temas de sistemas de lubricacion

1. Sistema de lubricación
El rozamiento origina desgastes, calentamientos y pérdidas de potencia. Entre las
superficies que rozan aparece una resistencia que se opone al deslizamiento, cuyo
valor esta en función del grado de adherencia y la presión de contacto.
La principal función de la lubricación es evitar o reducir todo lo posible el contacto
directo entre metales en movimiento. La holgura o juego de montaje que existe
entre dos piezas es ocupado por el aceite de engrase, que tiene la propiedad de
adherirse a las superficies formando una película lubricante; las superficies de
ambas piezas se deslizan sobre el aceite y el calor originado en esta zona es
evacuado atraves del aceite que circula constantemente.
Tipos de rozamientos
Los efectos del rozamiento se reducen empleando materiales con buenas
cualidades de deslizamiento y acabados superficiales. La existencia de una película
o no entre las piezas da origen a tres tipos de rozamientos:
 Rozamiento fluido: es cuando entre ambas
superficies se interpone una película de
aceite que las mantiene separadas. El
rozamiento es nulo, protegiendo del
desgaste y del incremento de Tª. Este
rozamiento se da en los puntos de engrase a
presión del motor.
 Rozamiento semifluido: es cuando la
película entre las superficies no es
abundante y uniforme, por lo que se
produce cierta fricción y desgaste. Este
tipo se da entre segmentos y cilindro;
también se da en los cojinetes en el
arranque en frio, ya que el aceite esta denso y no hay suficiente
presión de aceite.
 Rozamiento seco: es el exento de engrase; las superficies de ambas
están en contacto directo, con lo que se
generan elevadas Tª que pueden dar
lugar a una dilatación excesiva y al
gripado. Tiene lugar cuando hay un fallo
en el engrase.
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2. Es necesaria una lubricación permanente de las superficies en contacto; los
cojinetes de fricción requieren un suministro continuo de aceite a presión y las
paredes del cilindro y las guías de válvulas deben estar siempre impregnadas de
aceite.
Funciones de aceite de engrase
 Reduce el rozamiento y las perdidas mecánicas.
 Refrigera las zonas de engrase.
 Incrementa la estanqueidad entre cilindro y segmentos, mejorando la
compresión.
 Amortigua y suaviza los esfuerzos de los cojinetes.
 Limpia y transporta las partículas procedentes del desgaste y los restos de
carbonilla de la combustión.
Aceite de motor
Los lubricantes del motor están sometidos a altas Tª y elevadas presiones, y en
estas condiciones el aceite debe formar una fina película que se adhiera a las
superficies para reducir la fricción.
Características:
 Mantener la viscosidad en caliente y la suficiente fluidez que facilite
el arranque en frio.
 Proteger de la corrosión; cilindros, cojinetes y demás elementos
metálicos.
 Que el aceite que pase a la cámara de combustión, se queme sin dejar
residuos.
 Las cualidades se deben mantener durante largos periodos de tiempo.
Actualmente se utilizan 3 tipos de aceites lubricantes:
 Aceite mineral: compuesto por diversos hidrocarburos de origen
mineral. Se obtienen mediante un proceso de refinación del petróleo
crudo.
 Aceite sintético: producto químico obtenido por procesos de
sintetizacion .Tienen excelentes cualidades, lo que los hacen
apropiados para motores de altas prestaciones. Su larga duración
permite mayores periodos en el cambio de aceite.
Ventajas:
 Buena fluidez a bajas Tª.
 Viscosidad estable a altas y bajas Tª.
 Alta resistencia a la oxidación.
 Reduce la fricción, causando menores perdidas de energía
y menos desgaste.
 Buenas cualidades detergentes y dispersantes.

