Sistemas de Lubricacin y Refrigeracin

Facultad Nacional de Ingeniera

Universidad Nacional de La Plata

Ctedra: Proyecto de motores

Sistemas de Lubricacin y Refrigeracin

en motores de combustin interna

Comisin N4:

da Ponte AlejandroN54355/1Daz Leonardo

N53522/3Di Maio Juan PabloN 53963/6

Suarez Juan ManuelN52878/6Objetivos de la lubricacin:La lubricacin en el motor tiene como objetivo primordial impedir el agarrotamiento (es cuando dos cuerpos metlicos, cuyas molculas tienen tendencia a soldarse, son frotados por lo que se calientan y se sueldan) y disminuir el trabajo perdido en rozamiento. Interponiendo entre los dos metales una pelcula de lubricante, se reemplaza el rozamiento de los metales por el interno entre partculas de la pelcula, cuyo valor es considerablemente menor.

Las finalidades de la lubricacin en los motores de combustin interna son:

1. Impedir el contacto directo entre partes acopladas en movimiento relativo2. Refrigerar las partes lubricadas

Por ejemplo en algunos sistemas se pueden encontrar boquillas de aceite que rocan aceite en las partes inferiores de los pistones lo que elimina calor de la cabeza de los mismos, operando as ms fros.

3. Ayudar al estancamiento del pistnEl aceite ayuda a formar un sello a prueba de gas entre los anillos de pistn y las paredes del cilindro. El aceite reduce los escapes de gases al crter en adicin con lubricar el pistn y los aros

Los factores ms importantes que influyen en la lubricacin, adems de las caractersticas propias de los lubricantes, son:

a) El grado de pulido que poseen las superficies en contacto

b) La naturaleza y dureza de los materiales que componen las partes acopladas

c) El huelgo existente en el acoplamiento

El aceite adems acta como un agente de limpieza. Al circular, lava y limpia los cojinetes y otras partes del motor. El aceite recoge partculas de suciedad y de arenilla, llevndolas de regreso al crter. Las partculas mas grandes se depositan en la parte inferior del crter, las ms pequeas se quedan en el filtro de aceite cuando este es enviado nuevamente al motor.

El exceso de lubricacin puede causar excesiva suciedad en las bujas, para el caso de los motores de encendido por chispa, y generacin de gran cantidad de humo por quemar aceite en todos los motores. Por el contrario una deficiencia de lubricante puede producir deformaciones, con estas el aumento de huelgos, y as el mal funcionamiento de motor.

La manera en que se contamina el aceite

La contaminacin del aceite es producida tanto dentro como fuera del motor. Cuando se inflama la mezcla de combustible y aire en los cilindros, la alta presin producida por el proceso de combustin impulsa una cierta proporcin de los gases ms all de los aros del pistn hacia el crter. A estos gases se los llama gases soplados; aunque no contienen abrasivo, contienen en cambio vapor de agua indeseable, holln y combustible no quemado. La combustin interna es causada tambin por diminutas partculas que normalmente producen desgaste de las partes mviles del motor. Estas partculas son abrasivas y es necesario separarlas del aceite, pues de lo contrario continuarn circulando y produciendo ms desgaste.

La fuente potencial principal de contaminantes abrasivos es exterior al motor y se encuentra en el aire que penetra a travs del carburador. Se impide este tipo de contaminacin mediante el filtro de aire.

Sistemas de lubricacin

Se denominan sistemas de lubricacin a los distintos mtodos de distribuir el aceite por las piezas del motor. Se distinguen los siguientes: Lubricacin por cuchara y salpicadura:

La cabeza de la biela recoge, con una cuchara, el aceite, el cual es mantenido a un nivel adecuado en el crter. El aceite recogido por la cuchara penetra por inercia en el cojinete de la biela, y una parte del mismo es lanzado contra las paredes internas del crter y del cilindro. Desde las paredes, el aceite va por gravedad a lubricar los soportes del eje cigeal y de la distribucin a travs de adecuados canales. Este sistema esta abandonado por su poca eficiencia.

Lubricacin forzada:En este sistema el aceite se pone en circulacin por medio de una o ms bombas y es dirigido, mediante canales y/o tuberas los puntos que deben de ser lubricados. El aceite que fluye de las partes ya lubricadas es recogido en el crter, desde donde es puesto nuevamente en circulacin por medio de la bomba. El aceite es lubricado por medio del aceite que sale del cojinete del pie de la biela, lazando alrededor por la fuerza centrifuga. Dependiendo de las condiciones de uso se distinguen dos tipos de sistemas:

Carter seco: Este sistema se emplea principalmente en motores de competicin y aviacin, son motores que cambian frecuentemente de posicin y por este motivo el aceite no se encuentra siempre en un mismo sitio. En estos casos es necesario impedir que el aceite del crter invada otras zonas, entonces e crter tiene por nico propsito recoger el aceite que pasa por gravedad a un tanque de derrame, o bien el sistema esta provisto de una bomba de recuperacin (puedo o no estar acoplada a la bomba de circulacin), la cual manda al tanque de derrame el aceite que va recogiendo del crter. En la figura 1 se detalla un diagrama del sistema.

Fig.1: Consta de un depsito auxlilar (D), donde se encuenta el aceite que enva una bomba (B). Del depsito sale por accin de la bomba (N), que lo enva a presin total a todos lo rganos de los que rebosa y, que la bomba B vuelve a llevar a depsito (D).

Carter hmedo: En este sistema, los motores usan un crter de aceite hmedo, conocido as por estar constantemente lleno de aceite. El mismo llega impulsado por la bomba a todos los elementos, por medio de unos conductos, excepto al pie de biela, que asegura su engrase por medio de un segmento, que tiene como misin raspar las paredes para que el aceite no pase a la parte superior del pistn y se queme con las explosiones.Completan el sistema un filtro de aceite, y un enfriador, montados por lo general a la descarga de la bomba de lubricacin. El enfriador se usa tan solo cuando la capacidad del crter y/o del tanque de derrame es insuficiente para el intercambio de calor. La presin se regula generalmente por medio de una vlvula y de acuerdo con las indicaciones de un manmetro montado en el conducto.

