Manual: FAA-H-8083-32A, Aviation Maintenance Technician Handbook Powerplant, Volume 2, Pagina: 6-1

Aircraft: Requirements and Characteristics of Reciprocating Engine Lubricants

Si bien hay varias propiedades importantes que debe poseer un aceite de motor alternativo satisfactorio, su viscosidad es más importante en el funcionamiento del motor. La resistencia de un aceite a fluir se conoce como su viscosidad. El petróleo que fluye lentamente es viscoso o tiene una viscosidad alta; si fluye libremente, tiene una viscosidad baja. 

Desafortunadamente, la viscosidad del aceite se ve afectada por la temperatura. No era raro que los grados anteriores de aceite se volvieran prácticamente sólidos en climas fríos, lo que aumentaba la resistencia y hacía que la circulación fuera casi imposible. 

Otros aceites pueden diluirse tanto a altas temperaturas que la película de aceite se rompe, provocando una baja capacidad de carga, lo que provoca un rápido desgaste de las piezas móviles.

El aceite seleccionado para la lubricación de motores de aeronaves debe ser lo suficientemente ligero para circular libremente a bajas temperaturas, pero lo suficientemente pesado para proporcionar la película de aceite adecuada a las temperaturas de funcionamiento del motor. 

Dado que los lubricantes varían en propiedades y dado que ningún aceite es satisfactorio para todos los motores y todas las condiciones de operación, es extremadamente importante que solo se use el grado aprobado o la clasificación de la Sociedad de Ingenieros Automotrices (SAE).

Se deben considerar varios factores para determinar el grado adecuado de aceite para usar en un motor en particular, los más importantes de los cuales son la carga operativa, las velocidades de rotación y las temperaturas operativas. El grado del aceite lubricante a utilizar viene determinado por las condiciones de funcionamiento que deben cumplir los distintos tipos de motores. 

El aceite utilizado en los motores alternativos de las aeronaves tiene una viscosidad relativamente alta requerida por:  

1. Grandes holguras operativas del motor debido al tamaño relativamente grande de las piezas móviles, los diferentes materiales utilizados y las diferentes tasas de expansión de los diversos materiales; 

2. Altas temperaturas de funcionamiento; y 

3. Altas presiones de apoyo.

Viscosidad - Viscosity 

Generalmente, los aceites de aviación comercial se clasifican por un número (como 80, 100, 140, etc.) que es una aproximación de la viscosidad medida por un instrumento de prueba llamado Viscosímetro Universal Saybolt. En este instrumento, un tubo contiene una cantidad específica del aceite a probar. El aceite se lleva a una temperatura exacta mediante un baño líquido que rodea el tubo. 

El tiempo en segundos requerido para que fluyan exactamente 60 centímetros cúbicos de aceite a través de un orificio calibrado con precisión se registra como una medida de la viscosidad del aceite. Si se usaran los valores reales de Saybolt para designar la viscosidad del aceite, probablemente habría varios cientos de grados de aceite. 

Para simplificar la selección de aceites, a menudo se clasifican bajo un sistema SAE que divide todos los aceites en siete grupos (SAE 10 a 70) según la viscosidad a 130 °F o 210 °F. Las clasificaciones SAE son puramente arbitrarias y no guardan una relación directa con Saybolt u otras clasificaciones.

La letra W ocasionalmente se incluye en el número SAE dando una designación, como SAE 20W. Esta W indica que el aceite, además de cumplir con los requisitos de viscosidad en las especificaciones de temperatura de prueba, es un aceite satisfactorio para uso invernal en climas fríos. Esto no debe confundirse con la W que se usa delante del número de grado o peso que indica que el hidrocarburo es del tipo dispersante sin cenizas.

Aunque la escala SAE ha eliminado cierta confusión en la designación de los aceites lubricantes, no se debe suponer que esta especificación cubre todos los requisitos de viscosidad importantes. 

Un número SAE indica solo el grado de viscosidad o la viscosidad relativa; no indica calidad u otras características esenciales. Es bien sabido que existen aceites buenos y aceites inferiores que tienen las mismas viscosidades a una temperatura dada y, por lo tanto, están sujetos a clasificación en el mismo grado. 