3.  Aceite semisintetico: compuestos por una base de aceite mineral a la
que se le añade aceite sintético. Con esto se mejoran las cualidades
del aceite mineral.
Los aceites llevan una serie de aditivos, los cuales mejoran la calidad de los aceites
minerales puro, se utilizan:
 Antioxidantes: reducen la tendencia a degradarse por oxidación al
contacto con el aire.
 Anticorrosivos: neutralizan ácidos que se forman en el motor a altas
Tª y que atacan a las piezas metálicas en contacto con el aceite.
 Detergentes: limpian los conductos y superficies evitando la
formación de lodos y barnices.
 Dispersantes: evitan la aglomeración de partículas y residuos en el
carter, que se mantiene en suspensión hasta el cambio de aceite.
También se añaden otro tipo de aditivos, con la finalidad de estabilizar la
viscosidad frente a cambios de Tª, aumentar la resistencia a las altas presiones y
mejorar la adherencia.
Viscosidad
La viscosidad es la capacidad de adherirse. Es una de las características más
importantes de los aceites. La resistencia de la película de aceite que se interpone
entre las superficies varia con la viscosidad; un aceite muy viscoso formara una
capa lubricante que soporta altas presiones, pero circulara con dificultad; y por el
contrario un aceite fluido circulara bien por los conductos, pero la película
lubricante será menos resistente.
Los cambios de Tª afectan notablemente al estado de fluidez; así a bajas Tª
presenta una alta viscosidad y se vuelve fluido conforme se caliente.
El aceite se puede encontrar por debajo de los 0ºC en el carter en el momento del
arranque, y entre 80º-90ºC cuando el motor funciona a su Tª de régimen; y en
estas condiciones el aceite debe mantener sus características lubricantes.
Clasificación de los aceites
Clasificación por viscosidad: el sistema más generalizado es la clasificación SAE.
Esta relaciona la viscosidad con la Tª de uso.
Consta de 10 grados SAE; los 6 primeros, de 0 a 25, que van acompañados de la
letra W (Winter, invierno).Estos grados indican la Tª mínima a la que dicho aceite
sigue conservando una viscosidad que le permite fluir por los conductos a la presión
adecuada, para que llege con rapidez y facilite el arranque en frio. Las otras 4
unidades, van de 20 a 50, que indican el comportamiento de la viscosidad del aceite
en caliente a una Tª de 100ºC.

4. Grados SAE Tª mínima de utilización Viscosidad a 100ºC
0W -30ºC
5W -25ºC
10W -20ºC
15W -15ºC
20W -10ºC
25W -5ºC
20 Fluido
30 Semifluido
40 Semiviscoso
50 Viscoso
Aceites monogrado: se designan con un solo nº o grado, que indica los
márgenes de Tª en los que el aceite tiene un buen comportamiento. Estos
son recomendables para zonas en las que no hay cambios importantes de
Tª. Ejemplo: SAE 50, SAE 10W
Aceites multigrado: tiene un amplio margen de utilización, ya que el uso de
aditivos logran mantener más estable la viscosidad. Se identifican con dos
diferentes grados de viscosidad, que corresponden al comportamiento del
aceite en frio y en caliente. Ejemplo: SAE 15W 50, SAE 5W 30.
Clasificación por las condiciones de servicio: se realizan unas pruebas, para
valorar aspectos como la resistencia a la oxidación, la formación de depósitos,
viscosidad estable, la fluidez y el control de emisiones contaminantes.
Las clasificaciones más importantes son la API (USA) y la ACEA (Europa). Los
niveles de calidad se mejoran periódicamente para cubrir el funcionamiento de los
nuevos motores y respetar las emisiones de contaminantes.
 Clasificación API: esta basada en las características de funcionamiento y
el tipo de servicio. Se divide en dos series
 La serie S, para motores Otto: categorías; SJ (1997), SL
(2001) y SM (2004). Las categorías han sido desarrolladas a
lo largo de los años de forma que cada categoría supera en
calidad a las anteriores.
 La serie C, para motores diesel: cada una de las categorías
responde a las características de funcionamiento de los
diferentes tipos de motores.

5.  Clasificación ACEA: clasifican los aceites de engrase en tres grupos; los
de gasolina con la letra A, lo diesel ligeros con la B y los diesel pesados
con la E.
Los aceites básicos se designan con el nº 1; con el dos los aceites de uso
genérico para motores con solicitaciones moderadas; la categoría 3,
aceites de alta gama para condiciones más exigentes; la A4 para motores
de inyección directa de gasolina y la B4 para los diesel de inyección
directa; y la categoría 5 son aceites de nivel superior, que reducen el
desgaste, emiten menos contaminantes y alargan los periodos de cambio
de aceite.
 Otras especificaciones: ILSAC, integrada por Daimler Chrysler, Ford
motor company, general motors y la asociación japonesa de fabricantes
de automóviles; que ha desarrollado la norma ILSAC Gf-3, que tiene
características similares a la API-SL.

