LUBRICACIÓN DE LOS MOTORES ALTERNATIVOS

LUBRICACIÓN DE LOS MOTORES ALTERNATIVOS
INTRODUCCIÓN
El rozamiento o dificultad de deslizamiento de
una superficie sobre otra se cree que es debido a
la interpenetración de las irregularidades de
ambas superficies y a la atracción entre los
átomos superficiales de los puntos de contacto. A
medida que se pulimentan las superficies
disminuye el rozamiento debido a la interacción de
las asperezas, y aumenta el producido por las
atracciones superficiales
Si entre ambas se interpone una película de
lubricante el deslizamiento, en lugar de hacerse
entre ellas, se produce entre las moléculas de
fluido. Entonces la fuerza necesaria para el
movimiento resulta incomparablemente menor que
para el deslizamiento en seco.
El fluido empleado para suavizar el movimiento
de dos superficies se denomina lubricante, y al
empleo de lubricantes para reducir el movimiento
se denomina lubricación.
Con la lubricación se logran, además de la
reducción del rozamiento, disminuir los desgastes,
evitar la corrosión, evacuar el calor producido por
el rozamiento, aumentar la estanqueidad entre los
órganos con movimiento, eliminar las partículas
que aparecen debido al propio funcionamiento,
limpiar las paredes de los cilindros de partículas
de carbón adheridas a ellos procedentes de la
combustión, amortiguar los golpes y reducir los
ruidos.
La lubricación consiste en interponer entre
ambas superficies una película de aceite sobre la
que resbalan, la cual, en los motores alternativos,
llega a ser en ocasiones tan delgada que su
espesor es de tan sólo unas décimas de micra.
Esto, que es muy frecuente, permite comprender
que el lubricante debe ser de tal calidad que
resista las duras condiciones de trabajo de los
motores sin que se rompa la película.
Para conseguirlo cada motor debe usar un
aceite de características adecuadas, por lo que
deben seguirse las indicaciones del constructor, al
mismo tiempo que usarse aceite de buena calidad
y renovarlo con la frecuencia necesaria.
La película de aceite que se interpone reduce
las pérdidas de energía, para lo cual se
descompone en tres capas, dos de ellas adheridas
a las superficies, mientras la capa intermedia hace
de cojín hidráulico.
Aunque el aceite lubricante absorbe una cierta
cantidad de energía, la cual depende de su fluidez,
del espesor de la película y de las características
de las superficies enfrentadas, es mucho menor
que la que se consumiría por el rozamiento directo
entre ambas. No obstante, como la referida
energía es absorbida por el aceite, este se
calienta y obliga a su refrigeración.
La duración y el buen funcionamiento del motor
dependen mucho del uso de un aceite apropiado.
Reponer el nivel de aceite constituye una buena
norma, pero no debe prescindirse de cambiar todo
el aceite después del determinado número de
horas de funcionamiento del motor, el cual está
establecido por la firma constructora. Puede
aumentarse la eficacia de la lubricación añadiendo
aditivos especiales al aceite.
La lubricación se produce porque, cuando una
superficie se desplaza con respecto a otra
manteniendo se un ligero ángulo entre ambas,
como se indica en la siguiente figura, y entre ellas
se interpone una película de aceite, éste genera
un gradiente de presión, capaz de soportar las
cargas que actuen sobre las superficies, e impedir
que se toquen entre ellas.
Si las superficies llegan a estar paralelas o no
hay movimiento relativo entre ellas, se anula el
gradiente de presión y desaparece la capacidad
de soportar las referidas cargas, sin que las
superficies entren en contacto.
Figura 1.- Principio de la lubricación.
Este tipo de lubricación se llama lubricación
fluida. Cuando la velocidad relativa de las
superficies o la viscosidad del aceite no son
suficientes para producir el gradiente de presión,
se denomina lubricación límite.
68
En el caso de la lubricación fluida, entre las
superficies no hay contacto, por lo que el desgaste
es nulo y la resistencia al movimiento es originada
principalmente por la viscosidad del lubricante. El
coeficiente de rozamiento varía entre 0'002 y
0'012, y la capacidad portante supera los 1250
Kp/cm2.
