2. DESCRIPCIÓN GENERAL DE LA ASIGNATURA
Combustibles y Lubricantes es una asignatura lectiva del área formativa de la
especialidad, que entrega a los estudiantes los fundamentos teóricos asociados
a los combustibles y lubricantes, relacionados respectivamente con las
necesidades de rendimiento de los motores de combustión interna, sus ciclos
de funcionamiento y las condiciones de reducción de los efectos del roce
mecánico en las partes y piezas de los sistemas automotrices, principalmente a
través de clases expositivas, métodos de casos e investigaciones bibliográficas
COMPETENCIAS
Seleccionar entre los diferentes tipos de combustibles y lubricantes para los
requerimientos de un vehículo automotriz
Establecer métodos de organización seguros para la manipulación y
almacenamiento, de combustibles y lubricantes
COMPETENCIAS GENÉRICAS SELLO ALUMNO INACAP
1. Demostrar compromiso con el trabajo bien hecho.
2. Respetar la seguridad laboral y el cuidado del medio ambiente.
3. Aprendizajes Esperados
Selecciona el tipo de lubricante y/o aditivos, a
partir de los requerimientos de lubricación de los
sistemas de un vehículo automotriz, como parte
integrante, responsable y comprometida de un
equipo de trabajo colaborativo.
4. Se llama lubricante a toda sustancia sólida, semisólida
o líquida, de origen animal, mineral o sintético que,
puesto entre dos piezas con movimiento entre ellas,
reduce el rozamiento y facilita el movimiento.
Los lubricantes están definidos por una serie de
características, algunas de las cuales se utilizan para
clasificar los aceites o grasas. Dada la naturaleza de los
distintos tipos de lubricantes no todas las
características son aplicables a todos ellos.
Introducción
5. I Parte
Propiedades de los Lubricantes
Las propiedades más importantes que deben tener los aceites
lubricantes son:
6. Densidad
• La densidad de una sustancia es el cociente
entre la masa y el volumen:
•
Densidad = Masa/Volumen d = m
V
• Para los aceites lubricantes
normalmente se indica la densidad a
15ºC.
7. Viscosidad
La viscosidad se define como la resistencia de un
líquido a fluir. Esta resistencia es provocada por
las fuerzas de atracción entre las moléculas del
líquido.
Es la resistencia que un fluido opone a cualquier
movimiento interno de sus moléculas,
dependiendo por tanto, del mayor o menos grado
de cohesión existente entre estas.
9. Tabla de Viscosidad
La carta que se muestra compara los
grados de viscosidad de lubricantes.
Al leer de manera horizontal, la
designación de viscosidades son
iguales.
Por ejemplo, sigue la regla en la carta y
verás que:
SUS 500 = cSt 100 = ISO 100 = AGMA 3 =
SAE Engine 30 = SAE Gear 85W
10. El índice de viscosidad es la razón de cambio de
la viscosidad de un lubricante con al temperatura.
Mientras mas alto sea en IV, menos cambiará el
lubricante con la temperatura.
En la gráfica de abajo, nota que la inclinación de
cada línea es distinta sobre el mismo rango de
temperaturas dependiendo de su viscosidad: el IV
más bajo tiene la mayor inclinación, el IV más alto
tiene la menor.
Índice de Viscosidad
11. En la gráfica de abajo, nota que la inclinación de
cada línea es distinta sobre el mismo rango de
temperaturas dependiendo de su viscosidad: el IV
más bajo tiene la mayor inclinación, el IV más alto
tiene la menor.
Índice de Viscosidad
Muy alto IV (135) ej., sintéticos
Alto IV (95) e., aceite mineral
Bajo IV (65) ej., aceite nafténico
Temperatura
Indice de Viscosidad
Viscosidad
Nota: Los números en
paréntesis son
números
adimensionales que
muestran la
diferencia de
viscosidades entre
40°C y 100°C.
