introducción a motores
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INTRODUCCIÓN A MOTORES Copyright of Shell Lubricants 2010 1 INTRODUCCIÓN A MOTORES Propósito de un motor de combustión interna “La producción de potencia mecánica a partir de la energía química contenida en el combustible, obtenida quemando u oxidando dicho combustible dentro del motor” 2 tipos principales de motores de combustión interna: • Motores por ignición con bujías: También conocido como motores de ciclo Otto, o motores a gasolina (pueden ser utilizados otros combustibles) • Motores con ignición a compresión: Tambien llamados motores Diesel Copyright of Shell Lubricants 2 INTRODUCCIÓN A MOTORES POR QUE UN MOTOR DE COMBUSTIÓN INTERNA? Los Motores de combustión interna son: • Relativamente eficientes (comparados a los de combustión externa) • Relativamente económico (comparado con las turbinas de gas) • Relativamente fácil de recargar(comparado con celdas eléctricas recargables o de hidrógeno) Copyright of Shell Lubricants 3 TIPOS DE MOTORES MAS COMUNES Motores Reciprocantes 2-Tiempos – Una etapa de potencia por cada dos etapas 4-Tiempos – Una etapa de potencia por cada cuatro etapas Ciclo Otto Motores a Gasolina/Nafta Emplea bujía de ignición Ciclo Diesel Motores a Diesel Sistema de ignición por calentamiento al comprimir Otros tipos menos comunes: Motores rotatorios También conocidos como motores Wankel Sin tren de válvulas ni pistones Cuatro ciclos separados de un motor reciprocante sucediendo todo en porciones separadas de un motor rotativo Copyright of Shell Lubricants 4 COMPONENTES DE UN MOTOR piston Tapa llenado válvulas balancines turbo árbol de levas Filtro Aceite Cigueñal Engranaje Distribución Copyright of Shell Lubricants Biela Carter de aceite 5 4 TIEMPOS BÁSICO • Admisión El Pistón se llena de mezcla Aire/combustible Válvula admisión abierta Ambas válvulas cerradas Ambas válvulas cerradas Válvula escape abierta • Compresión El Pistón comprime la mezcla gaseosa • Combustión La explosión empuja el pistón abajo y provoca el giro • Escape El pistón impulsa hacia afuera los gases deof Shell escape Copyright Lubricants ADMISIÓN COMPRESIÓN COMBUSTIÓN ESCAPE 6 CONDICIONES EN UN MOTOR DIESEL Contactos de válvulas Alta fricción T Tope de aros Alta T (200-300°C) Altos P O2 NOx, combustible, hollín, SOx Alta S/V (films delgados; niebla aceite) Tapa Moderada T; O2, NOx, H2O Base pistón Muy alta T, hasta 300°C Sumidero T hasta 140°C O2, NOx Metales desgaste H2O Copyright of Shell Lubricants 7 INTRODUCTION TO ENGINES ENGINE LUBRICATION SYSTEM Oil filter cap Rocker arm Return to sump Delivery oil way to cylinder head Small-end Bearing Main oil gallery Piston Connecting rod camshaft bearing Big-end bearing Oil pump Main bearing Engine oil Copyright of Shell Lubricants Main oil filter Sump filter Sump 8 INTRODUCCIÓN A MOTORES Aunque el pistón se mueve de arriba a bajo, este movimiento linear se convierte en movimiento rotacional cuando el pistón se une al cigueñal por medio de las bielas. El movimiento rotacional es usado para mover las ruedas del vehículo Pistón Copyright of Shell Lubricants Biela Cigueñal 9 INTRODUCCIÓN A MOTORES OPERATIVIDAD DE LAS VÁLVULAS Las válvulas de admisión y escape del pistón están controladas por el árbol de levas Copyright of Shell Lubricants 10 INTRODUCCIÓN A MOTORES OPERATIVIDAD DE LAS VALVULAS (CONT.) Las levas del árbol de levas controla el movimiento de las válvulas de admisión y escape. Existen numerosos tipos de de diseños para válvulas. Actuando directo sobre la cabeza de la leva (Alta Fricción) Copyright of Shell Lubricants Dedo seguidor (Alta Fricción) Balacín seguidor (Alta Fricción) 11 INTRODUCCIÓN A MOTORES OPERATIVIDAD