INTEGRANTES:
Javier Guevara Guerrero
Esther Ochoa Reinoso
Hugo Quezada
SISTEMA DE
LUBRICACIÓN
Proyecto de Motores de Combustión Interna
Contenido
Objetivos ....................................................................................................................................... 3
Objetivos específicos ..................................................................................................................... 3
Introducción. ................................................................................................................................. 3
Marco teórico ................................................................................................................................ 3
Lubricación ................................................................................................................................ 3
Tipos de lubricación .............................................................................................................. 4
Hidrodinámica. - .................................................................................................................... 4
Lubricación hidrostática. – .................................................................................................... 4
Lubricación elastohidrodinámica. – ...................................................................................... 4
Lubricación de película mínima o al límite. – ........................................................................ 4
Lubricación con material sólido. – ........................................................................................ 4
Partes a lubricar ........................................................................................................................ 5
Circuito de lubricación de un motor grande ......................................................................... 6
Consideraciones para la lubricación de turbo-cargadores.................................................... 7
Mecanismos de lubricación....................................................................................................... 7
Por presión ............................................................................................................................ 7
Barboteo o salpicado............................................................................................................. 8
Carter saco y cárter húmedo ................................................................................................. 9
Elementos que conforman el sistema de lubricación ............................................................... 9
Cárter..................................................................................................................................... 9
Bomba de presión ............................................................................................................... 10
Regulador de presión .......................................................................................................... 11
Filtro de aceite..................................................................................................................... 11
Sistema de filtración ............................................................................................................ 12
Tipos de filtros de Aceite ..................................................................................................... 14
Mantenimiento del sistema de lubricación ................................................................................ 15
1.
Cambiar filtros ................................................................................................................. 15
2.
Cambiar aceite................................................................................................................. 16
3.
Revisar niveles ................................................................................................................. 18
4.
Verificar presión de aceite .............................................................................................. 19
Fallas en el sistema de lubricación .............................................................................................. 20
Propiedades de un lubricante ..................................................................................................... 22
Tipos de aceite: ................................................................................................................... 22
Requerimientos: .................................................................................................................. 22
Composición: ....................................................................................................................... 22
Propiedades: ....................................................................................................................... 22
Cálculos ....................................................................................................................................... 24
Lubricación del cojinete .......................................................................................................... 24
LEY DE NEWTON DE FLUJO VISCOSO: ................................................................................. 25
LEY DE PETROFF................................................................................................................... 25
Sobre los cálculos: ................................................................................................................... 26
Ejemplo 1................................................................................................................................. 27
Ejemplo 2................................................................................................................................. 27
Conclusiones ............................................................................................................................... 28
Referencias Bibliográficas ........................................................................................................... 28
Objetivos
Explicar a los estudiantes de la clase de Motores de Combustión Interna el funcionamiento de
un sistema de lubricación considerando las características de un motor de grandes proporciones.
Objetivos específicos





Realizar una investigación sobre los diferentes mecanismos de lubricación y sus partes.
Destacar la importancia del lubricante en el motor y explicar sus características
principales.
Comparar los distintos tipos de sistemas de lubricación y el modo en que se filtran.
Entender el correcto mantenimiento de un sistema de lubricación.
Estudiar los modos de fallas del sistema de lubricación.
Introducción.
En el presente trabajo se realizará una investigación completa acerca del sistema de lubricación
en los motores de combustión interna. Primeramente, se debe establecer la importancia y
finalidad del sistema de lubricación; la lubricación es un proceso empleado con la finalidad de
reducir el rozamiento entre dos superficies que se encuentran interactuando, habiendo un
contacto y movimiento relativo entre ellas. Para poder reducir este rozamiento se utiliza una
sustancia llamada lubricante que si se la interpone entre ambas superficies forma una película
q impide el contacto entre dichas superficies. Un lubricante puede ser una sustancia sólida,
líquida y en ciertos casos puede ser también empleado un gas.