Lubricacin por dosificacin: El aceite contenido en un deposito se introduce en el motor por medio de una bomba dosificador, para as poder lubricar todo el motor. Este es el caso de alguna motocicleta con cojinetes de bolas o de rodetes. Este aceite est destinado a ser quemado por completo.

Lubricacin por medio de mezcla aceite combustible:El sistema se aplica en motores de 2 tiempos y de carburacin, cuyo propio pistn se encarga de efectuar la compresin del fluido operante en el crter. nicamente en este casi se pone el aire carburado en contacto con el sistema biela-manivela y/o en condiciones de tener que lubricarlo.

Componentes del sistema:

1) Bombas de aceiteSu misin es la de enviar el aceite a presin y el una cantidad determinada. Se sitan en el interior del crter y toman movimiento por el rbol de levas mediante un engranaje o cadena. Existen distintos tipos de bombas de aceite:

Bomba de engranajesEs capaz de suministrar una gran presin, incluso abajo rgimen del motor. Esta formada por dos engranajes situados en el interior de la misma, toma movimiento una de ellas del rbol de levas y la otra gira impulsada por la otra. Lleva una tubera de entrada proveniente del crter y una salida a presin dirigida al filtro de aceite.En la figura 2 se muestra un diagrama de la bomba

Fig.2 Bomba de engranajes

Bomba de lbulosTambin es un sistema de engranajes pero interno. Un pin (rotor) con dientes, el cual recibe movimiento del rbol de levas, arrastra un anillo (rodete) de cinco dientes entrantes que gira en el mismo sentido que el pin en el interior del cuerpo de la bomba, aspira el aceite, lo comprime y lo enva a una gran presin. La holgura que existe entre las partes no debe superar las tres dcimas de milmetro. En la figura 3 se muestra un diagrama de este dispositivo

fig.3 bomba de rotor Bomba de paletasTiene forma de cilindro, con dos orificios (uno de entrada y otro de salida). En su interior se encuentra una excntrica que gira en la direccin contraria de la direccin del aceite, con dos paletas pegadas a las paredes del cilindro por medio de dos muelles (las paletas succionan por su parte trasera y empujan por la delantera).

Fig.4 Bomba de paletas

Presin de aceite La presin mxima del aceite se limita mediante una vlvula de seguridad de presin. Normalmente la presin mxima esta limitada a la presin mas baja que puede entregar el suficiente aceite a todas las partes del motor. La presin necesaria a velocidades bajas del motor debe ser lo suficientemente pequea para lubricar todas las partes del motor y debe ser controlada la presin mxima de manera que la bomba no Cavite a velocidades altas.

La presin de aceite puede aumentar cuando la bomba tiene mayor capacidad que los puntos de fugas. Estas holgaduras se disean de manera que no superen la capacidad de suministrar aceite de la que tiene la bomba. La bomba gira lentamente cuando el motor esta regulando, de manera que la capacidad de la bomba es baja; si las fugas son mayores que la capacidad de la bomba, la presin del aceite ser baja.

Vlvula de seguridad de presin

Dicha vlvula se localiza dentro de la bomba o fuera de esta. La mayora utiliza un pistn o bola, provistos de un resorte.

Cuando la presin de aceite llega a la presin establecida, forzar a la vlvula contra el resorte calibrado, debido a que esta controla la presin mxima. Cualquier cambio en la tensin del resorte de la vlvula de seguridad, modificara la presin del aceite. En los motores con vlvulas interiores, el aceite liberado de la vlvula fluye hasta un orificio de entrada, o en algunos casos, drena nuevamente al Carter motor, impidiendo que la bomba exceda la presin del motor y se produzca la cavitacin en el motor.

2) Filtro de aceiteHay tres estilos bsicos de filtros de aceite: profundo, superficial u de doble medio (o combinado).

El filtro profundo, que se encuentra comnmente en sistemas de derivacin, era el tipo primario de filtro en uso hasta mediados de 19501. Este filtro consiste en un recipiente lleno con fibras de algodn, madera desmenuzada y otros materiales capaces de atrapar las partculas finas de suciedad y absorber depsitos de lodo.

El filtro superficial, utilizado en los sistemas de circulacin completa, atrapa suciedad y otros contaminantes ofreciendo baja restriccin a la circulacin del aceite. Debido a que no es necesario absorber lodo, este tipo de filtro est diseado para detener las partculas abrasivas cuando el aceite incide sobre la superficie del elemento de filtro.

El filtro de tipo superficial est hecho con un papel resistente impregnado con resina alojado dentro de un recipiente. El papel es de naturaleza porosa, permitiendo que el aceite circule a travs del mismo, separando simultneamente las partculas microscpicas de suciedad. Aunque la mayora de los contaminantes quedan detenidos en la superficie, un poco de suciedad queda atrapado dentro de las capas del papel mismo. Adems, el papel est plegado para proveer una considerable rea superficial de filtracin dentro de un recipiente. Debido a que estos filtros ofrecen alta eficiencia de filtrado, la mayora de los filtros para aceites de vehculos automotores actuales pertenecen a este tipo (superficial con papel plegado).

El filtro de doble medio o combinado se utiliza tambin en sistemas de aceite lubricante de circulacin completa. Combina dos elementos filtrantes. En general, uno de los elementos est diseado para separar las partculas contaminantes gruesas, mientras que el segundo atrapa las partculas finas. La mayora de los filtros de doble medio no tienen la alta eficacia para separar contaminantes abrasivos perjudiciales que posee un filtro que emplea un papel plegado de calidad.La vlvula de alivio.

