Un nuevo aceite para cajas manuales de servicio pesado

Por Antonio J. Ciancio

En una nota anterior había hecho un repaso de los lubricantes Mobil para cajas manuales que se ofrecen en Argentina. El conteo ascendió a 7 alternativas, que combinan los niveles de aditivación API GL-4 y GL-5 con los grados SAE habituales 80W, 80W-90, 75W, 75W-80, 75W-90.

Mirando esas alternativas al descuido, uno podría pensar que somos unos exagerados, que colaboramos a la anarquía y desorden de la información, etc.

Pero hoy debemos incorporar este nuevo aceite, porque el refinamiento de la tecnología de las cajas ZF así lo exige.

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Se confirma una vez más una tendencia muy clara: cada fabricante es el que patrocina el desarrollo del lubricante y los ensayos pertinentes para aprobarlo. Ya no es como en el pasado, cuando el Instituto Americano del Petróleo (API) con la definición de sus niveles de calidad ordenaba toda la oferta para los distintos conjuntos mecánicos. Así, los niveles de calidad vigentes, son API GL-1 (mineral puro); API GL-3 (Aditivos Antidesgaste); API GL-4 (Aditivos Extrema Presión medios o “suaves”) y API GL-5 (Aditivos Extrema Presión del más alto nivel) Con ellos debería satisfacerse todo el universo de engranajes automotrices.

Ya no puede ser tan simple. Por un lado los niveles API se han enfocado mucho más a verificar la protección de engranajes y rodamientos, y hasta cierto nivel la limpieza de los sistemas. Pero no se ha establecido un ensayo de ciclado de sincronizadores donde se evalúe la precisión del pasaje de marchas y desgaste de los aros sincronizadores. Es más, se vivió una época en la que se suponía que especificar el nivel API GL-4 también involucraba, por extensión, buena performance en los sincronizadores. La realidad es que los fabricantes realizan desde hace años esos ensayos, y las petroleras desarrollan sus tecnologías de aditivación en conjunto con ellos.

En el gráfico adjunto se ven los resultados de los excelentes trabajos realizados por Mitsubishi, evaluando tres tipos distintos de aceite.

Fricción en el sincronizador

Fricción en el sincronizador

En el banco para ciclado de sincronizadores se va evaluando el desgaste de las superficies de freno de los aros de aleación de cobre. Se mide directamente el coeficiente de fricción, ya que cuando se pierde esa capacidad de frenado empiezan a producirse choques entre los dentados de guía y de acople. Nos referimos familiarmente a que “canta la caja”.

Mitsubishi determina que cuando el coeficiente de fricción cae por debajo de 0,06 hay que decretar la falla. Por eso ellos han desestimado los aceites API GL-4 (ver la línea verde) y han liderado las recomendaciones de buena parte de los fabricantes japoneses llevándolos a recomendar un API GL-3.

Las letras SP que acompañan dos de las alternativas significan que el EP es el más clásico de Azufre (S) y Fósforo (P). Es el que tiene olor a sulfídrico, a huevo podrido, muy difundido en nuestro país.

El aceite identificado con API GL-3 | Zn tiene Antidesgaste a base de Zinc, Fósforo y Azufre.

Las curvas muestran que los dos GL-3 conservan muy bien al coeficiente de fricción. Toyota recomienda un aceite Mobil 2257 Gear Oil 75W-90, mineral y API GL-3 con la última tecnología mencionada.

En la foto podemos apreciar la gran complejidad de los controles durante un ensayo en un moderno banco de ciclado.

Banco de ciclado

Banco de ciclado

Como resultado de las intervenciones de los fabricantes, sus especificaciones aparecen en las Hojas Técnicas del lubricante, por ejemplo ZF TE ML-02 L, que define una performance integral. Los cambios en estas especificaciones son bien frecuentes y ZF publica las listas de productos aprobados directamente en su sitio web.