La lubricación de los engranajes se hace
mediante chorro directo, o por inmersión parcial de
éstos en el aceite. Es importante evitar que el
aceite sea comprimido por los dientes ya que se
originarian vibraciones y cargas excesivas, con la
consiguiente pérdida de potencia.
CARACTERÍSTICAS DE LOS LUBRICANTES
En el caso de la lubricación límite el coeficiente
de rozamiento varía de 0'012 y 0'10, la capacidad
portante es de unos 20 Kp/cm2 y, el desgaste en
este caso depende de las propiedades del aceite,
particularmente de la untosidad, de los materiales
y del acabado de la superficie.
Es conveniente recordar que las superficies no
lubricadas tienen un coeficiente de rozamiento
superior a 0'10, que la capacidad portante es de
menos de 10 Kp/cm2 y el desgaste muy elevado.
Los cojinetes del sistema biela - manivela son
los que presentan en general mayores problemas
de lubricación.
En ellos, cuyo esquema se presenta en la
siguiente figura, cuando el motor está parado el
gradiente de presión del aceite es nulo, y la
lubricación es de tipo límite. Cuando comienza a
girar, debido a la rodadura se produce un cierto
arrastre de lubricante, lo que produce un gradiente
discontinuo de presión. Cuando la velocidad
aumenta, se origina un gradiente continuo de
presión que soporta la carga sin contacto entre las
superficies. En este caso la lubricación es fluida.
Esto explica que, durante el período de
arranque, se produce un gran desgaste del motor,
por lo que no conviene cargar el motor hasta
alcanzar, progresivamente la mínima velocidad de
giro.
Los aceites empleados en la lubricación de los
motores están sometidos a elevadas temperaturas
y presiones, lo cual hace que tiendan a
descomponerse, anulando así sus propiedades
lubricantes, por tanto, la calidad de estos aceites
debe ser muy elevada.
Los más usados y que ofrecen caracteristicas
adecuadas son los aceites minerales, obtenidos
del petróleo, mezclados con aditivos que mejoran
sus cualidades.
La característica más importante de los
lubricantes es la viscosidad, la cual se define
como la resistencia que opone un líquido a fluir por
un conducto.
Esta debe ser la adecuada para que cumpla la
misión encomendada, ya que si el aceite es muy
fluido llenará perfectamente los espacios y
holguras entre las piezas en contacto, pero en
cambio, debido a su excesiva fluidez, soportará
con dificultad las cargas y presiones a que debe
estar sometido y no eliminará los ruidos de
funcionamiento. Por el contrario, si el aceite es
muy viscoso, soportará perfectamente la presión,
pero fluirá mal por los conductos de engrase,
llenará con dificultad el espacio entre las piezas y
la bomba, necesitará además, un mayor esfuerzo
para su arrastre, obligando a consumir mayor
energía al motor y ocasionando un mayor
calentamiento del mismo.
Fue Newton, en 1668, quien primero valoró la
viscosidad midiendo la fuerza necesaria para
hacer girar un cilindro dentro de otro concéntrico
con él, sumergidos ambos en aceite.
parado
en el arranque
en funcionamiento
Figura 2.- Lubricación de un cojinete.
El cojinete de pie de biela, aunque debido al
movimiento oscilante no se producen elevados
gradientes de presión, puede soportar cargas muy
elevadas, ya que el aceite situado entre las
superficies es empujado hacia la parte sin carga,
lo que le hace adquirir gran capacidad de carga.
Mediante ensayos descubrió que la referida
fuerza es:
• Proporcional a la superficie enfrentada
de ambos cilindros.
• Proporcional a la velocidad lineal relativa
de los cilindros.
• Inversamente proporcional al espesor de
la capa de fluido comprendida entre los dos
cilindros.
69
que es la centésima parte del poise y que equivale
aproximadamente a la viscosidad absoluta del
agua a 20º C.
F
C1
V
h
Se denomina viscosidad relativa a la relación
entre la viscosidad absoluta y la densidad del
fluido.
C2
µe =
Figura 3.- Esquema del aparato utilizado por Newton para
medir la viscosidad.
De los
ecuación:
ensayos
estableció
F =ν •S •
la
S: superficie deslizante.
v: velocidad de deslizamiento.
h: espesor de la película lubricante.
de
proporcionalidad
De la ecuación anterior puede obtenerse:
ν=
1 stoke =
1 poise
densidad
También para medir la viscosidad relativa se
utiliza más la centésima parte del stoke, que se
denomina
corrientemente
centistoke,
que
corresponde aproximadamente a la viscosidad
relativa del agua a 20º C.
