altas temperaturas, debemos fijarnos en las propiedades del aceite a 150º. Si nos fijamos en ese dato (HTHS) veremos que aceites menos densos, mantienen mucho mejor las propiedades que otros que son más densos.

    Por ejemplo, un 10w60 de Castrol nos da un 3,7 si medimos su densidad a 150º, y un Mobil1 5w50, menos denso, nos da una medición de 4,21 (son datos del propio fabricante). Por lo tanto, ese 5w50 nos dará mayor protección en altas temperaturas, que el 10w60 de Castrol pese a ser éste más denso.

    Por este motivo, si lo que nos importa es proteger el motor a altas temperaturas, el HTHS es el dato que tenemos que comprobar, mucho antes incluso que la densidad.
     
  6. Aquila

    Aquila Senior +

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    Muy buen post GTx. Me alegro de que haya gente por aquí que abra estos hilos en donde siempre se aprende algo nuevo. Buena tabla e interesantes gráficas. :Thumb:

    Una puntualización a Mig sin ánimo de molestar, ni de ser pedante. La densidad es la masa por unidad de volumen y nada tiene que ver con la viscosidad que es una propiedad de un líquido en movimiento y su resistencia a fluir. Dicho de una manera sencilla, tiene que ver con la resistencia de sus moléculas a desplazarse unas sobre otras. Como ejemplo, el aceite es más viscoso que el agua y sin embargo es menos denso (flota sobre ella). Ya sé que mucha gente se refiere a la viscosidad con el término densidad, pero no es correcto y prefiero decirlo.

    MigYecla, como dices es falsa la creencia de que un aceite más viscoso protege más. El diseño del motor, de sus cojinetes, sus juegos y tolerancias, tanto a temperatura de arranque como de servicio, requieren un aceite con unas viscosidad concretas en frío y en caliente, ni más ni menos. Como idea general, si tenemos un cojinete con una calidad superficial muy buena y un juego muy pequeño, normalmente necesitaremos un aceite menos viscoso para que fluya y “llene” bien y en poco tiempo ese juego tan pequeño del cojinete. Uno más viscoso (con más resistencia a fluir) podría no llegar a rellenar suficientemente bien dicho juego. Al contrario un cojinete con una calidad superficial peor y un juego algo mayor necesitará un aceite más viscoso. Es por ello que conforme se han ido mejorando las calidades de fabricación de motores la tendencia ha sido hacia aceites algo menos viscosos.

    Otro mito o creencia de algunos es que un aceite de competición es mejor. Yo he visto a gente dejarse una pasta en aceite de competición y echárselo a su coche pensando que así su motor está mucho más protegido. Pero en los motores de competición el rendimiento está por encima de la durabilidad y la temperatura de trabajo es bastante mayor que la de un motor normal, de modo que el aceite está pensado para dar una viscosidad concreta a una temperatura muy alta que no se va a alcanzar en un motor de calle.

    En cuestión de aceites, yo creo que el requisito básico es siempre seguir la recomendación del fabricante en cuanto a viscosidades y norma (A40 o C30 de Porsche por ejemplo). Dentro de los que cumplen con estos requisitos, ya cada cual le puede poner el que más le guste.
     
  7. MigYecla

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    jejeje tranquilo :Thumb: me gustan mucho tus post tan detallados. 100% de acuerdo. Mejor llamar las cosas por su nombre que aunque sabemos todos a lo que nos referimos, poco cuesta emplear el término correcto.

    Y también de acuerdo con el tema de aceites de competición. Extrapolado casi a todo (ej. pastillas de freno y un larguísimo etc).
     
  8. GTx

    GTx Usuario

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    La viscosidad HTHS (High-temperature high-shear) aparece en la tabla de la norma SAE J300. Es el eje horizontal del último gráfico en mi post original. De hecho, podemos ver que si el Castrol 10W60 tiene una viscosidad HTHS de 3.7, esto significa que esta justo al límite de poderse cualificar como un aceite de grado 60. Si mantuviese su viscosidad a 100 ºC pero su viscosidad HTHS bajase a 3.6 este aceite no se podría cualificar dentro de ningún grado SAE! (esto se ve en mi último gráfico porqué el aceite caeria en la zona blanca justo a la izquierda de la zona de grado 60.


    Totalmente de acuerdo :Thumb:

    Para coches modernos ni lo dudo. Si no entra dentro del A40 nada.

    El día que le tenga que cambiar el aceite al 944 voy a dudar un poco más. En el propio manual del coche propone un rango muy grande de aceites y además parece ser que en la época solían usar aceites minerales.
     
  9. Usuario archivado 44

    Usuario archivado 44 --

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    Bastante bien expuesto.
    La confusión habitual suele estar entre el "W" y el sae. Mucha gente se piensa que el aceite es más viscoso en caliente por tener este numerito más alto cuando esto evidentemente no es así y muy a grandes rasgos se le podría considerar, para entenderlo más sencillo, como un fluido newtoniano aunque esto no sea del todo cierto ya que de ahí surge la diferenciación de ambos índices, por la corrección "reológica" frente a la temperatura de un aceite multigrado.
    También ha estado muy bien la puntualización de que un "W" marca, salvo las mencionadas ""correcciones", el comportamiento y viscosidad general del aceite en caliente. Es el grado fiable del que fiarse v.l.r., el grado base del aceite, el segundo numerito se refiere a "la corrección" del comportamiento y viscosidad frente a la temperatura del aceite.
    Y es por esto que no estoy de acuerdo en las últimas afirmaciones y creo que de paso despejaremos otras malinterpretaciones típicas sobre el grado y el tipo, mineral sintético, del aceite.

