2 motores lubricacion

Motores EL TUTOR DE LUBRICACION SHELLMódulo Dos

ContenidoIntroducción

Sección UnoMotores diesel y a gasolina

Motores de combustión InternaComo trabaja un motor diesel

El motor diesel de dos tiemposMotores turbocargados

Sistemas de refrigeración de un motor dieselSistemas de lubricación de motores diesel

Motores diesel de baja, media y alta velocidadResumen Sección Uno

Sección DosLa lubricación de motores dieselFunciones de los lubricantes para motoresdieselPropiedades de los lubricantes para motoresdiesel

Grados de viscosidadEspecificaciones de los aceites para moto-res dieselClasificación API para aceites de motor a ga-solinaPruebas de motor

Resumen Sección Dos

Sección TresLubricación de los motores de dos tiempos

Problemas en motores de 2 tiemposAditivos comúnmente utilizados por loslubricantes para motores de dos tiemposClasificación de aceites para motores de dostiempos a gasolina

Clasificación JasoClasificación para motores de dos tiemposenfriados por agua

Sección CuatroAnálisis de aceites usados

Fallas en los motoresEjemplos típicos de fallas relacionadas conel aceite lubricante


INTRODUCCION

El tutor de Aceites Shell ha sido diseñado parasuministrarle información clave sobre lubricantesy sus aplicaciones. Igualmente pretende desarro-llar su conocimiento de productos y permitirlehacer su trabajo más efectivo. También le pro-porcionará una base sólida para un entrenamientoposterior.

El tutor es un paquete multimedia que consta deuna serie de cassettes de audio, los cuales tienecada uno un Manual de Entrenamiento comple-mentario. Usted probablemente obtendrá el ma-yor beneficio del paquete escuchando primero loscassettes y luego estudiando su Manual acom-pañante. Sin embargo, como cada parte del pa-quete se puede utilizar independientemente, us-ted puede encontrar una forma alternativa de tra-bajar que se le acomode.


Cómo utilizar el Manual?

Este Manual, como los otros del paquete, estádividido en un número de secciones cada una delas cuales consiste en un breve resumen, unasecuencia de información y un examen corto.Usted simplemente lee a lo largo de una seccióna la vez y luego responde las preguntas sobretodo lo que ha leido. Cuando usted ha pasado através de todas las preguntas de la secciónchequee las respuestas. Si tiene alguna de susrespuestas mal, lea la información apropiada y lapregunta otra vez. Asegúrese que entiende lasrespuestas correctas antes de continuar.

Usted encontrará que las páginas de la derechadel Manual le mostrarán toda la información cla-ve que usted necesita saber. Usted debe estu-diar estas páginas si quiere lograr los objetivosdel Tutor. Para aquellas personas que les gustaexplorar un poco más profundo en el tema en-contrará información suplementaria buena desaber en las páginas de la mano izquierda. Si eltema es nuevo para usted, le sugerimos que ig-nore la información suplementaria en la primerapasada. Usted puede volver a estas páginas másadelante. Pero insistimos, usted decide sobre eluso de este Manual en la forma que le sea másútil.

Como quiera que usted decida estudiar, si usteddesea obtener lo mejor del Tutor, es importanteque trabaje cuidadosamente y concienzudamen-te los Manuales. Estos han sido diseñados paraser fáciles de seguir, pero igualmente demanda-

rá algo de tiempo, esfuerzo y compromiso de suparte. Esperamos que disfrute la experiencia deaprender y que pronto vea como los beneficiosde su mejora en el conocimiento de productos leayudará a hacer su trabajo más efectivamente.


SECCION UNOMOTORES DIESEL Y A GASOLINA

Los motores diesel son máquinas eficientes y eco-nómicas que son ampliamente usadas para eltransporte terrestre, férreo y marino. También sonimportantes como fuentes de potencia estacio-narias en una variedad de aplicaciones industria-les. En esta sección estudiaremos la estructura yel funcionamiento de los motores diesel, que nosdarán el conocimiento básico necesario para apre-ciar sus requerimientos de lubricación.

Cuando usted haya estudiado la información cla-ve de esta sección, usted será capaz de:

Describir las principales características de unmotor de pistón reciprocante y mencionar ladiferencia básica entre los motores de diesely de gasolina.

Explicar cómo trabaja un motor diesel de cua-tro tiempos y de dos tiempos.

Explicar el propósito de la sobrecarga y des-cribir cómo trabaja un motor dieselturbocargado.

Describir cómo es refrigerado y lubricado unmotor diesel convencional.

Distinguir entre las velocidades, las ratas depotencia, los combustibles y las aplicacionesde los motores de alta, media y baja veloci-dad.

Si estudia la información complementaria, ustedserá capaz de:

Explicar el significado de los términos pistónoscilante, cruceta, en línea, motor en V y ho-rizontalmente opuesto.

Comparar los motores diesel con los de ga-solina en términos de desempeño, construc-ción y costos de operación.

Explicar como operan las válvulas y el siste-ma de inyección de un motor diesel de cuatrotiempos.

Distinguir los métodos de barrido de gasesde combustión, usados en los motores dieselde dos tiempos.

Comparar los motores de cuatro y dos tiem-pos en términos de desempeño y consumode combustible y lubricantes.


MOTORES DE COMBUSTIONINTERNA

Los motores de combustión interna son má-quinas impulsadas por el combustible quemadodentro de sí mismas. El tipo más común de es-tos motores es el de pistón reciprocante. Esteconsiste básicamente de un bloque de metal ro-busto al cual se le han abierto un número de hue-cos para formar los cilindros del motor. Cadacilindro contiene un pistón que se mueve haciaarriba y hacia abajo. El pistón hace un ajustecon su cilindro por anillos resortados de metal,conocidos como anillos del pistón, los cualeslo circundan. El combustible es quemado conaire dentro del cilindro para producir gases que

Motor de Pistón reciprocante

fuerzan el pistón a bajar. El pistón está conecta-do por una biela a un cigüeñal, de tal forma queel pistón al bajar lo hace girar.

Los motores de pistón varían mucho en tamaño.Por un lado tenemos unidades de un solo pistón,pequeñas y livianas que generan menos de uncaballo de potencia y son usadas por ejemplo,para mover podadoras de césped y ciclomotores.Por otro lado tenemos motores más grandes devarios cilindros que desarrollan potencias 50.000veces mayor y son utilizados para mover barcosy equipos de generación eléctrica. En la mitaddel rango están las máquinas más familiares paranosotros, las que mueven nuestros vehículos. Enestas últimas la potencia y el movimiento del ci-güeñal son transmitidos a las ruedas.


Más acerca deEL DISEÑO DE UN MOTOR DE PISTON

a mayoría de los motores de pistón, incluyendo todos los de automóviles, son del tipo

de pistón oscilante.

En este tipo de motores el pistón está conectadodirectamente a la biela por un pasador. Este di-seño tiene la ventaja de su simplicidad. Sin em-bargo, debido a las cargas laterales transmitidasdesde el cigüeñal, a través de la biela al pistón,se puede presentar desgaste excesivo sobre elpistón y sobre la pared del cilindro.

Este problema es minimizado en los motores detipo de cruceta . Aquí el pistón se fija rígidamentea una cruceta, que a su vez está conectada a labiela. La cruceta se desliza en un cojinete queabsorbe las cargas laterales del cigüeñal y de labiela, por lo tanto el pistón no soporta carga late-ral alguna. La principal desventaja de este tipode motor es su tamaño, mucho más grande queun motor de pistón rígido de la misma potencia.Sin embargo, la mayoría de los motores dieselgrandes de baja velocidad tales como los moto-res usados para la propulsión marina y aplicacio-nes industriales son del tipo de cruceta.

Generalmente, un motor de pistón contiene va-rios cilindros unidos para entregar una potenciabalanceada. Una rueda volante pesada unida alcigüeñal también ayuda a suavizar el movimien-to.

La mayoría de los motores usados en el trans-porte terrestre tienen cuatro o seis cilindros mien-tras que los motores usados para aplicacionesmarinas e industriales pueden tener hasta veintecilindros. Estos pueden estar agrupados en línea,como la mayoría de los arreglos presentados enla página anterior, o en dos bancos impulsandoun cigüeñal común.

Los bancos pueden estar colocados en un ángu-lo, como en los motores en V o en forma opues-ta como en los motores horizontales.

L

Motor en V


Motor de Cruceta

Motor Tipo Pistón Oscilante

Válvula deAdmisión

InyectorVálvula de Escape

Cámarade Combustión

Pistón

Anillos del Pistón

Pasador

Cilindro

Biela

Cigueñal

Contrapeso

Inyector

Pistón

Contrapeso


Válvulade Escape


Anillosdel pistón

Pasador

Cilindro

Biela

Cigüeñal

Cruceta

Cojinete


Los pistones también varían según el tipo de com-bustible que usan. Los primeros motores de com-bustión interna fueron desarrollados en la mitaddel siglo pasado y usaban gas de carbón comocombustible. El gas era mezclado con aire en elinterior de un cilindro, se comprimía y quemabacon chispa eléctrica. Este método de encendidopor chispa fue adoptado en los motores a gaso-lina desarrollados por Daimler y Benz y utilizadoen los primeros automóviles 30 años más tarde.El mismo principio es aún empleado hoy en losmotores de combustión modernos.

Por la misma época que Daimler y Benz estabanproduciendo los precursores de los carros mo-dernos, Rudolf Diesel estaba experimentado conun tipo alternativo de motores de pistón abasteci-dos con aceite combustible. El diseñó un mediode inyectar un combustible atomizado dentro delos cilindros donde se quemaba directamentecuando entraba en contacto con aire comprimidocaliente. Este tipo de motor operando con en-cendido por compresión era más eficiente queel motor de gasolina, y como generaba presio-nes mas elevadas, necesitaba ser mucho más ro-busto. Mas tarde vino a ser conocido como mo-tor diesel.

Los primeros motores diesel eran más pesados,ruidosos y menos suaves que los motores de ga-solina y su uso estaba restringido a aplicacionesde trabajo pesado en la industria y el transporte.Aunque los motores diesel modernos son máslivianos y operan más suavemente, aún se utili-zan ampliamente para propósitos similares, talescomo generadores de electricidad, locomotoras, Cilindro de un Motor Diesel

camiones pesados, buses y barcos. Sin embargo,se están convirtiendo en una alternativa para losmotores a gasolina, por ejemplo en automóviles,ya que consumen un combustible más barato quehace una combustión más eficiente.

El aceite combustible liviano usado en los moto-res diesel es conocido como aceite combustiblepara motor (ACPM) o combustible diesel. Es unafracción de aceite crudo más pesado que la ga-solina, pero mucho más liviano que un aceite lu-bricante.


InyectorVálvula de Escape


Pistón

Anillos del Pistón

Pasador

Cilindro

Biela

Cigueñal

Contrapeso


Cilindro de un Motor a Gasolina


Válvula de Escape


Pistón

Anillos del pistón

Pasador

Cilindro

Biela

Cigüeñal

Bujía


UNA COMPARACIONENTRE LOS MOTORES A GASOLINA

Y DIESEL

DesempeñoLos motores diesel son generalmente más difíci-les de encender en frío y presentan una acelera-ción más pobre que los motores a gasolina. Ellostienden a operar a menores velocidades y com-parados con los motores a gasolina del mismocilindraje son incapaces de generar la misma po-tencia.

Los motores diesel también tienen la desventajade operar con menos suavidad y más ruidosa-mente que los motores de gasolina especialmen-te a bajas velocidades y bajo cargas livianas.

Costos de ConstrucciónLo costos de fabricación del motor diesel tiendena ser mayores que los del motor a gasolina, prin-

cipalmente por su construcción robusta, necesa-ria para soportar las altas presiones dentro de él.El equipo de inyección de combustible usado enlos motores diesel es también más costoso queel carburador simple y que el sistema de arran-que eléctrico de un motor convencional de gaso-lina.

Costos de operaciónLos motores diesel son más económicos de ope-rar que los motores a gasolina.

No solo su combustible es más barato que la ga-solina, sino que además su combustible es que-mado más eficientemente. Además, los motoresdiesel son más confiables que los motores a ga-solina en los que los problemas de ignición son lamayor causa de fallas. La combinación de eco-nomía y confiabilidad es la razón principal para elamplio uso de los motores diesel.