Por definicin, un sistema de circulacin completa requiere que la totalidad del aceite pase a travs del filtro durante su trayecto hacia los cojinetes. Si el filtro se tapona, se debe proveer algn medio para derivar el flujo de aceite a fin de asegurar que los cojinetes no quedarn desprovistos de lubricacin. Siempre es mejor la presencia de aceite no filtrado en los cojinetes, que la ausencia total de aceite. Para esa finalidad se emplea una vlvula de alivio (o de derivacin.Bajo condiciones normales la vlvula permanece cerrada. Cuando la restriccin a la circulacin a travs del papel supera un nivel predeterminado, el resorte de la vlvula de alivio es comprimido, permitiendo que el aceite derive al elemento de filtro.

Vlvula antidrenaje.

Si el filtro de aceite est montado en una posicin invertida u horizontal, el aceite se drenar nuevamente hacia el crter cuando se detiene el motor, a menos que se impida que drene. Cuando se vuelve a poner en marca el motor, el aceite debe llenar al filtro antes que la vlvula reguladora puede suministrar presin plena. Durante este tiempo (comnmente 5 a 6 segundos), los cojinetes no quedan apropiadamente lubricados y se pueden producir daos. La vlvula antidrenaje evita que suceda esto al impedir que el aceite se drene del filtro. Para impedir el retrodrenaje, la vlvula debe sellar en dos lugares; en la junta de goma donde toma contacto con la placa de montaje y entre la placa de montaje y el asiento de la vlvula de alivio.Refrigeracin del aceite

Debido a las altas temperatura el aceite pierde su viscosidad (se vuelve mas lquida) y baja su poder de lubricacin.

Se emplean dos tipos de refrigeracin:

1. Refrigeracin por crter

2. Refrigeracin por radiador: El aceite pasa por un radiador controlado por una vlvula trmica, la cual cuando el aceite esta demasiado caliente deja pasar agua que procede del radiador del sistema de refrigeracin de agua(mientras esta fro el aceite no deja pasar agua).

Fig.5

Caractersticas de los lubricantes respecto a su empleo en el motor

Viscosidad

Esta caracterstica se considera comnmente como indicie significativo para distinguir los diversos tipos de lubricante.

La viscosidad se mide por medio de unos aparatos adecuados que se llaman viscosmetros. La medicin consiste en medir el tiempo que tarda en fluir cierta cantidad de lubricante a travs de un determinado orificio de salida, o bien establecer la relacin entre el tiempo que tarda en fluir la misma cantidad de lubricante examen y la de un liquido patrn.

La viscosidad de los lubricantes disminuye rpidamente al aumentar la temperatura, por lo tanto un lubricante resulta de mejor calidad en tanto menor sea su variacin trmica. En consecuencia, para valorar correctamente el comportamiento de un lubricante es necesario conocer la ley de variacin de su viscosidad al cambiar la temperatura. (Para esto se tienen grficos y tablas tabuladas). La caracterstica que seala la variacin de viscosidad con la temperatura es el ndice de viscosidad el cual da una idea de la resistencia de un aceite para variar su viscosidad con cambios notables de temperatura. Un ndice bajo significa que el aceite tiene una viscosidad relativamente alta abaja temperatura y una viscosidad baja a alta temperatura. Para motores convencionales se busca que este ndice sea elevado. Pero los motores que deben funcionar en climas muy variados necesitan aceites con que correspondan con las temperaturas de funcionamiento, para lo cual se le agregan aditivos para evitar la variacin de viscosidad.Reduccin de la friccinEl espesor o viscosidad del aceite es un factor importante para disminuir la friccin. Un aceite ms delgado (menos viscosidad) crea menos arrastre.

Los aditivos para extremas presiones como el zinc o el fsforo, ayudan a proteger la superficie metlica del contacto directo. Este contacto puede ocurrir si es expulsado el lubricante de las superficies en movimiento.

Disminucin del desgaste

Debido a que cuando el vehculo no est en funcionamiento, el aceite escurre de los componentes, la mayor parte del desgaste ocurre en el arranque del motor. Para disminuir este desgaste, el aceite debe permanecer en las piezas, y adems debe fluir rpidamente a bajas temperaturas.

Los aditivos de extrema presin, permiten disminuir al mximo el desgaste en esos puntos y resistir de ser desalojados.

Mantener la viscosidad

Se entiende como ndice de viscosidad, el valor que indica la variacin de viscosidad del aceite con la temperatura.

Los lubricantes que resisten la tendencia natural a espesarse cuando estn fros y a adelgazar cuando estn calientes, tienen un alto ndice de viscosidad. Los motores que funcionan en climas muy variados necesitan aceites que correspondan con las temperaturas ambientales.

Para conservar la viscosidad a los aceites multigrados, se les agregan polmeros qumicos, los cuales son sensibles a la temperatura y modifican su frmula molecular a altas y bajas temperaturasEstabilidad antioxidante

Cuando el aire y el lubricante entran en contacto uno con otro, el oxgeno se combina con el aceite, esto se conoce como oxidacin. El aceite caliente al reaccionar con el oxgeno, hace que se deteriore. Al oxidarse el aceite, se espesa y se forman cidos.

Los aditivos antioxidantes ayudan a reducir la velocidad de oxidacin y aumentar la durabilidad del aceite.

Propiedades de los detergentes dispersantes

Los detergentes dispersantes contribuyen a mantener en suspensin las partculas de suciedad. La funcin de estos aditivos no es limpiar los motores, sino de evitar que se ensucien. Las funciones de estos aditivos son:

Mantener dispersas las partculas para que no se depositen en el motor, pudiendo ser eliminadas con facilidad.

Neutralizar la accin cida de algunos productos.

Solubilizar algunos productos absorbidos por los detergentes.

Aditivos anti espuma

La adicin de estos aditivos se debe a dos efectos principales que la espuma pueda ocasionar:

Formacin de tapones de aire en bomba y circuito de lubricacin, lo que dificulta la llegada del aceite a la piezas del motor.

Sobre la superficie del aceite puede favorecer las prdidas por el respiradero del motor (venteo).

Estos aditivos actan disminuyendo la tendencia a la formacin de espuma y evitando la estabilidad de esta.