DE LAS VÁLVULAS (CONT.) Las levas del árbol de levas controla el movimiento de las válvulas de admisión y escape. Existen numerosos tipos de de diseños para válvulas. Brazo balancín varilla Empujador Varilla de empuje (Alta fricción) Copyright of Shell Lubricants Ajustador hidráulico Agujero drenaje Rodamiento de aguja Eje del rodillo /Goma Rodillo seguidor (Baja Fricción) 12 INTRODUCCIÓN A MOTORES COMPONENTES DEL PISTÓN Funciones de los componentes del pistón: Sellado de los gases de combustión al cárter Minimizar fricción y desgaste Transferir potencia al cigueñal Copyright of Shell Lubricants 13 INTRODUCCIÓN A MATORES COMPONENTES PISTÓN (CONT.) Zona superior Anillos pistón Pistón Anillos de compresion Zona secundaria Zona terciaria Anillo retenedor aceite Camisa pistón Piston Camisa del cilindro Camisa del cilindro Copyright of Shell Lubricants 14 INTRODUCCIÓN A MOTORES CONDICIONES EN LAS ZONAS DE LOS ANILLOS DEL PISTÓN Fuel Soot SO2 Oil film NO2 250-300ºC Piston Copyright of Shell Lubricants Oil mist Piston liner 15 INTRODUCCIÓN A MOTORES COMPONENTES DE UN PISTÓN Copyright of Shell Lubricants 16 CUALES SON LAS FUNCIONES DE UN ACEITE DE MOTOR ? Requerimientos claves de un aceite de motor* Estabilidad a la Oxidación – para controlar viscosidad y formación de lodos y depósitos La necesidad de una fricción menor sin afectar la durabilidad Compatibilidad de las formulaciones del aceite con las emisiones luego de los procesos de tratamientos Capacidad del tratamiento del hollín mejorado para motores de servicio pesado La habilidad del aceite de permanecer fluido a bajas temperaturas (debajo de -40ºC) La necesidad de controlar la corrosión, espuma, etc.. * Referencia: R.I. Taylor, R. Mainwaring & R.M. Mortier, “Engine Lubricant Trends since 1990”, Part J, Journal of Engineering Tribology, Vol 219, pp 331-346 Copyright of Shell Lubricants IMechE Proceedings 17 PRODUCTOS DE COMBUSTIÓN DE GASOLINA/NAFTA Por cada tanque lleno* de gasolina/nafta quemado en un motor en buenas condiciones se generan: - 61 gramos de hollín y carbonilla - 120 gramos de productos ácidos - 42 litros de agua - 2.6 litros de Gasolina/nafta no quemados * Tanque promedio de 40 litros Copyright of Shell Lubricants 18 FUNCIONES DE UN LUBRICANTE DE MOTOR (CONT.) sludge valve train wear piston cleanliness & oil consumption air entrainment piston ring and cylinder liner wear oil filter blocking turbocharger (& intercooler) system deposits bearing corrosion Copyright of Shell Lubricants oil thickening and oxidation 19 REQUERIMIENTOS PARA ACEITES DE MOTOR Requerimientos claves de un aceite de motor: Estabilidad a la oxidación La oxidación de un lubricante depende en gran medida de la temperatura Teimpo para oxicdación (horas) 100000,00 TOST 10000,00 Temperature (°C) 90 150 250 1000,00 Oxidation time (hours) 10000 156.25 0.15 Calculation 10000 =M3/(2^6) =M3/(2^16) 100,00 BAOT 10,00 1,00 York 0,10 0 50 100 150 200 Temperatura (°C) Copyright of Shell Lubricants 250 300 La línea roja es calculada asumiendo tasas de oxidación dobles cada 10ºC- ver tabla REQUERIMIENTOS PARA UN ACEITE DE MOTOR Requerimientos claves de un aceite de motor: Estabilidad a la oxidación Cambios que ocurren en el lubricante debido a la oxidación Incremento viscosidad “Limpieza motor” Cambio color Copyright of Shell Lubricants 21 REQUERIMIENTOS PARA UN ACEITE DE MOTOR Requerimientos para un aceite de motor: Menor fricción Hay una demanda creciente de muchos clientes, para incrementar el ahorro de combustible. En la mayoría de los casos, los motores operan en condiciones de Régimen hidrodinámico, el enfoque para reducir la fricción en el motor y el consumo de combustible es reducir la viscosidad del