6. Sistemas de lubricación del motor
Engrase a presión
El sistema de engrase proporciona un caudal de aceite que circula por las
canalizaciones del bloque y la culata.
El aceite es almacenado en el carter, de ahí es aspirado por la bomba y lo impulsa,
atraviesa el filtro y circula por las canalizaciones del motor para engrasar todos
los puntos necesarios y el aceite que rebosa cae al carter.
Los elementos que se engrasan a presión son: apoyos y muñequillas de cigüeñal,
apoyos del árbol de levas, ejes de balancines, pie de biela y bulón (en algunos
motores).
La canalización principal están comunicadas con cada uno de los apoyos de bancada,
desde aquí pasa a las muñequillas atraves de unos conductos practicados en el
cigüeñal para lubricar los cojinetes de cabeza de biela. En caso de que el pie de
biela se engrase a presión, se practica en la biela una canalización hasta el casquillo,
para engrasar la articulación del bulón.
Desde la canalización principal asciende un conducto hasta la culata que comunica
los apoyos del árbol de levas y el árbol de balancines, el árbol de balancines es
hueco y por el circula aceite que sale por unos orificios engrasando los balancines.
También se realiza el engrase a presión del turbo. El aceite a presión sirve para
alimentar de aceite a los taques hidráulicos y para los tensores de cadena
hidráulicos.
El sistema de engrase dispone de un indicador luminoso que avisa de la falta de
presión y a veces un indicador de nivel.
Engrase por impregnación
El rebose de aceite de las piezas en movimiento, dispersa el aceite impregnando
todos los demás elementos del motor. Son engrasados por impregnación; cilindro,
bulón y pie de biela, guías de válvula y taques, cadena o piñones de distribución.
El aceite que se deposita en las paredes de los cilindros es arrastrado por los
segmentos para que no se queden en la cámara de combustión. El segmento
rascador va provisto de unos orificios al igual que el piston, para evacuar el aceite
de los cilindros y engrasar el bulón y pie de biela.
El conjunto de balancines, taques y válvulas se engrasa con el aceite que rebosa del
eje de balancines o del árbol de levas.
Al carter de distribución también llega aceite de engrase, cuando sea por cadena o
piñones, mediante unos orificios de entrada y drenaje de aceite.
Engrase por mezcla
El aceite lubricante se mezcla con el combustible en una proporción entre un 2% y
un 4%. Es el sistema empleado en motores de dos tiempos, ya que la mezcla pasa
antes por el carter del cigüeñal para luego entrar al cilindro.

7. El aceite es más pesado y se queda adherido en los elementos que encuentra a su
paso, una parte del aceite pasa a la cámara de combustión donde lubrica el cilindro
y el resto se quema con el combustible.
La combustión de este aceite debe ser limpia sin dejar residuos en bujías,
segmentos, lumbreras y conductos de escapa.
Tanto los apoyos de cigüeñal y las muñequillas de biela giran sobre rodamientos, ya
que no necesitan engrase a presión.
El aceite se puede mezclar directamente en el depósito de combustible, aunque
actualmente estos motores vienen provistos de un dispositivo mezclador que
suministra la proporción de aceite necesaria.
Elementos del circuito de engrase
 Carter: esta situado en la parte inferior del motor, constituye el depósito de
aceite, además de servir como refrigerador del mismo por el aire de marcha.
Se fabrican en chapa de poco grosor, cuando es necesario evacuar mayor calor
se montan de aluminio con aletas de refrigeración. Incorpora un tapón de
vaciado y una varilla de nivel.
Interiormente el carter esta construido de tal manera que en maniobras
bruscas la bomba no deje de succionar aceite. En algunos vehículos que ocurre
esto con mayor frecuencia, es incorpora un carter seco; este sistema hace que
el aceite sea recogido del carter por una bomba auxiliar y mandado a otro
depósito acondicionado para asegurar la continua alimentación de aceite.
 Bomba de aceite: es la encargada de mandar el caudal necesario para
asegurar el suministro de aceite a los puntos de engrase. Recibe movimiento
del cigüeñal o del árbol de levas. Además la bomba incorpora el filtro de
aspiración y la válvula de descarga.
Tipos de bombas de aceite:
 Bomba de engranajes: formada por dos piñones que
engranan entre sí. El piñón conductor recibe movimiento del
motor y se lo transmite al otro piñón. Ambos piñones están
alojados en una carcasa,
dentro forman dos
cámaras una de
aspiración que comunica
con el carter y otra de
presión comunicada con
la canalización principal.
Funcionamiento: los
piñones giran en sentido contrario de forma que
transportan el aceite en los espacios formados por los
dientes y la carcasa, esto crea una depresión la cámara de
aspiración que absorbe aceite del carter.
La bomba de engranajes tiene una constitución sencilla,
pero a bajas revoluciones tiene poco poder de aspiración.