Siendo:
ν: constante
viscosidad absoluta.
La unidad de viscosidad relativa es el stoke
(St).
siguiente
v
h
µ
ρ
Las unidades de viscosidad citadas se utilizan
casi exclusivamente en aspectos técnicos. En la
práctica se mide la viscosidad con aparatos que
se denominan viscosímetros, por medio de los
cuales se determina el tiempo que tarda en
vaciarse, a una temperatura determinada, un
volumen determinado de fluido.
F •h
S•v
4
1
Como F es una fuerza cuyas dimensiones son
MLT-2; h es una longitud cuyas dimensión es L; S
es una superficie cuyas dimensión es L2 y v es
una velocidad cuyas dimensiones son LT-1, por
tanto:
F • h MLT −2 • L
ν=
=
= ML−1 T −1
2
−1
S•v
L LT
La unidad de viscosidad absoluta puede
definirse como la viscosidad de un fluido, que
opone una resistencia de la unidad de fuerza (una
dina) al deslizamiento de la unidad de superficie
plana (1 cm2) a la unidad de velocidad (1 cm por
segundo) con respecto a otra superficie plana
colocada a una distancia igual a la unidad de
longitud (1 cm). Esta unidad de viscosidad
absoluta se denomina poise.
Como el poise es una unidad demasiado
grande, se emplea corrientemente el centipoise,
3
2
5
6
1.- Aceite.
2.- Agua.
3.- Termómetro.
4.- Obturador.
5.- Tobera calibrada.
6.- Probeta
Figura 4.- Viscosidad universal Saybolt.
Los viscosímetros más utilizados son: el Engler
en Europa, el Saybolt en Estados Unidos y el
Redwood en Inglaterra.
La medición de la viscosidad en grados Engler
(ºE) consiste en determinar el tiempo que tarda en
fluir por su tobera una cierta cantidad de aceite de
200 cm3 y compararlo con el tiempo que tarda en
fluir la misma cantidad de agua destilado todo ello
a 20º C.
ºE =
tiempo de fluido del aceite
tiempo de fluido del agua destilada
70
Para viscosidades superiores a 50 cSt, los
grados Engler y los centistokes se relacionan por
medio de las fórmulas:
2r
n rpm
cSt = º E • 7'6
º E = cSt • 0'1316
Un aspecto técnicamente importante, que es
necesario señalar es que los principios que rigen
el rozamiento entre superficies no lubricadas,
basados en las leyes de Amontons – Coulomb,
cuando se interpone una capa de lubricante, no se
cumplen.
Las referidas leyes son las siguientes:
• La fuerza de rozamiento es directamente
proporcional a la carga.
•
La
fuerza
de
rozamiento
es
independiente de la extensión de las
superficies en contacto.
• La fuerza de rozamiento depende de la
naturaleza de las superficies en contacto.
•
La
fuerza
de
rozamiento
es
independiente de la velocidad relativa de la
superficie deslizante.
A la relación entre la fuerza de rozamiento Fa y
la carga P se denomina coeficiente de rozamiento.
ρ=
Fa
P
Esta relación, según la primera ley de
Amontons - Coulomb, es constante y, según la
tercera ley, depende únicamente de la naturaleza
de la superficie deslizante.
En cambio, cuando se estudia el rozamiento de
cojinetes lubricados, no ocurre así. Esto fue
explicado por primera vez por Petroff. Para ello
consideró un eje girando en un cojinete, con la
holgura entre ellos completamente llena de aceite.
