Los formuladores y las motos

Ciertas fallas en la aplicación en las calles, en competición en pistas o bien en todo-terreno, muestran que lubricar todos los conjuntos de la moto con un solo aceite es parecido al difícil malabarismo de tener a todos los platitos girando

“El que mucho abarca poco aprieta”. El dicho parece dirigido a castigar la soberbia o bien a las personas desordenadas en sus actividades …pero en el caso de las motos, es el mismo vehículo el que nos obliga a ocuparnos de aspectos contrapuestos en la formulación del lubricante, y trataremos de ejemplificar esas necesidades “divergentes” Mientras tanto, veamos cuan complejo es el circuito de lubricación en una moto de cuatro tiempos, con embrague húmedo y caja integrados:

• En el motor requerimos
• Baja fricción para obtener mayor potencia
• Alta protección en las levas y todo el tren de válvulas, a través de aditivos antidesgaste que sólo reacciones a muy altas temperaturas y altas presiones
• Película lubricante suficientemente gruesa en la zona de aros y ranuras de pistón, para completar el sellado de la cámara de combustión
• Detergentes y dispersantes para garantizar la limpieza del motor (larga vida útil)
• En el embrague queremos obtener:
• Alta fricción aplicada sin brusquedades, para no originar tironeos ni vibraciones
• Protección a los elementos de fricción
• Baja viscosidad para “escapar” del espacio entre placas de fricción y discos de acero, a fin de que las superficies entren en contacto.
• Detergentes y dispersantes para eliminar los restos de los materiales de ficción, con el desgaste normal.
• En la transmisión necesitamos:
• Aditivos tipo Extrema Presión, que soportan los choques entre los dentados de cajas no sincronizadas (y no reaccionen con las altas temperaturas del motor, ya que originarían depósitos)
• Que los aditivos EP no dañen a los rodamientos o cojinetes planos que utilice el fabricante

Desde ya que hay parámetros que satisfacen otras necesidades comunes:

• Aditivos detergentes
• Aditivos dispersantes
• Aditivos antiespumantes
• Aditivos antioxidantes
• Aditivos mejoradores de los elastómeros de retenes
• Aditivos depresores del punto de escurrimiento
• Aditivos desactivadores de metales

Por supuesto que todos estos aditivos compiten para llegar a cada una de las superficies de trabajo, y deben llevar a cabo su función específica sin perjudicar a los demás. Este equilibrio se logra con lo que llamamos una “formulación balanceada”

Desde ya que el agregado posterior de aditivos “suplementarios” rompe este equilibrio, pudiendo llegar a ocasionar efectos adversos. Por ello los fabricantes prohíben expresamente el uso de tales aditivos “agregados” con la indicación de que caducará su garantía.

Vale la pena recordar que un aceite Premium o un sintético avanzado para motos tiene entre 15 y 20% de aditivos (total) y eso supera ampliamente a la cantidad que se le pueda agregar. Pero lo más importante es que los aditivos correctos, en la elaboración del aceite, se van agregando en forma controlada, con el tiempo, la temperatura y vigor del mezclado que corresponden a un desarrollo científico.

Vamos a empezar por la lubricación del motor:

Ahora veamos los requisitos específicos para el motor en sí, tal como figura en la norma JASO T903 Parte A (Requerimientos para el motor):

Especificación

Categorías posibles para motos 4T

• API
• SG, SH, SJ, SL, SM*, SN*
• ACEA
• A1/B1*, A3/B3, A3/B4, A5/B5*, C2, C3, C4

(_*) NO deben contener aditivos modificadores de fricción para ganar economía de combustible, por eso tampoco se aceptan los aceites GF-4 / GF-5

Propiedades Físico Químicas

Propiedad | Requerimiento

• Cenizas Sulfatadas (% masa) max | < 1,2
• Pérdida por evaporación según ensayo Noack (% masa) max | < 20
• Contenido de Fósforo (% masa) | 0,08 min – 0,12 max
• HTHS: Viscosidad a Alta Temp. y Alto Esfuerzo de Corte (mPa-s) mín | > 2,9

Estas especificaciones sugieren que no son tan exigentes para el motor. Es muy amplio el rango de los niveles API o ACEA. De hecho un aceite API SJ bien balanceado puede brindar una excelente performance general.

La limitación más importante es que no se pueden usar aditivos modificadores de fricción, que en los aceites para motores de autos procuran obtener Economía de Combustible adicional, pero pueden ocasionar patinamiento del  embrague húmedo.

Es interesante resaltar que la cantidad de cenizas sulfatadas es muy alta comparada con los valores para auto, es decir que aquí se permite una gran cantidad de metales de aditivos (Calcio, Magnesio, Cinc) y por otro lado el contenido de Fósforo también es alto. Estos dos últimos son componentes esenciales de los aditivos antidesgaste más tradicionales, pero también más efectivos.