12. Punto de Inflamación
El punto de ignición es determinado calentando el aceite hasta que se
formen vapores; después de pasa una flama por encima del aceite. El
punto de ignición es la temperatura a la cual el lubricante enciende sin
sostener la flama.
El punto de inflamación para un
lubricante es típicamente de 200°C o
más.
13. Si prolongamos el ensayo de calentamiento del punto de inflamación,
notaremos que el aceite se incendia de un modo más o menos permanente,
ardiendo durante unos segundos, entonces es cuando se ha conseguido el
punto de combustión.
Punto de Ignición
14. Acidez
Los diferentes productos terminados, obtenidos del
petróleo bruto pueden presentar una reacción ácida o
alcalina.
En un aceite lubricante, una reacción ácida excesiva
puede ser motivo de un refinado en malas condiciones.
A esta acidez se le llama acidez mineral.
15. Demulsibidad
La Demulsibilidad es otra propiedad importante de los lubricantes. Es la
habilidad de un aceite de separarse del agua.
Botella izquierda
No agua
Botella derecha
Agua y aceite seprarados (buena
demulsibilidad)
Botella central
Aceite y agua mezclados
16. La Estabilidad a la Oxidación es la habilidad de un lubricante a resistir la
combinación química con el oxígeno.
La Oxidación puede resultar en la formación de depósitos de lodo y el aumento
de viscosidad. Es acrecentada por lo siguiente:
• Calor
• Luz
• Catalizadores metálicos
• Ácidos formados por contaminación con agua
• Otros contaminantes Fenol
ZDTP
Estabilidad a la Oxidación
17. El punto de fluidez es la temperatura mas baja a la que un aceite puede fluir
bajo condiciones de prueba.
El punto de fluidez esta afectada por la cantidad de partículas de cera removidas
durante la refinación del petróleo crudo:
• Más partículas de cera, más alto el punto
de fluidez.
• Menos partículas de cera, más bajo punto
de fluidez.
Punto de Fluidez
18. Color o Fluorescencia
El color de aceite dice muy poco acerca de sus
características, ya que es fácilmente modificable con aditivos.
Hasta hace unos pocos años, se le daba gran importancia
como indicativo del grado de refino, y la fluorescencia era
indicativo del origen del crudo.
Para determinar el color de un aceite se debe utilizar una
serie de vidrios de patrones distintos colores, ordenados en
sentido creciente de 0 a 8.
Cuando observamos un aceite lubricante a través de un
recipiente transparente, el color solo nos puede dar una vaga
idea de el grado de pureza .
19. Aceite Multigrado V/S Aceite Monogrado
CAMBIO DE VISCOSIDAD DEL ACEITE CON RESPECTO
AL CAMBIO DE TEMPERATURA (MONO VS MULTI)
20
30
40
50
60
SAE 40
SAE 15W-40
SAE 10W-30
GRADOS SAE
VISCOSIDAD 100ºC (cSt)
100ºC 230ºC
OPERACION DE ALTA TEMPERATURA
OPERACION A BAJA TEMPERATURA
TEMPERAUTURA ºC
VISCOSIDAD (cP)
-20 -10 0 10 20
Montañas
Ciudad
20. Aceites Monogrados.
Son aceites que mantienen sus características de
viscosidad para un rango de T° reducido.
Se utilizan en motores que se mantienen
funcionando por largos periodos de Tiempo a
velocidad constante.
(Motores marinos, Generadores , etc.)
21. Aceites Multigrados
Son aceites que mantienen sus características
de viscosidad para un rango de T° más amplio.
Son los más utilizados en la industria automotriz
actual.
Aseguran una viscosidad constante tanto para
bajas como altas temperaturas.
24. ¿Qué Hay en un Lubricante?
• Un esta constituido de:
Un Aceite Base.
Aditivos.
Modificadores (Algunos Casos)
esto
25. ¿Qué Hay en un Lubricante?