 

Aceites “livianitos”

De la misma manera que está sucediendo en los aceites para motor, los grados SAE muestran que los aceites menos viscosos son los elegidos para dar servicio a las transmisiones más modernas. Si bien la razón fundamental también aquí es la búsqueda de Economía de Combustible (con sintéticos en caja y diferencial, se han verificado ahorros del 1%, en el ensayo estandarizado para camiones REALES, SAE J1361) no es menos importante y valioso que un aceite más liviano evacuará mucho más rápido el espacio entre el aro sincronizador y el cono de fricción del engranaje. Esto acorta el tiempo de frenado, de sincronización, con lo que el pasaje entre cambios es más eficiente y suave.

Claro que los aceites minerales más livianos forman una película lubricante de menos resistencia, en términos comparativos. Por esta razón se adoptan cada vez más aceites sintéticos. Una ventaja inmediata es la disminución de la temperatura de trabajo, y esto se complementa con la mayor resistencia a la oxidación y a la degradación térmica, con lo cual los aceites duran más tiempo.

En el siguiente gráfico Volkswagen ha volcado sus experiencias al respecto.

Temperatura de la caja y básicos

Temperatura de la caja y básicos

El sintético de Grupo III, hidrocraqueado o Gas-to-Liquid baja la temperatura en unos 12°C, mientras que la base de PoliAlfaOlefina (PAO) logra una caída de 20°C. Algo similar es lo que nosotros hemos observado en las cajas de competición, en la categoría TC, en los Falcon del equipo de Lincoln.

Una regla conservadora de los formuladores dice que cada 10°C que aumenta la temperatura de la carga de aceite disminuye en un 50% la resistencia a la oxidación. Esto nos hace valorar aún más cada salto de temperatura, porque bajar 10°C significa directamente la duplicación de la vida del aceite frente a un mineral. El Mobil Delvac XHP Transmission Oil 75W-80 es un sintético 100%, formulado con básico Grupo III hidrocraqueado y suma la acción de un potente paquete de aditivos que no solo dan protección al desgaste, sino que es muy efectivo en mantener la limpieza de la caja.

Limpieza de la caja con sintéticos

Limpieza de la caja con sintéticos

Una caja limpia es una caja que dura más tiempo. Pensemos que los depósitos no sólo son perjudiciales por el potencial riesgo de posicionarse entre las superficies de soporte de carga de engranajes y rodamientos: también estorban a la transferencia de calor, con lo cual la caja se recalienta. Además las partículas carbonosas funcionan como catalizadores de la degradación del aceite en sí.

Resumiendo, las ventajas y beneficios potenciales de Mobil Delvac XHP Transmission Oil 75W-80 son:

  • Excepcional estabilidad térmica y resistencia a la oxidación; aún a muy altas temperaturas. Mayor vida útil de los engranajes y cojinetes debido a la mínima cantidad de depósitos. Mayor vida útil de las juntas y retenes. No se producen agrietamientos o deformaciones tipo “blíster” en los labios de los retenes
  • Excelente protección contra la corrosión de las aleaciones de cobre. Ayuda a extender la vida de los sincronizadores y al mismo tiempo provee inigualable performance de pasaje entre cambios, realizados con suavidad y precisión.
  • Capacidad incrementada para soportar cargas mecánicas. Reducción de los costos de mantenimiento y mayor vida útil de los equipos.
  • Excelente estabilidad al cizallamiento. Mantiene su viscosidad y la resistencia de la película bajo severas condiciones de funcionamiento para prevenir el desgaste. Menor desgaste y mayor vida útil de los componentes.
  • Propiedades de reducción de fricción mejoradas. Se refleja en el consumo de combustible. Se bajan los gastos de operación.
  • Sobresaliente fluidez a bajas temperaturas en comparación con los aceites minerales. Reducción del desgaste y facilita el arranque del motor.
  • Muy buena resistencia a la formación de espuma. Mantiene la resistencia de la película lubricante.

 

* Ingeniero de Lubricación de AXION energy (Mobil en Arg.). Docente asociado e investigador del Centro Argentino de Tribología. Comité Técnico de la Cámara Argentina de Lubricantes.

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