COMO TRABAJA UN MOTOR DIESEL

Los motores diesel (y también los motores a ga-solina) pueden trabajar en un ciclo de cuatro tiem-pos, produciendo la potencia en uno de los cua-tro movimientos del pistón, o en un ciclo de dostiempos, produciendo potencia cada dos movi-mientos del pistón. El ciclo de cuatro tiempos esel más ampliamente usado, aunque enNorteamérica los motores de dos tiempos son re-lativamente comunes.

El motor de cuatro tiempos

En el ciclo de cuatro tiempos, el primero, el tiem-po de desplazamiento hacia abajo del pistón dejaentrar aire dentro del cilindro a través de la válvu-la de entrada en la cabeza del cilindro (admisión).A medida que el pistón empieza su desplazamien-to hacia arriba en su segundo tiempo, la válvulade entrada se cierra y el aire es comprimido en elcilindro (compresión).

La relación de compresión del motor, que esla relación entre los volúmenes máximos y míni-mos del cilindro, puede llegar a 22:1, con estarelación de compresión, el aire puede alcanzaruna temperatura de 700ºC o más. Cuando el pis-tón llega cerca del tope en su tiempo de compre-sión, una cantidad medida de combustible es in-yectada en el cilindro.

El combustible inyectado vaporiza muy rápida-mente y se quema en el aire caliente comprimi-do. Los gases producidos empujan el pistón ha-cia abajo para su tercer tiempo (de potencia). En

el cuarto y último tiempo hacia arriba, una válvulade escape se abre y el pistón fuerza la salida degases del cilindro (escape). El ciclo se repite cons-tantemente para mantener el motor en funciona-miento.


EscapeLos gases quemados

salen del Cilindro


Válvula deExpulsión







PotenciaEl combustible

Inyectado y Quemadoempuja el pistón hacia abajo

CompresiónAire comprimido

(y calentado)

AdmisiónAire entra al cilindro


OPERACION DE LAS VALVULAS EN UNMOTOR DIESEL DE CUATRO TIEMPOS

l mecanismo que abre y cierra las válvulasde entrada y salida es conocido como tren

de válvulas.

En el motor convencional las válvulas son opera-das por un mecanismo accionado por un árbolde levas movido por el cigüeñal.

El árbol de levas está normalmente colocado a lolargo del bloque del cilindro, operando los elevadoresde las válvulas, las levas al girar mueven los bra-zos arqueados (balancines) que abren las válvu-las.

Las válvulas son cerradas por la acción de los re-sortes. En un arreglo alternativo, las levas en unárbol de levas superior actúan directamente so-bre las válvulas operadas con resortes.

En algunos motores, las válvulas son operadas hi-dráulicamente.

Inyección de combustible

El equipo de inyección de combustible de un mo-tor diesel es construido a precisión para descar-gar, exactamente y en el tiempo correspondientea un ciclo, cantidades estrictamente medidas decombustible conteniendo góticas del tamaño idealpara una combustión eficiente.

El equipo consiste básicamente de una bomba yun inyector para cada cilindro. La descarga decombustible de la bomba a los inyectores es con-

trolada por un dispositivo de tiempo operado por elárbol de levas o un sistema de engranajes movidopor el motor.

E

Operación de la válvula

Inyector de combustible

Eje de Balancín

Resorte

Válvula

Cigueñal

Arbol de Levas

Impulsor de Levas

Varilla Balancín


EL MOTOR DIESEL DE DOS TIEMPOS

Un motor diesel de dos tiempos pasa por las mis-mas etapas de admisión, compresión, potencia ydescarga de un motor de cuatro tiempos, perotodo este proceso tiene lugar durante un movi-miento hacia arriba y hacia abajo del pistón.

Es conveniente empezar la descripción del ciclode dos tiempos en el punto donde el pistón estácerca del fondo del cilindro. En este momento,las válvulas de descarga en la cabeza del cilin-dro se abren y las lumbreras de entrada en un

lado del cilindro quedan descubiertas. Una cargafresca de aire entra a través de las lumbreras yfuerza a los gases quemados a salir del cilindro(barrido de gases y admisión). A medida queel pistón retorna hacia arriba en el cilindro, lasválvulas de descarga se cierran y las lumbrerasde entrada son cubiertas, atrapando y compri-miendo el aire en el cilindro (compresión). Cer-ca del tope del tiempo de compresión, el com-bustible se inyecta en el cilindro y se quema. Losgases formados se expanden y fuerzan el pistónhacia abajo en el tiempo de potencia (potencia).El ciclo se repite sucesivamente.

Lumbrerasde entrada

Barrido de Gases y AdmisiónEl aire que entra al cilindro

expulsa los gases quemados.

CompresiónAire Comprimido

(y caliente)

PotenciaEl combustible

inyectado y quemadopara empujar el pistón

Inyector

Sobrealimentador

Válvulas de Escape


Más acerca deMOTORES DIESEL DE DOS TIEMPOS

l motor de dos tiempos descrito anteriormente que tiene lumbreras de entrada y válvulas

de descarga, se conoce como motor de despla-zamiento de gases en un solo sentido, ya queel aire y los gases que salen pasan a través delcilindro. En otro tipo de motor de dos tiempos, setienen compuertas de salida en vez de válvulas.Si estas compuertas de salida están situadas la-teralmente en el cilindro, se dice que el motor esde desplazamiento de gases transversal. Si es-tán localizadas en el mismo lado de las compuer-tas de descarga del cilindro, se dice que el motores de desplazamiento de gases circular.

Comparación de los motores de dos y cuatrotiempos

DesempeñoLos motores de dos tiempos son más compactosque los motores de cuatro tiempos con la mismarelación de potencia, dando una mejor relaciónde potencia de salida por peso. La relación de unmotor de cuatro tiempos puede ser incrementada,aumentando su relación de compresión o su ve-locidad pero estas modificaciones tienden a in-crementar los esfuerzos y el desgaste de los com-ponentes del motor.

Consumo de CombustibleLa combustión de un motor de cuatro tiempos esusualmente más eficiente que la de un motor de

E

dos tiempos, contribuyendo a un bajo consumode combustible en el primero.

Consumo de lubricanteUn motor de dos tiempos tenderá a tener mayorconsumo de aceite lubricante que el motor de cua-tro tiempos. Esto es debido a las altas tempera-turas que son generadas durante cada tiempo delciclo de dos tiempos y esto promueve la degra-dación del aceite lubricante.

Gas de EntradaBarrido de Gases Quemados

TransversalEn un solo sentido Circular


MOTORES TURBOCARGADOS

La potencia que puede ser desarrollada por unmotor de combustión interna está limitada por lacantidad de combustible que puede ser quema-do durante cada ciclo. Es relativamente fácil su-plir más combustible a los cilindros pero este

combustible extra debe estar igualado por un in-cremento en el suministro de aire para que seaquemado completamente y eficientemente.

La sobrecarga es una forma de incrementar lacantidad de aire en los cilindros de un motor, su-ministrándolo a alta presión, haciendo posiblequemar más combustible.

El aire para la sobrecarga es suministrado por unsoplador o compresor el cual puede ser movidopor el mismo motor, por un motor separado ocomo en el método más frecuentemente usado,una turbina movida por los gases de salida delmotor. Este último método de sobrecargar es co-nocido como turbocarga.

En el motor turbocargado, los gases de salida delmotor son dirigidos directamente a una turbinade gas. Esta consiste esencialmente de un con-junto de aspas montadas alrededor de un eje. Lapresión de los gases sobre las aspas fuerzan aleje a rotar. La turbina gira a su vez empujando uncompresor montado en el mismo eje, el cual pro-duce aire comprimido y es alimentado a los cilin-dros del motor, permitiéndole quemar más com-bustible.

El motor turbocargado es altamente eficiente.Cuando se le inyecta mas combustible, la ener-gía de los gases de salida se incrementa. Estoinmediatamente aumenta la salida de aire com-primido. Contrariamente, cuando se suministramenos combustible, la salida de aire comprimidodisminuye. La salida de aire está ajustada a lademanda del motor en un amplio rango de velo-cidades.

Cómo trabaja un Turbocargador


SISTEMAS DE REFRIGERACION DE UNMOTOR DIESEL

Solamente cerca de una cuarta parte de la energíaproducida por la combustión de combustible en unmotor diesel es convertida en potencia. La parterestante es convertida en calor, el cual debe serrápidamente removido del motor para prevenir elrecalentamiento y su fundición. Parte del calor saledel motor en los gases de escape y el calor res-tante en el motor debe ser disipado por el sistemade refrigeración.

La mayoría de motores diesel son enfriados conagua. La cabeza del cilindro y el bloque contie-nen compartimientos a través de los cuales cir-cula agua y a medida que lo hace absorbe el ex-ceso de calor. El agua caliente pasa a través delradiador donde es enfriada antes de serrecirculada.

La refrigeración con aire es mucho más simpleque la refrigeración con agua. Los motores dieselenfriados con aire tienen cilindros que están ro-deados de unas aletas de refrigeración a lo largode las cuales el aire es empujado por un sopla-dor. Los motores enfriados por aire tienden a sermás ruidosos que los refrigerados por agua, peroson más compactos y fáciles de mantener. Estosse calientan más rápidamente lo que significa queson menos susceptibles al desgaste corrosivodebido a que hay menos posibilidad de que pro-ductos ácidos se depositen sobre las paredes delcilindro como producto de la combustión. Tam-bién tienen la ventaja que no hay posibilidad de

congelamiento del refrigerante en climas fríos. Sinembargo, hay un límite en el tamaño del motorindustrial que puede ser enfriado económica y sa-tisfactoriamente por aire ya que grandes moto-res requieren grandes masas de aire para enfriar-los.

Refrigeración con agua

Radiador Termostato Cilindros

Aire

Ventilador

Bomba de AguaChaquetas de Agua


SISTEMAS DE LUBRICACIONDE MOTORES DIESEL

El aceite circulante alrededor del motor diesel ayu-da a remover algo del calor de la combustión, perosu principal función es reducir la fricción entre laspartes móviles. El aceite lubricante es mantenidoen un depósito o cárter, en la parte inferior delmotor. Es bombeado desde el cárter, a través defiltros y conductos hacia:

Los cojinetes principales (los que soportan el ci-güeñal), los balancines en la cabeza del cilindro(que operan las válvulas), las cabezas de biela(donde conectan la biela y el cigüeñal) y el trende válvulas.

En la mayoría de los motores de tamaño pequeñoa mediano, los anillos del pistón y las paredes delcilindro son lubricadas por salpique de aceite, porla rotación del cigüeñal. Muchos motores grandestiene lubricadores separados para cada cilindro,los cuales proporcionan un suministro independien-te de aceite para lubricar el movimientoreciprocante de los pistones en los cilindros. Des-pués de este recorrido todo el aceite se devuelveal cárter de donde es recirculado.

Lubricación del motor diesel

Balancín

Tapón de llenadode Aceite

Via deretornodel aceiteal colector

Pistón

Biela

Cojinetesde cabezade biela

CojinetesPrincipa les

Aceitede Motor

Vía de distribuciónde aceitea la cabezadel cilindro

Filtrode aceiteprincipal

Galería principalde aceite

Bombade aceite

Filtro del colector

Cole ctor


MOTORES DIESEL DE BAJA,MEDIA Y ALTA VELOCIDAD

Los motores diesel pueden ser clasificados comode alta, media o baja velocidad

Motores de alta velocidad, tales como los usa-dos para transporte terrestre, operan a velocida-des de 1250 r.p.m. o más. Requieren combusti-bles de alta calidad y usualmente trabajan concombustibles altamente refinados con un conte-nido de azufre bajo.

Estos motores pueden ser de aspiración natural(que no son sobrecargados) o sobrecargados, ypueden ser de dos o cuatro tiempos. Tienen cilin-dros de hasta 250 mm de diámetro y tienen po-tencias de hasta 200 hp por cilindro.

Hay motores multicilindros con salidas de hasta5000 hp disponibles en el mercado.

Los cilindros de motores de alta velocidad sonnormalmente lubricados por baño de aceite en elcigüeñal y por lubricación forzada en los pisto-nes.

Los motores de velocidad media, tales comolos usados en la generación de electricidad, sonaquellos que operan a una velocidad entre 350 y1250 r.p.m. Los motores más pequeños en estacategoría casi siempre operan con combustiblesdestilados de alta calidad. Combustibles un pocomás pesados, con alto contenido de azufre, pue-den ser usados en motores más grandes.

