Mejores prácticas para lubricantes de ruedas automotrices

Wes Cash, Noria Corporation. Traducido por Roberto Trujillo Corona, Noria Latin America Si bien se presta mucha atención a los principales lubricantes para automóviles, como el aceite de motor y el fluido de la transmisión, hay muchos otros componentes en un vehículo que tienen requisitos específicos de lubricación. Uno de esos componentes es el conjunto del cubo o tambor, donde comúnmente se usan los comúnmente conocidos lubricantes de ruedas automotrices. Los conjuntos del cubo o tambor de rueda pueden ser lubricados por aceite o grasa, y al igual que los motores y las transmisiones, las prácticas de lubricación tendrán un impacto considerable en su vida útil y funcionamiento. Cuanto mejor cuide estos componentes, más durarán.

Cómo funciona el conjunto del cubo o tambor de rueda

La mayoría de los conjuntos del cubo o tambor utilizan un rodamiento en el eje para permitir que la rueda gire libremente. Estos rodamientos son típicamente de rodillos cónicos para ayudar a soportar cargas en múltiples direcciones (axiales y radiales). A menudo se instalan en pares en los ejes. Para las ruedas que no giran, conocidas como ruedas motrices o inactivas, puede encontrar rodamientos tradicionales de bolas. Aunque estos rodamientos pueden reducir la cantidad de fricción entre las partes móviles, los rodamientos deben lubricarse periódicamente para permitir la máxima vida útil del conjunto. Esto plantea la pregunta de qué lubricante se debe usar para lubricar, proteger y garantizar que el rodamiento proporcione una operación sin problemas durante un largo período de tiempo.

Selección del lubricante

Se han empleado aceites en muchos conjuntos de cubo o tambor con buenos resultados. Cuando se usa un baño de aceite para lubricar los extremos de las ruedas, generalmente hay menos resistencia en los rodamientos en comparación con la lubricación con grasa. El aceite se aplica directamente al cubo o tambor a través de un puerto de llenado o se suministra internamente desde el diferencial utilizando un mecanismo de tuberías. En ambos casos, mantener el nivel de aceite correcto y seleccionar el aceite apropiado son claves para preservar el rodamiento y asegurar que el ensamble funcione correctamente. Los rodamientos que comparten aceite del diferencial comúnmente se lubricarán con aceite para engranajes. Incluso los cubos o tambores que se lubrican por salpique en su propio baño individual pueden lubricarse con un aceite para engranajes aprobado. Si bien la mayoría de las personas pueden estar familiarizadas con los aceites para engranajes, los que se usan en aplicaciones automotrices son ligeramente diferentes a los de las aplicaciones industriales, que tienen sus propias designaciones y sistemas de grado de viscosidad. Los aceites para engranajes para estas aplicaciones deben cumplir con las especificaciones del Instituto Americano del Petróleo (API, por sus siglas en inglés). Para los extremos de la rueda motriz, donde el aceite se comparte entre el cubo o tambor y el eje, esto se vuelve muy importante, ya que el aceite lubricará un conjunto de engranajes y un conjunto de rodamientos. Asegúrese de consultar las recomendaciones del fabricante del equipo original para ver qué designación de aceite de engranajes se prefiere. El más actual y ampliamente utilizado es GL-5. Esta designación se emplea con la mayoría de los conjuntos de engranajes hipoidales y tiene niveles de desempeño estándar enumerados en la especificación ASTM D7450. Gran parte de esta especificación está dedicada a evaluar la capacidad del lubricante para reducir el desgaste de los componentes del engranaje. Otros parámetros que se evalúan son estabilidad de la espuma, protección contra la oxidación y estabilidad térmica y oxidativa. La gama completa de designaciones de aceite para engranajes abarca desde GL-1 hasta GL-6 (Figura 1). Las únicas designaciones activas son GL-4 y GL-5. GL-4 se utiliza en muchas transmisiones manuales y transejes; tienden a usarse más en transmisiones que operan a velocidades y cargas más bajas en comparación con GL-5. Las otras designaciones se consideran inactivas y generalmente no se recomiendan en estas aplicaciones. La designación de desempeño MT-1 se emplea con frecuencia en transmisiones manuales no sincronizadas. Estos aceites son más especializados y se debe tener cuidado para evitar mezclarlos accidentalmente con otros fluidos.