Las letras SAE en un contenedor de aceite no son un respaldo o recomendación del aceite por parte de SAE. Aunque cada grado de aceite está clasificado por un número SAE, según su uso específico, puede clasificarse con un número de grado de aviación comercial o un número de especificación del Ejército y la Armada. La correlación entre estos sistemas de numeración de grados se muestra en la Figura.

Índice de viscosidad - Viscosity Index  

El índice de viscosidad es un número que indica el efecto de los cambios de temperatura en la viscosidad del aceite. Cuando el aceite tiene un índice de viscosidad bajo, significa un cambio de viscosidad relativamente grande debido al aumento de la temperatura. El aceite se diluye a altas temperaturas y se espesa a bajas temperaturas. Los aceites con un alto índice de viscosidad tienen pequeños cambios de viscosidad en un amplio rango de temperatura. 

El mejor aceite para la mayoría de los propósitos es aquel que mantiene una viscosidad constante a lo largo de los cambios de temperatura. El aceite que tiene un alto índice de viscosidad resiste el espesamiento excesivo cuando el motor se somete a bajas temperaturas. 

Esto permite velocidades de arranque rápidas durante el arranque y una rápida circulación de aceite durante el arranque inicial. Este aceite resiste la dilución excesiva cuando el motor está a temperatura de funcionamiento y proporciona una lubricación completa y protección contra la carga de los cojinetes.

Punto de inflamación y punto de fuego - Flash Point and Fire Point  

El punto de inflamación y el punto de ignición se determinan mediante pruebas de laboratorio que muestran la temperatura a la que un líquido comienza a emitir vapores inflamables, la inflamación y la temperatura a la que hay suficientes vapores para sustentar un incendio. Estos puntos se establecen para los aceites de motor para determinar que pueden soportar las altas temperaturas que se encuentran en un motor. 

Punto de enturbiamiento y punto de fluidez - Cloud Point and Pour Point  

El punto de enturbiamiento y el punto de fluidez también ayudan a indicar la idoneidad. El punto de enturbiamiento del aceite es la temperatura a la cual su contenido de cera, normalmente en solución, comienza a solidificarse y separarse en pequeños cristales, lo que hace que el aceite se vea turbio o borroso. El punto de fluidez del aceite es la temperatura más baja a la que fluye o se puede verter.

Gravedad específica - Specific Gravity 

La gravedad específica es una comparación del peso de la sustancia con el peso de un volumen igual de agua destilada a una temperatura específica. Como ejemplo, el agua pesa aproximadamente 8 libras por galón; el aceite con una gravedad específica de 0,9 pesaría 7,2 libras por galón.

En los primeros años, el rendimiento de los motores de pistón de los aviones era tal que podían lubricarse satisfactoriamente por medio de aceites minerales puros, mezclados a partir de aceites base de petróleo especialmente seleccionados. Los grados de aceite 65, 80, 100 y 120 son aceites minerales puros mezclados a partir de aceites base seleccionados de alto índice de viscosidad. 

Estos aceites no contienen ningún aditivo a excepción de cantidades muy pequeñas de depresor del punto de fluidez, que ayuda a mejorar la fluidez a temperaturas muy bajas, y un antioxidante. Este tipo de aceite se utiliza durante el período de rodaje de un motor de pistón de aviación nuevo o recientemente revisado.

La demanda de aceites con mayores grados de estabilidad térmica y a la oxidación requería fortalecerlos con la adición de pequeñas cantidades de materiales no derivados del petróleo. Los primeros aditivos incorporados en los aceites minerales puros para motores de pistón estaban basados ​​en sales metálicas de bario y calcio. 

En la mayoría de los motores, el desempeño de estos aceites con respecto a la oxidación y la estabilidad térmica fue excelente, pero las cámaras de combustión de la mayoría de los motores no podían tolerar la presencia de los depósitos de ceniza derivados de estos aditivos que contienen metales. 

Para superar las desventajas de los depósitos dañinos en la cámara de combustión, se desarrolló un aditivo no metálico (es decir, polimérico que no forma cenizas) que se incorporó en mezclas de aceites base minerales seleccionados. Los aceites W son del tipo sin cenizas y todavía están en uso.