Una segunda función muy importante de la lubricación es la propiedad que tiene de poder
enfriar el sistema mecánico que se esté lubricando, actuando, así como medio refrigerante.
Debido a que, al reducir la fricción entre superficies, previene la excesiva producción de calor, y
dependiendo de las propiedades de la sustancia lubricante esta puede disipar mejor y más
eficazmente el calor que se produzca en un sistema mecánico.
Como todo sistema mecánico el motor de combustión interna requiere que sus partes sean
correctamente lubricadas para mantener su eficiencia. Es importante asegurarse que el
lubricante que se emplee no esté contaminado y que no haya perdido sus propiedades, solo así
nos podemos asegurar de que la lubricación del motor sea óptima. Si el lubricante no se
encontrase en condiciones de operación óptimas puede producir los siguientes daños:







Desgaste prematuro de partes
Daño a componentes del motor o accesorios (turbo-cargador, cigüeñal, bielas,
etc.)
Mayor emisión de contaminantes
Daño al convertidor catalítico
Formación de carbón en la cámara de combustión
Fugas en los anillos de los cilindros
Evaporación del lubricante
Marco teórico
Lubricación
Es el proceso o técnica empleada para reducir el rozamiento entre dos superficies que se
encuentran muy próximas y en movimiento una respecto de la otra, interponiendo para ello una
sustancia entre ambas denominada lubricante que soporta o ayuda a soportar la carga (presión
generada) entre las superficies enfrentadas. La película de lubricante interpuesta puede ser un
sólido, (por ejemplo, grafito, MoS2),1 un líquido (grasa) o excepcionalmente un gas.
El motor de combustión interna es una máquina térmica que funciona a alta velocidad de
rotación y con numerosas piezas interiores con movimiento relativo, sometidas a rozamiento
mutuo, y a grandes cargas. Es una máquina que genera trabajo y abundante calor en su interior
que debe ser disipado al exterior a fin de mantener los niveles de temperatura de las piezas en
valores adecuados para el funcionamiento.
Dentro de un motor, hay muchas piezas que giran y rozan. Estas hacen un contacto directo de
metal con metal, y causan una pérdida de energía y el agarrotamiento por la fricción. Los
sistemas de lubricación surten de aceite a estas partes con fricción y producen una capa delgada
que evita contacto directo entre las partes metálicas.
Tipos de lubricación
La lubricación tiene varios objetivos. Entre ellos se pueden mencionar los siguientes:



Reducir el rozamiento o fricción para optimizar la duración de los componentes.
Disminuir el desgaste.
Reducir el calentamiento de los elementos del motor que se mueven unos con respecto
a otros.
Durante el funcionamiento del motor se genera una gran cantidad de calor. El calor generado
entre algunas piezas en movimiento es de tal magnitud que un motor de combustión interna no
puede operar durante mucho tiempo antes de que ocurra algún daño.
Para cumplir con estos objetivos existen 5 tipos diferentes de lubricación los cuales son muy
importantes, éstos son:
Hidrodinámica. - Es aquella en la que las superficies que interactúan (cojinete y flecha)
y que soportan la carga (puede ser el peso) y que generan esfuerzos mecánicos, están
separadas por una capa de lubricante relativamente gruesa a manera de impedir el
contacto entre metal y metal.
Lubricación hidrostática. – Se obtiene introduciendo el lubricante en el área de soporte
de la carga a una presión suficientemente elevada para separar las superficies con una
capa relativamente gruesa de lubricante. Se utiliza en los elementos donde las
velocidades son relativamente bajas.
Lubricación elastohidrodinámica. – Es el fenómeno que ocurre cuando se introduce
un lubricante entre las superficies que están en contacto rodante como los engranes y
los cojinetes, generalmente se debe al comportamiento que tiene el lubricante debido
a su composición química.
Lubricación de película mínima o al límite. – Este tipo de lubricación es muy
importante porque se genera cuando se presenta una condición anormal en el motor.
Por calentamiento, aumento de carga, fuga de aceite, disminución de la viscosidad.