lubricante. Kinematic viscosity at 40°C (cSt) Kinematic viscosity at 100°C (cSt) Estimated dynamic viscosity at -20°C (mPa.s) SAE-20W/50 144.8 17.8 10,200 SAE-15W/40 114.3 14.9 4,800 SAE-10W/30 72.3 10.8 3,100 SAE-5W/30 57.4 9.9 1,900 SAE-0W/20 44.4 8.3 1,100 SAE-30 91.3 10.8 6,800 100.00 Kinematic Viscosity (cSt) Viscosity Grade 75.00 50.00 SAE-10W SAE-30 SAE-10W/30 25.00 0.00 0 20 40 60 80 100 Temperature (C) Copyright of Shell Lubricants 22 REQUERIMIENTOS PARA UN ACEITE DE MOTOR Requerimientos para un aceite de motor: Menor fricción En los últimos 20 años, hemos pasado de aceites de viscosidad SAE 15W/40 a 5W/30’s, 5W/20’s incluso 0W/20’s (esto para PCMO) Algunos OEMs buscan los beneficios del ahorro de combustible optimizados por las baja viscosidad a bajas temperaturas, pero exigen mayor protección a altas temperaturas, así, aceites con viscosidades 5W/40’s, 0W/40’s y 0W/30 han sido comercializados por algunas compañías. Para motores diesel de servicio pesado (HDDEO), aunque existe interés en aceites “ahorradores de combustible”, la durabilidad es la clave, la tendencia al pasar de un grado 15W/40 a 10W/40’s, 10W/30’s y 5W/30’s es solo un comienzo. Copyright of Shell Lubricants 23 REQUERIMIENTOS PARA UN ACEITE DE MOTOR Requerimientos claves para un aceite de motor: Compatibilidad con sistemas de tratamiento posterior Los sistemas de tratamiento posterior son usados en vehículos y camiones para garantizar que las emisiones cumplen los límites fijados por legislatura. Existe variedad en los sistema de tratamiento utilizables: - Catalizador de tres vías - Filtros de partículas (DPFs) - Sistemas de control de NOx Algunos de estos tratamientos posteriores están concebidos para ser sensibles a los niveles de Cenizas Sulfatadas, Fósforo y Azufre (SAPS) en el aceite, y las restricciones que entrarán en vigor sobre los niveles de dichos compuestos Copyright of Shell Lubricants 24 REQUERIMIENTOS PARA UN ACEITE DE MOTOR Requerimientos claves para un aceite de motor: Compatibilidad con sistemas de tratamiento posterior Impacto de los aceites con bajos niveles de SAPS: HDDEO Producto alto en cenizas 228.5 : 1.9% cenizas sulfatadas Aceite “Low SAPS”: 0.9% cenizas sulfatadas Aceite “LOW SAPS” Copyright of Shell Lubricants Cantidad de cenizas retiradas por un DPF luego de 77,000 km (Mismo tipo de camión, mismo intérvalo de servicio, mismo consumo de aceite) 25 REQUERIMIENTOS PARA UN ACEITE DE MOTOR Requerimientos claves para un aceite de motor: Compatibilidad con sistemas de tratamiento posterior Impacto de aceite “Low SAPS” en el desempeño: HDDEO 300 2 x Aceite alto en cenizas 1.9% Cenizas sulfatadas 270 240 180 150 2 x Aceite bajo en cenizas (Low SAPS) 0.9% Cen.Sul. 120 100 mbar max. limit 90 60 30 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 28 0. 00 26 0. 00 24 0. 00 22 0. 00 20 0. 00 18 0. 00 16 0. 00 14 0. 00 12 0. 00 10 0. 00 80 .0 00 60 .0 00 40 .0 00 0 0 20 .0 00 [mbar] 210 [km] Berlin, bus citadino12m , motor MB OM 906 Euro 3 Engine Copyright of Shell Lubricants 26 REQUERIMIENTOS PARA UN ACEITE DE MOTOR Requerimientos claves para un aceite de motor: Control del hollín Control mejorado del hollín para Motores Diesel para Servico Pesado (HDDEO) Hollín= partículas de carbón con variedad de grupos funcionales en su superficie Tamaño de la partícula primaria depende de la operación del motor, típicamente hasta 100 nm Típico de la combustión de motores En algunos motores nuevos se pueden esperar concentraciones altas de hollín Causa engrosamiento del aceite y desgaste en tren de válvulas. Copyright of Shell Lubricants 27 REQUERIMIENTOS PARA UN ACEITE DE MOTOR Requerimientos claves para un aceite de motor: Control del hollín Aceites HDDEO