Si es r el radio del muñón, h la holgura y l la
longitud de contacto entre muñón y manguito, si el
eje gira a n r.p.m., su velocidad v vendrá dada por:
v=
π ·r·n
30
h
l
Figura 5.- Cojinete
Como el esfuerzo tangencial debido al
rozamiento del lubricante es según la fórmula de
Newton:
F =ν·
S·v
h
Como S = 2π· r· l se tiene que:
2·π 2 ·r ·l ·r ·n
F =ν ·
30·h
El par de torsión que genera F vendrá dado
por:
2·π 2 ·r 3 ·l ·ν ·n
M = F·r ⇒ M =
30·h
Sea Q la fuerza normal que actúa sobre el
cojinete, la presión específica o fuerza por unidad
de proyección de la superficie lateral del muñón
sobre un plano paralelo a su eje es:
P=
Q
2·l·r
Si µ es el coeficiente de rozamiento, la fuerza
de rozamiento será:
R = Q·µ = 2·r ·l ·µ ·P
Y el par debido al rozamiento es:
M R = R ·r ⇒
MR = 2·r·l·µ ·P·r = 2·r 2 ·l·µ ·P
71
Igualando M y MR se tiene que:
es particularmente importante la untuosidad del
lubricante.
2·π 2 ·r 3 ·l ·ν ·n
2·r ·l ·µ ·P =
⇒
30·h
2
µ=
π 2 ·ν ·n·r
* De B a C la película es más gruesa, y la
rugosidad de las superficies de unión y manguito
tiene poca o nula importancia. En esta situación
predominan las fuerzas viscosas.
* De C a D el coeficiente de rozamiento crece
con la velocidad lo que está en contraste con las
superficies secas estudiadas por Coulomb.
P·h·30
Otras características de los aceites lubricantes
son:
Ecuación que indica que el coeficiente
rozamiento no es constante y varía con
viscosidad del aceite, con las dimensiones
cojinete y con la velocidad relativa de
superficies enfrentadas.
de
la
del
las
La expresión anterior recibe el nombre de
ecuación de Petroff, e indica que los parámetros
n
r
ν· y
son muy importantes para el estudio de
P
h
la lubricación. Cuando un eje gira en un cojinete
con lubricante puede presentarse la curva
determinada empíricamente que se ofrece a
continuación y que representa la variación de µ
n
con ν· .
P
• Índice de viscosidad: Como la viscosidad de
los lubricantes disminuye al elevar su temperatura,
es necesario conocer esta variación, cuando se
han de emplear en máquinas que, como los
motores alternativos, trabajan entre un gran rango
de temperaturas.
Para la determinación del índice de viscosidad
de los aceites se toma como cero la variación de
los aceites aromáticos que varían mucho de
viscosidad con la temperatura, y como 100 la de
los aceites parafínicos, porque varían muy poco.
Por tanto, cuanto más alto sea el índice de
viscosidad de un aceite, menor será su variación
de viscosidad con los cambios de temperatura.
• Untosidad: Esta propiedad se define como la
capacidad que poseen los aceites de adherirse a
las superficies que impregnan. Para aumentarla se
añaden como aditivos pequeñas proporciones de
aceites de ballena, de palma y de colza.
µ
A
Película
delgada
Película gruesa
D
La untuosidad no se cuantifíca pues no existen
aparatos normalizados que permitan medirla.
• Punto de congelación: Se llama punto de
congelación a la temperatura más baja a la cual
solidifica un aceite. En España los aceites para
motores soportan hasta -20º C.
B
C
ν · n/P
AB: zona de rozamiento por untuosidad.
BC: zona de rozamiento mixto.
CD: zona de rozamiento fluido.
Figura 6.- Variación del coeficiente de
rozamiento de un cojinete con ν·n/p.
* En la porción AB la película es muy delgada,
ya que al ser n pequeño el arrastre de aceite hacia
la cuña no es suficiente como para generar una
presión capaz de separar el muñón del manguito.
El cojinete funciona en la frontera del rozamiento
entre los metales únicamente disminuido por la
delgada película de aceite. En estas condiciones
• Punto de inflamación: Se conoce como punto
de inflamación en los aceites la temperatura
mínima a la que se inflaman sus vapores en
contacto con un punto incandescente.
Los aceites utilizados en la lubricación de los
motores soportan hasta 240º C.
• Estabilidad química: Es la capacidad que
tienen los aceites de permanecer inalterables con
el tiempo a la oxidación y a la descomposición.
Para mejorarla se usan aditivos.
• Grado de acidez: Se refiere al porcentaje de
ácidos libres que contiene un aceite de engrase.
72
Dicho porcentaje no debe exceder del 0'03% para
evitar corrosiones.
• Capacidad antiespumante: La formación de
espuma consiste en la emulsión de aire en la
masa del aceite. Esto es un fenómeno indeseable,
pues perjudica las buenas cualidades del
lubricante. La formación de espuma se evita con la
adición de sustancias antiespumantes.
