SAE J300 es una norma que define las propiedades viscométricas de los aceites de motor mono y multigrado , mantenida por SAE International . [1] Los parámetros clave para la viscosimetría del aceite de motor son la viscosidad cinemática del aceite , su viscosidad de cizallamiento a alta temperatura medida por el simulador de rodamientos cónicos y las propiedades de baja temperatura medidas por el simulador de arranque en frío y el viscosímetro minirotativo . Este estándar se usa comúnmente en todo el mundo y las organizaciones de estándares que lo hacen incluyen API e ILSAC, [2] y ACEA . [3]
La SAE tiene un sistema de clasificación de viscosidad separado para aceites de engranajes, ejes y transmisiones manuales, SAE J306 , que no debe confundirse con la viscosidad del aceite de motor. Los números más altos de un aceite para engranajes (por ejemplo, 75W-140) no significan que tenga una viscosidad más alta que un aceite de motor 20W-50.
En la norma SAE J300 (2021), los grados de viscosidad son 0W, 5W, 10W, 15W, 20W, 25W, 8, 12, 16, 20, 30, 40, 50 y 60. [4] [1] En la En Estados Unidos, estos números a menudo se denominan "peso" de un aceite de motor, y los aceites de motor monogrado a menudo se denominan aceites "de peso puro". Los grados con designación W se consideran grados de invierno y denotan las propiedades de un aceite de motor a baja temperatura, mientras que los grados que no son de invierno denotan las propiedades de un aceite de motor a la temperatura de funcionamiento de un motor. [5] Los grados de viscosidad SAE 8 a SAE 16 describen aceites que pueden mejorar la economía de combustible mediante una fricción hidrodinámica reducida . [6] [7]
Para asignar grados de invierno, la viscosidad dinámica se mide a varias temperaturas frías, especificadas en J300, en unidades de mPa·s, o las unidades equivalentes más antiguas que no pertenecen al SI, centipoise (abreviado cP), utilizando dos métodos de prueba. Son el simulador de arranque en frío (CCS, ASTM D5293) y el viscosímetro minirotativo (bombeo, ASTM D4684). Cada temperatura está asociada con un grado, SAE 0W, 5W, 10W, 15W, 20W o 25W, y los números de grado más altos corresponden a temperaturas más altas. El aceite no pasa la prueba a una temperatura particular si es demasiado viscoso. El grado del aceite es el asociado con la temperatura más fría a la que el aceite pasa la prueba. Por ejemplo, si un aceite pasa a las temperaturas especificadas para 10W y 5W, pero falla a la temperatura de 0W, el aceite es de grado 5W. No se puede etiquetar como 0W o 10W.
Para asignar grados que no son de invierno, la viscosidad cinemática se clasifica según ASTM D445 o ASTM D7042, midiendo el tiempo que tarda una cantidad estándar de aceite a una temperatura de 100 °C (212 °F) en fluir a través de un orificio estándar, en unidades. de mm 2 /s (milimetro cuadrado por segundo) o las unidades equivalentes más antiguas que no pertenecen al SI, centistokes (abreviado cSt). Cuanto más tarde, mayor será la viscosidad y, por tanto, mayor será el código SAE. Los números más grandes son más gruesos. J300 especifica un rango de viscosidad para cada grado que no es de invierno, donde los números de grado más altos corresponden a viscosidades más altas. Además, también se requiere una viscosidad mínima medida a alta temperatura y alta velocidad de cizallamiento (HTHS, ASTM D4683).
Los grados pueden aparecer solos; por ejemplo, una cortadora de césped puede requerir SAE 30. Esta especificación de grado único significa que el aceite debe cumplir con los requisitos de SAE 30. Pero SAE también permite designar un aceite con dos grados de viscosidad, denominado aceite multigrado. Por ejemplo, 10W-30 designa un aceite multigrado común. Un aceite 10W-30 debe cumplir los requisitos de grado de viscosidad SAE J300 tanto para 10W como para 30, y todas las limitaciones impuestas a los grados de viscosidad, como el requisito de que un aceite 10W no debe cumplir los requisitos de 5W.
Los mejoradores del índice de viscosidad (VII) son aditivos poliméricos especiales que se agregan al aceite, generalmente para mejorar el rendimiento en climas fríos de los vehículos de pasajeros. Si se utiliza algún VII, el aceite debe estar etiquetado con una designación multigrado. De lo contrario, un aceite que no contenga VII puede etiquetarse como multigrado o monogrado. Por ejemplo, se puede fabricar fácilmente un aceite 20W-20 con aceites base modernos sin VII. Este aceite puede etiquetarse como 20W-20, 20W o 20.