8.  Bomba de rotores: esta constituida por un rotor interior y
otro exterior que giran en el mismo sentido. El rotor
central es el conductor y recibe
movimiento de su eje. El rotor
conducido esta formado por
lóbulos en su interior, en los
cuales engranan los del rotor
interior. Así se crean dos
cámaras una de aspiración y
otra de presión. En la cámara de
aspiración aumenta el volumen y
coge aceite, y en la de presión
el volumen disminuye y el aceite
es impulsado hacia las
canalizaciones. Esta bomba crea
grandes presiones.
 Bomba de hoz: se instala en el
extremo del cigüeñal que le da el
movimiento al rotor interior, el
cual engrana con el exterior. El
funcionamiento es similar a la de
engranajes, es aceite es
transportado en el espacio que se
forman entre los dientes y el
tabique con forma de hoz. Tiene
la ventaja de suministrar un buen caudal de aceite.
 Válvula de descarga: el caudal y la presión que da la bomba aumenta con las
revoluciones del motor. La bomba debe asegurar presión suficiente a ralentí, y
a altas revoluciones no generar altas presiones, y que no aportan ventajas al
engrase, por tanto es necesaria la instalación de una válvula de presión. Esta
válvula se incorpora en la bomba, en el conducto de
expulsión. Su constitución es sencilla, esta compuesta
por un embolo y un muelle que esta tarado a un presión.
El embolo y el muelle cierran el canal de descarga hacia
el carter.
Funcionamiento: cuando la presión es baja la válvula esta
cerrada y todo el aceite circula hacia la canalización
principal. Cuando aumentan las revoluciones, aumenta la
presión que se aplica sobre el embolo, y comienza a
abrirse, retornando parte al carter. Con altas
revoluciones la válvula se mantiene abierta totalmente, lo
que provoca un elevado caudal de descarga.
La presión de engrase a ralentí esta entre 0’5 y 1 bar, y de 3 a 5 bares de
presión máxima.

9.  Filtro de aceite: el aceite de engrase debe estar limpio, para eso se instala en
el circuito de engrase un filtro para retener impurezas. El aceite pasa
previamente por el filtro de aspiración que no permite el paso
de partículas de mayor tamaño, y después de ser impulsado
por la bomba pasa por el filtro donde se depura. Hay dos
maneras de instalarlo
 Filtro en serie: es el más utilizado. Todo el
aceite que sale de la bomba pasa por el
filtro, así se obtiene una buena limpieza
del aceite. Este sistema
incorpora una válvula by-pass,
para que en caso de que el filtro
se obstruya la presión que se
genera abre la válvula y desvía el
aceite de engrase hacia el
circuito sin depurar; así evitamos quedarnos sin
engrase.
 Filtro en derivación: el filtro esta instalado en una
derivación del conducto principal, y solo una parte del
aceite pasa por el filtro y después es
devuelto al carter. El objetivo de
este sistema es filtrar el aceite
contenido en el carter, así se limpia
más lentamente pero de forma más
efectiva. La ventaja de esto es que el
aceite tiene paso libre hacia la
canalización sin caída de presión, pero tiene el
inconveniente de que el aceite mandado a engrasar puede
no estar limpio. Es utilizado en motores de gran cilindrada
que requieren un gran caudal de aceite.
El elemento filtrante es de papel poroso o fibras especiales, va alojado en una
carcasa y doblado en acordeón. El filtro debe cambiarse en el tiempo
recomendado por el fabricante, unos 15000 Km aprox.
Generalmente el filtro es de cartucho desechable, para sustituirlo solo es
necesario desenroscarlo y colocar el nuevo; hay otro tipo que es de filtro
desmontable, aquí solo se desmonta la carcasa y se coloca un nuevo papel
filtrante.
En el circuito se instalan válvulas antiretorno, se disponen en la salida de la
bomba, o en el filtro de aceite, y también en la culata.
 Manocontacto: se sitúa en la canalización principal y su
misión es detectar la falta de presión. El manocontacto
es un interruptor eléctrico que actúa por presión
abriendo y cerrando el circuito de la lámpara. Cuando no
hay presión el muelle cierra el contacto a masa y la
lámpara luce; pero cuando hay presión, esta se aplica