Los aditivos en estos aceites amplían el rango de temperatura de funcionamiento y mejoran el arranque del motor en frío y la lubricación del motor durante el período crítico de calentamiento, lo que permite volar a través de rangos más amplios de cambios climáticos sin la necesidad de cambiar el aceite.

El aceite multigrado semisintético SAE W15 W50 para motores de pistón se utiliza desde hace algún tiempo. Los aceites W80, W100 y W120 son aceites dispersantes sin cenizas desarrollados específicamente para motores de pistón de aviación. Combinan aditivos no metálicos con aceites base seleccionados de alto índice de viscosidad para brindar estabilidad, dispersancia y desempeño antiespumante excepcionales. 

La dispersión es la capacidad del aceite para mantener partículas en suspensión hasta que puedan ser atrapadas por el filtro o drenadas en el próximo cambio de aceite. El aditivo dispersante no es un detergente y no limpia los depósitos formados previamente en el interior del motor.

Algunos aceites multigrado son una mezcla de aceite sintético y semisintético de base mineral, además de un paquete de aditivos altamente efectivo, que se agrega debido a la preocupación de que el aceite completamente sintético no tenga la solvencia para manejar los depósitos de plomo que resultan del uso de combustible con plomo. 

Como aceite multigrado, ofrece la flexibilidad de lubricar eficazmente en un rango de temperaturas más amplio que los aceites monogrado. En comparación con el aceite monogrado, el aceite multigrado brinda una mejor protección contra el arranque en frío y una película lubricante más fuerte (mayor viscosidad) a las temperaturas de funcionamiento típicas. 

La combinación de aditivos antidesgaste no metálicos y aceites base minerales y sintéticos de alto índice de viscosidad seleccionados brindan una estabilidad, dispersión y rendimiento antiespumante excepcionales. El arranque puede contribuir hasta en un 80 por ciento al desgaste normal del motor debido a la falta de lubricación durante el ciclo de arranque. Cuanto más fácilmente fluya el aceite a los componentes del motor al arrancar, menos desgaste se produce.

Los grados de dispersante sin cenizas se recomiendan para motores de aeronaves sujetos a amplias variaciones de temperatura ambiente, particularmente los motores de la serie turbocargados que requieren aceite para activar los diversos controladores turbo. A temperaturas inferiores a 20 °F, normalmente se requiere el precalentamiento del motor y del tanque de suministro de aceite, independientemente del tipo de aceite utilizado.

El aceite dispersante sin cenizas multigrado semisintético de primera calidad es una mezcla especial de un aceite mineral de alta calidad e hidrocarburos sintéticos con un paquete de aditivos avanzado que se ha formulado específicamente para aplicaciones multigrado. El aditivo antidesgaste sin cenizas proporciona una protección excepcional contra el desgaste de las superficies de desgaste.

Muchos fabricantes de aeronaves agregan aceite lubricante conservante aprobado para proteger los motores nuevos contra la oxidación y la corrosión en el momento en que la aeronave sale de la fábrica. Este aceite conservante debe eliminarse al final de las primeras 25 horas de funcionamiento. Cuando agregue aceite durante el período en que el aceite conservante está en el motor, use solo aceite mineral puro de grado aeronáutico o aceite dispersante sin cenizas, según se requiera, de la viscosidad deseada. 

Si se utiliza aceite dispersante sin cenizas en un motor nuevo o en un motor recién reacondicionado, es posible que se experimente un alto consumo de aceite. Los aditivos en algunos de estos aceites dispersantes sin cenizas pueden retardar el asentamiento de los anillos del pistón y las paredes del cilindro. 

Esta condición se puede evitar mediante el uso de aceite mineral hasta que se obtenga un consumo normal de aceite, luego cambie al aceite dispersante sin cenizas. También se debe utilizar aceite mineral tras la sustitución de uno o más cilindros o hasta que el consumo de aceite se haya estabilizado. En todos los casos, consulte la información del fabricante cuando se considere el tipo de aceite o el tiempo de servicio.