• Aceites Base:
Por lo general son Aceites Minerales o Sintéticos,
provienen de la destilación del petróleo.
• Los Aceites Minerales poseen tres características
cruciales en un lubricante:
Adecuada Viscosidad.
Efectivo refrigerante.
Buena protección contra la corrosión.
26. ¿Qué Hay en un Lubricante?
• Aditivos:
Mejoran las propiedades de los aceites bases
o confieren propiedades adicionales.
• Principales Características:
Disminuir la velocidad de degradación
(oxidación) del aceite.
Proteger la superficie lubricada de la acción
de los contaminantes.
Modificadores de la descomposición del
aceite.
29. Modificadores
• Mejoran el desempeño natural básico.
Los modificadores son empleaos para mejorar el
desempeño de los aceites. Hay tres principales de
estos aditivos:
1. Mejoradores del Índice de Viscosidad (IV).
2. Depresores del punto de fluidez.
3. Espansores de sellos.
30. ¿Qué Hay en un Lubricante?
• Aditivos:
o Puntos a tener en cuenta.
Nunca mezclar aceites de igual
especificación pero de distinta marca
(Relleno).
Nunca añadir aditivos a un aceite en
servicio, con el fin de mejorar algunas
propiedades.
Los aditivos deben ser solubles en la base
lubricante. Un aditivo que es efectivo en un
lubricante pude no serlo en otro.
31. ¿Qué Hay en un Lubricante?
• Aceites Sintéticos
Enteramente Formulados En
laboratorio.
Alto índice de viscosidad, mayor
estabilidad a la oxidación.
Mayor vida útil del aceite.
Mejores propiedades antioxidantes.
Baja volatilidad.
32. ¿Qué Hay en un Lubricante?
• Aceites Sintéticos
o Usos:
Poliolésteres: Lubricantes para turbinas a gas de alta T ,
aceites hidráulicos, lubricantes de aviación.
Alquilbencenos:Aceites para refrigeración.
(compresores)
Polialquilenglicoles (PAG): lubricantes de superficies
metálicas de trabajo, líquidos detemplado, lubricantes
– de compresores de aire y gas.
36. Viscosidad – SAE: Monogrados
Multigrados
Composición
Desempeño: API
ACEA
MINERAL
SEMI SINTÉTICA
100% SINTÉTICO
•
•
•
Como reconocer un aceite lubricante
de motor ?
42. API
DESARROLLA EL LENGUAJE
AL CONSUMIDOR
ASTM
DEFINE PRUEBAS Y
OBJETIVOS DE CALIDAD
SAE
DEFINE LA NECESIDAD
Asociaciones Técnicas
(Normativas)
43. JAMA
SAE
DEFINE LA NECESIDAD
EMA
ACEA
Asociación Manufactureros de Motores
Asociación Europea Constructores
Automóviles
Asociación Manufactureros
Automoviles Japoneses
Asociaciones Técnicas
(Normativas)
44. La API tiene estandarizados los diferentes niveles de calidad de los
aceites lubricantes para motores de combustión interna a gasolina.
S MotoresGasolineros
Clasificación Normativa API
También estandarizo los diferentes niveles de calidad de los
aceites lubricantes para motores de combustión interna Diesel
C MotoresPetroleros
45. Lubricantes para Motores Gasolina
Clasificación de Servicio API
Especificación
más reciente
Aceite de más
alta calidad
Sistema de Clasificación API
Para Servicios de Motores a Gasolina
NUEVO ESPECIFICACIÓN SM - 2005
46. Clasificación de Lubricantes para
Motores a Diésel
Sistema de Clasificación API
Para Servicios de Motores a Diésel
NUEVO ESPECIFICACIÓN CJ-4 Plus - 2006
47. Recomendación de
Lubricantes
•Cada fabricante de vehículos recomienda un tipo de aceite en base
al año de fabricación y tipo de motor
•La especificación técnica del lubricante está relacionada con el año
del vehículo.