Los motores más nuevos de velocidad media sonsobrecargados y generalmente de cuatro tiem-

pos. El tamaño de los cilindros y el rango de sali-da va desde los 225 mm de diámetro, con poten-cias desde 130 hp por cilindro, hasta

600 mm de diámetro desarrollando 1500 hp porcilindro. Existen grandes motores de velocidadmedia, en V, que producen potencias de salidasuperiores a los 30000 hp y poseen más de 20cilindros.

Los motores de velocidad media más pequeñostienen sus cilindros lubricados por salpique delcigüeñal. Los motores más grandes tienenlubricadores separados por cilindro que suminis-tran aceite adicional a las paredes de los cilin-dros.

Los motores de baja velocidad, tales como losusados para mover barcos, operan a velocida-des por debajo de 350 r.p.m. Generalmente utili-zan combustibles menos refinados que tienencontenidos de azufre de 3% o más.

Casi todos los motores de baja velocidad operanen ciclos de dos tiempos. Sus cilindros tienen diá-metros que oscilan entre 700 mm y 1060 mm ytiene salidas de potencia para las máquinas másgrandes, de 4500 hp por cilindro o de un total de54000 hp para un motor de 12 cilindros.

Estos motores tienen lubricadores separados porcilindro y requieren aceites con alta reservaalcalina para controlar la corrosión de los anillosdel pistón y cilindros que sería causada por losácidos fuertes formados de la combustión de com-bustibles con alto contenido de azufre.


RESUMEN DE LA SECCION UNO

El motor diesel y el motor a gasolina son mo-tores de combustión interna del tipo conocidocomo de pistón reciprocante.

Los motores contienen un número de cilindrosen los cuales el combustible es quemado. Laexpansión de los gases de combustión esusada para empujar los pistones y suministrarasí potencia.

Los motores diesel son ampliamente usadosen la industria y para mover el transporte te-rrestre, férreo y marino. Son más económicosen uso que los motores a gasolina ya que uti-lizan un combustible más económico y que-man más eficientemente.

En el motor diesel el aire entra al cilindro y escomprimido por un pistón y debido a esto secalienta. El combustible es inyectado ensegui-da. El combustible se quema en contacto conel aire comprimido caliente, los gases produ-cidos empujan el pistón hacia abajo en el cilin-dro. El pistón está unido al cigüeñal el cual esgirado.

La mayoría de los motores diesel operan enun ciclo de cuatro tiempos en el cual la poten-cia es producida en uno de cada cuatro movi-mientos del pistón. Las etapas de este cicloson: Admisión (cuando el aire entra al cilin-dro), compresión (cuando el aire es compri-mido y calentado), potencia (cuando el com-bustible es inyectado y quemado para empu-jar el pistón hacia abajo) y escape (cuando

los gases de la combustión son expulsadosdel cilindro).

Los motores diesel de dos tiempos pasan porlas mismas etapas de los motores de cuatrotiempos, pero tiene solamente un tiempo decompresión y potencia. La admisión y el esca-pe tienen lugar al final del tiempo de potenciay son ayudados por el barrido del aire introdu-cido al cilindro con un soplador.

La potencia que desarrolla un motor diesel pue-de ser aumentada mediante la sobrecarga, quees el incremento de la cantidad de aire sumi-nistrado a los cilindros del motor. El métodomás frecuentemente usado es el delturbocargado, en donde los gases de escapedel motor son usados para mover una turbinaque a su vez, opera un compresor que sumi-nistra el aire al motor.

Hasta tres cuartas partes de la energía produ-cida por el motor diesel es convertida en caloren lugar de potencia. En la mayoría de losmotores este calor es disipado por medio deun sistema de refrigeración con agua. Algu-nos motores más pequeños son refrigeradoscon aire.

La mayoría de las partes móviles de un motordiesel son lubricadas con aceite el cual es bom-beado alrededor del motor desde un depósitoo cárter de aceite. En algunos motores, el mo-vimiento de los pistones en los cilindros es lu-bricado mediante el salpicado de aceite des-de el cárter.


SECCION DOSLA LUBRICACION DE LOS MOTORES

DIESEL

Cuando haya estudiado la información clave de estasección usted será capaz de.

Enumerar las funciones más importantes quedebe llevar a cabo un lubricante para moto-res diesel.

Explicar el significado de las siguientes pro-piedades de los lubricantes de motores diesel:Viscosidad.

Indice de viscosidad.Propiedades de flujo a bajas temperaturas.

Estabilidad a la oxidación.Estabilidad térmica.

Resistencia a la corrosión.Propiedades antidesgaste.

Detergencia y dispersancia.Resistencia a la formación de espuma.

Resumir cómo las anteriores propiedadespueden ser mejoradas en un lubricante paramotores diesel.

Describir cómo los sistemas API y ACEA (an-teriormente CCMC) clasifican las calidades dedesempeño de los aceites para motores diesely explican su significado.


LAS FUNCIONES DE LOSLUBRICANTES PARA MOTORES

DIESEL

Un lubricante para motores diesel está diseñadopara prolongar la vida del motor y reducir los cos-tos operacionales. Este lleva a cabo varias fun-ciones:

Lubricación: aún el motor más eficientementelubricado gasta casi el 20% de su potencia desalida en sobrellevar la fricción. La función másimportante de un lubricante para motores dieseles por lo tanto reducir la fricción entre las partesmóviles a un mínimo absoluto. El lubricante debeser capaz de proveer una película efectiva entrelos anillos del pistón y las camisas del cilindro,entre las superficies móviles en el tren de válvu-las, en las conexiones de la biela y los cojinetesdel cigüeñal y si es turbocargado también en suscojinetes.

Refrigeración: la mayoría del calor generado porun motor diesel se pierde en los gases de esca-pe y mucho del que queda es transferido al siste-ma de refrigeración. Sin embargo, casi un 5 al10% de la energía generada por la combustiónde combustible es trasladada al lubricante delmotor, el cual, debe ser por lo tanto un refrigeran-te eficiente.

Sellado: presiones de hasta 50 bar, que es 50veces la presión atmosférica, son generadas enlos cilindros durante el tiempo de compresión dealgunos motores diesel. Aún, presiones más ele-

vadas por encima de 70 bar, pueden ser alcanza-das durante las etapas iniciales del tiempo de po-tencia. Con el fin de mantener la potencia, el lubri-cante debe proveer un sello efectivo entre el pistóny las paredes del cilindro y evitar que haya fuga degases por este espacio.

Proteger contra la corrosión: los productos dela combustión de combustibles pueden ser co-rrosivos, particularmente a las altas temperatu-ras generadas en el interior del motor diesel. Ellubricante debe ser capaz de prevenir la corro-sión de los metales del motor.

Mantener la limpieza: el hollín y otros materia-les insolubles se pueden acumular en el aceitedel motor como resultado de una combustión in-completa de combustible. Contaminantes sólidosse pueden formar como resultado del desgaste yla corrosión. Estas partículas pueden causar des-gaste, bloqueo de filtros de aceite y conductosde lubricación y llegar a depositarse en las su-perficies de trabajo para impedir su libre movi-miento. Un aceite para motores diesel debe ayu-dar a mantener los contaminantes lejos de las su-perficies lubricadas. Esto se puede hacer mante-niendo los contaminantes sólidos en suspensión,impidiendo que se agrupen y se depositen comolodos.

Los lubricantes de motores diesel modernos sonsustancias complejas. Están basados en aceitesminerales altamente refinados y por razones queaclararemos más adelante contienen hasta un20% en aditivos.


LAS PROPIEDADES REQUERIDASPARA LUBRICANTES DE MOTORES

DIESEL

Las funciones de un lubricante para motores dieselse llevan a cabo en un ambiente extremadamentehostil, frecuentemente por períodos prolongados.En un motor trabajando, el aceite en el cárter pue-de alcanzar temperaturas de hasta 100 ºC y esconstantemente agitado y mezclado con aire aguay otros contaminantes. En los anillos del pistón,se espera que el aceite lubrique eficientemente elmovimiento deslizante a temperaturas cercanas alos 300 ºC. Cualquier aceite que entra en la cáma-ra de combustión está expuesto a temperaturas,aún, más elevadas. El lubricante también debesoportar las cargas pesadas transportadas por loscojinetes de cabeza de biela, y por las levas y se-guidores que regulan la apertura y cierre de lasválvulas de entrada y salida. Si un lubricante paramotores diesel es apto para desempeñar apropia-damente sus funciones, bajo estas condiciones tanseveras, debe poseer las siguientes propiedades.

Viscosidad

La viscosidad de un aceite para motor, que es suresistencia a fluir, es su propiedad más importan-te. El aceite debe ser lo suficientemente viscosopara mantener una adecuada película de lubrica-ción a las velocidades, cargas y temperaturas alas que opera el motor. También debe proveer unsello efectivo entre los anillos del pistón y las ca-misas de los cilindros. De otro lado, el aceite nodebe ser tan viscoso que cause arrastre excesi-

vo, reduciendo la potencia de salida eincrementando el consumo de combustible.

Indice de viscosidad

La viscosidad de un aceite disminuye a medidaque la temperatura se incrementa. La medida deeste cambio puede ser expresada en términosdel índice de viscosidad del aceite, como sé des-cribió en el Módulo Uno. Los aceites que tienenun alto índice de viscosidad muestran menor va-riación de la viscosidad con la temperatura queaquellos con bajo índice de viscosidad.

La mayoría de los aceites para motores dieselmultígrados contienen aditivos, conocidos comomejoradores del índice de viscosidad, los cua-les incrementan su índice de viscosidad. Estosaceites son lo suficientemente delgados a bajastemperaturas para minimizar el arrastre viscosocuando se arranca en frío. Al mismo tiempo, sonlos suficientemente viscosos a las temperaturasde operación del motor para proporcionar una pe-lícula de aceite que da una efectiva lubricación ysellado.

Sin embargo, este tipo de aditivo puede deterio-rarse debido al efecto de cizallamiento o tritura-ción, que sufre en las pequeñísimas holguras delos cojinetes del motor y que puede romper lasmoléculas grandes del aditivo, desmenuzándolo.Cuando estos aditivos se deterioran, la viscosi-dad del aceite varía más con la temperatura.


Grueso

Temperatura

Delgado

Alto Indice de Viscosidad(HVI) Aceite (VI < 90)Alto Indice de Viscosidad(HVI) Aceite (VI < 90)

Indice de ViscosidadMedio (MVI) oil (VI = 30-60)Indice de ViscosidadMedio (MVI) oil (VI = 30-60)

Indice de Viscosidad BajoIndice de Viscosidad Bajo

4040 100100

Vis

cosi

dad


GRADOS DE VISCOSIDAD

Las viscosidades de los aceites para motores dieselestán normalmente especificadas por los gradosSAE de acuerdo con el sistema creado por la So-ciedad Americana de Ingenieros Automotrices.Como se explicó en el Módulo Uno algunos de estosgrados están basados en las medidas de viscosi-dad realizadas a 100 ºC mientras los otros, losllamados grados W, están basados en las medi-das de viscosidad efectuadas a temperaturas queoscilan entre -5 y -30 ºC. Los métodos usadospara medir las viscosidades a bajas y altas tempe-raturas son diferentes y sus valores son por lo tan-to reportados en diferentes unidades.

Los aceites minerales puros tienden a satisfacerlos requerimientos de solo un grado, ya sea gra-do de alta o baja temperatura. Estos son conoci-dos como aceites monógrados.

Los aceites que contienen mejoradores del índi-ce de viscosidad, sin embargo pueden ser capa-ces de cumplir con los requerimientos de dos gra-dos simultáneamente, uno a alta temperatura yotro a baja temperatura. Esta categoría de los lla-mados aceites multígrados incluyen muchos acei-tes para motores diesel muy populares.

Cuando el mejorador del índice de viscosidadsufre cizallamiento y se deteriora, su efectividaddisminuye, de modo que un aceite 20W50 no tar-da en verse reducido a 20W40, o incluso 20W30.Shell Research ha encontrado un tipo demejorador de I.V. mucho más fuerte, que se utili-za en los aceites multígrados Shell, los cuales

mantienen su grado SAE original, salvo en casosrealmente excepcionales, porque el aditivo tienemayor resistencia al cizallamiento.

Propiedades de flujo a baja temperaturaLos aceites para motores diesel que son usadosen ambientes fríos deben permanecer lo suficien-temente fluidos a bajas temperaturas para circu-lar alrededor de un sistema de lubricación tanpronto como el motor es arrancado. La viscosi-dad, la bombeabilidad y el punto de fluidez sonfactores importantes.