contentivos de hollín muestran mayore viscosidades cinemáticas – el gráfico muestra como la viscosidad de un aceite se incrementa según el contenido de hollín. Copyright of Shell Lubricants 28 REQUERIMIENTOS PARA UN ACEITE DE MOTOR Requerimientos claves para un aceite de motor: Control del hollín Las Fotos muestran aceites con buen control de hollín comparado con un aceite con pobre capacidad de control . Copyright of Shell Lubricants 29 REQUERIMIENTOS PARA UN ACEITE DE MOTOR Requerimientos claves para un aceite de motor: Control del hollín Impacto práctico de un mejor control del hollín en motor Cummins API CF-4 Oil 48,000 km ODI* API CG-4 Oil 81,000 km ODI API CH-4 Oil 81,000 km ODI Calidad de Aceite Copyright of Shell Lubricants *ODI: Intervalo de cambio de aceite 30 REQUERIMIENTOS PARA UN ACEITE DE MOTOR Requerimientos claves para un aceite de motor: Propiedades a baja temperatura Lubricantes necesitan permanecer fluidos aún a bajas temperaturas En algunas locaciones, son factibles temperaturas por debajo de los 40ºC Para lubricantes automotrices las pruebas fundamentales de laboratorio son: - Simulación de arranque en frío (CCS) – prueba la fuerza necesaria para romper la película lubricante. - Mini Viscosimetro Rotatorio (MRV) – Prueba la bombeabilidad del aceite – se realiza a una temperatura 5ºC mas baja que la CCS, esencial para que el aceite pueda ser bombeado al momento del Copyright of Shell Lubricants arranque! 31 ESPCIFICACIONES INTERNACIONALES API (American Petroleum Institute) ACEA (Association des Constructeurs Europeans d’Automobiles - European) ILSAC (US-Japanese sponsored OEM organisation) JASO (Japanese Automobile Standards Organisation) Todas las especificaciones son internacionalmente reconocidas por los fabricantes de equipos, al punto de exigir su cumplimiento independientemente de aprobaciones nacionales en cualquier sitio donde sea utilizado el motor. Copyright of Shell Lubricants 32 ESPECIFICACIONES INTERNACIONALES En USA Sistema de dos letras: – Los lubricantes para motores a gasolina o “servicio” estan catalogados por una serie de letras donde las de mayores prestaciones estan dadas de modo creciente desde el API SA al API SN. – El equivalente en Diesel o “comercial” usa la letra C en lugar de S, empezando de la API CA hasta la la API CJ-4 En Europa Sistema de 4 letras: – ACEA A1/B1; A3/B3; A3/B4; A5/B5–Aceites MotorGasolina/Diesel – ACEA C1; C2; C3; C4 – Aceites motor diesel compatible con catalizadores – ACEA E4; E6; E7; E9 – Aceites motor para motores diesel servicio pesado Copyright of Shell Lubricants 33 EVALUACIÓN DE DESEMPEÑO DE LUBRICANTES – API Copyright of Shell Lubricants 34 EVALUACIÓN DE DESEMPEÑO DE LUBRICANTES – API Copyright of Shell Lubricants 35 EVALUACIÓN DE DESEMPEÑO DE LUBRICANTES – ACEA Copyright of Shell Lubricants 36 EVALUACIÓN DE DESEMPEÑO DE LUBRICANTES – ACEA Copyright of Shell Lubricants 37 ESPECIFICACIONES FABRICANTES (OEM) BMW Renault Daimler-Chrysler MAN Ferrari Rover Ford Scania Porsche Volvo PSA VW Copyright of Shell Lubricants 38 ACEITES PARA MOTORES A GAS Y ESTACIONARIOS Copyright of Shell Lubricants 39 TIPOS DE MOTOR A GAS Motores 4 tiempos a gas Ignición por bujías / Ignición por piloto Atmósfericos / Turbocargados + Intercambiador Estequimétricos( = 1) / Mezcla pobre ( >> 1) Con / sin cámara previa Con / sin convertidor catalítico Motores 4 tiempos duales Pueden operar tanto con gas como con combustible líquido Cuando trabajan con gas es un motor de mezcla pobre Cuando trabaja con gas, la ignición con piloto opera con diesel (1-2% de la carga total) 2-tiempos con ignición a bujias Casi exclusivamente para accionamiento de compresores en oleoductos (USA) Motores 4 tiempos