La facilidad con la que arranca un motor no solo depende del estado de la batería y de la calidad del encendido y del combustible, sino también de las propiedades de fluidez del aceite para motores. Si el aceite es demasiado viscoso o pesado en la temperatura de arranque, generará suficiente resistencia en las piezas móviles como para que el motor no pueda arrancar rápido ni mantenerse en funcionamiento.

Debido a que las temperaturas bajas espesan todos los aceites, un aceite para la temporada de invierno debe estar lo suficientemente diluido como para facilitar el arranque rápido a la menor temperatura prevista. También debe ser lo suficientemente fluido como para que circule rápidamente hacia los cojinetes y prevenga el desgaste. Además, cuando el motor alcanza temperaturas de funcionamiento normales, el aceite debe ser lo suficientemente espeso como para brindar una protección adecuada.

La viscosidad es una característica importante de un aceite, ya que indica la resistencia del mismo a la circulación. Se puede medir de muchas maneras, pero una vital para el aceite para motores es la temperatura de arranque en frío. Esta evalúa la facilidad con la que el cigüeñal del motor puede girar a una temperatura determinada. Esta resistencia, o fricción de fluido, evita que el aceite escape de entre las superficies del motor cuando se mueven bajo presión o carga. La resistencia al movimiento o a la circulación es una función de la estructura molecular del aceite. Debido a que esta fricción interna del fluido es la responsable de gran parte del arrastre impuesto al arrancador durante el encendido del motor, es importante usar un aceite con cualidades de viscosidad que garanticen un arranque sencillo, una circulación del aceite apropiada y protección en temperaturas altas.

El efecto de la temperatura en la viscosidad varía ampliamente según el tipo de aceite. Por esta razón, se estableció un cálculo para medir la cantidad de viscosidad que cambia cuando la temperatura varía; dicho cálculo se conoce como Índice de viscosidad (VI). Un aceite con un índice de viscosidad alto es aquel cuya viscosidad varía poco con los cambios de temperatura. Hoy en día, gracias a los métodos mejorados de refinación y a los aditivos químicos especiales, existen muchos aceites para motores con índices de viscosidad altos que son lo suficientemente livianos como para permitir el arranque en temperaturas bajas, pero lo suficientemente pesados como para brindar protección eficaz en temperaturas altas.

Estos aceites con índices de viscosidad altos se conocen como aceites "multigrado". También se los llama a menudo por nombres que implican su uso en cualquier estación, ya que funcionan eficazmente tanto en invierno como en verano. Los fabricantes de vehículos a menudo recomiendan los aceites multigrado.

El hollín es un subproducto de la combustión en motores diésel y en algunos motores de inyección directa de gasolina. Es una materia compuesta por partículas carbonosas negras, que no se disuelve en el aceite lubricante, pero que puede flotar sobre este y eliminarse durante un cambio de aceite. Si el hollín no se dispersa apropiadamente, puede espesar el aceite y cambiar su grado de viscosidad SAE original. Además, puede acumularse y formar partículas lo suficientemente grandes como para generar desgaste por abrasión y, cuando el nivel de hollín en un aceite es muy alto, se puede asentar y formar lodo. El hollín acumulado o el aceite altamente espeso pueden generar presión alta en la entrada del filtro de aceite. Esto puede causar que la válvula de desvío del filtro se abra y que el aceite sin filtrar ingrese al motor.

Los aceites para motores formulados para combatir el hollín son capaces de dispersar grandes cantidades de hollín sin espesarse. La dispersión adecuada del hollín evita la acumulación de partículas grandes, reduce el desgaste por abrasión e inhibe la formación de lodo.

Por muchos años, la Agencia de Protección Ambiental (EPA) de los Estados Unidos ha establecido límites estrictos para las emisiones de óxido de nitrógeno (NOx) y de material particulado (PM) de camiones y autobuses en carretera. Gracias a una combinación de rediseño del motor, un diésel de azufre ultra bajo (ULSD) y una tecnología innovadora de aceites para motores, los vehículos nuevos redujeron las emisiones nocivas en un 98 por ciento. Además, la regulación exigía una reducción del contenido de azufre del combustible diésel para carretera del 97 por ciento, es decir, de 500 a 15 partes por millón (ppm), para que el combustible no dañara los dispositivos nuevos de postratamiento de gases de escape, en especial los filtros de partículas diésel (DPF) que retienen y reducen aún más las emisiones de hollín.