Lubricación con material sólido. – Este tipo de lubricación se genera cuando se
agregan partículas de material solido al lubricante, estas pueden ser de materiales antifricción como el grafito o el di-sulfuro de molibdeno. Estos compuestos se comportan
como si fueran “canicas” y se separan a los elementos en movimiento evitando el
contacto físico entre ellos.
En la lubricación de un motor de combustión interna generalmente se presentan combinaciones
de estos fenómenos lo cual mejora la efectividad de la lubricación.
Partes a lubricar
Por lo general todas las partes móviles del motor requieren de una lubricación continua entre
estas las principales son:






Paredes de cilindro y pistón
Bancadas del cigüeñal
Pie de biela
Árbol de levas
Eje de balancines
Engranajes de la distribución
Figura 1 Sistema típico de lubricación
Circuito de lubricación de un motor grande
1, BOMBA DE ACEITE. 2, TOMA DE ACEITE DEL CÁRTER. 3, VÁLVULA DE DESCARGA. 4,
INTERCAMBIADOR DE CALOR. 5, VÁLVULA DE BY – PASS DEL INTERCAMBIADOR. 6, FILTROS. 7,
VÁLVULA BY – PASS DE FILTROS. 8, CONDUCTO DE ENGRASE A LA BOMBA DE INYECCIÓN Y AL
TURBOCOMPRESOR. 9, SURTIDOR DE ENGRASE DE LA PARTE BAJA DEL PISTÓN. 10, VÁLVULA
DE CONTROL DE LA PRESIÓN DEL SURTIDOR. 11, BOMBA DE INYECCIÓN. 12,
TURBOCOMPRESOR. 13, INDICADOR DE LA PRESIÓN DEL ACEITE EN EL CIRCUITO. 14, TOMA
DEL INDICADOR DE PRESIÓN.
La bomba (1) recoge el aceite del cárter a través de un filtro (2) estabilizándose la presión por
medio de la válvula de descarga (3). El aceite pasa al intercambiador de calor (4) a través del
conducto (A), sigue por el conducto (B) hacia los filtros secundarios (6) con su válvula de
descarga (7). La válvula de presión (5) del intercambiador puede abrirse cuando la presión del
aceite supera ciertos límites diferenciales entre A y B, haciendo a la vez de una válvula de
protección.
A la salida del conducto que va a los filtros (7) está la derivación (8) que manda el aceite hasta
el surtidor (9) de proyección al pistón. Otros circuitos auxiliares se derivan hacia la bomba de
inyección (11) y turbocompresor (12), descargando ambos al cárter.
Consideraciones para la lubricación de turbo-cargadores
El sistema de lubricación en un turbocompresor es, sin ninguna duda, el punto más importante
a la hora del mantenimiento y durabilidad del turbo puesto que trabaja con temperaturas de
hasta 900ºC debido a los gases de escape procedentes del motor, por lo que se necesita un
sistema de lubricación adecuado para que no se fundan los diferentes elementos que lo
componen. En este caso la estimación que se ha realizado ha sido de unos 500/600 °C.
Mecanismos de lubricación
Son un conjunto de elementos encargados de mantener la circulación del lubricante entre las
piezas en movimiento para disminuir la fricción.
La lubricación en el motor se puede realizar de las siguientes maneras:
Por presión
Se trata del sistema de uso generalizado en los motores actuales. El aceite que se encuentra
depositado en el cárter, es impulsado por la acción de una bomba y mandado a presión por las
canalizaciones de lubricación hacia todas las piezas en movimiento que requieren lubricación
constante, rebosando nuevamente hacia el cárter.
Los lugares donde no llegan las canalizaciones se lubrica n mediante proyección de aceite,
provocada por el movimiento de las bielas
El aceite pasa por un filtro que asegura su limpieza, ya que si llevase partículas en suspensión
resultaría abrasivo
El aceite es absorbido desde el Carter por una bomba a través de un filtro depurador, enviándolo
a presión a otro filtro para después enviar el aceite a las diferentes partes móviles del motor por
medo de los canaletes, produciéndose una niebla aceitosa.