a diesel Son motores diesel con inyección directa cargados con gas a alta presión Copyright of Shell Lubricants 40 APLICACIONES MOTOR A GAS 4 stroke high speed lean burn gas engine Caterpillar G3516 2 stroke compressor drive MDE 2842LN 4 stroke compressor drive Wartsila 34SG Copyright of Shell Lubricants 41 CALIDAD DEL GAS – “DULCE” O “ÁCIDO” Gas Natural (CH4) Gas seco compuesto básicamente por metano. Gases Industriales Biogas (CH4 + CO2) Gas producto de la digestión biológica de material orgánico. Normalmente contiene H2S and NH3 Gas de aguas residuales (CH4 + CO2) Gas producto de los procesos de digestión biológica de los procesos de tratamiento de aguas residuales. Normalmente contienen H2S y siloxanos. Gas de vertedero (CH4 + CO2) Gas proveniente de residuos en vertederos. Contiene compuestos como H2S, hidrocarburos halogenados (Cl, F) y siloxanos. Ataque ácido, formación de depósitos y abrasión son problemas comunes. Copyright of Shell Lubricants 42 ACEITES PARA MOTORES A GAS Aplicaciones Los motores a gas trabajan con gas natural y otro tipo de gases (biogas, de vertedero, gas de coke para generación de potencia y/o cogeneración) Plantas de procesamiento de gas Gasoductos o estaciones de compresión de gas Funciones Lubricación de partes móviles Protección contra la corrosión Refrigeración Propiedades requeridas Alta resistencia a la oxidación/nitración Resistencia al incremento de la viscosidad Control de depósitos y lacas Contribuir a la extensión de la vida de bujías y válvulas No dañar los covertidores catalíticos Neutralización de ácidos Vida prolongada del aceite Copyright of Shell Lubricants 43 ROL DEL ACEITE EN EL MOTOR Lubricación/proporcionar una película de aceite Separación de las partes móviles Sello de las cámaras de combustión Refrigerar pistones y rodamientos Protección ante el desgaste Protección contra la corrosión Mantener el motor limpio Dispersión de materiales insolubles Prevenir formación depósitos /lacas en componentes a alta temperatura Copyright of Shell Lubricants 44 DETONACIÓN O “KNOCKING” Si la ignición de la mezcla de aire-combustible no es controlada, se pueden generar liberación de calor en forma de “ondas de choque” produciendo Detonación o Knocking Knocking puede ser causado por: Tiempos de ignición demasiado prematuros Mezcla aire/combustible muy rica Numero de Gas Metano Influencia Aceite Temperatura excesiva de la carga de aire Tipo de bujía equivocado Recirculación de los gases del bloque del motor Copyright Puntos calientes localizados por depósitos de carbón o cenizas of Shell Lubricants 45 DETONACIÓN O “KNOCKING” – RELACIÓN CON EL ACEITE Depósitos de carbón son responsables por el “knocking” Posible causas: Alto consumo de aceite Calidad del aceite (baja resistencia a la oxidación) Condiciones del aceite Componentes con elevada temperatura Copyright of Shell Lubricants 46 RECESIÓN DE ASIENTO DE VÁLVULAS El tiempo entre el reacondicionamiento de las cabezas del cilindro está determinado por el desgaste en el asiento de las válvulas El gas de combustión es limpio y seco, es difícil que se forme hollín Las partículas de hollín pueden ayudar a lubricar la superficie del asiento Ausencia de hollín puede resultar en poca lubricación de los asientos Alto desgaste visible como recesión del asiento de la válvula En lugar de hollín, las cenizas del lubricante proporcionan la lubricación en los asientos Copyright of Shell Lubricants Ejemplo de recesión de asientos de válvulas 47 COGENERACIÓN Los motores a gas son usualmente empleados en cogeneración: combinación de calor y potencia (CHP). El calor de los gases de combustión es recuperado en intercambiadores. En ocasiones el calor del sistema de