Charla Motores
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EL ACEITE DE MOTOR
¿QUÉ HACE TAN PARTICULAR A UN ACEITE DE MOTOR?
Debe proteger al motor contra el desgaste natural Refrigera las partes del motor Tiene que soportar altas temperaturas (evaporación, iv) Sufre grandes variaciones de temperatura (oxidación, punto mínimo de
fluidez, índice de viscosidad) Trabaja bajo altas presiones (fatiga mecánica) Es atacado por productos ácidos (neutralización) Debe proteger al motor contra el ataque del entorno Tiene que evitar la formación de depósitos y el taponamiento de filtros Etc., etc., etc.
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DESGASTE DEL
HERRUMBRE
DEPOSITOS EN ADMISION
PEGADO DE ANILLOS
PULIDO DE CILINDROS
DESGASTE DE COJINETES
LODOS
PRE-IGNICION
DEPOSITOS EN PISTON
DESGASTE DE CILINDRO
ESTABILIDAD AL CORTE
CONSUMO DE ACEITE
TREN DE VALVULAS
LODOSAUMENTO DEVISCOSIDAD
- 200-350°C
- 80-150 °C
- 40- 70 °C
- 30-40 °C
RESUMEN DE AREAS CRÍTICAS
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PRESION DEL
PRESION ROTACIONALDE LA LEVA =
21.000 Kg / cm 2
DESGASTE DE LEVA
DESGASTE DE BOTADOR
RESORTE
ZONA DEL TREN DE VÁLVULAS
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ZONA DEL TREN DE VÁLVULAS
CONDICIONES DE TRABAJO
Área de alta presión entre las piezas, mas no de muy alta temperatura El aceite tarda un poco de tiempo en llegar al tren de válvulas En el área de contacto las presiones pueden llegar a 2.07 x 109 N/m2 por lo
que las levas y botadores estan sujetos a un fuerte riesgo de desgaste. El desgaste en esta zona produce una apertura reducida de las válvula y
por ende pérdida de potencia en el motor.
REQUERIMIENTOS DEL LUBRICANTE
Debe tener un aditivo antidesgaste de alta calidad Tanto el aceite base, como el aditivo mejorador de índice de viscosidad,
deben permitir una adecuada fluidez a bajas temperaturas (importancia de los lubricantes multigrados)
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INCORRECTO SUMINISTRO
VALVULA
VAPOR DE COMBUSTIBLEACEITEDEPOSITOS
COMBUSTIBLE
DE COMBUSTIBLE
PEGADA
HERRUMBRE
ZONA DEL TREN DE VÁLVULAS
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ZONA DEL TREN DE VÁLVULAS
CONDICIONES DE TRABAJO
Formación de Herrumbre: Debido a las baja temperaturas, regímentes de arranque y parada,largos períodos de reposo sin uso y presencia de agua y ácidos condensados Desgaste y Pegado de Válvulas
Formación de Depósitos en Válvulas: Debido a las altas temperaturas en la parte superior de las mismas Apertura incorrecta y Pegado de Válvulas
REQUERIMIENTOS DEL LUBRICANTE
Debe tener un aditivo detergente de alta calidad Debe tener un aditivo antiherrumbre de larga duración Alta resistencia a la oxidación para minimizar la formación de depositos
del tipo laca o barniz.
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+ de 800° C
FORMADO
DE DEPOSITOS
BARNIZ
ANILLO DE
PISTON PEGADO
GASES DE VENTEODESGASTE EXCESIVO
ZONA DE LOS PISTONES
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CONDICIONES DE TRABAJO
Zona de muy altas temperaturas: 330°C en la cabeza del pistón y 290°C en el anillo superior
El aceite debe lubricar los anillos para evitar su pegado y desgaste
Formación de depósitos en los anillos por los residuos de la combustión y el craqueo del aceite. Estos depósitos puede desencadenar los siguientes problemas:
Pegado de anillos: Los depósitos detras de los anillos evitan que estos se muevan libremente en sus ranuras, perjudicando el sellado. Perdida de potencia Aumento del consumo de aceite Aumento de los gases de venteo Desgaste excesivo de anillos y camisas: Los depósitos detras de los anillos fuerzan a los anillos contra las camisas, acelerando el desgaste. Desgaste abrasivo: Los depósitos sobresalen del nivel de los anillos, rallando las camisa y generando desgaste.