    Los aceites recomendados por la marca bien pueden estar sujetos a condiciones comerciales más que técnicas, si bien lo más recomendable es guiarse, efectivamente por sus indicaciones, vemos que siempre la carta es casi tan amplia como los grados de aceite comercializados y el único factor para elegirlo es la temperatura ambiente según los manuales.
    Siendo cierto lo que se comenta de las tolerancias, el juego y demás, y habiendo aceites más adecuados que otros según esos y otra serie de condicionantes más críticos, la idea de que el motor lleve el máximo grado que pueda aceptar según estos condicionantes es la buena.
    Esto ya se debatió hace mucho por aquí, yo mismo recomendé grados altos que no estaban recomendados por el fabricante y ahora ya se comercializan a través de la propia porsche para esos vehículos prohibidos.
    ¿Y por qué? porque siendo cierto lo del cojinete y el "güelgo" en este rango de viscosidades de aceites para motor y más aún teniendo en cuenta como se cuidan, todos valen.
    La recomendación puede ser la de ajustar el grado: para tipo y unidad concreta del motor y el ambiente y temperatura por o la que vaya a circular. De esa horquilla el más viscoso.
    ¿Pero coño y por qué, si nos vamos a cargar el motor porque el aceite no llega jamás de los jamases y cuando está frío y no tenemos puestos los asientos calefactables, que qué frío, no ? Pues no. Témplalo, el arranque y primeros metros es algo temporal y el frío realmente no existe, sólo está en tu mente.
    Si se va a hacer uso deportivo de un motor caliente lo que vale es el grado, alto. Más presión en condiciones críticas, mejor aguante a temperatura, mayor HTHS directamente derivado del mayor grado, mayor capacidad de dilución con gasolina lo que mantiene el grado más alto más tiempo, etc............
    ¿Pero entonces para qué queremos el sintético? Por aquí viene otro misterio de los aceites, la base del aceite, tipo mineral, semi, sintético....
    Cuanto mejor la base mejor el aceite, pero para según que condiciones la base no sustituye el grado; se fijen que los sintéticos son de un grado muy bajo, lo mejor de los dos mundos: "alta protección" y resistencia a fluir muy baja, pero también existen sintéticos, suelen ser de la mejor base sintética, con grados de viscosidad muy altos... a precio de güisque del caro y por algo es.
    Tal vez se entienda mejor si se visualiza el tipo o base de aceite como la calidad, dureza o resistencia de la capa que vamos a poner entre las piezas sometidas a fricción y el grado como la cantidad o grosor de esa capa. Aunque parezca buena idea p.e. elegir una fina laminilla de resistente metal frente a un tocho de madera, en la práctica
    lo que aguanta el tirón, si es que se lo vamos a dar, es el tocho gordo. Para vehículos que no requieran tanto, o preocupe el consumo u otro tipo X de uso.... elíjase en consecuencia, para darle a saco: tocho, metálico a ser posible; esto pensando en la mayor protección, si por ejemplo se busca la mayor prestación, pues al contrario, pero a costa de lo anterior..............



    ... lo veo a lo lejos, pa´qué me meteré

    Saludos.
     
  10. GTx

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    Existe toda una mitología respecto a los aceites de motor que creo que estaría muy bien contrastar. Todos tenemos a un amigo que conoce a un experto que le dijo un día que nosequé aceite era mucho mejor o que nosequé propiedad de los aceites es crucial y debería estar siempre por encima de un valor x.

    Me gustaría ir recopilando enlaces o referencias a publicaciones serias en las que se hable objetivamente sobre aceites de motor. No todo lo que se publica en revistas científicas o de ingeniería es cierto, ni mucho menos, pero como mínimo dan una buena base sobre la que debatir sobre el tema.

    Si tenéis enlaces os agradeceré mucho que los compartáis aquí.
     
  11. DA VINCI

    DA VINCI Soloporschista experto

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    Análisis de metales: The only way to go.
     
  12. GTx

    GTx Usuario

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    Esto hace un diagnóstico del estado del aciete en tu coche en particular en un momento determinado. Pero qué criterios objetivos hay que seguir para especificar qué aceite usar?
     
  13. DA VINCI

    DA VINCI Soloporschista experto

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  14. GTx

    GTx Usuario

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    Sé lo que es el análisis pero lo que me gustaría tener son las conclusiones obtenidas por alguien que hay probado sistemáticamente diversos aceites en un mismo tipo de motorl. No quiero tener que hacer yo toda la experimentación para redescubrir la rueda. Además que esto es como hacer ensayos clínicos: los motores pueden morir por muchas causas y para determinar estadísticamente la contribución concreta del aceite creo que haría falta hacer los experimentos con muchos motores.
     
  15. Porscheboy

    Porscheboy Soloporschista

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    Muy buena iniciativa GTx!:[applause]

    Es un tema muy interesante, con vuestro permiso seguiré desde la barrera porque no tengo ni idea de aceites pero me gustaría aprender.

    Muchas gracias a todos por vuestros comentarios!!:idolo:

    Saludos!:pompones
     
  16. DA VINCI

    DA VINCI Soloporschista experto

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    En el link que te he puesto tienes bastante gente que testado de esa manera (sabiendo que son particulares y no ensayos industriales, claro).

    Es un tema complejo pues seguramente en las indicaciones del fabricante, vagas en muchas ocasiones por su permisibilidad, entre en juego también el deseo de una obsolescencia programada.

    Y es que realmente sería el fabricante -el ingeniero que calculó el motor, el calor generado en los puntos de contacto, las cargas, ... todo ello considerando un rango de viscosidades concreto- el único que puede dar la información.
     
  17. Paper2

    Paper2 Usuario +

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    Hola amigos, es un muy buen hilo este tema del aceite por que hay muchos que como yo nos gusta tener nuestro motor bien protegido y hay mucho colega que te aconseja sin saber ellos mismo como va el tema.