10. sobre la membrana venciendo la fuerza del muelle abriendo el circuito. Con el
motor en marcha, el interruptor se cierra con una presión mínima den entre 0’3
y 0’5 bares. En algunos motores se instala un manómetro
para lo que el manocontacto es sustituido por un
transmisor de presión.
 Indicador de nivel: es un dispositivo que indica del bajo
nivel de aceite en el carter. Consta de una varilla en cuyo
extremo se coloca una resistencia, y su valor óhmico
varían en función de si esta sumergida o no en aceite. Si el
nivel desciende una UCE detecta la variación de la
resistencia y avisa mediante parpadeo de un testigo.
Ventilación del carter
Al carter pasan gases procedentes de la compresión y la combustión. Estos
gases, junto con el vapor de agua contaminan el aceite del carter. En motores
muy usados, las fugas elevan la presión dentro del carter, lo que perjudica el
movimiento de los pistones y puede llegar a deteriorar juntas y retenes.
El sistema de ventilación del carter consiste en canalizar los gases al colector
de admisión para ser quemados en el cilindro.
Dado que la aspiración de los gases arrastra aceite, se dispone en el circuito un
filtro decantador que separa el aceite y lo devuelve al carter; pero una parte
del aceite pasa a la cámara de combustión y este aceite lubrica la parte alta
del cilindro.
Refrigeración del aceite de engrase
El aceite se refrigera en el carter con el aire de marcha. Esta función puede
mejorar con cárteres de aluminio dotados de aletas. Sin embargo en motores
con solicitaciones elevadas el aceite se calienta en exceso, por lo que disminuye
su poder refrigerante y su capacidad de lubricación.
El aceite se refrigera mediante intercambiadores de calor, que pueden ser de
dos tipos:
 Intercambiador agua-aceite: esta constituido por dos cámaras
independientes, separadas por una fina
pared para que se pueda transmitir bien el
calor. Por una cámara circula el aceite de
engrase y por la otra el líquido
refrigerante. El dispositivo se coloca en la
entrada del filtro, el aceite procedente
del carter pasa por el intercambiador, luego al filtro y después a las
canalizaciones.
Como el refrigerante se calienta con mayor rapidez que el aceite,
este cede calor al aceite; pero una vez alcanzada la tª de régimen el
aceite se lo cede al refrigerante.
Con este sistema esta la ventaja de que se alcanza rápidamente la Tª
de funcionamiento mejorando la fluidez y mantiene la Tª del aceite
estable.

11.  Intercambiador aire-aceite:
consiste en un radiador por el
que circula el aceite de engrase,
de modo que el aire de marcha
y del ventilador refrigeran el
aceite. El paso del aceite al
radiador esta controlado por
termostato, que abre y cierra el paso del aceite al radiador en
función de la Tª.
En motores de alto rendimiento, en los que la cámara de
combustión va practicada en el piston, necesitan una
refrigeración de la zona; para ello se disponen unos surtidores
en la parte inferior del cilindro que reciben aceite a presión y
dirigen un chorro continuo a la cabeza del piston por la parte
inferior.
Esquema de un circuito de engrase a presión