refrigeración del motor es también recuperado El propósito es producir agua caliente (para calefacción urbana), vapor (para industria) o ambos El calor recuperado de una instalación de cogeneración se incrementa si los gases de combustión se enfrían más y la temperatura del refrigerante del motor se eleva La baja temperatura de los gases de escape en el intercambiador promueve la condensación de subproductos de aceite quemados en su superficie El incremento de las temperaturas del refrigerante, incrementa la de los componentes y del mismo modo el estrés térmico del aceite Copyright of Shell Lubricants Escape en condiciones aceptables, sin taponamientos.3500 con Mysella XL 48 BAJO CONSUMO DE LUBRICANTE A fin de prevenir efectos catalíticos y ensuciamiento del intercambiador, los fabricantes de motor han introducido tecnologías que propician un bajo consumo de aceite. EL bajo consumo de aceite es también requerido para cumplir con estándares de emisión de partículas. Sin embargo, bajo consumo de aceite significa: Baja tasa de reposición > baja tasa de refrescamiento > Elevado estrés en el lubricante Copyright of Shell Lubricants 49 BAJO CONSUMO DE ACEITE El consumo de aceite en motores a gas modernos puede alcanzar valores entre los 0.05 a 0.1 g/kWh Esto se logra mediante tecnología desarrollada para anillos de pistón y una correcta distribución de la presión sobre ellos. El consumo de aceite se mantiene bajo gracias a una combustión limpia => sin incrustaciones de carbón en los anillos. Motores a gas mayores suelen emplear elementos adicionales : - Anillos para evitar el pulido (Rolls Royce, Wartsila, Jenbacher) - Faldón de lubricación (velocidad media) Copyright of Shell Lubricants 50 RECIRCULACIÓN DE VENTILACIÓN DEL CARTER Los gases de escape producidos en el carter deben ser ventilados Por razones medioambientales los gases de ventilación del cárter son recirculados con el aire entrante Condensación de vapores de aceite en componentes del motor Turbo compresor Intercambiador del aire Discos válvulas entrada Aletas obstruidas en intercanbiador de aire Aletas limpias de intercambiador 10000 hrs con producto comercial 5000 hrs con Mysella XL Copyright of Shell Lubricants 51 NIVELES DE CENIZA DEL ACEITE Los aceites para motores a gas usualmente se clasifican según su contenido de cenizas sulfatadas: Cero cenizas Bajo en cenizas - American OEM 2-Tiempos - Contenido cenizas < 0.5 % m/m Medio en cenizas - 0.5% < contenido cenizas < 1.0 % m/m Alto en cenizas - Contenido cenizas > 1.0 % Copyright of Shell Lubricants 52 FUNCÓN DE LOS NIVELES DE CENIZAS EN LOS ACEITES Las cenizas sulfatadas son necesarias para la protección de las válvulas y sus asientos, en orden de alcanzar/extender los intérvalos de revisión de las cabezas de cilindro. Las cenizas sulfatadas producen aditivos necesarios para la limpieza de las partes del motor, cámaras, engranajes, pistones. Cenizas sulfatadas producen aditivos que son necesarios para la prevención de la corrosión. Copyright of Shell Lubricants 53 DESVENTAJAS DE LAS CENIZAS EN EL ACEITE Contenido de cenizas demasiado alto incrementa el riesgo de detonaciones Depósitos de cenizas en el pistón con el consecuente pulido y rayado de la camisa Quemado de las Válvulas a través de las grietas de los depósitos de cenizas Incrustaciones en cabeza de la bujía Ensuciamiento del Turbo Ensuciamiento de los intercambiadores de salida y/o catalizadores Se debe encontrar el balance correcto de nivel de cenizas Copyright of Shell Lubricants 54 BALANCEANDO EL NIVEL DE CENIZAS Excelente estado luego de 4800 horas trabajando con Mysella XL Excesivos depósitos Copyright of Shell Lubricants 55 TENDENCIAS EN ACEITES CON CENIZAS Hoy