•Las especificaciones más recientes son para vehículos con
tecnología más moderna
API: SL (Motores Gasolineros)
API: CI-4 (Motores Diesel)
48. Depósitos en Pistones
Corrosión
Película de Hollín
Desgaste del tren
Válvula
Desgaste de los anillos
Consumo de aceite
Taponeamiento de
Filtros
Bombeabilidad del aceite
usado
Oxidación
Aeración del aceite
Estabilidad de Corte
CI-4
CH-4
CG-4
CF-4
CF
Lacas- Barnices
Especificaciones y Aditivaciones
50. A.C.E.A. Asociación de Constructores
Europeos de Automoción
Las normas A.C.E.A. representan el nivel cualitativo mínimo exigido a
los lubricantes de los motores de las nuevas generaciones.
Normas:
Aceites para motores de gasolina: A1, A2, A3, A4, A5.
Aceites para motores diésel de automóviles: B1, B2, B3, B4, B5.
Aceites para motores diésel pesados: E1, E2, E3, E4, E5.
53. Fallas asociadas a cambios demasiado prolongados
• Agotamiento de la reserva alcalina del aceite :
Corrosión
• Aumento de la concentración de hollín :
Desgaste
• Espesamiento del aceite por hollín :
Menor Protección en Frío
• Disminución de la capacidad multigrado :
Menor Protección en Caliente
• Bloqueo del filtro de aceite:
Desgaste
Criterios sobre el cambio de
aceite.
Resultados: Acortamiento de la Vida Útil del Motor
54. Recomendaciones de Cambio
Factores que afectan la Vida del Aceite :
4 Severidad de Operación
4 Características de los Motores
4 Mantenimiento
4 Calidad del Combustible
4 Calidad del Aceite
Observación:
Los intervalos de cambios de aceite pueden alterarse
en Kms. y Tiempo, de acuerdo a los diferentes factores
que afectan la vida del aceite.
55. Motores Diesel
Últimos Avances y Consecuencias
• TURBOALIMENTACION
INTERCOOLER
• ADMISION MULTIVALVULA
• PISTON ARTICULADO
• MAYORES POTENCIAS
• MENORES EMISIONES
• AHORRO DE COMBUSTIBLE
• POSICION Y DISEÑO PRIMER ARO
• DISEÑO DE CAMARA DE
COMBUSTION
• CONTROLES ELECTRONICOS
• RECIRCULACION DEGASES
• MAYORES TEMPERATURAS
• RESIDUOS CARBONOSOS
ABRASIVOS
• MAYOR FRICCION
56. Referencia estándar para pruebas FMVSS 116 SAE J 1703
Requerimientos / Fecha DOT3 DOT4 DOT5 11.83
Mínimo °C para el punto de
ebullición seco
205 230 260 205
Mínimo °C para el punto de
ebullición húmedo
140 155 180 140
Viscosidad en frío a-40°C mm²/s 1500 1800 900 1800
0 1 2.2 3.2 4 5
% de peso de los
componentes del agua
°C
300
250
200
150
100
Temp.
de
ebullición
Nota:
El fluido de frenos puede absorber suciedad a través de las tuberías del sistema, principalmente por difusión. Esta es la
razón principal por lo que el líquido debe reemplazarse entre 1 a 2 años. El cambio del líquido es vital para mantener la
seguridad en el frenado. Durante esta operación, debe dedicarse especial atención de extraer el aire atrapado en el
sistema (purga de aire).
Liquido de Freno
57. Anticongelante
Ducto del
desempañador
Núcleo de la
calefacción Rueda del
ventilador
Ventilador de
calefacción
Manguera de
calefacción
Termostato
Salida de agua/ manguera
del radiador
Tapa del radiador
Tanque de expansión
Frente
Enfriador del aceite
de la transmisión
Radiador
Ventilador
Camisa de agua
Cámara de combustión
Anti – Congelante