• Capacidad detergente: En los motores se
producen gran cantidad de residuos que se
aglomeran y producen mal funcionamiento y
rápido desgaste. Para evitarlo se añade a los
aceites productos detergentes, que los mantienen
en suspensión sin que se aglomeren.
EQUIPO DE ENGRASE DE LOS MOTORES
ALTERNATIVOS
Se ha visto la importancia y necesidad del
engrase y, lógicamente, en los motores
alternativos, para reducir las pérdidas de energía
por rozamiento, y evitar los problemas inherentes
a sus condiciones de funcionamiento, la
lubricación en pistones, cilindros, cojinetes de
biela y bancada, árbol de levas, balancines y
distribución, es imprescindible.
Los antiguos sistemas de engrase por
barboteo, están superados y actualmente en
desuso. Consistían en que las cabezas de las
bielas llevaban unas pequeñas cucharillas que se
sumergían en el aceite y, por fuerza centrífuga, lo
lanzaban
contra
las
superficies
internas
impregnándolas y penetrando, al escurrir hacia el
cárter, en conductos que lo llevaban hasta los
cojinetes de la bancada y del árbol de levas.
Evidentemente el engrase por barboteo es
insuficiente para los motores modernos, y es por lo
que la lubricación ha evolucionado hasta el
denominado engrase a presión.
Un esquema del sistema de engrase a presión
de los motores alternativos, basado en el sistema
I.S.O. de representación de las transmisiones
hidrostáticas de potencia, es el que se presenta a
continuación:
5
8
9
6
4
3
2
7
1.- Cárter.
2.- Filtro de malla.
3.- Bomba.
4.- Motor.
5.- Manómetro.
6.- Filtro poroso.
7.- Válvula reguladora
de presión.
8.- Conducciones.
9.- Retorno.
1
Figura 7.- Esquema I.S.O. de circuito de engrase.
En realidad el sistema de engrase a presión es
un sistema mixto, ya que se combina con el
barboteo, enviando el aceite a presión a los puntos
de más difícil acceso y engrasando por
pulverización las demás partes del motor.
El funcionamiento, que se comprende muy
fácilmente siguiendo el esquema anterior, es como
sigue:
El aceite lubricante contenido en el cárter es
aspirado por la bomba a través de un filtro de
malla que elimina las partículas más gruesas y es
enviado a presión, a través de un segundo filtro
mucho más fino a una tubería situada en el
bloque, desde la cual, a través de conducciones
internas llega a los cojinetes y al salir por los
orificios de salida situados en los contrapesos del
cigüeñal y pies de las bielas, es pulverizado y
lanzado formando una nube que engrasa las
paredes de los cilindros y demás elementos
situados en el interior del bloque. El segmento
rascador o de engrase de los pistones lo barre de
las paredes del cilindro y le hace retornar al cárter.
Figura 8.- Engrase de un motor.
De la tubería principal parten también otras
ramificaciones que envían el aceite a los apoyos
del árbol de levas y al eje de balancines, desde
donde al rebosar engrasa las guías de válvula y
retorna al cárter por los orificios de las varillas
empujadoras.
En los motores modernos, debido a las
grandes presiones que tienen que soportar la
cabeza de biela esta se lubrica a presión, para lo
que lleva practicado un taladro longitudinal en la
caña que lleva el aceite a presión desde los
cojinetes de bancada.
Es importante destacar que el engrase por
mezcla de aceite con el combustible empleado en
los motores de dos tiempos y que como se dijo al
estudiar los principios básicos de dichos motores
consiste en añadir al combustible aceite lubricante
aproximadamente en un 3%, es próximo al
engrase por barboteo, ya que durante la admisión
73
el aceite entra en el cárter mezclado con el
combustible y, al evaporarse éste, se deposita
sobre las superficies de las piezas a las cuales
impregna, introduciéndose además por los orificios
de engrase para lubrificar los cojinetes de apoyo.
Los elementos constituyentes de los circuitos
de engrase a presión, tienen las siguientes
características:
* El filtro de malla de la aspiración evita que las
impurezas procedentes de la combustión y las
partículas metálicas procedentes del desgaste de
las piezas, circulen por el interior del motor y
produzcan desgastes excesivos y produzcan
obstrucciones en el circuito de engrase.