El punto de fluidez de un aceite es la temperatu-ra más baja a la cual fluye. Los aceites para mo-tores diesel pueden contener depresores del pun-to de fluidez, aditivos que bajan el punto de flui-dez. En la práctica, un aceite no puede ser usadocuando la temperatura ambiente es menor de10ºC por encima de su punto de fluidez. Es im-portante anotar que el punto de fluidez de un acei-te en uso puede volverse mayor que el de un acei-te sin usar debido al desgaste normal y la pre-sencia de residuos de combustible sin quemar.


SAE 0W

SAE 5W

SAE 10WSAE 15W SAE 20W

SAE 25W

SAE 50

SAE 40

SAE 30

SAE 20

Grueso

Delgado

Temo ( o C ) - 30 - 25 - 20 - 15 - 10 - 5 100

Grados de viscosidadGrados de viscosidadde baja temperaturade baja temperatura

( solamente especificada( solamente especificadamáxima viscosidad )máxima viscosidad )

Grados de viscosidadGrados de viscosidadde alta temperaturade alta temperatura( viscosidad máxima( viscosidad máxima

y mínima especificadas ) y mínima especificadas )

Vis

cosi

dad


Estabilidad a la oxidación

Cuando un aceite mineral es calentado en presen-cia de oxígeno, se oscurece y se espesa. Estoscambios son una consecuencia de la oxidacióndel aceite al formar ácidos orgánicos, lacasadhesivas y lodos. Los cambios son aceleradospor las altas temperaturas y por la presencia dehumedad, metales y productos de la descomposi-ción del combustible y de todo lo que se puedeencontrar en un motor diesel típico. Los efectosde la oxidación son altamente indeseables; losácidos pueden causar corrosión, las lacasincrementan la fricción y pueden causarpegamiento de los anillos del pistón, mientras ellodo reduce las propiedades lubricantes del acei-te y puede bloquear los filtros y los conductos decirculación del aceite.

La habilidad de un aceite para motores diesel deresistir la oxidación, su estabilidad a la oxidación,está determinada en gran magnitud por la cali-dad de los aceites crudos de donde es obtenidoy por los procesos de refinación por los que pasa.

La estabilidad a la oxidación puede ser mejoradacon la incorporación de los antioxidantes, aditi-vos que bloquean las reacciones de oxidación.Claramente, los aceites con un alto grado de es-tabilidad a la oxidación permanecerán mas tiem-po en servicio.

Estabilidad Térmica

Todos los lubricantes se descomponen si son ca-lentados a una temperatura suficientementealta, aún en la ausencia de oxígeno. Los aceitesminerales altamente refinados son relativamenteestables al calor pero su estabilidad térmica nopuede ser mejorada con el uso de aditivos.

Sin embargo, el uso de tipos o cantidadesinapropiadas de aditivos pueden reducir la esta-bilidad térmica de un aceite y dar por resultado laformación de depósitos en los motores que ope-ran a altas temperaturas.


Resistencia a la corrosión

Cuando el combustible diesel es quemado, se pro-ducen grandes cantidades de agua, cada litro decombustible produce más de un litro de agua. Tam-bién se producen ácidos fuertes especialmente, siel combustible tiene un alto contenido de azufre.Los ácidos son igualmente formados si el aceitelubricante está extremadamente oxidado. Estossubproductos pueden ser altamente corrosivos ypueden atacar los componentes del motor.

Los aceites para motores diesel son formuladospara proteger contra la corrosión, particularmen-te la causada por los ácidos. Estos contieneninhibidores de corrosión, frecuentemente me-tales que contienen detergentes alcalinos, que soncapaces de reaccionar y neutralizar los ácidosnocivos a medida que se forman.

La reserva de materiales alcalinos en un aceitepuede ser expresada en términos del NúmeroBase Total (TBN) del aceite. Esta medida da unaindicación de la habilidad del aceite para neutra-lizar los ácidos fuertes y proteger contra la corro-sión causada por ellos.

Propiedades Antidesgaste

Cuando los componentes de un motor diesel es-tán sometidos a altas cargas, las películaslubricantes entre las superficies adyacentes mó-viles pueden romperse y el contacto directo me-tal-metal puede ocurrir. Esta situación, la cualgenera un incremento en la fricción y el desgas-te, es muy probable que ocurra entre los anillosdel pistón y las camisas del cilindro de motoresgrandes de pistón rígido, de alta potencia y enlos trenes de válvulas de motores pequeños dealta velocidad. Esto puede ser evitado usandoaceites que contienen aditivos antidesgaste o deextrema presión. Estos aditivos forman una pe-lícula química sobre las superficies en contactola cual las protege y les ayudan a soportar altascargas.


Detergencia y dispersancia

La mayoría de los aceites para motores diesel con-tienen detergentes y dispersantes para mante-ner la limpieza y por lo tanto su desempeño, res-tringiendo la formación de depósitos sólidos, lacasy barnices.

Los detergentes ayudan a controlar el crecimientode depósitos dañinos durante el proceso de com-bustión. Además, algunos detergentes son alta-mente alcalinos y son capaces de actuar comoinhibidores de corrosión neutralizando los ácidosfuertes formados

durante la combustión de combustibles que con-tienen azufre. Los dispersantes mantienen el ho-llín y otros contaminantes en suspensión en elaceite y evitan que se aglomeren. Esto ayuda aprevenir el crecimiento de depósitos durante lasoperaciones a alta y baja temperatura en áreasdel motor como el cárter, las válvulas y las partesde refrigeración en los pistones.

Resistencia a la espuma

Cuando un aceite para motor diesel es agitado,como sucede en el cárter, tiende a formar espumaespecialmente si contiene ciertos contaminantes.La espuma en exceso puede promover la oxida-ción y puede llevar al rebosamiento y a la pérdidade aceite a través de los orificios de venteo. Algomás serio, puede ocasionar que la bomba de acei-te funcione inapropiadamente y puede causar quelas películas lubricantes se rompan. La espumapuede ser reducida adicionando agentesantiespumantes al aceite. Estos aditivos son par-ticularmente útiles en pequeños motores diesel dealta velocidad donde la agitación puede ser seve-ra.


ESPECIFICACIONES DE LOS ACEITESPARA MOTORES DIESEL

Hay dos sistemas de clasificación de uso generalpara describir las calidades de desempeño de losaceites para motores diesel. Estos sistemas de-ben servir como una guía de selección del lubri-cante apropiado para cumplir con las condicio-nes del motor. Es importante tener en cuenta queestos sistemas solo especifican los requerimien-tos mínimos que un aceite debe satisfacer paraajustarse a una clasificación particular. Dos acei-tes en la misma categoría pueden diferir amplia-mente en calidad.

Clasificaciones API de Servicio paraMotores

El Instituto Americano del Petróleo ha diseña-do un sistema que clasifica los aceites de acuer-do a su desempeño en ciertas pruebaspreestablecidas. Este proporciona un medio deidentificar los requerimientos de servicio con eldesempeño de los aceites.

Clasificación API para motores diesel HD (traba-jo pesado)

CA - para motores diesel de trabajo liviano (ob-soleto). El aceite diseñado para este servicio pro-vee protección contra la corrosión de cojinetes ycontra los depósitos de alta temperatura en mo-tores naturalmente aspirados cuando se utilizancombustibles de alta calidad.

CB - para motores diesel de trabajo moderado

(obsoleto). Los aceites diseñados para este servi-cio suministran la protección necesaria contra lacorrosión de los cojinetes y de los depósitos dealta temperatura en motores diesel naturalmenteaspirados con combustibles de alto contenido deazufre.

CC - para motores diesel de trabajo moderado ymotores a gasolina (es obsoleto pero puede en-contrarse en uso todavía en motores aspiradosnaturalmente). Los aceites diseñados para esteservicio protegen contra los depósitos de alta tem-peratura en motores diesel ligeramente sobrecar-gados y también de la herrumbre, la corrosión ylos depósitos a baja temperatura en motores agasolina.

CD - para motores diesel de trabajo severo.

Los aceites diseñados para este servicio fueronintroducidos para proteger contra la corrosión ylos depósitos de alta temperatura en motoresdiesel sobrecargados cuando utilizan combusti-bles de una gran variedad de calidades.

CD II - servicio severo para motores diesel dedos tiempos. Aceite que cumple los requerimien-tos de Detroit Diesel para motores diesel de dostiempos y de Caterpillar para motores de cuatrotiempos.

CE - para motores diesel turbo y sobrecargadosque operan en condiciones de baja velocidad, altacarga y alta velocidad, baja carga. El consumode aceite, el control de depósitos, el espesamientode aceite y la corrosión de cojinetes son evalua-dos.


CF - especificación diseñada para motores con pre-cámara de combustión, utilizando combustibles dealto contenido de azufre.

CF-4 - especificación diseñada para motores dieselde cuatro tiempos. Servicio severo para motoresdiesel de inyección directa, utilizando combusti-bles de alto contenido de azufre.

CF-2 - especificación de servicio para motoresdiesel de dos tiempos sometidos a trabajo pesa-do que requieren control altamente efectivo fren-te al barrido y la formación de depósitos en cilin-dros y flanco de anillo. Cumple con los máximosrequerimientos de Detroit Diesel para motoresdiesel de dos tiempos con diseño posterior al año1994.

CG-4 - especificación de servicio para motoresdiesel de cuatro tiempos y de altas velocidadesque operan bajo condiciones de trabajo pesadotanto sobre carretera como fuera de carretera yque adicionalmente al diesel tradicional puedenoperar con combustibles que tienen niveles decontenido de azufre menores al 0.05%. Cumplecon los máximos requerimientos de los motoresdiesel de cuatro tiempos con diseño posterior einclusive al año de 1994.

CH-4 - especificación de servicio para motoresdiesel de cuatro tiempos y de altas velocidadesque operan bajo condiciones de trabajo extrapesado tanto sobre carretera como fuera de ca-rretera y que adicional al diesel tradíconal pue-den operar con combustibles que tienen nivelesde contenido de azufre menores al 0.05% pro-

porcionando un mayor control frente a la formaciónde depósitos de pistón típicos a altas temperatu-ras, al desgaste, la corrosión, la espuma, la esta-bilidad a la oxidación, acumulación de hollín yemisiones al medio ambiente. Cumple con losmáximos requerimientos de los motores diesel decuatro tiempos con diseño posterior e inclusive alaño de 1999.

Especificaciones de desempeño ACEA(anteriormente CCMC)

La ACEA es un organismo que administraestándares para los requerimientos de calidad delos aceites usados en motores de fabricantesEuropeos (como se estableció por el anteriorCCMC Comité de Constructores del MercadoComún). Este especifica los estándares mínimosde desempeño que deben ser alcanzados en va-rias pruebas tales como la estabilidad al corte, lacompatibilidad con sellos, limpieza del pistón,desgaste de los anillos y camisas y espesor delaceite. Las más recientes de las especificacio-nes para motores diesel son las clasificacionesD4 y D5 las cuales describen los aceites adecua-dos para motores turboalimentados de altas rela-ciones de turboalimentación.


SJ

SK

Esta categoría de servicio estádiseñada para atender losrequerimientos de los motores agasolina que equipan losvehículos posteriores a 1.996

Esta clasificación también es usada enreemplazo de las clasificaciones anterioresSH,SG para lubricar motores cuatro tiempos agasolina de anteriores años de fabricación.Adicional y respecto a la clasificación SHmejora el control en el sistema de emisiones,volatilidad y economía de combustible, estoúltimo para los grados SAE 0W30, 5W30 y10W30 según especificación ILSAC GF-2.ILSAC GF-2 cumple clasificación API SJ peroAPI SJ no necesariamente cumple ILSAC GF-2.

Categoría de servicio diseñadapara atender los requerimientosde los motores cuatro tiempos agasolina que equipan losvehículosdde fabricación posterioral año 2.000.

Adicional y respecto a la clasificación SJmejora el control respecto a mayores nivelesde desempeño, menores emisiones, menorvolatilidad y mayor economía de combustibleen motores sobre vehículos para los que sehaya recomendado el uso de aceites quetambien cumplan ILSAC GF-3. ILSAC GF-3cumpliría clasificación API SK pero API SK nonecesariamente cumpliría ILSAC GF-3.

SE

SF

Servicio típico para motores agasolina fabricados a partir delaño 1972. (incluye algunos de1971).

Aceite formulado para ofrecer una óptimaprotección contra la formación de depósitos abajas y altas temperaturas, la corrosión, laherrumbre, así como la oxidación del aceite.Puede ser utilizados también donde serecomiendan aceites de servicio API “SD” o“SC”.