Los fabricantes de motores han estado desarrollando motores que no solo usan DPF sino que también funcionan con combustible ULSD de baja polución y usan dispositivos de recirculación de gases de escape refrigerados (EGR) para redireccionar una parte de dichos gases que el vehículo emite normalmente de vuelta al motor, lo que reduce las emisiones de NOx pero crea más hollín interno.

A partir del modelo del año 2010, el límite para las emisiones de óxido de nitrógeno (NOx) se redujo aún más. La mayoría de los fabricantes de equipos originales (OEM) incorporaron el uso de dispositivos de reducción catalítica selectiva (SCR) para cumplir con los niveles de emisión de 2010. La implementación de 2010 en cuanto a la reducción de los límites de emisión no requirió cambiar ninguna de las especificaciones de los lubricantes.

Una vez que el motor arranca, el aceite debe circular rápido y lubricar todas las superficies móviles para prevenir el roce entre metales que puede causar desgaste, rayaduras o detención de las piezas del motor. Las películas de aceite en los cojinetes y en las paredes de los cilindros son sensibles al movimiento, la presión y el suministro de aceite. Estas películas necesitan de un flujo y una distribución de aceite suficiente que las reponga constantemente.

Tal como se mencionó antes, la viscosidad de un aceite debe ser suficientemente baja en la temperatura de arranque para poder arrancar rápido y suficientemente alta en las temperaturas de funcionamiento máximas para garantizar la separación adecuada de las piezas móviles con el fin de proteger el motor.

Cuando el aceite llega a las piezas móviles, su función es lubricar las superficies y prevenir su desgaste. Los expertos en lubricación describen distintas clases de lubricación.

La lubricación elastohidrodinámica o de película completa se da cuando las superficies móviles están permanentemente separadas por una película de aceite. El factor decisivo para mantener separadas estas piezas es la viscosidad del aceite a temperatura de funcionamiento. La viscosidad debe mantenerse lo suficientemente alta como para prevenir el roce entre metales. Ya que los metales no se rozan cuando tienen una película completa de lubricante, se puede evitar el desgaste, a menos que haya partículas del tamaño de la película de aceite en sí, o más grandes, que rayen las piezas. Los cojinetes de los cigüeñales, las bielas y las levas funcionan normalmente con la lubricación de película completa.

Bajo ciertas condiciones, es imposible mantener una película de aceite completa entre las piezas móviles, ya que hay roces intermitentes de metales entre los puntos altos (asperezas) de las superficies en movimiento. Los expertos en lubricación llaman a esto lubricación de película mixta. En estas circunstancias, la película de aceite solo soporta parcialmente la carga. Como resultado, esta se rompe, lo que causa bastante roce entre metales. Cuando ocurre esto, la fricción entre las superficies puede generar suficiente calor como para derretir una o ambas de las superficies y soldarlas entre sí. A menos que esto se contrarreste a partir del uso de aditivos adecuados, esto puede resultar en la detención inmediata o en el desgarre y rayado de las superficies.

Las condiciones para la lubricación límite se dan durante el arranque y el apagado del motor y, con frecuencia, durante el funcionamiento de un motor nuevo o reconstruido. La lubricación límite también se da cerca del anillo superior del pistón, que es un área con poco suministro de aceite, temperaturas altas y donde se invierte el movimiento del pistón. Sin la protección de los aditivos, daría como resultado un desgaste excesivo o el atascamiento de dos superficies.

Bajo las condiciones de lubricación de película completa, una película gruesa de aceite previene el contacto entre los metales de las piezas móviles del motor. El movimiento relativo de estas piezas lubricadas debe tener una fuerza suficiente como para superar la fricción del fluido del lubricante. La viscosidad del aceite debe ser lo suficientemente alta como para mantener una película intacta, pero no más alta de lo necesario, ya que esto incrementa la cantidad de fuerza requerida para superar la fricción de fluidos.