Antes del descubrimiento de los campos petroleros en Pensilvania, los aceites lubricantes consistían principalmente en aceites animales y vegetales como manteca de cerdo y aceite de ricino. Sin embargo, con la apertura de estos campos, los lubricantes a base de petróleo entraron rápidamente en el mercado. Inicialmente, hubo escepticismo en torno a estos aceites de petróleo, considerados inferiores a sus homólogos animales y vegetales. Para reducir costos, algunos comenzaron a mezclar aceites de petróleo con aceites animales o vegetales, y a menudo vendían estas mezclas a precios regulares sin revelar la presencia de aceites de petróleo. Esta práctica de adulteración estaba mal vista, lo que llevó a químicos y expertos en petróleo a desarrollar pruebas para detectar dicho fraude. Se idearon pruebas como viscosidad, gravedad específica, punto de inflamación, punto de inflamación, punto de fluidez, índice de acidez y número de saponificación para distinguir entre petróleo y aceites animales/vegetales. De estos, si bien algunos, como la viscosidad, eran relevantes para seleccionar el aceite adecuado para una aplicación, la mayoría sólo eran útiles para detectar adulteración. A menudo, se especificaban valores de prueba específicos como requisitos a pesar de ser irrelevantes, dando injustamente la percepción de que el petróleo de Pensilvania era inferior. A pesar de estas dificultades, los aceites de Pensilvania reemplazaron gradualmente a los aceites animales y vegetales en muchas aplicaciones porque eran baratos y proporcionaban una buena lubricación. [9]
A medida que los campos petroleros de las regiones central, occidental y sudoccidental de los Estados Unidos comenzaron a producir, ingresaron al mercado aceites más nuevos, compitiendo con los aceites de Pensilvania. Los químicos descubrieron variaciones en las propiedades de estos aceites en comparación con los aceites de Pensilvania. Una vez más, estos aceites a menudo se consideraban inferiores únicamente sobre la base de pruebas particulares, a pesar de que estas pruebas no estaban relacionadas con la aplicación específica, pero eventualmente los nuevos aceites desarrollaron un lugar para sí mismos en función de sus méritos. Aunque los aceites diferían en sus características, la mayoría de los automóviles podían usarse con una gran variedad de aceites. [9]
En junio de 1911, SAE publicó la Especificación No. 26 para "aceite lubricante ligero para motores de automóviles", [10] la primera especificación formal de este tipo. [11] HC Dickinson, de la Oficina de Normas, también se esforzó mucho para que las compañías petroleras más grandes se pusieran de acuerdo sobre las viscosidades representadas por los términos "ligero", "medio", "pesado", "extra pesado", etc. . Estos esfuerzos no tuvieron éxito, ya que estos nombres estaban vinculados con las marcas comerciales y la publicidad de las compañías petroleras. Las empresas comercializarían el mismo aceite como aceite para automóviles "pesado" y como aceite para tractores "ligero", y diferentes empresas podrían llamar a este aceite para automóviles "pesado" aceite para automóviles "ligero" o "medio". A partir de 1920, la SAE inició esfuerzos para elaborar un conjunto de especificaciones más extenso. [12] En 1921, se elaboraron especificaciones de lubricación del gobierno de EE. UU. para facilitar la compra de petróleo por parte del gobierno. [9] Representantes del gobierno, SAE y el Instituto Americano del Petróleo se reunieron en 1922, [13] lo que dio como resultado que SAE adoptara una especificación para 10 grados de petróleo en marzo de 1923. [11] [9] Esta especificación no se adoptó para fines generales. usar. Las refinerías sintieron que marcar sus aceites con las especificaciones SAE los asociaría con aceites inferiores. Además, las especificaciones incluían muchas pruebas que eran irrelevantes para el rendimiento del automóvil. [9]
En 1926, quedó claro que la distinción ligero/medio/pesado no era práctica para los usuarios de automóviles. [9] En el otoño de 1925, una reunión conjunta de miembros del comité SAE y ASTM (ingenieros automotrices y petroleros) elaboró una nueva norma. La SAE adoptó esta norma en julio de 1926. [14] Esta norma era similar a la norma moderna de grado único en que tenía números de grado sin relación directa con ninguna propiedad medida, pero estaba ordenado por viscosidad ascendente y contenía seis grados del 10 al 60. [11] En 1928, la norma estaba siendo ampliamente adoptada por las empresas petroleras y automotrices . [14] [15] [16] El grado 70 se agregó en 1928. [17] En 1933, SAE propuso grados 10W y 20W, [11] que tuvieron un uso popular [18] a pesar de que nunca se adoptaron formalmente hasta 1950. [11]
En 1950, se eliminaron los grados 10, 60 y 70, se agregaron nuevos grados 5W, 10W y 20W y se simplificaron los criterios de prueba. El esquema de etiquetado multigrado se aprobó en 1955. El identificador J300 se adjuntó alrededor de 1962. Los criterios se reformularon en 1967 para utilizar la viscosidad cinemática en centiStokes y el simulador de arranque en frío. El grado 15W se agregó en diciembre de 1975. [11] [19] En 1980, se agregaron los grados 0W y 25W, y se realizó una prueba de bombeabilidad a baja temperatura. El grado 60 se volvió a agregar en 1987. La viscosidad HTHS se agregó en 1992. [19]
El grado 16 se añadió en 2013. Michael Covitch de Lubrizol, presidente del grupo de trabajo sobre Clasificación Internacional de Viscosidad de Aceites de Motor (EOVC) de SAE, fue citado diciendo: "Si continuáramos la cuenta regresiva desde SAE 20 a 15 a 10, etc., estaríamos "Enfrentamos continuos problemas de confusión entre los clientes con grados populares de viscosidad a baja temperatura, como SAE 10W, SAE 5W y SAE 0W", señaló. "Al elegir llamar al nuevo grado de viscosidad SAE 16, sentamos un precedente para futuros grados, contando de cuatro en cuatro en lugar de cinco: SAE 12, SAE 8, SAE 4". [20] Los grados 8 y 12 se agregaron en 2015. [19] El uso de ASTM D7042 para determinar la viscosidad cinemática de baja velocidad de corte se agregó en 2021. [1]
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