Hoy en día el consumo de aceite se ha convertido en un problema porque los intervalos del cambio de aceite ahora se han extendido a 10,000 millas (16,093.44 Km) o más y porque los motores modernos consumen tan poco aceite que muchos propietarios de vehículos se olvidan de revisar regularmente el nivel de aceite de su motor. Peor aún, muchos propietarios a menudo manejan sus motores sin aceite porque no saben cómo revisar el nivel de aceite. Por esa razón, los sistemas de advertencia del nivel de aceite se están volviendo equipo estándar para muchos vehículos.
Hasta ahora, no conozco ningún número específico que indique un consumo excesivo de aceite para ningún vehículo específico. Una aproximación para el consumo de aceite en un motor nuevo podría ser un poco menos de un litro de aceite durante el asentamiento inicial. Después del asentamiento del motor, el consumo de aceite debería estabilizarse en menos de un litro por cada 2,000 o 3,000 millas. Para motores con 150,000 millas o más en el odómetro, el consumo de un litro de aceite cada 2,000 millas no debería ser un problema. A medida que los motores se desgastan, la pérdida combinada de fugas externas e internas de aceite puede aumentar el consumo de aceite a un poco más de un litro por cada 1,000 millas, lo que cual no debería ser un problema si las bujías no se recubren con carbón o el tubo de escape no emite humo debido al consumo de aceite.
CONSUMO INTERNO DE ACEITE
Suponiendo que el motor no tenga una fuga externa obvia en los sellos del cigüeñal, el cárter de aceite, la tapa de distribución o la cabeza y en los empaques de la tapa del árbol de levas, veamos cómo puede entrar aceite del motor en la cámara de combustión a través de fugas internas. Un ejemplo típico de fugas internas son los sellos del eje del turbocargador que pasan aceite al múltiple de admisión, como lo indica la capa del aceite del motor que se forma dentro de los conductos entre el turbocargador y el motor. Si el múltiple de admisión en algunos motores en V sella el cárter superior, el aceite puede ingresar a través de uno o más empaques del puerto de admisión. De la misma forma, los sellos desgastados o agrietados del vástago de la válvula de admisión pueden pasar aceite a través de las guías de la válvula, especialmente durante la desaceleración y la operación prolongada del motor en marcha mínima.
En cualquier caso, las bujías pueden mostrar cierta acumulación de ceniza de aceite en el lado del electrodo cerca de las válvulas de admisión. La fuga de aceite a través de las guías de la válvula de escape no es tan común ya que el flujo normal del escape genera una presión positiva. Por otro lado, la mayor parte del consumo de aceite es a través de los pistones y los anillos de los pistones, que es donde nuestra historia continúa.
SELLADO DE CILINDROS
El lavado del aceite ocurre cuando el aceite del motor pasa a través de los anillos del pistón (vea la Foto 1). Para entender mejor el consumo de aceite relacionado con el anillo, veamos el diseño del pistón y del anillo del mismo. Por ejemplo, muchos anillos superiores son planos con un borde exterior convexo o en forma de barril que contiene una incrustación de molibdeno. La incrustación de Moly retiene el aceite y es resistente a las altas temperaturas de la combustión.
El segundo anillo de compresión no solo ayuda a sellar las presiones de la combustión, sino que también barre el exceso de aceite hacia el cárter del motor (vea la Foto 2). A diferencia del anillo superior, el segundo anillo tiene forma de plato, y solo el borde inferior del anillo entra en contacto con la pared del cilindro. Cuando la presión de la combustión aumenta, el segundo anillo se aplana contra la base del anillo del pistón, presionando a todo el ancho exterior del anillo contra el cilindro para sellar los gases de la combustión dentro del cilindro. Cuando no está bajo carga, el anillo vuelve a su configuración en forma de plato, lo que hace que el borde inferior del anillo barra el exceso de aceite hacia el cárter.
El único trabajo del tercer anillo del pistón es barrer el exceso de aceite del motor al cárter. En la mayoría de los casos, el tercer anillo es un diseño de tres piezas y consiste en un anillo expansor ventilado y dos rieles de acero que se ajustan sobre el expansor. El expansor ventilado y la ranura del anillo del pistón permiten que el exceso de aceite fluya hacia el interior del pistón y luego hacia el cárter (vea la Foto 3).