Los fabricantes de vehículos especifican rangos de viscosidad de aceite acordes a las temperaturas ambiente esperadas. Esto es para garantizar que el lubricante brinde la viscosidad exacta, pero no excesiva, bajo las condiciones normales de funcionamiento. Cuando el aceite se contamina, su viscosidad cambia. Con el hollín, el polvo, la oxidación o el lodo, la viscosidad aumenta; con la dilución por combustible, disminuye. Ambos extremos de cambio de viscosidad son potencialmente dañinos para el motor. Debido a esto, se deben mantener al mínimo los niveles de contaminación del aceite para motor. Esto se puede lograr mejor al cambiar el aceite y el filtro en forma regular. Si un aceite para motores no dispersa adecuadamente los contaminantes, el filtro de aceite se tapará y se activará, lo que permitirá que los contaminantes causen daño a las partes internas del motor.

La cantidad y el tipo de aditivos químicos son importantes para reducir la fricción bajo condiciones de presión extrema de lubricación límite. El balance adecuado de todos los aditivos de un aceite para motores moderno también es crucial para cumplir con todos los requisitos de lubricación de un motor. El formulador de aceites puede lograr este balance en la composición de un aceite para motores solo a través de mucha investigación, con énfasis en las pruebas de verificación con motores reales, tanto en el laboratorio como en el servicio de campo.

Por cada galón de combustible consumido por un motor, se genera más de un galón de agua. Si bien la mayor parte de esta agua está en forma gaseosa y se elimina a través del escape, una parte se condensa en las paredes de los cilindros o se filtra a través de los anillos del pistón y queda atrapada, al menos por un tiempo, en el cárter. Esto sucede con más frecuencia en climas fríos, antes de que el motor se caliente.

Además del agua y de los subproductos de la combustión parcial del combustible, hay otros gases corrosivos producto de la combustión que se filtran a través de los anillos y se condensan o disuelven en el aceite para motor. Si a esto se le suman los ácidos formados por la oxidación normal del aceite, la posibilidad de formación de herrumbre y de depósitos corrosivos en el motor se vuelve aún mayor.

La vida útil de las piezas de un motor depende en parte de la capacidad del aceite para motores de neutralizar estas sustancias corrosivas. Gracias a los extensos trabajos de investigación, se pudieron desarrollar compuestos químicos eficaces y solubles en aceite. Estos se agregaron a los aceites para motores durante su fabricación para brindar protección eficaz a las piezas del motor.

Al formular los aceites modernos, de alta calidad, para motores, la meta básica no solo es mantener limpias las piezas del motor, sino también evitar que los depósitos de lodo y de barniz interfieran con el funcionamiento apropiado del motor.

La formación de lodo por lo general es un problema del funcionamiento del motor a baja temperatura. Los depósitos de lodo en el motor se forman por la combinación de agua condensada, de polvo y de los productos de la combustión parcial y del deterioro del aceite. Por lo general, los materiales que forman lodo son tan pequeños al principio que ningún filtro de aceite puede atraparlos. Son mucho menores que el espesor de la película de aceite en las piezas del motor, por lo que no causan desgaste o daño en tanto se mantengan pequeños y bien dispersos. Sin embargo, a medida que se multiplican en el aceite durante el uso, tienden a amontonarse y aumentar su volumen, lo que puede reducir el flujo de aceite.

La formación de lodo se agrava con el vapor de agua que se condensa en el cárter cuando el motor funciona en frío. La velocidad en la que los materiales de formación de lodo se acumulan en el aceite del cárter depende de varios factores de funcionamiento del motor. Factores como los siguientes aumentan la tasa de acumulación de lodo en el aceite: mezclas ricas en aire y combustible, que se dan durante el arranque o cuando el estrangulador se atasca; funcionamiento con filtros de aire sucios; o casos de ignición defectuosa.

Los aceites minerales puros poseen una capacidad muy limitada para prevenir que los contaminantes se coagulen y formen masas de lodo dentro del motor. Esta tarea le corresponde a los aditivos detergentes/dispersantes que se agregan a los aceites para motores modernos. Estos aditivos mantienen limpias las piezas importantes del motor y hacen que los contaminantes queden suspendidos de una forma tan eficaz que luego se los puede eliminar por medio de cambios de aceite y de filtro periódicos.