en día, los fabricantes tienen preferencia por los aceites de bajo contenido de cenizas: Los problemas de reseción de válvulas es menos severo que en el pasado, los fabricantes han mejorado los diseños. Altos y medios contenidos de cenizas no son necesarios para protección de corrosión: bajos niveles son suficientes (gas natural) Bajos niveles preferidos para evitar depósitos en la cámara de combustión, ensuciamiento de turbinas, catalizador e intercambiador. OEMs recomiendan cada vez mas bajos niveles de ceniza en aplicaciones con gases ácidos La posición de los fabricantes se confirma por: Todos los fabricantes de motores 4 tiempos aprueban el uso de aceites bajos en cenizas para sus actuales portfolios de equipos Algunos OEM’s recomiendan aprobaciones para niveles medios de ceniza, adicional a los de bajo nivel Copyright of Shell Lubricants Niveles medios son usados en motores antiguos y usando gases ácidos 56 ESTRÉS EN EL ACEITES DE MOTORES A GAS Todas las propiedades de los aceites usados están relacionadas al estrés del lubricante, sea directamente (oxidación, desgaste metálico) o su inverso (tal como BN) El estrés en el aceite es una función directa de los siguientes parámetros: Carga del Motor Volumen de aceite en el cárter / sistema Consumo específico de aceite Calidad del aceite (especialmente en gases ácidos) Y esta relacionado a parámetros de aceites usados a través de: Parámetros del motor: Características de la combustión Temperaturas de los componentes Comportamiento típico de desgaste Propiedades del gas y consumos: Propiedades del aceite: Concentraciones del aditivos en el aceite fresco Resistencia a la oxidación Copyright of Shell Lubricants 57 PARÁMETROS DE MOTORES & ESTRÉS DEL ACEITE El estrés del aceite se incrementa mas rápidamente si El consumo de aceite es bajo El tamaño del reservorio es pequeño Un rápido incremento del estrés en el aceite resultará en intervalos de cambio de aceite cortos Depleción de Aditivos Oxidación Oxidation chart TBN depletion chart 50 8 45 7 40 Oxidation (abs/cm) BN (mgKOH/g) 6 5 4 3 2 35 30 25 20 15 10 1 5 0 0 0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 OIL HOURS (h) Copyright of Shell Lubricants 7000 8000 9000 10000 0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 7000 8000 9000 10000 OIL HOURS (h) 58 REDUCIENDO EL NÚMERO DE LLAMADAS DE MANTENIMIENTO Muchos motores trabajan en condiciones automáticas de operación El costo del servicio de ingeniería para ir al lugar solo para cambios de aceite son mayores que el costo del aceite. Los costos pueden recuperarse si el cambio de aceite coincide con los intérvalos de mantenimiento Los intervalos de mantenimiento se incrementas significativamente con la introducción de novedosos diseños de bujías. Un aceite de alto desempeño es requerido para sincronizar el intérvalo de cambio. Copyright of Shell Lubricants 59 COMO TRASLADAR LOS COSTOS DE OPERACIÓN El aceite debe proveer la cantidad y calidad de cenizas que permita la lubricación de los asientos de válvulas, asegurando el intérvalo de reparación planeado para los cilindros. Pero la cantidad de cenizas debe ser lo suficientemente baja para prevenir formación de depósitos, lo que resulta en: - Knocking (Detonaciones ) (afectando la eficiencia,disponibilidad y vida del componente) - Pulido de la camisa (vida del componente) Alta resistencia a la oxidación no solo proporciona larga vida al aceite, también menos formación de depósitos. Largos intervalos de cambio de aceite permite la sincronización de los intervalos de cambio con los intervalos de mantenimiento del motor Un buen aceite ayudará a prevenir ensuciamiento de catalizador y calentadores Copyright of Shell Lubricants 60