Aditivos depresores del punto de escurrimiento

Para evitar que los aceites dejen de fluir en condiciones de temperaturas extremas (bajas o altas) se utilizan estos aditivos. Permiten que el aceite fluya en el arranque en fro y contrarrestan los inconvenientes de escurrimiento a elevadas temperaturas.

Aire en el aceite

El aire que se encuentra en el crter, se mueve cuando el vehculo frena o da vuelta con rapidez.

Se utilizan en el interior de los crter deflectores o lminas para mantener la entrada de la bomba con aceite en todo momento. El giro del cigeal puede provocar un efecto de ventilador, el cual causar que el aceite sea batido con el aire y forme espuma. Algunos motores utilizan un deflector o bandeja de friccin para detener el problema de batido en el aceite. Estas bandejas pueden ocasionar una reduccin de potencia a velocidades altas del cigeal.

Clasificacin de los aceites para motorEn el momento de seleccionar un lubricante para motor hay tres clasificaciones fundamentales a tener en cuenta: por viscosidad - SAE -, y por servicio - API y ACEA -.Clasificacin SAE: Los aceites para motor estn agrupados en grados de viscosidad de acuerdo con la clasificacin establecida por la SAE (Society of Automotive Engineers). Esta clasificacin permite establecer con claridad y sencillez la viscosidad de los aceites, representando cada nmero SAE un rango de viscosidad expresada en cSt (centi-Stokes) y medida a 100oC, y tambin a bajas temperaturas (por debajo de 0oC) para los grados W (winter). En esta clasificacin no interviene ninguna consideracin de calidad, composicin qumica o aditivacin, sino que se basa exclusivamente en la viscosidad. En la tabla 1 se muestran clasificacin SAE

Tabla 1CLASIFICACION DE VISCOSIDADES EN ACEITES PARA MOTOR

SAE J 300 DIC. 99

GRADO

VISCOSIDAD

SAEC C.C.S.

VISCOSIDAD

cP

Max.C BOMBEO

VISCOSIDAD

cP

Max.VISCOSIDAD

DINAMICA

cSt

a 100 CHT/HS

AT/AC

VISC. cP

a 150 C

VISCOSIDAD

A BAJA

TEMPERATURA0W

5W

10W

15W

20W

25W6200 a -35

6600 a -30

7000 a -25

7000 a -20

9500 a -15

13000 a -1060000 a -40

60000 a -35

60000 a -30

60000 a -25

60000 a -20

60000 a -153.8 --

3.8 --

4.1 --

5.6 --

5.6 --

9.3 ----

--

--

--

--

--

VISCOSIDAD

A ALTA

TEMPERATURA20

30

40

40

50

60--

--

--

--

--

----

--

--

--

--

--5.6 a 9.3

9.3 a 12.5

12.5 a 16.3

12.5 a 16.3

16.3 a 21.9

21.9 a 16.12.6

2.9

2.9*

3.7**

3.7

3.7

Ref.: (*) Para los grados 0W-40, 5W-40 y 10W-40

(**)Para los grados 15W-40, 20W-40, 25W-40 y 40

Clasificacin API: El API (American Petroleum Institute)

Cada motor tiene, de acuerdo con su diseo y condiciones de operacin, necesidades especficas que el lubricante debe satisfacer. Se puede entonces clasificar a los aceites segn su capacidad para desempearse frente a determinadas exigencias.

API ha desarrollado un sistema para seleccionar y recomendar aceites para motor basado en las condiciones de servicio. Cada clase de servicio es designada por dos letras. Como primera letra se emplea la S para identificar a los aceites recomendados para motores nafteros, para autos de pasaje-ros y camiones livianos Service y la letra C para vehculos comerciales, agrcolas, de la construccin y todo terreno que operan con combustible diesel Comercial. En ambos casos la segunda letra indica la exigencia en servicio, comenzando por la A para el menos exigido, y continuando en orden alfabtico a medida que aumenta la exigencia. (Ensayos de performance han sido diseados para simular reas y condiciones crticas de lubricacin en el motor). La clasificacin API es una clasificacin abierta. Esto significa que se van definiendo nuevos niveles de desempeo a medida que se requieren mejores lubricantes para los nuevos diseos de motores. En general, cuando se define un nuevo nivel el API designa como obsoletos algunos de los anteriores. Los niveles definidos por la clasificacin API se muestran en las tablas siguientes.CLASIFICACION API PARA MOTORES NAFTEROS

NIVEL APICARACTERSTICAS

SAAceite sin aditivos, utilizados antes de la dcada del 30. Obsoleta.

SB (1930)Mnima proteccin antioxidante, anticorrosiva y anti desgaste. Obsoleta

SC (1964)Incorpora el control de depsitos a baja y alta temperatura. Obsoleta.

SD (1968)Mayor proteccin que el nivel anterior respecto de la formacin de depsitos, desgaste y corrosin. Obsoleta.

SE (1972)Mayor proteccin contra la oxidacin del aceite, depsitos de alta temperatura,

Herrumbre y corrosin. Obsoleta.

SF (1980)Mayor estabilidad a la oxidacin y caractersticas anti desgaste. Obsoleta.

SG (1989)Mejor control de la formacin de depsitos, oxidacin del aceite y desgaste. Obsoleta.

SH (1993)Mejor proteccin respecto del nivel SG, fundamentalmente en el control de depsitos, oxidacin del aceite, desgaste y corrosin. Estos aceites han sido aprobados siguiendo el Cdigo de Prctica del CMA (Chemical Manufacturers Association).

SJ (1996)Mejor control de la formacin de depsitos, mejor fluidez a bajas temperaturas, mayor proteccin del motor a alto nmero de vueltas, menor consumo de combustible.

SL (2001)Definida este ao para ser mandataria en el 2002.Desarrollada para aceites con economa de combustibles, provee superior resistencia antioxidante a las altas temperaturas y al desgaste. Suple algunas falencias de SJ indicadas por fabricantes europeos (ACEA A2 y A3).