Los aceites diseñados para este serviciobrindan protección superior frente a laoxidación del aceite y el desgaste, que losofrecidos por los aceites que cumplen lacategoría de servicio SE. También proveenprotección a la formación de depósitos, laherrumbre y la corrosión. Los aceites quecumplen la categoría de servicio API “SE”“SD” o “SC” sean recomendadas.

Servicio típico para motores agasolina en vehículos depasajeros y algunos camioneslivianos fabricados a partir de1980

SG

SH

Servicio típico para motores agasolina en vehículos depasajeros y algunos camioneslivianos fabricados a partir de1988

Reune los requerimientos degarantía para vehículos modelo1994 y más recientes

Los aceites diseñados para servicio brindanexcelente protección frente a la oxidacióndel aceite, desgaste del motor y formaciónde lodos. También proveen proteccióncontra la herrumbre y la corrosión.

Mejora el control de depósitos, oxidacióndel aceite, desgaste, herrumbre y corrosión.Los aceites que cumplen la categoría deservicio API “SH” pueden usarse donde lacategoría API para motores de gasolina searecomendada.

ClasificaciónAPI * Tipo de servicio Características del aceite

(obsoleta)

CLASIFICACION API* DE ACEITES PARA MOTOR A GASOLINA


PRUEBAS DE MOTORDETERMINAN CALIDAD DE ACEITES

Prueba de MotorPropiedad Función Que determina propiedad

Dispersante • Detergencia diesel 1-H2 ó 1-G2, 1K, 1N T6• Control de barniz y lodos VE, VE1, IIIE T7, T8• Control de depósitos a altas temperaturas L-38 NTC400

TEOST, Filtrabilidad

Detergentes • Detergencia diesel 1K,NTC400, 1NMetálicos • Control de desgaste de cilindro y anillo T6, T7, T8

• Inhibición de herrumbre BRT (Bail Rust Test)Bench Corrosion

Antioxidante • Control de oxidación IIIF

Agentes • Control de desgaste de IIIE, VE, secuencia VIA (KA24E), VGAntidesgaste anillos/cilindros y tren de válvulas

• Control de desgaste y corrosión de cojinetes CRC L-38, secuencia VIII

Modificadores • Economía de combustible Secuencia VI, secuencia VIBde Fricción • Economía de aceite Noack, volatilidadMejoradores • Viscosidad a alta temperatura 6V53T (6V92T)de Viscosidad

• Poder Dispersante VE, VG, IIIF1K,T6, T7, NTC400, T8, 1N

• Estabilidad del aditivo HTH5

Desempeño • Reducción emisiones Noack, punto de chispa, volatilidad,General contenido de fósforo

• Prolongación servicio Espuma, filtrabilidad,Bombeabilidad, IIIF

• Protección del sistema de control OPEST de emisiones


ENSAYOS HABITUALES

GASOLINAOldsmobile BRT Inhibición de herrumbreBuick IIIF Control de oxidación y desgasteFord VG Control de barniz y lodosLabeco L-38 Cojinetes de biela - Control corrosiónBuick VI Economía de combustibleLabeco VIII Cojinetes de biela, tren de válvulas - Control corrosiónFord OPEST Protección al sistema de control de emisionesPeuggot MHT TEOST Control depósitos y desgasteFord VIB Economía de combustibleNissan IVA Desgaste tren de válvulasAAMA BRT Protección contra herrumbre y corrosión

DIESEL MONOCILINDRICO:Caterpillar 1-H2 Detergencia dieselCaterpillar 1-G2 Detergencia dieselCaterpillar 1-K Detergencia diesel/consumo aceiteCaterpillar 1-M - PC Detergencia diesel/consumo aceiteCaterpillar 1-N Detergencia /consumo aceite

DIESEL MULTICILINDRICO:Mack T-6 Control de depósitosMack T-7 Aumento de viscosidadMack T-8 Aumento de viscosidad, filtrabilidad, consumo aceiteCummins NTC 400 Consumo aceiteDetroit Diesel 6V92TA Control de depósitos y pulido de camisaGM Powertrain 6.2L Control de desgaste


Más acerca deLAS PRUEBAS DE MOTOR

SECUENCIA IIIF

• Determina la capacidad del Lubricante para:-Evitar el aumento de viscosidad por oxidación a alta temperatura-Proteger contra el desgaste-Proteger contra la formación de barniz y lodo

• Simula condiciones de alta velocidad/altatemperatura/alta carga(ej: arrastre de trailer a alta velocidad)

• La alta temperatura induce una mayor oxidacióndel aceite

Costos aprox. US $ 22.000

BRT (Ball Rust Test)• Determina la capacidad del lubricante para pro

teger el motor contra la formación de herrumbrey corrosión

• Simula viajes cortos en climas fríos

• La baja temperatura de operación induce una mayor condensación de humedad y vapores ácidos

• Jeringa de 20 c.c. que contiene una bola metálica suspendida en 10 c.c. de aceite muestra sometida a agitación y a la adición de ácido acéticoen ratas de 0.19 ml./hr.




SECUENCIA VI

• Mide el ahorro de combustible en un aceite decárter para motor en relación con un aceite dereferencia

• La prueba se correlaciona 1.1 con prueba devehículos con ciclo de manejo EPA 55/45

• El procedimiento fue diseñado para simular elcomportamiento esperado durante el manejourbano/suburbano en clima moderado


SECUENCIA VIII

• Determina la capacidad del lubricante para:- Evitar la corrosión de cojinetes- Evitar el aumento de viscosidad por oxidación a alta temperatura- Evitar la pérdida de viscosidad por cizallamiento del polímero en aceite multígrado (estabilidad al corte)

• Simula condiciones de alta velocidad y altatemperatura

• Se utiliza gasolina sin plomo


SECUENCIA VG

• Reemplaza la secuencia VE en lo relativoformulación de lodos y barnices

• Determina la capacidad del lubricante para:

- Evitar la formación de barnices y lodos que se producen en condiciones de paraday arranque VG

• Simula tráfico combinado de ciudad y autopista VG

• Las temperaturas bajas y medias estimulan la formación de lodos y barnices VG

• La gasolina sin plomo hace más severa la formación de depósitos VG




CATERPILLAR 1-N


- Evitar la formación de depósito en:+ Zona de anillos (entre 3º y 4º)+ 3º ranura

(Causantes de pegamiento y fatiga que resultan en aumento de consumo de aceite)- Evitar la formación de depósito en el pistón- Proteger contra el desgaste

• Simula condiciones de:- Alta velocidad- Motor super-alimentado


CATERPILLAR 1-G2/1-H2

• Determina la capacidad del lubricante para:- Evitar la formación de depósito en la zona de los anillos- Evitar la formación de depósito en el pistón- Proteger contra el desgaste

• Prueba 1-G2 Simula condiciones de:

- Alta velocidad- Sobrealimentación alta- Carga pesada

• Prueba 1-H2 Simula condiciones de:

- Alta velocidad- Sobrealimentación moderada- Carga mediana




MACK T-8

• Evalúa la capacidad del aceite a resistir elaumento de viscosidad y taponamiento de filtros acausa del hollín

• Economía en el consumo de aceite


MACK T-7

• Evalúa la capacidad del aceite para evitar elaumento de viscosidad debido a la aglomeraciónde hollín

• Simula condiciones de parada y arranque, acarga baja y mediana


MACK T-6


- Controlar el consumo de aceite- Controlar los depósitos en el pistón- Proteger contra el desgaste de los anillos- Proteger contra el atascamiento de anillos- Controlar el aumento de la viscosidad

• Simula condiciones de velocidad variable y muyalta carga con temperaturas moderadamentealtas

• La alta carga y alta temperatura hacen mássevera la formación de depósitos




DETROIT DIESEL 6V92TA

• Prueba de motor diesel de dos tiempos paradeterminar la capacidad del lubricante para:

- Controlar la formación de depósitos en el pistón- Evitar el desgaste de anillos y camisas

• Simula ciclos de alta carga, alta velocidad ymarcha en vacío

• Condiciones de operación típica de equiposbélicos terrestres


CUMMINS NTC-400

• Determina la capacidad del lubricante para:- Controlar y mantener bajo consumo de aceite- Controlar los depósitos del pistón

• Simula condiciones muy severas de altavelocidad, alta carga y alta temperatura



RESUMEN DE LA SECCION DOS

Los lubricantes de los motores diesel debenlubricar, refrigerar, sellar, proteger contra lacorrosión y mantener la limpieza. Estas fun-ciones se llevan a cabo en un ambiente ex-tremadamente hostil.

La propiedad más importante requerida de unlubricante para motores diesel es una visco-sidad adecuada. El lubricante debe ser lo su-ficientemente viscoso para proporcionar unalubricación efectiva y una película sellante, yno tan viscoso que disminuya la eficiencia delmotor.

Un lubricante para motores diesel debe tenerun índice de viscosidad apropiado para ase-gurar que la viscosidad permanezca dentrode los límites aceptables a la más baja y lamás alta temperatura a la cual operan losmotores. Muchos de los aceites para moto-res diesel son aceites multígrados con altoíndice de viscosidad.

Los motores diesel que son usados en am-bientes fríos deben ser lubricados con un acei-te con buenas características de viscosidada bajas temperaturas y un bajo punto de flui-dez.

Otras características importantes que un lu-bricante para motores diesel debe tener son:

- Estabilidad térmica y a la oxidación, paraminimizar la degradación con la formaciónde ácidos, lodos y lacas.

- Propiedades anticorrosivas, para protegerel motor de la acción de los ácidos

formados por la combustión decombustibles y la oxidación del lubricante.

- Propiedades antidesgaste, para minimizarel desgaste mecánico.

- Detergencia y dispersancia, para mantenerlimpio el motor.

- Propiedades antiespuma.

La API (en los USA) y la ACEA (anterior CCMCen Europa) administran los sistemas con loscuales se regulan las calidades de desempe-ño de los aceites para motores diesel y gaso-lina de automotores. Estos sistemas solamen-te especifican los requerimientos mínimoscon los cuales un aceite debe cumplir.


SECCION TRESLUBRICACION DE LOS MOTORES

DE DOS TIEMPOS

Características: El motor de gasolina de dos tiem-pos no tiene árbol de levas, taqués, válvulas, etc.,por carecer del mecanismo de distribución.

El cárter hace las veces de cámara bomba, la cualaspira la mezcla de gasolina y aire del carburadory la envía hacia los cilindros donde se produce lacombustión. En el cárter se realiza una primeracompresión de la mezcla.

El cilindro tiene tres lumbreras que son:

Lumbrera de escape , por la que salen los gasesquemados, lumbrera de carga de gases en elcilindro y lumbrera de admisión, por la que lamezcla del carburador llega al motor y entra alcárter. Los gases frescos al entrar al cilindro ayu-dan a salir a los gases quemados en la explosión,esta operación es conocida como barrido y es muyimportante en este tipo de motores.

Funcionamiento

El motor a gasolina de dos tiempos funciona enforma similar al motor diesel de dos tiempos (pág.11), pero en el motor a gasolina se comprime lamezcla aire, gasolina, aceite y la explosión ocurremediante el salto de una chispa.

El diseño de los motores de dos tiempos incorpo-ra cojinetes de bolas y de rodillos en el cigüeñal a

fin de reducir al mínimo la necesidad de lubrica-ción y lo único que se requiere es una fina películade aceite en todo el motor.


AIRE

COMPRESION

MEZCLA DE AIREY COMBUSTIBLE

LUMBRERA DE ENTRADAAL CILINDRO

CIGUEÑAL

DE LA BOMBA DE COMBUSTIBLE

BUJIA

LUMBRERA DEESCAPE

PISTON

BIELA

CARTER

VENTURI

BOQUILLA DE COMBUSTIBLE

ENTRADA

Y MEZCLA DEAIRE Y COMBUSTIBLE

ENTRADAY MEZCLADE AIRE YCOMBUSTIBLEAL CILINDRO

SALIDA DE

GASES DE

COMBUSTION

Y REMANENTES

CHISPA DE

LA BUJIA

IGNICION

ESCAPE

ESCAPE DE GASES

DE COMBUSTION


Sistema de lubricación

El aceite se mezcla con la gasolina y se introduceen el cárter durante la aspiración. Al detenerse re-pentinamente los gases (al llenarse el cárter), par-tículas de aceite se precipitan en el cárter; una vezque la mezcla de gasolina y aire entra en el motorcaliente, la mayor parte de la gasolina se evapora,dejando en las superficies internas una película ricaen aceite que va a lubricar los cojinetes y demásórganos en movimiento, al cilindro, pasa en lamezcla la parte necesaria para la lubricación desu pared superior.