Figura 1. Clasificación de desempeño de aceites para engranajes automotrices

Para que un lubricante cumpla con estas especificaciones, debe haber una dosificación saludable de aditivos para fortificar a la base lubricante. Los aditivos más comunes en este tipo de fluidos son los antioxidantes, mejoradores del índice de viscosidad y aditivos de presión extrema (EP). Algunos aditivos EP contienen fósforo y azufre activo, que puede ser corrosivo para metales más blandos, por lo que siempre consulte el manual de su equipo móvil antes de seleccionar y usar cualquier aceite para su aplicación particular. Además de la designación de desempeño, también debe elegir la viscosidad del aceite adecuada. Esta se indicará mediante el grado de viscosidad SAE (de acuerdo con SAE J-306) y, por lo general, se podrá localizar en el mismo sitio que está la designación de desempeño del aceite. Muchas aplicaciones automotrices utilizan un aceite de viscosidad 75W-90, pero no es raro encontrar algunas viscosidades por encima de SAE 140. Las viscosidades más altas a menudo se usan para cargas más elevadas y aplicaciones de torque más altas o cuando se experimentan temperaturas más altas.

Niveles de aceite

Cuando se usa aceite para lubricar el extremo de una rueda, el nivel de aceite será crítico para la salud del sistema y el desempeño general. Si el extremo de la rueda tiene su propio depósito individual, es probable que haya una mirilla que se pueda usar para controlar el nivel de aceite. Dependiendo del tipo de extremo de la rueda, el nivel de aceite puede variar, así que asegúrese de revisar la mirilla para ver la marca “lleno” y no simplemente buscar vestigios de aceite en el visor. Para los extremos de las ruedas que comparten un reservorio con el resto del conjunto del eje, es posible que deba extraer el tapón de nivel del conjunto del diferencial o engranaje para verificar que el aceite esté en el nivel apropiado para operación. Idealmente, debe verificar estos niveles cuando el vehículo esté en terreno llano, ya que la pendiente de la superficie podría impactar el nivel de aceite y darle una lectura falsa. Recuerde, tener un nivel de aceite demasiado alto puede ser tan peligroso y destructivo como tener un nivel de aceite demasiado bajo.

Lubricación con grasa

La gran mayoría de los extremos de las ruedas están lubricados con grasa. A diferencia del aceite, la grasa hace un mejor trabajo al permanecer en su lugar dentro del rodamiento y el alojamiento. También puede resistir la descomposición mientras está en servicio mejor que un aceite tradicional. La desventaja es que la grasa puede ser difícil de reemplazar, y es común que se aplique grasa en exceso en muchas aplicaciones. Los rodamientos de las ruedas de los vehículos de pasajeros suelen estar lubricados con grasa y sellados de por vida, lo que significa que el lubricante no se puede reemplazar ni reponer. La grasa en servicio no solo debe proporcionar las mismas propiedades lubricantes que el aceite, sino que también debe ser capaz de resistir las temperaturas presentes en el extremo de la rueda para evitar el sangrado excesivo de aceite del espesante. Esto es muy importante en aplicaciones que requieren frenado frecuente, ya que la fricción en los frenos a menudo se transfiere a los rodamientos de las ruedas. Al seleccionar una grasa para un rodamiento de rueda, comience considerando el lubricante recomendado o la grasa que ya está en uso dentro del rodamiento. Es bien sabido que las grasas tienen problemas de compatibilidad cuando se mezclan diferentes tipos. Este riesgo se minimiza en gran medida si puede reemplazar completamente toda la grasa en el alojamiento y el rodamiento limpiando todos los residuos del lubricante viejo. Algunas investigaciones sobre el espesante y el aceite base de la grasa pueden arrojar luz sobre si la nueva grasa podrá mezclarse con la grasa en servicio. En caso de duda o si existen problemas de compatibilidad, intente realizar un cambio de grasa lo más completo posible. Las grasas automotrices tienen especificaciones de desempeño que son similares a las designaciones de engranajes de los aceites. Estas especificaciones, que originalmente fueron clasificadas por NLGI, siguen el protocolo de prueba ASTM D-4950 de acuerdo con la Sociedad Americana de Pruebas y Materiales (ASTM, por sus siglas en inglés). Las clasificaciones para las grasas automotrices se dividen en dos categorías: Grasas para chasis y grasas para ruedas automotrices. Algunas grasas que pasan ambos protocolos de prueba pueden llevar la doble marca de servicio. Las grasas de chasis se clasifican como “LA” para servicio liviano y “LB” para servicio severo. Las grasas para rodamientos de ruedas tienen tres clasificaciones: GA, GB y GC. Al igual que las clasificaciones de grasas para chasis, la principal diferencia es cuán robusta es la grasa y qué tan severas son las condiciones de conducción.