Los elementos que constituyen el circuito de lubricación a presión son los seguidamente
representados:



Apoyos del árbol de levas y cigüeñal
Cojinetes de biela
Eje de balancines
Los órganos lubricados por proyección son:



Camisas y pistones
Levas
Mando del sistema de distribución
Figura 2 Lubricación de las partes del motor
Una mejora del sistema de lubricación es el conocido como “a presión total”, consistente
en que el bulón se lubrica a presión, ya que la biela esta taladrada en su longitud.
Figura 3 Trayectoria de lubricación de la biela
Barboteo o salpicado
El aceite del cárter es recogido por cucharillas incorporadas en las tapas de las bielas, al girar el
cigüeñal lo lanza a las paredes de los cilindros y a las partes móviles
Carter saco y cárter húmedo
Figura 4 Esquema del sistema con cárter húmedo y cárter seco
La mayoría de motores vehiculares utilizan un sistema de cárter húmedo, en el cual todo el
aceite del motor se almacena dentro del cárter del cigüeñal en el cárter del aceite. En un sistema
de lubricación con cárter seco, el aceite del motor se almacena en un depósito externo al motor,
de manera que el cárter del cigüeñal siempre contiene una mínima cantidad de aceite.
Ventajas
En un motor con cárter de aceite húmedo, el aceite se puede salir por el tubo de recolección de
la bomba de aceite durante las maniobras altamente dinámicas tales como el manejo en curvas
cerradas, frenado y aceleración. Esto ocasiona que el aceite del motor se agote, provocando
daño en los cojinetes o una falla catastrófica en el motor.
El sistema de cárter seco almacena el aceite del motor en un depósito alto y angosto. Su forma
evita que el aceite se derrame o no cubra el tubo de recolección de aceite incluso cuando se
realizan maniobras altamente dinámicas. El sistema de cárter seco optimiza las capacidades
dinámicas del vehículo, razón por la cual los automóviles de carreras y deportivos de lujo utilizan
este tipo de sistema de lubricación. Adicionalmente, la aireación del aceite es menor en un
sistema con cárter seco debido a que el aceite se expone menos tiempo al viento del cárter del
cigüeñal. El aceite distribuido a los cojinetes por lo general
Elementos que conforman el sistema de lubricación
Cárter
El cárter de aceite recolecta y almacena el aceite de motor. Muchos cárteres de aceite son
hechos de láminas de acero prensado, con una zona hueca profunda y una placa divisora
construida en previsión al oleaje del aceite para adelante y para atrás. Además, un tapón de
drenaje está provisto en la parte inferior del cárter de aceite para drenar el aceite cuando sea
necesario.
Es el depósito de aceite lubricante, es la tapa inferior del motor, dentro de la cual se mueve el
cigüeñal.
En su parte inferior está provisto de un tapón de vaciado, que es el lugar por donde se extrae el
aceite cuando es necesario su cambio. Generalmente esta tapa esta provista de aletas en su
parte externa y se emplean para mantener el aceite a una buena temperatura de
funcionamiento, que oscila generalmente entre los 80°C y los 90°C. Así mismo, para los motores
de vehículos (no motores estacionarios) en su parte interior debe estar provisto de un sistema
conocido como rompe olas, el cual consiste en una o unas placas transversales que evitan que
el aceite se acumule en los extremos cuando el motor se inclina y provoque una deficiencia del
mismo.
Figura 5 Bandeja de aceite
Bomba de presión
Esta bomba circula el aceite del motor. Esta aspira hacia arriba el aceite almacenado en el cárter
de aceite, entregándolo a los cojinetes, pistones, eje de levas, válvulas y otras partes. Es El
corazón del sistema de lubricación cuya función es proporcionar un flujo y presión constante de
aceite limpio a todos los componentes que tienen fricción durante el funcionamiento del motor.