* El segundo filtro, se intercala a la salida de la
bomba y como elemento filtrante se emplea
material de gran porosidad plegado en forma de
acordeón para aumentar la superficie de retención
de impurezas y oponer baja resistencia al paso del
aceite, el cual se monta en el interior de un
recipiente metálico con orificios de entrada y salida
de aceite, montado en el motor con facilidad de
acceso para poder cambiarlo fácilmente.
Figura 10.- Bomba de engranajes.
* Para regular la presión de funcionamiento del
circuito de engrase se utiliza una válvula
reguladora, cuyo esquema es el que se presenta
en la siguiente figura, la cual se monta en la
impulsión y que se encarga de descargar al cárter
el aceite sobrante cuando la bomba envía
excesivo el caudal, sin que la presión supere los
valores máximos admisibles en el circuito
1
2
Envase de acero.
Acoplamiento de
acero
Guía
Junta de
estanquidad
Antifuga
termoplástico
Elemento filtrante
Figura 11.- Válvula de descarga.
1.- Envolvente rígida
troquelada.
2.- Filtro de papel
plegado.
La presión suele oscilar entre 2 y 2'5 kg/cm2
con el motor en caliente y cerca de los 4 kg/cm2
con el motor en frío.
Figura 9.- Elemento filtrante.
* La bomba, movida por el propio motor,
aspira el aceite y lo impulsa con caudal y
presión suficientes como para abastecer las
necesidades de engrase del motor.
Entre las bombas de engrase las más
utilizadas son las de engranajes, tanto en motores
Otto como Diesel. Estas bombas están
constituidas por una carcasa en cuyo interior
donde van alojados dos engranajes, de los cuales
uno gira loco arrastrado por el otro el cual recibe el
movimiento desde el árbol de levas o desde la
distribución. Al girar aspiran el aceite del cárter, a
través del filtro de malla, y lo lanzan a presión
hacia las tuberías que lo conducen por el interior
del motor.
Su esquema es el que se representa en la
figura siguiente:
* El control de presión en los motores suele
hacerse mediante un manómetro o mediante una
lámpara testigo.
El manómetro toma la señal de presión de la
impulsión de la bomba, y mediante la deformación
de una tubería flexible se mueve una aguja
indicadora.
La lámpara testigo se coloca en lugar visible
por el tractorista y actúa mediante una válvula
presostática, la cual, cuando el motor está parado
o la presión del aceite sea baja, cierra los
contactos de un circuito que enciende la lámpara
testigo y, en cambio, los separa cuando la presión
del aceite aumenta.
* Como se expuso al comienzo de este tema,
la refrigeración del aceite es necesaria y, aunque
los aceites empleados en la actualidad son de
gran calidad y varían poco su viscosidad con la
74
temperatura, conviene mantenerla dentro de unos
límites que varían entre 75 y 85º C.
Para ello el aceite caliente se hace retornar al
cárter donde es refrigerado.
El cárter se construye de forma que permita
irradiar el calor con facilidad, y se fabrica
normalmente de aluminio por su alta conductividad
térmica. Para obtener una mejor refrigeración del
aceite de engrase, algunos vehículos disponen de
un circuito de refrigeración especial que consta de
un radiador, a través del cual se hace pasar el
caudal de aceite suministrado por la bomba antes
de llegar al filtro, con lo cual se obtiene una
refrigeración eficaz del mismo al ser atravesado
por el aire que proporciona el ventilador.
6
9
7
10
5
4
3
8
2
1
1.- Cárter.
2.- Filtro de malla.
3.- Bomba.
4.- Motor.
5.- Refrigerador con
ventilador.
6.- Manómetro.
7.- Filtro poroso.
8.- Válvula reguladora
de presión.
9.- Conducciones.
10.- Retorno.
Figura 12.- Refrigeración del aceite de engrase.
TIPOS DE LUBRICANTES
Los aceites de engrase se pueden clasificar por
su viscosidad, por sus cualidades de engrase y
por sus condiciones de trabajo.