SM 2004API SM fue adoptado para definir a los aceites destinados a los ms modernos motores nafteros y tambin a los de generaciones anteriores, en aplicaciones tpicas de automviles para pasajeros. Vehculos deportivos de todo terreno-SUV, vans y camionetas, operando bajo las recomendaciones de mantenimiento de los fabricantes.

API SM es superior a API SL en aspectos tales como: Economa de Combustible, Bombeabilidad del aceite usado, Control del espesamiento debido a la Oxidacin y la Nitracin y los depsitos a alta temperatura, y en especial en cuanto al consumo de aceite y proteccin de los Sistemas de Control de emisiones.

CLASIFICACION API PARA MOTORES DIESEL

NIVEL

APICARACTERSTICAS

CA (1940)Motores de aspiracin natural. Proteccin mnima contra la corrosin, desgaste y depsitos. Obsoleta.

CB (1949)Motores de aspiracin natural. Mejor control sobre los depsitos y el desgaste. Obsoleta.

CC (1961)Motores de aspiracin natural, turbo o sobrealimentados. Mayor control sobre la formacin de depsitos a alta temperatura y corrosin en cojinetes. Obsoleta.

CD (1955)Motores de aspiracin natural, turbo o sobrealimentados que requieren un mayor y efectivo control de los depsitos y el desgaste. Serie 3 clsicas. Obsoleta.

CD-II(1955)Motores diesel de dos tiempos que requieren un efectivo control del desgaste y los depsitos (estos aceites cumplen todos los requerimientos del nivel CD). Obsoleta.

CE (1983)Motores turbo o sobrealimentados para servicio severo. Control sobre consumo y espesamiento del aceite, depsitos y desgaste. Dirigida a multigrados. Obsoleta.

CF-4(1990)Motores turbo o sobrealimentados para servicio severo, especialmente en carretera. Reemplaza al nivel CE con mejor control del consumo de aceite y formacin de depsitos en los pistones.

CF (1994)Motores de aspiracin natural, turbo o sobrealimentados, que pueden usar gasoil con diferentes contenidos de azufre. Efectivo control de la formacin de depsitos en los pistones, desgaste y corrosin en cojinetes. Reemplaza al nivel CD. No reemplaza al nivel CE.

CF-2(1994)Motores diesel de dos tiempos que requieren un efectivo control del desgaste de aros y cilindros y de la formacin de depsitos. Reemplaza al nivel CD-II. No necesariamente cumple los requerimientos de los niveles CF o CF-4.

CG-4(1994)Motores diesel para servicio severo, tanto en carreteras (gasoil con bajo contenido de azufre: 0,05% p.) como fuera de ellas (gasoil con contenido de azufre mximo de 0,5% p.). Efectivo control de los depsitos de alta temperatura, desgaste, corrosin, espuma, oxidacin del aceite y acumulacin de holln. Diseado para cumplir con las normas sobre emisiones de 1994. Tambin se puede emplear cuando se requieran aceites de nivel CD, CE y algunos casos de CF-4. Se suele acompaar con CF-4 y normas Mercedes Benz.

CH-4(1998)Motores diesel para servicio severo, que emplean gasoil con alto o bajo contenido de azufre, y que deben cumplir con estrictas normas de control de emisiones (USA 1998). Ha mejorado el control de depsitos en modernos pistones de dos piezas (excelente nivel dispersante), del desgaste y la resistencia a la oxidacin. Sobresaliente control del holln que producen los sistemas de inyeccin de alta presin y control electrnico.

C I-4Comparada con CH-4, estos aceites brindan una mayor proteccin contra la oxidacin, herrumbre, reduccin del desgaste y mejora la estabilidad de la viscosidad debido a un mayor control del holln formado durante el uso del aceite, -mejorando as el consumo de aceite-. Comprende aceites utilizados en motores Diesel de alta velocidad, que cumplen con los lmites de emisiones implementadas a partir del 2002 y uso de combustibles que contengan hasta un 0,5% de azufre en peso. Tambin para el uso extendido en motores con EGR (Recirculacin de gases de Blow By).

CI-4-

Plus 2004Surgi como resultado de cierta insatisfaccin por parte de fabricantes como

Caterpillar, Mack y Cummins en lo referente a requisitos de Control del espesamiento provocado por el holln y de la cada de la viscosidad debido al alto esfuerzo mecnico sobre los aditivos mejoradores de viscosidad.

Clasificacin ACEA:ASOCIACION DE CONSTRUCTORES EUROPEOS DE AUTOMOVILES-, cuyos miembros son todos los fabricantes de vehculos de Europa.Los ensayos de ACEA reflejan los requerimientos del lubricante para mejorar:- Proteccin contra el desgaste.

- Limpieza del motor.

- Resistencia a la oxidacin.

- Resistencia al aumento de la viscosidad (debido al espesamiento por holln).

Las normas ACEA tambin incluyen requerimientos muy estrictos acerca de:- Estabilidad de Corte. (Resistencia del aceite ante altos esfuerzos mecnicos).

- Viscosidad a Alta Temperatura y Alto Esfuerzo de Corte.

- Compatibilidad con los Elastmeros

- Tendencia a la formacin de Espuma.

Antecedentes: A1-A5 / B1-B5 / E1-E5CLASIFICACION PARA MOTORES NAFTEROS

ACEADescripcin

A 1 - 96/98Baja viscosidad para economa de combustible.

A 2 - 96/98Viscosidad normal.

A 3 - 96/98Mayor estabilidad trmica y al corte mecnico.

A 4 -Reservado para uso futuro en motores a nafta de inyeccin directa.

A 5 - 02Viscosimetricamente estable para el uso en motores de alta performance con intervalos extendidos en motores a nafta. Baja friccin y baja viscosidad con alta temperatura y alto esfuerzo de corte. Estos aceites pueden no ser aptos para ser usados en algunos motores.

CLASIFICACION PARA MOTORES DIESEL

ACEADescripcin

B 1 - 96/98Baja viscosidad para economa de combustible

B 2 - 96/98Viscosidad normal.

B 3 - 96/98Mayor estabilidad trmica y al corte mecnico.