Los detergentes/dispersantes también son muy eficaces para prevenir la formación de depósitos de barniz dentro de un motor. Los materiales que forman barniz reaccionan químicamente o se combinan con el oxígeno del cárter para formar compuestos químicos complejos. Estos compuestos siguen reaccionando entre sí y con el oxígeno al llegar a las piezas más calientes del motor, especialmente las válvulas de recirculación de los gases de escape (ERG) y los sensores de oxígeno, donde el calor del motor las hace adherirse a dichas piezas y solidificarse. Los elevadores/buzos hidráulicos, los anillos de pistón y los cojinetes son especialmente sensibles a los depósitos de barniz. Si se permite la acumulación de materiales que forman barniz en estas áreas, se perjudica el funcionamiento del motor.

Los motores no pueden soportar el exceso de depósitos de lodo y de barniz en las piezas vulnerables. Los depósitos de lodo se acumulan en las mallas de la bomba de aceite, lo que reduce el flujo de aceite hacia las piezas importantes del motor y termina por desgastarlas rápidamente. Los anillos de pistón que están atascados o pegajosos debido a la acumulación de barniz evitan que el motor trabaje a máxima capacidad. Los anillos de control de aceite atascados u obstruidos evitan que se elimine el exceso de lubricante de las paredes de los cilindros y aumentan por demás el consumo de aceite.

Para cumplir con su función lubricante, algo de aceite debe llegar al área del anillo superior del pistón para poder lubricar y sellar los anillos y las paredes de los cilindros. Este aceite luego se expone al calor y a las llamas de la combustión que lo queman parcialmente.

Las técnicas de refinación modernas han producido aceites que se queman de forma limpia bajo estas condiciones, por lo que dejan una cantidad nula o reducida de residuos de carbono. Los aditivos detergentes/dispersantes de los aceites para motores modernos permiten que los anillos de pistón se muevan libremente en sus ranuras, lo que mantiene la presión de compresión y reduce la cantidad de aceite que ingresa a la cámara de combustión. Esto no solo reduce el consumo de aceite sino que, lo que es más importante, reduce al mínimo la cantidad de depósitos en la cámara de combustión.

El exceso de depósitos en la cámara de combustión perjudica el funcionamiento del motor. Los depósitos que se forman en las bujías pueden ensuciarlas. La acumulación excesiva de depósitos puede causar preignición, detonación u otras irregularidades de combustión que reducen la eficacia y que aumentan el consumo del motor. Debido a que estos depósitos también actúan como aislantes térmicos, los pistones, los anillos, las bujías y las válvulas no se enfrían adecuadamente. Esto puede dañar o incluso hacer fallar las piezas, por lo que es necesario realizar un reemplazo/reparación anticipada.

Para prevenir el exceso de depósitos en la cámara de combustión, es necesario que el aceite para motores cumpla con dos condiciones:

• El aceite debe permitir que los anillos del pistón se muevan libremente para reducir la cantidad de aceite que ingresa a la cámara de combustión.

• La porción de aceite que ingresa a la cámara de combustión debe arder de la forma más limpia posible.

Muchos piensan que la refrigeración del motor solo la lleva a cabo el fluido del sistema de refrigeración. De hecho, este fluido solo realiza el 60 % del trabajo. Solo enfría la parte superior del motor (las culatas de los cilindros, las paredes de los cilindros y las válvulas). El cigüeñal, los cojinetes principales y los cojinetes de la biela, las levas y sus cojinetes, los engranajes de distribución, los pistones y muchos otros componentes de la parte inferior del motor dependen directamente del aceite para motor para poder enfriarse. Todas estas piezas tienen límites de temperatura de funcionamiento específicos que no se deben exceder. Algunas pueden soportar temperaturas bastante altas mientras que otras, como los cojinetes principales y los cojinetes de la biela, deben funcionar a temperaturas relativamente bajas para evitar fallas. El aceite en circulación absorbe el calor y lo lleva al cárter o al enfriador del aceite. Luego, el fluido frío o el aire circulante elimina el exceso de calor.

Para mantener el proceso de refrigeración en funcionamiento, grandes cantidades de aceite deben circular constantemente hacia los cojinetes y hacia las otras piezas del motor antes de que vuelvan al cárter de aceite para enfriarse y volver a circular nuevamente. Si se interrumpe el suministro de aceite, estas piezas se calientan rápido debido al aumento de fricción y a las temperaturas de combustión. Las fallas de los cojinetes suelen denominarse como "cojinetes quemados", ya que las temperaturas aumentan lo suficiente como para derretir el metal de los cojinetes.