• Según su viscosidad los aceites de engrase
han sido clasificados por la Asociación Americana
de Ingenieros (SAE), según los siguientes grupos
comerciales:
* Aceites de motor: son aceites fluidos empleados
para la lubricación del motor, con una densidad o
grado de viscosidad que oscila desde el SAE 10 al
SAE 70.
Denominación
Viscosidad
Viscosidad
SAE
en ºE a 50º C
en ºE a 100º C
10
3'1 a 4'2
1'4 a 1'6
20
4'2 a 6'4
1'6 a 1'8
30
6'4 a 9'3
1'8 a 2'1
40
9'3 a 11'6
2'1 a 2'3
50
11'6 a 18'8
2'3 a 3'0
60
18'8 a 24'8
3'0 a 3'5
70
24'8 a 32'3
3'5 a 4'1
Tabla 1.- Clasificación SAE de los aceites
de motor y su viscosidad.
cajas de cambio, diferenciales, etc. Las valvulinas
abarcan los grupos SAE 80 a SAE 120.
Clasificación SAE
Características
20
30
40
0'85 0'893 0'896
6'0
8'2
12'0
1'8
2'0
2'2
- 33
- 18
- 12
218
223
233
109
97
91
0'028 0’025
0’02
Clasificación SAE
Características
50
60
70
P. específico
0'9
0'905
0'91
Visc. ºE 50º C
18'5
24'7
32'2
Visc. ºE 100ºC
2'8
3'4
4'1
Pto. Cong. ºC
-8
-5
-5
Pto. Infl. ºC
240
261
269
Visc. en (VI)
89
86
85
% de acidez
0’02
0’015
0’015
Tabla 2.- Características de los aceites SAE para automoción.
P. específico
Visc. ºE 50º C
Visc. ºE 100ºC
Pto. Cong. ºC
Pto. Infl. ºC
Visc. en (VI)
% de acidez
10
0'83
3'6
1'5
- 33
210
110
0'03
*Grasas consistentes: consisten en aceites
minerales espesados con jabones, que se
emplean para lubricación estanca de cojinetes y
rodamientos.
• Según sus cualidades de engrase se
clasifican en los siguientes tipos de aceites
comerciales:
* Aceite regular: Es el aceite normal purificado, tal
y como se obtiene del petróleo, es decir, sin
aditivos químicos que mejoren sus cualidades
lubricantes. Su viscosidad varía con la
temperatura y tiene tendencia a la oxidación.
* Aceite premium: Aceite regular con aditivos
anticorrosivos y de aumento de adherencia:
Es el aceite que resulta de mezclar el aceite
regular con aditivos químicos en proporción
inferior al 5%, con el objeto de mejorar su
resistencia a la oxidación y corrosión, aumentando
su grado de adherencia con aceites vegetales.
Fluidez
* Aceite detergente: Aceite premium con aditivos
detergentes.
muy fluido
fluido
semifluido
semidenso
denso
muy denso
extra denso
También denominado con las siglas (H.D.).
Además de anticorrosivo y antioxidante tiene la
propiedad de limpiar la carbonilla, procedente de
la combustión, que se deposita en las paredes de
las camisas y canalizaciones.
* Valvulinas: dentro de esta denominación se
hallan los aceites densos empleados en la
lubricación de engranajes en general, tales como
* Aceites multigrado: Estos aceites abarcan varias
denominaciones SAE y se comportan como varios
aceites de un sólo grado en cuanto a su
viscosidad. Entre ellos está el todogrado SAE 20
W 50. Este tipo de aceite se adapta a todas las
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temperaturas comprendidas entre el SAE 20 y el
SAE 50.
+ Aceites al grafito o molibdeno: Son aceites, que
con aditivos especiales, se emplean generalmente
en el rodaje de motores. Estos productos, en
contacto con las piezas a lubricar, hacen que su
rodaje sea más suave y ejercen una acción de
pulido en las mismas.
• Según sus condiciones de trabajo han sido
clasificados por el Instituto Americano del Petróleo
(API), en los siguientes tipos:
*Aceites para servicio ligero ML (en gasolina) y
DG (para Diesel): Se emplean en motores que
trabajan en condiciones normales.
* Se reduce el desgaste de los cilindros por la
más rápida intervención del aceite en la camisa
durante el período de arranque.
* Parece ser que se forma sobre los cojinetes
una laca que actúa como un revestimiento
resistente al desgaste y autolubricante.