Se puede añadir el aceite a la gasolina en el tan-que de combustible, de tal forma que entre conti-nuamente en el motor junto con el carburante. Sinembargo alguno motores modernos tienen un tan-que de aceite de donde se le inyecta al motor di-rectamente. De cualquier forma el aceite circulapor todo el motor, pasando por la cámara de com-bustión y saliendo por el escape.

El tanque de aceite con inyección directa, tiene laventaja de que su flujo se puede regular automá-tica y continuamente de acuerdo con las necesi-dades del motor. Es decir, cuando el motor traba-ja mucho, fluye más aceite con relación a la ga-solina.

Gran parte de aceite es quemado en la cámarade combustión y es expulsado con los gases deescape. Los hidrocarburos no expulsados o noquemados adecuadamente pueden causar: Au-mento de emisiones, alto consumo de aceite,depósitos y eventualmente falla del motor.

El aceite y el combustible deben estar bien mez-clados antes de entrar al cilindro. Para aseguraruna mezcla totalmente compatible con el com-bustible se utiliza un diluyente especial.

Las funciones de los lubricantes para moto-res a gasolina de dos tiempos

Los lubricantes para motores a gasolina de dostiempos deben cumplir las siguientes funciones:

Lubricar los cojinetesRefrigerarProteger contra:

- El desgaste- El rayado- El pegamiento de anillos- Herrumbre- Bloqueo de lumbreras- Preignición


PROBLEMAS EN MOTORES DE DOSTIEMPOS

A continuación veremos los principales problemasque se pueden presentar en los motores a gaso-lina de dos tiempos:

El bloqueo de lumbreras, es ocasionado por laacumulación de carbón y cenizas alrededor delas aberturas de éstas. La obstrucción de lum-breras depende bastante del lubricante, de sunivel de dispersancia y de su tendencia a la for-mación de cenizas y carbón.

La formación de depósitos en las bujías, sedebe a la acumulación de carbón y cenizas.

Las acumulaciones de carbón ocurren por bajastemperaturas de combustión y a condiciones ri-cas de combustible-aire-aceite. Las cenizas pro-vienen de combustibles y lubricantes en condi-ciones de alta temperatura de operación.

Preignición, acumulación de cenizas y carbónen la cámara de combustión, el tope del cilindro yla corona del pistón, estos depósitos originadosen la mezcla combustible-aceite se vuelven in-candescentes y producen pérdidas de potencia,pérdidas de calor y temperaturas más altas encilindro y pistón.

Adherencia de los anillos del pistón, lossubproductos parcialmente quemados de la ga-solina y el aceite y las altas temperaturas de ope-ración conducen a la formación de hidrocarburosreactivos, formando barnices y depósitos de car-

bón los cuales interfieren con el libre movimiento ysellado de los anillos, dependiendo de la cantidady tipo de los depósitos puede ocurrir adherenciade los anillos tanto en caliente como en frío, laadherencia de los anillos produce pérdida de com-presión, difícil arranque, pérdida de potencia, des-gaste de la pared del cilindro y de los anillos delpistón.

Propiedades de los lubricantes para motoresa gasolina de dos tiempos

Cuando la mezcla de gasolina y aceite entra enun motor de dos tiempos caliente, la gasolina seevapora en su mayor parte, dejando en las su-perficies internas una película rica en aceite. Eneste tipo de motor, todo el aceite pasa por la cá-mara de combustión, por lo tanto es necesarioque el aceite tenga alta resistencia a quemarsey a formar coque (carbonilla).

El coque es producto de la oxidación y tiende aacumularse y obstruir el sistema de escape. De-bido a esto los aceites para motores de dos tiem-pos deben tener buenas propiedadesantioxidantes. El aceite debe ofrecer tambiénbuena protección contra la corrosión, para evi-tar la formación de herrumbre y el rápido desgas-te de los cojinetes de bolas y de rodillos del ci-güeñal.

En el motor de dos tiempos, la combustión ocu-rre con doble frecuencia que en el de cuatro tiem-pos, lo que quiere decir que las temperaturas delos cilindros son más elevadas. Esto, a su vezsignifica que el aditivo antioxidante tiene que sa-


tisfacer más exigencias para evitar que los anillosdel pistón se queden adheridos; pero el aceitebase puede estar compuesto de tal forma quehaya menor riesgo de que las altas temperaturascausen el agarrotamiento de los pistones. Paraproteger los motores enfriados por aire contra elpegamiento de los anillos, a sus altas temperatu-ras de operación, se incluyen aditivosdetergentes. Cuando se queman con el combus-tible estos aditivos producen depósitos de ceni-zas, pequeñas cantidades de éstas pueden sermanejadas por el motor, el cual al vibrar las des-aloja y son expulsadas por los sistemas de esca-pe.

Los motores fuera de borda (enfriados por agua)funcionan durante largos períodos a velocidadconstante. A velocidad baja durante largo tiem-po, tienden a acumular depósitos en las cámarasde combustión. Si luego hay un cambio repenti-no a velocidades más elevadas, estos depósitospueden causar el preencendido (o encendido pre-maturo), así llamado porque el encendido se pro-duce antes de haber saltado la chispa de la bujía,esto puede causar grandes averías del motor.Para evitar esto se aplican aditivos que impidanla acumulación de depósitos en las cámaras decombustión; los depósitos de ceniza de la com-bustión de los aditivos metálicos comúnmenteusados son los que más causan el preencendido.Por eso los aceites para motores fuera de bordase formulan con aditivos no metálicos sin ceni-za.

En resumen, un aceite para motor de dos tiemposdebe reunir las siguientes propiedades:

- Viscosidad apropiada para mantener la lubricación hidrodinámica.

- Resistencia a la formación de depósitos durante su exposición a altas temperaturas.

- Mantener buenas propiedades de flujo.- Mantener limpio el motor.- Propiedades antidesgaste.

- Capacidad para prevenir la herrumbre.

Principales diferencias entre aceites enfriados poragua (fuera de borda) y enfriados por aire:

Los motores fuera de borda funcionan duran-te largos períodos a velocidad constante. Enlos motores enfriados por aire la velocidad esvariable.

Los motores fuera de borda emplean aguasalina la cual es de una corrosividad muy ele-vada, por lo cual requieren aceites de muybuen nivel de protección contra la herrumbrey la corrosión.

Los aceites para motores fuera de borda re-quieren aditivos sin cenizas para controlar losdepósitos sin causar preencendido.

Los aceites para motores fuera de borda re-quieren una gran cantidad de aditivos,antioxidantes y dispersantes para controlar laformación de depósitos debido a que no con-tienen aditivos detergentes.


La temperatura promedio del pistón en los mo-tores fuera de borda es moderada mientrasque la del pistón del motor enfriado por airees baja, sin embargo, la temperatura en lacabeza del pistón es alta en los enfriados poraire y moderada en los motores fuera de bor-da.


ADITIVOS COMUNMENTE UTILIZADOSPOR LOS LUBRICANTES

PARA MOTORES DE DOS TIEMPOS

Aceites para motores fuera de borda:

- Dispersantes

- Antioxidantes- Inhibidores de herrumbre

- Inhibidores de corrosión- Agentes antidesgaste

Aceites para motores enfriados por aire:

- Detergentes- Dispersantes

- Agentes antidesgaste- Antioxidantes


CLASIFICACION DE ACEITESPARA MOTORES DE DOS TIEMPOS A GASOLINA

Clasificación de Servicio API para motores de dos tiempos a gasolina

Designación Requerimientos Críticos Ejemplo de Aplicación Pruebas

TA - Rayado del pistón Podadoras Yamaha CE50S- Obstrucción del sistema Generadores pequeños de escape

- Desgaste del pistón Motonetas Vespa 125 TS- Preignición inducida Motocicletas (< 250 c.c.) y depósitos

TB - Pérdida de potencia Relación de debida a depósitos aceite/combustible en la cámara de combustión

- Rayado del pistón Sierras cadenas con Yamaha Y350M-2- Preignición inducida pobre relación de

TC y depósitos aceite /combustible y- Atascamiento de anillos Motocicletas de alto rendimiento Yamaha CE50S

- Rayado de pistón Motores fuera de borda NMMA TC-W- Atascamiento de anillos

TD - Preignición inducida y depósitos


CLASIFICACION JASO

Razones para desarrollar una norma paraaceite de dos tiempos

I. Japón es el líder mundial en fabricación de mo-tores de dos tiempos y no cuenta con una norma-tiva para los lubricantes de dos tiempos.

II. Aunque hay norma "API" al respecto, no expre-sa los requisitos de calidad necesarios.

III. Una necesidad a raíz de los reclamos por falla de motores y nuevas legislaciones en algunospaíses.

El desarrollo de las normas JASO ayudará amejorar la calidad de los aceites para motores dedos tiempos y asegurar que el consumidor estécomprando el aceite adecuado.

Conceptos de la norma JASO 2TClasificación por nivel de rendimiento

Parámetros Ensayo Motor Método

1. Anti-encajamiento Honda Super MOD ASTM de pistón I Lubricidad DIO SK50M D-4863-88

2. Rayado de anillos

3. Pegamiento de anillos

4. Obturación lumbrera Honda Super 1 hora escape II Detergencia DIO SK50M alta velocidad

5. Formación de depósitos

6. Limpieza de pistón

7. Obturación III Obturación de Susuki SX-800 50 horas de silenciador silenciador Generador

8. Humo Susuki SX-800 Sokken LESM-2Generador detector de humo


Clasificación JASO 2T según nivel de calidad

JASO FA FB FC

Lubricidad 90 min. 95 min. 95 min.

Detergencia 80 min. 85 min. 95 min.

Humo 40 min. 45 min. 85 min.

Obturaciónsistema 30 min. 45 min. 90 min.escape

• GD será definido para cumplir los requisitos delos fabricantes europeos.

• Todos los resultados son informados como "Indice de evaluación" al ser comparados con elaceite de referencia JATRE-1 (=100). Indicesmayores a 100 indican mejor desempeñocomparado con JATRE-1.

Clasificación propuesta para el sistema Global de 2T

Esp. Global N/A GB GC GD

Esp. JASO FA FB FC N/A

Lubricidad 90 min. 95 min. 95 min. 105 min.

Detergencia 80 min. 85 min. 95 min. 105 min.

Humo 40 min. 45 min. 85 min. 185 min.

Obturaciónsistema 30 min. 45 min. 90 min. 90 min.escape

• JATRE-1: Aceite de referencia JASO

• Todos los resultados son informados como "índice de evaluación" al ser comparados con elaceite al referencia JATRE-1 (=100). Indicesmayores a 100 indican mejor desempeño comparado con JATRE-1

Especificaciones 2 T de Lubricación

Global GA GB GC

JASO FA FB FC

Lubricidad Pobre Buena Buena Exc.

Detergencia Mediana Buena Buena Exc.

Control de Humo Pobre Pobre Buena Buena ++


CLASIFICACION PARA MOTORES DEDOS TIEMPOS ENFRIADOS POR AGUA

Normas NMMA (National MarineManufacturers Association)

• TC-W 1960 - 1988• TC -WII® 1988 - 1993• TC - W3™ 1992• TC - W3 1996 Recertificada

TC - WII ® - Procedimiento vigente de NMMA

Procedimientos de ensayo:

• Ensayos de Banco:

- Herrumbre- Miscibilidad- Fluidez- GEL/Filtrabilidad

• Ensayos de motor:I Desempeño General

40 HP Johnson100:1 Relación combustible:aceite98 Hrs

I I Ensayo de ajuste -LubricidadYamaha 50 c.c.

III Ensayo de preigniciónYamaha 50 c.c.

Ensayos para el nivel de calidad TC-W3™ delNMMA

• Lubricidad

- Mide la protección contra rayadobrindado por el aditivo de lubricidadempleado en la formulación.

- Motor Yamaha 50 c.c. a máximaapertura/4.000 r.p.m.

- Lubricidad del aceite evaluado encondiciones de máxima severidad:Relación combustible: aceite 150:1

- Interrumpido el aire de enfriamiento, se mide pérdida de torque mientras que la temperatura de la bujíaasciende a 350ºC

- La pérdida de torque tiene que serigual o menor que los resultadosarrojados por el aceite de referencia.