ZONA DE LOS PISTONES
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CONDICIONES DE TRABAJO (Continuación)
Formación de depósitos en las cabezas de pistón por los residuos de la combustión y el craqueo del aceite. Estos depósitos puede desencadenar los siguientes problemas:
Pulido de cilindros: Conduce a la pérdida de retención de aceite por el desgaste excesivo.
Formación de depósitos provenientes de la oxidación (lacas) en paredes, faldas y parte inferior de los pistones. Se observa lo siguiente:
Falta de enfriamiento del pistón: La falta de enfriamiento implica que los pistones trabajarán a temperaturas mayores lo cual implica una dilatación excesiva del mismo y por lo tanto un desgaste mayor. Pobre retención de aceite sobre las paredes del cilindro: Esto implica una mala lubricación y por lo tanto desgaste.
Corrosión: Los subproductos de la combustión tienen una naturaleza ácida, que produce corrosión sobre los componentes del motor.
ZONA DE LOS PISTONES
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REQUERIMIENTOS DEL LUBRICANTE
Alta detergencia de un adecuado nivel de basicidad para evitar la formación de depósitos y neutralizar los ácidos.
Dispersantes, para evitar que los residuos suspendidos en el aceite se aglomeren y tapen los filtros o se vuelvan mas dañinos.
Aditivación antidesgaste, pues los anillos y pistones trabajan en régimen de lubricación límite, especialmente en los puntos muertos superior e inferior.
ZONA DE LOS PISTONES
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Cambios en el diseño del Pistón Reducción del “Crevice Volume”
Pistón Diseño Anterior Pistón Diseño ActualAltura región superior
Posición del anillo superior
ZONA DE LOS PISTONES
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FUNCIONAMIENTOARRANQUE
COMPLETA PRESION SUMINISTRO
LUBRICACION
HIDRODINAMICA
SIN PRESIONDE ACEITE
CARGA
LUBRICACIONMIXTA
LUBRICACION
LIMITE
DE ACEITE DE ACEITEDE ACEITE
BAJA PRESION
ACEITE
PRESION DE
ZONA DE LOS COJINETES
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CONDICIONES DE TRABAJO
Arranque: Esta es la etapa crítica en el trabajo de los cojinetes ya que pasan de una lubricación límite a una lubricación hidrodinámica. Durante el arranque es crítico un suministro rápido de lubricante (multigrado)
Desgaste abrasivo: Los cojinetes son muy suceptibles al desgaste producido por partículas pues las tolerancias que utilizan son muy finas.
Ataque químico: Los cojinetes son muy bulnerables frente al ataque químico debido a que en su composición predominan los metales blandos
REQUERIMIENTOS DEL LUBRICANTE
Buenas características de bombeabilidad a bajas temperaturas
Aditivos detergentes y dispersantes que no ataquen metales blandos
* Adecuado sistema de filtrado para evitar el desgaste abrasivo
ZONA DE LOS COJINETES
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FORMACIÓN
Gran parte de los lodos se forman por la mezcla de los gases de venteo (con residuos de agua y combustible sin quemar) con el aceite.
En funcionamiento normal, el agua y combustible se evaporan, pero en viajes cortos, forman una emulsión no lubricante que a la larga se transforma en lodo. Esto genera los siguientes problemas:
Formación de barro en el carter: Que genera aumento de viscosidad y bloqueo de los pasos de aceite Formación de barro en la caja de balancines: Debida a el ensuciamiento del venteo de aire. Se forma un lodo negro inicialmente blando y posteriormente duro.