Pero también es preciso considerar que
cuando se usan aceites muy fluidos:
* Hay mayor consumo de aceite.
* En el circuito de lubricación se pueden dar
valores de presión insuficientes.
* Hay una mayor posibilidad de gripado.
* Aceites para servicio semipesado MM (en
gasolina) y DM (Diesel): Se emplean en motores a
los que se les exigen altas prestaciones.
* Aceites para servicio pesado MS (en
gasolina) y DS (Diesel): Se emplean en motores
que trabajan con frecuentes arranques y paradas.
USO Y ENTRETENIMIENTO DEL SISTEMA DE
ENGRASE
La importancia del sistema de engrase, para
obtener un funcionamiento continuado y sin
problemas del motor es evidente.
Su buena utilización comienza con la utilización
de aceites de calidad.
De todas las características definidas en los
aceites, es la viscosidad la que debe atenderse
más escrupulosamente. Esta debe ajustarse a la
recomendada por el fabricante, teniendo además
la precaución de emplear aceites con la viscosidad
adecuada a la temperatura ambiente de la zona de
trabajo del motor.
En general es aconsejable emplear aceites
fluidos ya que con ellos:
Antiguamente se decía que, para motores con
funcionamiento continuo, convenía utilizar aceites
más viscosos que para motores con trabajo
intermitente, y que en invierno o en zonas frías se
debian emplear aceites fluidos. Esto hoy está
superado con el empleo de aceites multigrado.
Es importante además tener en cuanta que el
aceite, debido a la descomposición del mismo y a
la cantidad de impurezas que se van acumulando
en él, va perdiendo poco a poco sus propiedades
lubricantes, por ello es necesaria su renovación
periódica.
El plazo conveniente viene indicado por
los fabricantes, estando comprendido, en los
tractores agrícolas entre 100 y 200 horas de
trabajo.
También hay que tener en cuenta que los
motores consumen aceite, más cuanto más
usados están. Por ello debe revisarse con
frecuencia el nivel y el estado del aceite y
mantener el nivel del mismo. El nivel se
comprueba mediante una varilla indicadora y el
estado puede observarse mediante el ensayo a la
mancha.
* Se facilita el arranque en frío, pues por efecto
de las menores pérdidas por rozamiento se puede
alcanzar más fácilmente la necesaria velocidad de
rotación.
* Aumenta la potencia del motor, mejorando el
rendimiento mecánico.
* Se mantiene baja la temperatura de los
cojinetes, puesto que mejora la capacidad
refrigerante del aceite, y disminuye el calor
producido por el deslizamiento interno del aceite.
Figura 13.- Situación de la varilla indicadora.
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El ensayo a la mancha consiste en tomar con
la varilla una gota del aceite con el motor caliente
y depositarla en un papel de filtro colocado en la
horizontal. Debido a la acumulación de impurezas
en el seno del lubricante, al extenderse sobre el
papel se forman una serie de círculos
concéntricos, limitados por las partículas
contenidas que retiene, cuya mayor o menor
separación y cantidad sirven para determinar si ha
llegado o no el momento de cambio. Como las
impurezas van quedando retenidas en el filtro, lo
obstruyen e impiden que el aceite llegue con la
suficiente fluidez a los puntos de engrase. Es por
lo
que
su
renovación
debe
realizarse
simultaneamente con el cambio de aceite.
Cuando el motor ha perdido compresión, pasan
gases frescos y quemados al interior del cárter, los
cuales, al condensarse, se mezclan con el aceite
haciéndole perder rápidamente sus propiedades
lubricantes. Esto obliga al cambio frecuente del
aceite y ocasiona pérdida de rendimiento del
motor debido a la sobrepresión interna en el
interior del cárter.
Para evitarlo, los motores están provistos de un
sistema de ventilación del cárter que, en unos
casos, consiste en colocar un tubo que comunica
el interior del cárter con la atmósfera, y en otros
consiste en conectar el tubo de salida de gases
con el colector de admisión. De esta forma los
vapores son devueltos al interior de los cilindros,
donde se queman juntamente con la mezcla, lo
cual, además de reducir la contaminación
ambiental, permite, por la cantidad de aceite que
arrastran, el engrase de la parte alta de los
cilindros.
Figura 14.- Ventilación abierta y cerrada.
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