B 4 - 98Inyeccin directa.

B 5 - 02Viscosimetricamente estable para el uso en motores diesel ligeros donde se requiere un uso extendido del lubricante. Motores diesel diseados para utilizar aceites de baja friccin y baja viscosidad con alta temperatura y alto esfuerzo de corte. Estos aceites pueden no ser aptos para ser usados en algunos motores.

VEHICULOS PESADOS

ACEADescripcin

E 1 - 96Aceites para motores HEAVY DUTY.

E 2 - 96Aceites para motores HEAVY DUTY, control mejorado del desgaste, pulido de

camisas, depsitos y barnices Versus E1 - 96. Menor consumo de aceite. Mayor

Kilometraje.

E 3 - 96Aceites para motores HEAVY DUTY. Control mejorado del desgaste, pulido de

camisas, depsitos y barnices Versus E2 - 96. Menor consumo de aceite y mejor

manejo del holln. Mayor kilometraje.

E 4 - 98Aceites para los motores ms desarrollados de Europa, con sistemas de mantenimiento flexible y control de emisiones.

Potencial para economa de combustible y aun mayor duracin.

E 5 - 99Incorpora mayor cantidad de ensayos de motores americanos. Cumple con los

requerimientos de E 4 y todos los de API CH 4

ACEA 2004:

En la nueva edicin de las normas ACEA desaparecen los aceites dirigidos especficamente-te a los nafteros o diesel y se suman los requerimientos de ambos en ACEA A1 / B1 a A5 / B5, desaparece el nivel 2 y se incorporan nuevas categoras de aceites para proteger a los sistemas de tratamientos de gases de escape que incluyen a los mas nuevos catalizadores de 3 vas (TWC) y a los filtros de partculas diesel (DPF). Estos son los ACEA C1 (SAPS); C2 (Baja friccin) y C3 (Viscosidades normales). Estos aceites estn en una etapa de continuo desarrollo por las petroleras y automotrices.

As quedan definidas en la misma norma ACEA:

A1 / B1: Aceite para aplicaciones en motores nafteros y diesel de automviles o vans diseados especficamente para lubricantes de baja viscosidad y baja friccin, con viscosidad de Alta Temperatura y Alto Esfuerzo de Corte entre 2,6 y 3,5 mPas.s. Estos aceites pueden ser inapropiados para ser usados en algunos motores.A3 / B3: Aceite muy estable, para permanecer en el Grado SAE, dirigido al uso en motores nafteros de alta perfomance y diesel de automviles o vans, por extensos perodos entre cambios en los casos en que est indicado por el fabricante del motor, y/o para toda poca del ao usando aceites de baja viscosidad; y/o para condiciones severas de operacin tal como son definidas por el fabricante del motor.

A3 / B4: Aceite muy estable, para permanecer en el Grado SAE, dirigido al uso en motores nafteros de alta performance y diesel de inyeccin directa, pero tambin apropiados para las aplicaciones que se definen bajo B3.

A5 / B5: Aceite muy estable, para permanecer en el Grado SAE, dirigido al uso por periodos extendidos entre cambios en motores nafteros de alta performance y diesel de automviles o vans, diseados especficamente para lubricantes de baja viscosidad y baja friccin con viscosidad a Alta Temperatura y Alto Esfuerzo de Corte entre 2,6 y 3,5 mPas.s Estos aceites pueden ser inapropiados para ser usados en algunos motores. C: Aceites compatibles con los Catalizadores.

SAPS: (Sulphated Ash, Phosphorus, Sulphur) Cenizas Sulfatadas, Fosforo, Azufre.

DPF: (Diesel Particulate Filter) Filtros de Partculas para motores Diesel.

TWC: (Three way catalyst) Catalizador de Tres Vas.

HTHS: (High temperature / High shear rate viscosity) Viscosidad de Alta Temperatura y Alta Tasa de Corte.

C1: Aceite muy estable, para permanecer en el Grado SAE, dirigido al uso como lubricante compatible con los Catalizadores en motores nafteros y diesel equipados con DPF y TWC de automviles de alta performance y vans livianas, diseados especficamente para lubricantes con bajos SAPS, de baja viscosidad y baja friccin, con Viscosidad a Alta Temperatura y Alto Esfuerzo de Corte mayor a 2,9 mPas.s. Estos aceites incrementarn la vida til del DPF y del TWC y conservarn la economa de combustible. Atencin. Estos aceites tendrn los ms bajos SAPS y pueden ser inapropiados para ser usados en algunos motores. C2: Aceite muy estable, para permanecer en el Grado SAE, dirigido al uso como lubricante compatible con los Catalizadores en motores nafteros y diesel equipados con DPF y TWC de automviles de alta performance y vans livianas, diseados especficamente para lubricantes con bajos SAPS, de baja viscosidad y baja friccin, con Viscosidad a Alta Temperatura y Alto Esfuerzo de Corte mayor a 2,9 mPas.s. Estos aceites incrementan la vida til del DPF y del TWC y conservarn la economa de combustible. Atencin. Estos aceites pueden ser inapropiados para ser usados en algunos motores.

C3: Aceite muy estable, para permanecer en el Grado SAE, dirigido al uso como lubricante compatible con los Catalizadores en motores nafteros y diesel equipados con DPF y TWC de automviles de alta perfomance y vans livianas. Estos aceites incrementarn la vida til del DPF y del TWC. Atencin.

E: Aceites para Motor Diesel de Servicio Pesado.