Sin embargo, el rigor de la aplicación nos puede traer estas sorpresas (y no se trata de ninguna moto económica):

Debe notarse que en la nariz de la leva se produce el mayor “picado” de la superficie, y el desgaste subsecuente originó un “escalón”, claramente visible y por supuesto ni hace falta pasar la uña…

En la Figura N° 4 vemos también el daño en la cara de fricción de los “alzaválvulas” muy simétricos al centro y generalizados. Como no queremos levantar sospechas sobre la calidad de las piezas, nos apuramos a decir que puede tratarse de una mala puesta a punto de la bomba de presión, o bien se agregó una cantidad de antidesgaste “extra” por parte del usuario…sí, con mucho antidesgaste, se logra el efecto inverso al deseado en las levas: el antidesgaste es un corrosivo controlado, donde el azufre y el fósforo alisan las superficies, eliminando las crestas microscópicas de las superficies con rugosidad controlada, que a ojo desnudo parecen pulidas a espejo. Pero para que este proceso no sea excesivo el cinc actúa como “enfriador” de la reacción. Entonces si se pone mucho antidesgaste, la corrosión se dispara, como en este caso

Ahora repasamos lo que sucede en el Embrague Húmedo

Este conjunto de placas de fricción y discos de acero es el corazón de la máquina, para que el motociclista no note ninguna pérdida de potencia y no se produzcan tironeos ni vibraciones en cada cambio de marcha. Además de tener siempre nuevos materiales de fricción, y tratamientos de las superficies de acero para dar más “agarre”, necesitamos que el aceite responda con un coeficiente de fricción adecuado. También las normas JASO definen los parámetros básicos, con mediciones sobre un banco de fricción, basado en el SAE#2

Propiedades de Fricción: JASO T 903: Año 2016

Propiedad

• JASO MA
• JASO MA2
• JASO MA1
• JASO MB

Índice Dinámico de Fricción (DFI)

• ≥1.35 y <2.50
• ≥1.50 y <2.50
• ≥1.35 y <1.50
• ≥0.40 y <1.35

Índice Estático de Fricción (SFI)

• ≥1.45 y <2.50
• ≥1.60 y <2.50
• ≥1.45 y <1.60
• ≥0.40 y  <1.45

Índice de Tiempo de Detención (STI)

• ≥1.40 y <2.50
• ≥1.60 y <2.50
• ≥1.40 y <1.60
• ≥0.40 y <1.40

Significado de los Índices

• Índice Dinámico de Fricción (DFI)
• Mide la sensación del embrague y como transfiere progresivamente la potencia ante condiciones de resbalamiento
• Índice Estático de Fricción (SFI)
• Mide la capacidad del paquete de embrague, acoplado, para resistir sin resbalar- capacidad para resistir el “colapso” de la transferencia, bajo condiciones de alto torque.
• Índice de Tiempo de Detención (STI)
• Mide cuánto de rápido se acopla el embrague

Un ejemplo de cómo se miden los ciclos de frenado está en la Figura N°5

Este es uno de los desafíos que deben enfrentar los formuladores: Un alto coeficiente de fricción, sin quitarle performance al motor. Es decir, aquí ponemos componentes que frenan a la máquina, pero no debe ser tan fuerte su efecto

Por supuesto que en este conjunto es importantísimo evacuar el calor que se genera por la fricción ente placas y discos, y es una función clave del lubricante. Debe haber buena agitación (bomba) y aptitud del aceite para desalojar los espacios cuando se debe acoplar la potencia.

Los aceites sintéticos son excepcionales en este sentido…pero por otro lado ellos tienden a bajar la fricción, ya sean esteres, polialfaolefinas (PAO) o bien AlquilNaftalenos (AN). Entonces los formuladores deben mostrar toda su magia para compensar tales tendencias…a pesar de que las aprecien más que nada en el mundo para el motor.

Otra vez, el abuso en la calle nos puede traer sorpresas:

En este caso, se nota la deformación y daño de los discos, muy posiblemente debido al sobrecalentamiento (por hacer patinar mucho al embrague), o bien por acoples muy bruscos (ver la decoloración del mismo) Otra vez debemos señalar que no existen soluciones mágicas que corrijan a un mal manejo. Ya en la nota anterior habíamos comentado sobre fallas recurrentes en las transmisiones y este es un punto que los fabricantes reunidos en JASO desean corregir con agregados en las especificaciones. Será otro desafío (¿dolor de cabeza?) para nuestros formuladores

La línea de productos Mobil, presenta una solución para cada necesidad, con el objetivo de dar satisfacción a diferentes usuarios

• Nombre del producto
• Tipo de lubricante base
• Grado SAE de Viscosidad
• Calidad para el motor
• Calidad para el Embrague
• Mobil1 Racing 4T
• Sintético Avanzado
• 15W-50
• API SJ
• MA2 / MA
• Mobil Super Moto 4T MX
• Semi-Sintético
• 10W-40
• API SJ
• MA2 / MA
• Mobil Super Moto 4T
• Mineral
• Grupo II
• 20W-50
• API SL/CC
• MA2 / MA

Por Antonio J. Ciancio
Ingeniero de Lubricación de AXION energy (Mobil en Arg.). Docente asociado e investigador del Centro Argentino de Tribologia. Comité Técnico de la Cámara Argentina de Lubricantes.