Para cumplir con los estándares de emisiones, los fabricantes han reducido las tolerancias entre los pistones y cilindros. Usemos como ejemplo un Mazda 2013 de 16 litros y 16 válvulas con motor Skyactiv cuya tolerancia es, 0.0010” como mínimo y 0.0017” máximo, el cual es el espacio libre estándar especificado entre los pistones y cilindros para los motores nuevos.
Comparado, las tolerancias eran casi el doble que en los diseños de motores más viejos para permitir la expansión térmica. Dado que los pistones de aluminio modernos con alto contenido de silicón experimentan una expansión térmica mucho menor, el espacio 0.001” proporciona una tolerancia de aceite suficiente entre el pistón y un cilindro rectificado con precisión. Estas tolerancias ajustadas en la falda del pistón y los cilindros maquinados con precisión también mantienen los anillos del pistón cuadrados con la pared del cilindro para una mejor compresión y sellado del anillo de aceite (vea la Foto 4).
Por otro lado, la mayoría de los motores de servicio liviano reducen la fricción de rotación al usar anillos de pistón delgados y de baja tensión. Los anillos del pistón de baja tensión también tienden a durar más debido a una menor presión circunferencial contra el cilindro. Por último, las técnicas mejoradas del rectificado del cilindro y el avanzado pulido del mismo permiten que los anillos del pistón se asienten rápidamente en la pared del cilindro. Después del asentado del motor, un patrón cruzado transversal subyacente más grueso permanece en el cilindro para mantener los anillos del pistón y las áreas del cilindro superior bien lubricadas.
LUBRICACIÓN DEL MOTOR
La holgura del cojinete de biela afecta el consumo de aceite porque el pistón y el cilindro están lubricados por el salpicado del aceite que pasa a través del cojinete de biela y sobre la pared del cilindro. Volviendo con nuestro motor Mazda SkyActiv, el aceite debe pasar a través de una holgura de 0.0011” a 0.0020” del cojinete de biela antes que pueda alcanzar la pared del cilindro. Recuerde que al duplicar la holgura del cojinete de biela cuadruplicará el flujo de aceite a los anillos del pistón, lo que puede aumentar enormemente el consumo de aceite.
El aceite del motor debe pasar a través de 0,0001”de pulgada del espacio entre la falda del pistón y el cilindro antes que alcance los anillos del pistón. El uso de aceite de alta viscosidad en un motor nuevo reduce la lubricación y el enfriamiento de los anillos de baja tensión, lo que puede ser un grave problema en los motores turbocargados de alto rendimiento de hoy en día.
Otro problema con el uso de aceite de alta viscosidad es que puede evitar que los anillos del pistón de baja tensión entren en contacto con la pared del cilindro, lo que puede aumentar el consumo de aceite.
Como se mencionó anteriormente, el salpicado del aceite del cigüeñal no solo lubrica los anillos, sino que también los enfría. Dado que el aceite de alta viscosidad reduce el flujo de aceite a través del cojinete de biela, la lubricación y el enfriamiento del cilindro también se verán afectados negativamente.
Mientras que, por un lado, intentamos reducir el flujo de aceite hacia los anillos del pistón, por otro lado, la película de aceite debe alcanzar la parte superior de la pared del cilindro. Los aceites genéricos de alta viscosidad pueden no lubricar adecuadamente los anillos superior y segundo del pistón, especialmente durante los arranques en frío. El punto de inflamación del aceite también debe ser lo suficientemente alto como para resistir la vaporización a altas temperaturas de la pared del cilindro. El uso de aceites base no sintéticos en aplicaciones sintéticas permite que esta película de aceite se queme durante la combustión, mientras que los aceites sintéticos tienden a permanecer en su lugar en la parte alta del cilindro.
En prácticamente todos los casos, los aceites sintéticos no solo protegen la parte alta del cilindro, sino que también protegen los anillos superior y segundo del pistón de una posible micro-soldadura momentánea a la pared del cilindro durante las condiciones de manejo de alta carga. A medida que se acumulan las millas, los aceites sintéticos también mantienen los pistones libres de depósitos de barniz que pueden causar que los anillos del pistón de baja tensión se adhieran a sus ranuras.
Por último, seguir los intervalos de mantenimiento recomendados y utilizar los aceites de motor específicos ayuda a prevenir el consumo excesivo de aceite en los motores modernos.