E2: Aceite para propsitos Generales en Motores Diesel Pesado de aspiracin natural o turbo cargados, con servicios de medio a severo y mayormente con intervalos normales entre cambios.E4: Aceite muy estable, para permanecer en el Grado SAE que provee excelente control de la limpieza de los pistones, desgaste, manejo del holln y estabilidad del lubricante. Este recomendado para motores diesel de alta potencia que cumplen los requerimientos de emisiones de Euro 1, Euro 2, Euro 3 y Euro 4; y trabajan bajo condiciones muy severas, por Ej. Intervalos entre cambios extendidos significativamente, de acuerdo a las recomendaciones del fabricante. Es apropiado para motores sin filtros de partculas y para algunos equipados con EGR y algunos equipados con sistemas SCR para reduccin del NOx.E6: Aceite muy estable, para permanecer en el Grado SAE que provee excelente control de la limpieza de los pistones, desgaste, manejo del holln y estabilidad del lubricante. Est recomendado para motores diesel de alta potencia que cumplen los requerimientos de emisiones de Euro 1, Euro 2, Euro 3 y Euro 4; y trabajan bajo condiciones muy severas, por Ej.: intervalos entre cambios extendidos significativamente, de acuerdo a las recomendaciones del fabricante. Es apropiado para motores con EGR, con o sin filtros de partculas y para motores equipados con sistemas SCR para reduccin del NOx. La calidad E6 est fuertemente recomendada para motores equipados con filtros de partculas y esta diseada para ser usado en combinacin con combustible diesel de bajo azufre (mx. 50 ppm).

E7: Aceite muy estable, para permanecer en el Grado SAE que provee efectivo control de la limpieza de los pistones, del pulido de las camisas y estabilidad del lubricante. Adems provee excelente control del desgaste y los depsitos del turbocargador, manejo del holln y estabilidad del lubricante. Est recomendado para motores diesel de alta potencia que cumplen los requerimientos de emisiones de Euro 1, Euro 2, Euro 3 y Euro 4; y trabajan bajo condiciones muy severas, por Ej.: intervalos entre cambios extendidos significativa-mente, de acuerdo a las recomendaciones del fabricante. Es apropiada para motores sin filtros de partculas y para la mayora de los motores con EGR y la mayora de los motores equipados con sistemas SCR para reduccin del NOx. Sistema de refrigeracin

El lquido de enfriamiento recircula desde el radiador hasta el motor. El lquido de enfriamiento a baja temperatura llega a la bomba, donde es absorbido y bombeado al block motor, que se encuentra con elevada temperatura.

El lquido de enfriamiento fluye hasta la tapa de cilindros, donde absorbe ms calor. El lquido caliente es devuelto al radiador por su entrada superior. El aire que pasa a travs del radiador, enfra el lquido para permitir que regrese al motor a baja temperatura.

Bomba del lquido de enfriamiento

La bomba del lquido de enfriamiento es centrfuga, y es accionada por banda o correa desde la polea del cigeal. El lquido es jalado en el centro del impulsor y arrojado hacia fuera desde las puntas del impulsor.

La bomba se disea de manera que no use ms potencia que la necesaria para circular el lquido. Al aumentar las rpm del motor, ste produce ms calor y se necesita ms lquido de enfriamiento.

El lquido de enfriamiento que sale desde las puntas del impulsor, pasa a travs de un caracol, el cual le da direccin y sentido de giro al lquido de enfriamiento.

Flujo del lquido de enfriamiento

El lquido de enfriamiento circula a travs del motor de dos formas distintas, en paralelo o en serie.

En el sistema de flujo en paralelo, el lquido de enfriamiento fluye dentro del block motor con presin, luego cruza la junta de la tapa de cilindros, alrededor de cada uno de los cilindros.

En el sistema de flujo en serie, el lquido circula a travs de todos los cilindros, luego llega a la parte posterior del block motor, donde se encuentra con grandes aberturas para facilitar la circulacin del lquido de block - tapa y de tapa - block.

En las tapas de cilindros, la salida del lquido de enfriamiento se ubica en el lado ms alto de sta, para no permitir la formacin de colchones (cmaras) de aire. En los motores longitudinales, la salida del lquido se encuentra en la parte delantera de la tapa de cilindros. En los motores transversales, la salida se ubica sobre la parte posterior de la tapa de cilindros.

La formacin de aire debe ser eliminada del sistema, para esto se utiliza en muchos modelo, un depsito auxiliar.

Desviacin

Se coloca un termostato en la salida del lquido para restringir el flujo de lquido hasta que el motor llega a la temperatura de funcionamiento del termostato.

Una desviacin que se ubica alrededor del termostato, permite que algo del lquido de enfriamiento circule dentro del motor durante el calentamiento. La desviacin del lquido de enfriamiento es un conducto pequeo que va desde la tapa a la admisin de la bomba de lquido de enfriamiento.

Esto sucede incluso cuando est abierto el termostato. Esta desviacin puede ser interna o externa.

Termostato

El termostato es una vlvula controlada por la temperatura, que se sita en el orificio de salida del lquido de enfriamiento del motor. En algunos modelos de hoy en da, por razones de seguridad, se utiliza el termostato en la entrada del lquido de enfriamiento.

Un censor de cpsula debe ser ubicado del lado del lquido con temperatura, de manera que se hinche y abra la vlvula. Al estar la vlvula termosttica en posicin de mezcla, permite que circule lquido al radiador y el resto contine fluyendo a travs de la desviacin.

La restriccin del termostato hace que se suba la presin del lquido de enfriamiento y la velocidad del mismo aumenta, logrando disminuir la temperatura y presin.

El termostato se abre en su totalidad bajo condiciones de temperaturas extremas.

Sistema de enfriamiento externo

El radiador limita la cantidad mxima de enfriamiento del motor y es diseado para obtener la mxima transferencia de calor.

El aire de enfriamiento fluye a travs del radiador y lo ayuda un ventilador o electro ventilador.

Radiador

Los radiadores se fabricaban en cobre y latn para darle mayor resistencia a la corrosin. Hoy en da se fabrican de aluminio y plstico.

El calor se transfiere desde el lquido de enfriamiento a las aletas del radiador, en una relacin de siete veces ms alta que el calor del aire. La capacidad de transferencia del radiador depende del ancho, el largo y el alto del mismo, teniendo en cuenta la cantidad de aletas por centmetro cuadrado.