- La referencia TC-W3 brinda unamayor, de aproximadamente el 10%sobre la referencia para TC-WII®


SECCION CUATROANALISIS DE ACEITES USADOS

Contaminación del aceite lubricante

La combustión completa de un combustible en basede hidrocarburos en un exceso de aire (mezcla deoxígeno y nitrógeno) produce dióxido de carbono,agua y trazas de óxido de nitrógeno. La presenciade azufre en todos los grados de combustiblescomerciales conduce a la formación de óxidos deazufre. Estos óxidos combinados con el agua dela combustión producen ácidos inorgánicos deazufre los cuales son corrosivos.

En la práctica la combustión tiende a ser incom-pleta dando como resultado la producción delmonóxido de carbono y ácidos orgánicos solu-bles en el aceite. Estos ácidos pueden producirlacas livianas. Los componentes insaturados delcombustible pueden reaccionar más porpolimerización formando lacas pesadas y mate-riales resinosos los cuales pueden ser más omenos solubles en el aceite; materiales insolu-bles en el aceite conocidos como carbón u hollínpueden ser producidos. El hollín o carbón no escarbono puro pero está compuesto de sustanciasricas en carbono.

La mayoría de estos productos de combustión sonexpulsados a través del sistema de escape delmotor. Sin embargo, una proporción menor pasacomo blow-by entre los anillos del pistón y lascamisas, éste blow-by entra en contacto con elaceite en el cárter, el cual los absorbe.

En motores turbocargados, el aceite es enviadoa lubricar el compresor. La alta temperatura delos gases de escape, combinada con el oxígenoque pasa a través de los sellos, puede incremen-tar marcadamente el nivel de oxidación en el acei-te, aumentando las cantidades de ácido y mate-riales tipo laca.

Los motores diesel de alta velocidad con peque-ña capacidad en el cárter, generalmente tienencaracterísticas pobres de combustión, por lotanto introducen altos niveles de hollín en el acei-te con cantidades variables de lacas.

Los altos niveles de contaminación con hollín enlos aceites de cárter de estos motores son la pri-mera causa de la formación de lodos.

Todo lo anteriormente descrito son vías norma-les de contaminación que pueden afectar el acei-te en motores diesel razonablemente bien man-tenidos. Puede tomarse por regla general quemotores mal mantenidos tendrán peores carac-terísticas de combustión y mayores niveles decontaminación que motores con buen manteni-miento.

Una relación alta de consumo bajará el nivel decontaminación encontrada en el lubricante a cau-sa de la adición de aceite nuevo. Contrariamen-te una relación baja de consumo de aceiteincrementará el nivel de contaminación en el acei-te de cárter debido a que los contaminantes noson removidos ni diluidos por aceite nuevo.


Fallas de los empaques o agrietamiento del blo-que del cilindro permitirán que ocurran altos ni-veles de contaminación con refrigerante.

El refrigerante puede ser agua o puede seranticongelante de glicol. Tal contaminación cau-sará anormalmente altos niveles de lodos y for-mación de lacas.

El bloqueo de los filtros de aceite y la desviaciónde éste a través del by pass del filtro permitiránque partículas circulen libremente en el motor,pudiendo presentarse desgaste excesivo de co-jinetes. Partículas grandes de hollín también per-manecerán en el aceite y contribuirán a la forma-ción temprana de depósitos en el motor y a ladisminución del flujo de aceite.

Filtros de aire ineficientes permitirán que polvoabrasivo de sílice entre al aceite a través de losgases de blow-by. Esto causará desgaste exce-sivo del motor. El comienzo del desgaste excesi-vo puede ser mostrado por un incremento del ni-vel de metales de desgaste en el aceite tales comohierro.

El tiempo incorrecto de inyección puede conduciral sobrecalentamiento y la formación excesiva delacas en el aceite. Fallas en el mantenimiento odaño del equipo de inyección de combustible pue-den llevar a niveles excesivos de hollín en el aceitetanto como al incremento de los niveles de emi-sión de humo negro.

Las fallas anteriormente listadas están asociadascon mal mantenimiento de los motores.


LOS ANALISIS DE ACEITE USADO

• Muchos factores afectan la vida del aceite- Severidad de operación- Características de los motores- Mantenimiento- Calidad del combustible- Calidad del aceite

• El análisis de aceite usado determina el estado delaceite de motor y lo apto que es el lubricante

• Las propiedades importantes del aceite sonobservadas a medida que se acumula el kilometraje.

• Los intervalos de drenaje pueden alterarse con baseen lo que se descubra con el análisis de aceiteusado.

FACTORES QUE AFECTAN LA COMPOSICIONDEL ACEITE DEL MOTOR

FACTOR IMPACTOSOBRE EL ACEITE

Desgaste de Motores Acumulación demetales de desgasteDisminución deagentesantidesgasteCataliza la oxidacióndel aceite

Producción de ácidos Reducción en elsubproductos de combustión número de base total

(TBN)Aumento en el númerode ácido total (TAN)

Producción de hollín Acumulación de hollínAumento de viscosidad

Contaminante presente en el aire Acumulación de(polvo, partículas abrasivas, etc.) contaminantes

en el aceite

Dilución por combustible Reducción deviscosidad

Oxidación de aceite Aumento de viscosidadAcumulación deinsolubles

Fuga de refrigerante AguaAditivo refrigerantes enel aceite

Cizallamiento permanente del Disminución demodificador de viscosidad viscosidad(sólo para aceites multígardos)


ANALISIS DE METALESDE ACEITES DE MOTOR USADOS

METAL FUENTE

CalcioMagnesioSodioZinc Aditivos del lubricanteFósforoBarioBoro

HierroPlomo Desgaste del motorAluminioNíquel

Sodio Fugas de refrigeranteSilicio Suciedad, arena, aditivos

del lubricanteCobre Desgaste de cojinetes,

aditivos del lubricanteCromo Desgaste de anillos, fugas

de refrigerante

ANALISIS DE METALES DE DESGASTE

El análisis elemental por espectroscopia de emisiónatómica determina la cantidad de metales de desgastede un tamaño hasta de 10 micras.

- Estas partículas representarían desgaste porrozamiento o desgaste corrosivo.

- Lecturas anormales muy altas pueden activar unasolicitud de pruebas de ferrografía.

METALES DE DESGASTE COMUNESPARA ACEITES DE MOTOR

ELEMENTO FUENTE

Hierro Cilindros, camisas, anillosde pistón, piezas de trende válvulas, herrumbre

Cromo Anillos de pistón,refrigerante

Aluminio Pistones

Plomo Cojinetes, gasolinas contetraetilo de plomo

Cobre Cojinetes, bujes, aditivode aceite

Plata Bujes de pasador delpistón (bujes de platautilizados únicamente enmotores diesel ferroviariospor EMD)

Estaño Cojinetes


PRUEBAS TIPICAS DE ACEITES USADOS

• Viscosidad

• Insolubles

• TAN/TBN

• Dilución por combustible

• Punto de inflamación

• Agua

• Glicol

VISCOSIDAD DEL ACEITE USADO

ALTA VISCOSIDAD

• Impide el buen rendimiento del lubricante

• Puede acelerar el desgaste y la corrosión

• Podría dar lugar a filtros tupidos, anillos atascados odepósitos en los pistones.

BAJA VISCOSIDAD

• Reduce el espesor de la película del aceite y su habilidad para impedir el contacto de metal con metal.

• Una reducción grande podría dar lugar a falla de coji-nete y/o agarrotamiento del pistón

CAUSAS POSIBLES DE ALTO AUMENTODE VISCOSIDAD DEL ACEITE

OXIDACION DE ACEITE • Motor sobrecalentado• Intervalo de cambio de aceite excesivo• Puede ser acelerado por metales de desgaste• Calidad de aceite insuficiente (baja calidad API)

CONTAMINACION CON • Fuga en los sistemas de refrigeración

REFRIGERANTE • Puede aumentar la oxidación del aceite

INSOLUBLES • Hollín (mala combustión)• Intervalo excesivo de cambio de aceite

ACEITE INAPROPIADO • Se añadió un aceite de más alta viscosidad


SOLIDOS DEL ACEITE USADO

• Hollín por combustión pobre- Relaciones inadecuadas de aire/combustible- Inyectores defectuosos- Baja compresión

• Contaminantes- Ambientales- Polvo/suciedad en el aire

• Oxidación de aceite- Temperaturas de aceite muy altas- Intervalos largos de drenaje de aceite- Calidad equivocada de aceite

• Lodos

CAUSAS POSIBLES DE PERDIDADE VISCOSIDAD DEL ACEITE

DILUCION DE COMBUSTIBLE • Marcha prolongada sin carga• Inyectores de combustible de fectuosos• Tiempo de inyección no apropiado• Conexiones sueltas, fuga de combustible• Operación a baja temperatura

CIZALLAMIENTO DEL MODIFICADOR • Acción de cizallamiento del motor DE VISCOSIDAD

ACEITE INADECUADO • Se añadió aceite de viscosidad más baja


NUMERO DE BASE TOTAL (TBN)(ASTM D 2896)*

• TBN es una medida de la alcalinidad o de la capacidad del aceite de neutralizar ácidos formados durante la combustión deldiesel y/o oxidación.

• TBN proviene de los dispersantes y los detergentes metálicos contenidos en el aceite.

EL BAJO TBN DEL ACEITE USADO ES CAUSADO POR• Períodos de cambio de aceite demasiado prolongados.

• Calidad inapropiada de aceite- Usando un aceite con TBN insuficiente para el contenido de azufre de combustible diesel.

* Caterpillar recomienda el método D 2896. El método D 664 es obsoleto.

CONTAMINACION POR AGUA

• Producto de la combustión-Evaporada normalmente a las altas temperaturas delmotor.

-Puede acumularse en el aceite durante marcha sincarga prolongada u operación a baja temperatura.

• Fugas de refrigerantes-En los bloques o culatas.-Sellos o juntas malas.-Enfriadores de aceite defectuosos.

• Pruebas de laboratorio-Análisis elemental (sodio, boro o silicio).-Análisis de rayos infrarrojos.-ASTM D 95.

DILUCION POR COMBUSTIBLE

• Operación inapropiada del motor

- Marcha prolongada sin carga.

- Inyectores, bombas o líneas de combustibledefectuo sas y tiempo de inyeccióninapropiado.

• Pruebas de laboratorio- Punto de inflamación.- Dilución por combustible.- Viscosidad del aceite usado.- Cromatografía de gas.


INTERPRETACION DE RESULTADOS

• Niveles absolutos de metales de desgaste en cualquier momento dado pueden conducir a conclusiones equivocadas.

• La preocupación relevante es la tasa de desgaste; es decir, cambio en los niveles demetales con el tiempo y el kilometraje.

• El consumo de aceite y la adición del mismo afectan la concentración de metales encualquier momento dado,- Metales concentrados por pérdidas de evaporación.- Metales transportados por pérdidas viscométricas.- Metales de desgaste diluidos por el aceite de relleno.

• El muestreo y análisis periódicos son críticos para una evaluación significativa de lacalidad del aceite y del motor.


FALLAS EN LOS MOTORES

A continuación damos una guía de problemas enmotores y sus posibles causas:

1. Problemas de compresión:Cuando la compresión no es adecuada hay pérdida de potencia.

POSIBLES CAUSAS

a) VálvulasJuego de Taqués:

Si es excesivo, se disminuye el tiempo de en-trada de los gases y de escape de los quema-dos, lo que hace disminuir la potencia.Si es escasa la holgura, las válvulas no cerra-rán bien sobre sus asientos al funcionar a la tem-peratura normal y la compresión será muy po-bre.

Resortes de las válvulas:Si están rotos o sin fuerza la válvula cierra conpoca fuerza y probablemente con retraso conrespecto a la leva.

Vástagos de las válvulas:Si están sucias o sin aceite las válvulas puedenquedar abiertas.Si se ha desgastado o lo ha hecho la guía, seproducirá entrada de aire adicional que empo-brecerá la mezcla.

Cabeza de válvulas:Muy sucias o hacen mala compresión.

Carbón:En cámara de compresión, puede hacer que unaválvula cierre mal.

b) Causa por fugas

En las bujíasEn las juntas de la culataAnillos gastados

Anillos girados:Si se han girado en las ranuras del pistón y sehan alineado las hendiduras verticalmente, sepierde por ello la compresión.