Figura 2. Marcas de certificación NLGI para grasas automotrices

Varían desde servicio ligero (GA), a servicio moderado (GB) y servicio severo (GC). Las frecuencias de engrasado siguen el mismo patrón, con relubricación más frecuente para GA y menos frecuente con GC. La mayoría de las grasas empleadas en aplicaciones automotrices tienden a tener la marca de doble servicio, que incluye LB y GC (Figura 2). Las clasificaciones de rodamientos de ruedas GA-GC tienen pruebas similares realizadas según la norma ASTM, pero el protocolo varía según la clasificación. Todas las clasificaciones de grasas para rodamientos de ruedas están sujetas a pruebas de consistencia, punto de fluidez y desempeño a baja temperatura. También tienen todos los mismos criterios de consistencia, lo que los coloca en el rango de consistencia NLGI de 1-3. La consistencia de grasa más común es NLGI 2. Para las otras dos pruebas, los límites de aceptación cambian de acuerdo con la clasificación; GC requiere valores más altos en la mayoría de las otras pruebas. Se efectúan pruebas adicionales de protección contra la corrosión, resistencia al agua, fugas, vida útil a altas temperaturas, protección contra el desgaste y compatibilidad con elastómeros para grasas GB y GC. Las grasas GC también se prueban para evaluar su desempeño de extrema presión (Figura 3).

Figura 3. Clasificación NLGI de grasas automotrices

Durante la instalación, la grasa a menudo se empaca a mano en estos rodamientos. No solo se debe empacar con grasa el rodamiento, sino que se debe aplicar un poco de grasa en el alojamiento y en las superficies internas del extremo de la rueda donde se encuentra el rodamiento. Esto ayudará a prevenir la corrosión. El alojamiento también debe tener algo de grasa en la cavidad que rodea al rodamiento, pero no debe llenarse. Este espacio en la cavidad permitirá que la grasa salga del rodamiento y proporcionará espacio para la expansión térmica del lubricante. Si la cavidad está completamente llena, se producirá batido de grasa y calor excesivo. Ciertos extremos de ruedas tienen accesorios de engrase que permiten la relubricación periódica del rodamiento. Si los engrasa con una pistola de engrasar, asegúrese de aplicar grasa lentamente y deténgase si percibe alguna contrapresión anormal. Tenga en cuenta que una pistola de engrasar puede generar suficiente presión para hacer estallar los sellos y crear una abertura que permita la entrada de contaminantes y la fuga del lubricante.

Consideraciones clave

Cuando se lubrican correctamente, los extremos de las ruedas deben cumplir o exceder su vida útil estimada. Los elementos clave a considerar incluyen el mantenimiento del nivel de aceite, el engrase con la frecuencia adecuada, el uso de la especificación correcta para aceites y grasas, y el monitoreo rutinario del conjunto de la rueda para detectar cualquier signo de fuga. Si las juntas tienen fugas y se permite que el lubricante salga de la carcasa, puede llegar a los frenos, lo que podría provocar un mal funcionamiento. Además, si hay escasez de lubricante, el rodamiento puede calentarse y provocar un incendio. La rueda incluso podría soltarse y provocar daños o perjuicios a otros automovilistas. Por lo anterior, los extremos de las ruedas deben mantenerse adecuadamente para el buen desempeño del vehículo y la seguridad del público. Su lubricación no debe ser un misterio y debe realizarse con adecuada frecuencia durante el mantenimiento normal de su vehículo. Si lleva su vehículo a un taller de reparación, asegúrese de que se sigan los principios descritos aquí para que esté listo para su próximo viaje por carretera. Referencias Especificación estándar de desempeño de lubricantes para engranajes automotrices ASTM D7450-13, ASTM International. Libro anual de normas ASTM 2018. Clasificación y especificación estándar para grasas de servicio automotriz ASTM D4950-14, ASTM International. Libro anual de normas ASTM 2018. Fitch, JC, Scott, R. y Leugner, L. (2012). “The Practical Handbook of Machinery Lubrication – Cuarta Edición”. Pirro, DM y Wessol, AA (2001). “Lubrication Fundamentals – Segunda edición, revisada y ampliada”.