Los tubos del lquido de enfriamiento son rectos de flujo libre (huecos). A las aletas se les da pequeas inclinaciones para permitir que el aire roce sobre toda la superficie de la aleta. Los colectores de los radiadores o tanques que cierran los extremos, son fabricados en latn o plstico.

Los radiadores pueden ser de flujo vertical u horizontal.

Figura 3.6.1.: Radiador de flujo horizontal

Figura 3.6.2.: Radiador de flujo vertical

Tapa a presin

En los tubos o bocas de llenado, el radiador tiene una tapa a presin con una vlvula de resorte, que cierra el respiradero del sistema. Esto hace que se acumule presin en el interior de la tapa hasta llegar a este punto mximo de presin, de manera que la vlvula libere la presin, evitando que se dae el sistema.

Los sistemas de enfriamiento se presurizan con el fin de elevar el punto de ebullicin del lquido de enfriamiento.

La temperatura o punto de ebullicin, aumentar aproximadamente 1.5C por cada libra que se aumente de presin. A presin atmosfrica normal, el lquido hervir a aproximadamente 100C. Con una tapa que aumente aproximadamente 15psi, el lquido hervir a 125C, por lo tanto ser mayor el punto de ebullicin y la tolerancia de este punto, y por tanto, el punto de funcionamiento.

Si existe demasiada presin dentro del sistema, se forzar normalmente al lquido a pasar a travs de un tubo de derrame. Este tubo lleva el exceso de presin a la parte baja del radiador, y en otros casos, a un depsito auxiliar. Dicho depsito mantendr en su interior el lquido derramado con el motor en temperatura.

Cuando se enfra el sistema, baja la presin formndose un vaco parcial; esto jala lquido desde el depsito, de manera que el sistema se mantenga cargado. Se los llaman a estos, sistemas de recuperacin del lquido de enfriamiento.

Ventilador

La mayora de los automviles con motores transversales, accionan al ventilador por medio de motores elctricos. Algunos vehculos con motores longitudinales de ltimo modelo, utilizan tambin electro ventiladores. En los vehculos ms antiguos con motores longitudinales, los ventiladores se accionaban por bandas o correas desde el cigeal.

El ventilador se disea de manera que mueva el suficiente aire en su velocidad ms baja y tambin a velocidades altas.

Existen ventiladores de plstico flexible o con hojas de acero flexible, de manera que el volumen de aire que absorbe a velocidades bajas, aumente cuando acelere ste.

Figura 3.8.1.: Electro ventilador

Figura 3.8.2.: Ventilador

CALIDAD DEL AGUA Todos los fabricantes de bombas de agua para automviles, como as tambin los fabricantes de los lquidos refrigerantes, recomiendan utilizar agua destilada o desmineralizada para el sistema de enfriamiento del vehculo: pero ocurre que algunos usuarios al cambiar la bomba de agua o limpiar el radiador, con el fin de ahorrar dinero, utilizan cualquier tipo de agua, menor concentracin del liquido refrigerante, u otro de inferior calidad ms econmico, o lo que es peor, no usan refrigerante

El tipo de agua es muy importante: los que usan agua de lluvia desconocen que sta es de carcter cido (debido al arrastre de gases existentes en la atmsfera, segn la zona geogrfica) por lo tanto puede causar corrosin cida en la bomba y partes del circuito.-

Los que utilizan otro tipo de agua, distintas a las recomendadas, tambin desconocen que suelen ser aguas con elevada dureza. -

La dureza del agua superficial o subterrnea, depende de la formacin geolgica del suelo del que proviene. Por calentamiento de ste tipo de agua, se producen incrustaciones que impiden un correcto intercambio de calor, y depsitos blancos en el interior de la bomba de agua.-

Lo ms grave es, que adems de lo anterior, se puede producir el desgaste o rayado del carbn del aro de frotamiento en el sello mecnico de la bomba de agua, debido a la presencia de partculas abrasivas de xidos, que se desprenden y estn presentes en el lquido circulante, lo que produce el pronto deterioro de la bomba debido a prdidas por la empaquetadura. Algunas muestras de los defectos o inconvenientes que son producidos por el mal uso del

agua y refrigerante en el sistema de enfriamiento, se dan en hojas apartes.-

Foto 1: Bomba que ha trabajado con un refrigerante orgnico correctamente formulado y usado en la proporcin exacta ms un agua de buena calidad. No se observa ningn dao ni sntoma de corrosin en las partes ferrosas y de aluminio.

Foto 2: Igual que en el caso anterior, no se aprecian daos de corrosin en las partes metlicas.- En este caso se us un refrigerante de base inorgnica puesto de manifiesto por la coloracin oscura en el cuerpo de la bomba, que ha cumplido correctamente su misin protectora.

Foto 3: Bomba donde se us un refrigerante sin aditivos para la proteccin de metales no ferrosos, lo que ha provocado fuerte corrosin blanca en el cuerpo de aluminio, con muy poco o ningn dao de las partes ferrosas.

Foto 4: En este caso se observa fuerte corrosin marrn-rojiza sobre las partes ferrosas y depsito de oxido frrico en el cuerpo de aluminio. En esta ocasin, el usuario utiliz agua de lluvia, sin refrigerante, seguramente todo el circuito de refrigeracin est totalmente contaminado.-

Foto 5: Similar al caso N 4, aqu se utiliz agua sola, o con una proporcin muy baja de refrigerante lo cual provoc corrosin y ataque qumico sobre ambos metales (roja sobre el eje y blanca sobre el aluminio).

Foto 6: En este caso slo se uso agua de mala calidad con muy pequeo o ningn contenido de lquido refrigerante. Se aprecia que la solucin utilizada no cuenta con los aditivos lo que ha provocado principio de corrosin roja sobre las partes ferrosas, fuerte corrosin blanca y sectores corrodos por cavitacin en los bordes internos del cuerpo, que tambin produjo un pequeo agujero en la parte izquierda.-

Durante muchos aos se utilizaron aceites de petrleo no fortificados en el sistema de aceite lubricante. Debido a los gases soplados mencionados anteriormente, se formaba rpidamente lodo en estos aceites.