2. Problemas de presión:El manómetro marca la presión del aceite en elrecorrido, no a la salida de la bomba.

El manómetro no marca presión:Falta de aceiteManómetro dañadoFiltro obstruidoDeterioro en la bomba de aceiteRotura del tuboVálvula de descarga

El manómetro marca poca presión,Aceite diluidoAceite muy calienteFiltro sucioCojinetes gastadosRuptura excesiva del aditivo mejorador de KVI

El manómetro marca exceso de presión,Aceite fríoFiltro sucio, obstruido en el sistema de filtradoparcial por derivaciónConductos obstruidosVálvula de descarga no funciona


EJEMPLOS TIPICOS DE FALLASRELACIONADAS CON EL ACEITE

LUBRICANTE

Cojinetes

Las fallas de cojinetes relacionadas con el aceitelubricante se atribuyen generalmente a dos fa-llas: A la falta de lubricación o a tierra en el acei-te.

La falla de lubricación o agotamiento en el aceitelubricante significa que la película de aceite entreel muñón del cigüeñal y el cojinete es insuficien-te. El funcionamiento prolongado del motor conuna insuficiente película de aceite causará que eldeterioro del cojinete aumente rápidamente yen-do desde un rozamiento a un desgaste excesivopara llegar finalmente al agarrotamiento del coji-nete. En la primera etapa es el "Rozamiento"; sepuede ver el desplazamiento de la capa de plo-mo-estaño, normalmente en el centro del cojine-te. En la segunda etapa, "Desgaste excesivo", sedesplaza el aluminio en el centro del cojinete.

Y la etapa final es el "Agarrotamiento" total.

En las tres etapas, el muñón desplaza parte delmaterial del cojinete desde la corona hacia la su-perficie de contacto de cada mitad de cojinete.La cantidad de material desplazado depende dela severidad de la falta de lubricación.

La última etapa del cojinete deteriorado por falta de lubricación essu agarrotamiento.

El cojinete está excesivamente gastado lo que produce un deteriorosevero resultante de la falta de lubricación.

El cojinete muestra un rozamiento que es la etapa inicial del


Juego de cojinetes deteriorados por falta de lubricación. Estoscojinetes muestran las tres etapas del deterioro.

La contaminación en el aceite produce abrasióny su resultado es la rayadura de la superficie delcojinete al desaparecer la película del aceite. Laspartículas de hierro, acero, aluminio, plástico, ma-dera, tela, etc., también pueden deteriorar las su-perficies del muñón. Al irse gastando las superfi-cies del cojinete y del muñón, aumenta los espa-cios libres y cambia el espesor de la película deel aceite dando como resultado el apoyo desigualde las superficies.

Una de las principales causas del aceite conta-minado es un filtro obstruido. Los filtros obstruídospermiten que el aceite sin filtrar conteniendo par-tículas de desgaste, tierra y residuos, alcancen alos cojinetes, rayándolos y deteriorando sus su-perficies.

Un aceite excesivamente sucio puede producirdeterioro aún después de cambiar el aceite. Par-te de los abrasivos anteriores pueden haber que-dado incrustados en el cojinete y hacer que elcojinete actúe como esmeril en el cigüeñal. Vea

en la siguiente sección los ejemplos de los dete-rioros del cigüeñal.

Superficie del cojinete rayada. Se puede observar las partículas deresiduos incrustadas en la superificie del cojinete.

Rayaduras y desgaste de la superficie del muñón.


Rayaduras profundas y desgaste producidos por aceite sin filtrar.Se ha perdido parte de la capa de plomo-estaño.


Cigüeñales

El aceite que fluye a los cojinetes forma una pelí-cula entre el muñón del cigüeñal y el cojinete.Durante una operación normal la rotación delmuñón del cigüeñal impulsa el aceite que estádebajo del muñón, entre el muñón y las dos mita-des del cojinete, impidiendo el contacto de metalcontra metal.

La carencia de lubricante o "Agarrotamiento" delaceite permite el contacto del metal contra elmetal, produciendo calor debido a la alta friccióny puede ocasionar que los cojinetes de aluminiose agarroten en el eje. En casos extremos, lasuperficie del cojinete ha llegado a quedar adhe-rida de tal forma que la superficie del cigüeñalquedó destruida por completo.

El aceite contaminado puede producir un desgas-te excesivo del cigüeñal causado siempre por lacontaminación de abrasivos incrustados en elcojinete.

Rotación del cigüeñal Moléculas de aceiteimpulsadas por larotación del cigüeñal

Moléculas de aceite forzadasentre el cigüeñal y el cojinetePelícula de aceite

cojinete

Película de aceite entre el muñón del cigüeñal y los cojinetes.Rayaduras profundas resultado del efecto de los abrasivos

incrustados en la superficie del cojinete.

Resultado del "agarrotamiento" del aceite.


Pistones, anillos de pistón y camisas de cilin-dro.

Las fallas del pistón relacionadas con el aceitese producen comúnmente por la acción abrasivadel aceite contaminado que desgasta la falda delpistón. Algunas indicaciones son: El color grisopaco de la falda del pistón, las superficies decromo gastadas en todos los anillos, los rieles delanillo de aceite desgastados, ranuras muy des-gastadas y cierto desgaste en la camisa.

El desgaste abrasivo del pistón, que aparece enbandas en la falda del mismo, especialmente enla zona de la perforación del pasador, y el muypoco o ningún desgaste abrasivo en el primerresalto pueden ser producidos por la lubricacióninadecuada de las camisas del cilindro.

La interrupción de la película de aceite puede pro-ducir marcas de agarrotamiento.

Los anillos del pistón pueden mostrar desgasteen las ranuras del resorte. Es normal cierto des-gaste en la ranura del resorte pero si se descui-dan los cambios de aceite se producirá el "Tra-bado" del anillo cuando el resorte quede atrapa-do en una ranura gastada y no se pueda expan-dir por completo.

El daño de las camisas de cilindro puede ser pro-ducido por la falta de lubricación o los abrasivosque al pulir la perforación, elimina el dibujoreticular y dejan la superficie brillante y lisa.

Falda del pistón dañada por el desgaste abrasivo.

Marcas de agarrotamiento desde la parte superior a la inferior,pueden indicar una falta del sistema de lubricación o de

enfriamiento.


Desgaste producido por la falta de lubricación durante un cortoperíodo de tiempo.

La densa acumulación de incrustaciones en el primero y el segundoresalto indica que el aceite no puede mantener limpio el pistón. Lasevera degradación y deterioración del aceite puede ser debida a

un consumo insuficiente de aceite, un intervalo de cambio de aceitedemasiado prolongado o una baja calidad de aceite.

Zonas brillantes y lisas de la superficie interna.


Turboalimentadores

Los deterioros del turboalimentador relacionadoscon el aceite lubricante se producen por la conta-minación del aceite o por la falta del mismo. Si elaceite tiene abrasivos, el desgaste aparece ge-neralmente en varias partes. La contaminacióndel aceite puede producir erosión en las perfora-ciones de aceite de las arandelas de empuje. Loscojinetes del muñón mostrarán casi siempre eldeterioro producido por las materias abrasivas.El desgaste por falta de lubricación probablementeva acompañado de decoloración debido al calor.El metal parece como frotado o raspado. El calorpuede producir picaduras, asperezas y en casosseveros la rotura del material.

El arranque y la parada inadecuada pueden agra-var las fallas del cojinete del turboalimentador.Para evitarlas se debe permitir que el motor seenfríe impidiendo que el aceite entre en ebulli-ción y forme costras en el cojinete del turboalimen-tador después de una parada "Caliente". Tampo-co se debe acelerar el motor en tiempo frío des-pués del arranque, hasta que el aceite se hayacalentado y pasado por los filtros. Si se acelerademasiado pronto, el aceite sin filtrar pasará alos cojinetes.

La contaminación rayará y desgastará los cojine-tes del turboalimentador siguiendo la misma pro-gresión de deterioro que la producida por la faltade lubricante, permitiendo el movimiento del ejey deterioros secundarios, tales como el contactode la rueda con la caja o que el eje se doble o serompa. La contaminación puede obstruir los pa-

sadizos internos del aceite y ocasionar fallas porfalta de lubricante.

El deterioro de los cojinetes del turboalimentadordebido a la contaminación o a la falta de lubrica-ción, permite el movimiento del eje que hace quela rueda del compresor toque su caja. El deterio-ro típico por contacto producido por el mivimientodel eje estará indicado por el rozamiento de lasuperficie con algunos de los álabes en el extre-mo inductor. En la parte posterior de la rueda, a180° en donde aparece la superficie rozada, ha-brá señales de contacto con la caja central.

Rayaduras profundas y deterioro de las perforaciones de aceite delcojinete.

Deterioro debido a partículas grandes en el aceite. Las rayadurasgrandes y anchas alrededor de los cojinetes del eje, indican que las

partículas grandes, como esquirlas de acero, pasaron alturboalimentador con el aceite lubricante.


La falla de lubricante hizo que este cojinete de bancada sedeformara o estirase.

Pasadizos de aceite deteriorados en el diámetro externo yreducidos en tamaño en el diámetro interno del cojinete de muñón.

El rozamiento en la superficie y la parte posterior de la rueda delcompresor ha sido causado por el movimiento del eje.


Se puede ver el problema de la falta de lubrica-ción cuando hay una decoloración producida porel calor junto con el deterioro del casquillo delcojinete del eje en el extremo de la turbina.

La falta del lubricante y el aceite contaminadocausan el desgaste de los cojinetes de empujehaciendo difícil identificar el motivo de la falla.

Sin embargo, ayuda el observar las condicionesdel cojinete del eje. La decoloración por el calorde los anillos de empuje también señala falta delubricación. En los turboalimentadoresAiResearch, es muy común ver la deformacióndel lado interno de los anillos de empuje.

En los moldes Schwitzer, la decoloración sueleestar confinada a una zona de la superficie delanillo. Frecuentemente, también hay marcas derozamiento. El deterioro aparece en ambos ani-llos.

Las rayas finas en ambos cojinetes de eje sonuna evidencia que el aceite lubricante está con-taminado con un material abrasivo.

Decoloración en el eje por el calor.

Eje roto por el debilitamiento de la soldadura debido al contacto conla maza de la turbina.


Decoloración por el calor en el lado interno del anillo de empuje(AiResearch).

Decoloración por el calor y marcas de rozadura confinadas a unazona de la superficie de ambos anillos (Schwitzer).

Casquillo de cojinetes del eje con rayaduras.


AiResearch, ranuras de desgaste en la superficie de las arandelasde empuje.

Schwitzer, ranuras de desgaste en las superficies de contacto delas arandelas de empuje. La arandela central es una arandela de

empuje nueva.

Schwitzer, superficie de cojinete de empuje pulida para abrasivosfinos en el aceite.

El deterioro del cojinete y el movimiento excesivodel eje producido por la falta de lubricación o porabrasivos en el aceite, puede llegar a causar queel eje se doble o se rompa. Generalmente, laspiezas gastadas por los abrasivos estaránerosionadas. Como regla general, las superficiesdel cojinete no mostrarán señales de rozamientoni las piezas tampoco aparecerán con decolora-ción por el calor. En las ilustraciones de esta pá-gina, la primera muestra el desgaste ocasionadopor materiales extraños en el aceite lubricante,en forma de ranuras profundas en las dosarandelas de empuje de acero. La otra fotografíamuestra desgaste abrasivo del turboalimentadorAiResearch con ranuras profundas y desgaste dela arandela de empuje. El deterioro de la tercerailustración es más difícil de identificar. Es cuandohay señales de desgaste abrasivo muy fino quehace que la superficie del cojinete de empujeparezca brillante y lisa; no hay señales de deco-loración.


Válvulas

La mayoría de las fallas de las válvulas relacio-nadas con el aceite son debidas a la formaciónde depósitos o agotamiento del aceite.

La causa más usual de agarrotamiento del vásta-go de la válvula es el depósito acumulado entreel vástago de la válvula y la guía.

El agarrotamiento está causando indirectamentepor la acumulación de depósitos debidos a con-taminación en el aceite. Es decir, por los depósi-tos acumulados debidos a descomposición de losproductos lubricantes en residuos oxidados y losresiduos normales generados por el proceso decombustión. La acumulación progresiva de éstosdepósitos acelera el acampanado de la guía.

El rozamiento y/o agarrotamiento del vástago dela válvula también se puede producir por la faltade lubricación de la válvula y la guía de válvula.

Rayaduras o agarrotamiento del vástago de la válvula.

2 motores lubricacion

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