REQUERIMIENTOS DEL LUBRICANTE
Aditivos detergentes y dispersantes de excelente calidad
LODOS EN EL CARTER
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GASES DE COMBUSTION
COMBUSTIBLE
AGUA
ACEITE
EMULSION
LODO
LODO
EMULSION
LODOS EN LA TAPA DE VÁLVULAS
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DE HOLLIN NORMAL DE ACEITE
MOLECULA OXIDADA
PARTICULAS MOLECULA
DEL ACEITE
AUMENTO DE LA VISCOSIDAD
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CAUSAS
Las altas temperaturas son el catalizador principal del proceso de oxidación del aceite. Este proceso genera lacas y barnices, que son los depósitos mas adhesivos y dañinos.
Las malas condiciones de combustión, entre ellas trabajo en altura, generan hollin, que entre otras cosas tiene el efecto de espesar al aceite.
REQUERIMIENTOS DEL LUBRICANTE
Alta resistencia a la oxidación
Buena tolerancia al hollín (por una buena dispersancia)
AUMENTO DE LA VISCOSIDAD
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DISMINUCIÓN DE LA VISCOSIDAD
MEJORADOR DE VISCOSIDAD
MEJORADOR DE VISCOSIDAD POCO ESTABLE
DESPUES DEL CIZALLAMIENTO
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CAUSAS
Cizallamiento del aditivo mejorador de índice de viscosidad. Produce desgaste debido al adelgazamiento de la película lubricante.
Dilusión por combustible: Se debe a una falla en el sistema de inyección de combustible que permite que éste se pase crudo al carter y se mezcle con el aceite. Tiene el mismo efecto de disminución de la viscosidad.
REQUERIMIENTOS DEL LUBRICANTE
Aditivo mejorador de indice de viscosidad con buena estabilidad al corte.
* Adecuado régimen de suministro de combustible
DISMINUCIÓN DE LA VISCOSIDAD
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CAUSAS
Aditivos de base metálica forman depósitos duros al quemarse. Tambien pueden provenir de combustible mal quemado
PROBLEMAS DERIVADOS
Ensuciamiento de bujias: Los depósitos producen una chispa mas debil con la consecuente pérdida de potencia.
Autoignición: Produce que la mezcla se encienda antes que la bujía lo haga. Esto trae como resultado pérdida de eficiencia de combustión, recalentamiento, pérdida de potencia y tensiones exesivas en el motor.
REQUERIMIENTOS DEL LUBRICANTE
Buena detergencia Adecuado nivel de aditivos. El exceso producirá las cenizas.
DEPOSITOS DE CENIZAS
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CONDICIONES EN TURBOCARGADORES
Las altas temperaturas en los cojinetes debidas a los gases de escape (mas de 600°C) generan oxidación en del aceite, lo que a la larga se traduce en depósitos que pueden agarrotar el turbo.
Se requiere de un lubricante muy resistente a la oxidación.
CONDICIONES EN BOTADORES HIDRÁULICOS
Propensos a bloqueos, fallas por espumación y formación de herrumbre. Conducen a una incorrecta regulación de apertura de válvulas. Se requiere de un buen aditivo detergente, un buen antiespumante y
buenas características antiherrumbrantes.
TECNOLOGÍA DE VÁLVULAS MÚLTIPLES
El aceite tiene mas piezas que lubricar y a diferentes niveles de esfuerzo. Se requiere de un buen aditivo antidesgaste
FACTORES DERIVADOS DEL DISEÑO
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SALIDA DE GASESDE ESCAPE
ENTRADA
DEPOSITOS DEACEITE OXIDADO
CALIENTES
DE AIRE
DEPOSITOS EN EL TURBO
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DEPOSITOS EN BOTADORES HID.