A pesar de que solo se requiere una pequeña cantidad de aceite para lubricar cualquier pieza en cualquier momento, la bomba de aceite debe suministrar muchos litros/galones de aceite por minuto. Los aditivos químicos y las propiedades físicas del aceite influyen poco en la capacidad del aceite para refrigerar adecuadamente. Lo que es crucial es que el suministro de grandes cantidades de aceite a todo el motor y a todas las piezas calientes sea constante. Esto es posible gracias al uso de bombas y conductos de aceite de gran capacidad, que son adecuados para el control de la cantidad de aceite necesaria. Estos conductos de aceite no pueden funcionar adecuadamente si se permite que se tapen de forma parcial o total con depósitos. Si esto sucede, el aceite no puede circular o enfriarse apropiadamente y esto puede causar una falla prematura del motor. Esta es otra razón por la que se debe cambiar el aceite y el filtro antes de que el nivel de contaminación se eleve demasiado. Una refrigeración adecuada también requiere que el nivel de aceite del cárter nunca esté por debajo de la línea "agregar aceite" de la varilla de nivel. Esto es para garantizar que el aceite cuente con suficiente tiempo para enfriarse en el cárter.

Las superficies de los anillos de los pistones, de las ranuras de los anillos y de las paredes de los cilindros no son completamente lisas. Si se las examinara bajo un microscopio, estas superficies mostrarían diminutas colinas y valles. Por esta razón, los anillos por sí solos nunca pueden impedir por completo que las presiones de combustión y compresión altas escapen al área de presión baja del cárter, lo que resulta en una reducción de la potencia y del rendimiento del motor. El aceite para motores llena los relieves y hendiduras de las superficies de los anillos y de las paredes de los cilindros, y ayuda a sellar las presiones de compresión y combustión. Debido a que, en estos puntos, la película de aceite es bastante delgada (un espesor por lo general menor a 0,025 mm), no puede compensar el desgaste excesivo ya existente en los anillos, en las ranuras respectivas o en las paredes de los cilindros. Si dichas condiciones ya existen, el consumo de aceite puede ser alto. También puede ser alto en un motor nuevo o reconstruido, hasta que las colinas y valles de sus superficies se alisen lo suficiente como para permitir que el aceite forme una cobertura apropiada.

Debido a que muchas piezas del motor se mueven rápidamente, el aire del cárter se mezcla constantemente con el aceite. Esto genera espuma, que simplemente es un montón de burbujas de aire que pueden o no colapsar con facilidad. Por lo general, estas burbujas de aire flotan hacia la superficie y se rompen, pero el agua y otros contaminantes específicos reducen la velocidad a la que esto ocurre, y es por esto que se genera la espuma.

La espuma no es un buen termoconductor, así que si hay un exceso de espuma, la refrigeración del motor se verá reducida debido a que no se puede disipar el calor. La espuma tampoco tiene buena capacidad para soportar las cargas y afecta el funcionamiento de los cojinetes y los elevadores hidráulicos de válvulas. Esto se debe a que contiene aire y el aire es fácil de comprimir. Por otra parte, el aceite que no contiene aire es casi imposible de comprimir.

Muchos motores cuentan con unidades de distribución variable, inyecciones de combustible, electroválvulas de control y muchas otras unidades que requieren aceite de alta presión para funcionar adecuadamente. El arrastre de espuma o aire en el aceite genera modos de falla y apaga el motor.

Cuando el aceite lubricante cumple el conjunto de funciones que se describe anteriormente, se obtiene como resultado mayor eficiencia en el uso del combustible. Mediante la baja resistencia friccional entre las piezas móviles y deslizantes, es posible optimizar la eficiencia mecánica de los motores. Se reduce la pérdida de energía en los componentes del motor, lo que da como resultado menos consumo en el sistema de combustible.

El preencendido a baja velocidad (LSPI) es un fenómeno asociado con los motores de inyección directa de gasolina (GDI) y los motores de inyección directa de gasolina turbocargada (TGDI). El equilibrio adecuado de aditivos en un aceite lubricante ayudará a mitigar los eventos de LSPI. Sin protección, en casos severos, se puede producir una falla catastrófica del motor.