BORDE HIDRAULICOACEITE DEL SISTEMADE LUBRICACION
NOTAR
LOS ESTRECHOS PASOS DE ACEITE
EN EL BOTADOR HIDRAULICODIAGRAM SUPPLIED BY VW
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DEMASIADO FÓSFORO ENVENENA A LOS METALES NOBLES: PLATINO, RODIO, PALADIO, CERIO, ETC
CONTAMINACIÓN DEL CATALIZADOR
CATALIZADOR
DE TRES VIAS
INYECTOR DE
COMBUSTIBLE
UNIDAD
DE CONTROLELECTRONICA
LOS GASES DE COMBUSTIÓN
CONTIENEN METALESDEL ACEITEQUEMADO
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EL PROBLEMA ES SIMILAR EN CATALIZADORES PARA MOTORDIESEL (CATALIZADORES DE OXIDACIÓN)
CONTAMINACIÓN DEL CATALIZADOR
CATALIZADORDE DOS VIAS
CO
HC
CO
H
2
O2
FORMA DE OPERACION :
CATALIZADORES SOBRE UNA MATRIZ CERÁMICA POROSA
CAMARA DE COMBUSTION
INYECTOR
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CARACTERÍSTICAS DEL LUBRICANTE
Requiere de buenos agentes antidesgaste con bajo contenido de fósforo. * Se requiere que el motor esté en buenas condiciones para evitar que se
tengan que hacer rellenos contínuos que a la larga resultan en el quemado del aceite y la contaminación del catalizador.
CONTAMINACIÓN DEL CATALIZADOR
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Lubricación de Motores DieselGrados de Viscosidad SAE
Grado de Viscosidad a Viscosidad aViscosidad Bajas Temperaturas Altas Temperaturas
SAE CCS, cP Cinemática (cSt) @ 100°C
Máximo Mínimo. Máximo0W 3250 @ -30 3.8 ---5W 3500 @ -25 3.8 ---10W 3500 @ -20 4.1 ---15W 3500 @ -15 5.6 ---20W 4500 @ -10 5.6 ---25W 6000 @ - 5 9.3 ---20 ------ 5.6 <9.330 ------ 9.3 <12.540 ------ 12.5 <16.350 ------ 16.3 <21.960 ------ 21.9 <26.1
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Lubricación de Motores DieselViscosidad vs Temperatura
Vis
cosi
dad C
inem
áti
ca, cS
t
1,000,000
100,000
10,000
1,000
100
10
5
3
-30 -20 -10 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120
Temperatura °C
SAE 50SAE 40SAE 30SAE 20WSAE 10W
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Lubricación de Motores DieselÍndice de Viscosidad
1,000,000
100,000
10,000
1,000
100
10
5
3
-30 -20 -10 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120
SAE 40
SAE 15W
SAE 15W-40
Vis
cosi
dad C
inem
áti
ca, cS
t
Temperatura °C
Indica el grado de variación de la Viscosidad con respecto a la Temperatura
zx 4-29-02 HD4 392
Depósitos en pistón
Corrosión
Espesamiento x hollín
Desgaste tren válvulas
Desgaste anillo y camisa
Consumo de aceite
Lodos
Taponamiento de filtro
Bombeabilidad de aceite usado
Oxidación
HEUI Aireación del aceite
Estabilidad al corte
CI-4
CH-4
CG-4
CF-4
CF
Beneficios para
motorescon EGR y
sin EGR
COMPARACIÓN DE DESEMPEÑO CI-4
zx
Mobil Delvac 1
Mobil Delvac MX
API CI-4/SJ SAE 5W-40El 100% Sintetico
API CI-4 / CH-4 / CF-4 / SH SAE 15W-40Prolonga la vida del motor
Mobil Delvac SuperAPI CF-4 / SG. SAE 15W-40Menor consumo de combustible
Mobil Delvac 1400API CF/SF SAE 30, SAE 40 y SAE 50El monogrado del mas alto desempeño
Mobil Diesel TurboTEC. API CF-4 / CE / SG. SAE 25W-50Maxima viscosidad