Durante la vida útil del motor la bomba debe mantener la presión adecuada, pero como toda
pieza sufre desgaste, la presión producida disminuye, y las partes no se lubrican
adecuadamente, se produce un desgaste prematuro originando fallas, que pueden ocasionar
grandes daños y desembolso de dinero por parte del propietario.
Figura 6 Bomba de aceite del tipo de engranaje
Regulador de presión
Cuando el motor está en funcionamiento a altas velocidades, este dispositivo ajusta el volumen
de bombeo de aceite al motor para que nada más el aceite necesario sea entregado. Cuando la
presión de la bomba de aceite se eleva, una válvula de seguridad interior del regulador de
presión de aceite se abre, permitiendo que el exceso de aceite retorne al cárter de aceite.
Figura 7 Regulador de presión
Filtro de aceite
A medida que se usa el aceite del motor, este se contamina gradualmente con partículas de
metal, carbón, suciedad aerotransportada, etc. Si las piezas del motor que están en movimiento
fueran lubricadas por dicho aceite sucio, ellas se desgastarían rápidamente y como resultado el
motor podría agarrotarse. Para evitar esto, se fija un filtro de aceite en el circuito de aceite que
remueva esas sustancias indeseables. EI filtro de aceite es montado a la mitad del camino del
circuito de lubricación. Este remueve las partículas de metal desgastadas de las piezas del motor
por fricción, así como también la suciedad, carbón y otras impurezas del aceite. Si el elemento
del filtro de aceite (papel filtrante), el cual remueve las impurezas, llega a obstruirse, una válvula
de seguridad está colocada en el filtro de aceite, luego este flujo de aceite no será bloqueado
cuando intente pasar a través del elemento obstruido.
Figura 8 Filtro de aceite
Sistema de filtración
Tiene como propósito regular la presión de operación y desviar los excesos, protegiendo tanto
al aceite como a los componentes del motor.
El filtro de aceite se ubica normalmente a la salida de la bomba de aceite, su vida dependerá
de la cantidad y el tipo de contaminantes que existan en el sistema.
Sistema de flujo parcial o by-pass
Solo una parte del aceite que envía a la bomba pasa a través del filtro, recorre el motor y retorna
al cárter; el resto pasa sin filtrar al motor para posteriormente retornar al cárter. El aceite que
pasa por el filtro se toma del excedente que ha sido desviado por la válvula reguladora de
presión y que retornaría al cárter; el flujo de aceite a través del by-pass es regulado por un
orificio restrictor milimétrico cuyo propósito es imponer una restricción controlada al flujo de
aceite para mantener la presión de operación dentro del sistema.
El propósito de este filtro es remover gradualmente los contaminantes del motor, pero con el
tiempo se ira saturando hasta que ya no podrá circular aceite; cuando esto ocurra todo el aceite
será bombeado al motor con una alta contaminación. No habrá un daño rápido en el motor si el
filtro es cambiado a intervalos apropiados para asegurar un suministro de aceite limpio a las
partes móviles del motor
Figura 9 Sistema de flujo parcial con filtro tipo sellado y tipo cartucho
La cantidad de aceite que pasa por el by-pass debe estar limitada para estar seguros que hay
suficiente aceite en el motor, se usa una restricción de 1/16 en la tubería del filtro.
Sistema tipo flujo total
Este sistema es el más frecuente de encontrar en las máquinas de combustión interna; el aceite
que llega a las partes móviles del motor ha pasado en su totalidad a través del filtro,
garantizando así un alto nivel de limpieza.
Durante su funcionamiento, el filtro se ira obstruyendo gradualmente por la cantidad de
contaminantes atrapados, al grado de que la presión de lubricación descenderá a niveles
peligrosos para el motor. Para prevenir esta situación se ha integrado una válvula de alivio a los
diseños de los motores, cuyo propósito es mantener la presión del aceite dentro de ciertos
límites para una lubricación continua, aun cuando el filtro este tapado o saturado. Es mejor tener
aceite sucio que nada circulando en el sistema. En algunos casos la válvula de alivio está
integrada en el diseño del filtro.
Figura 10 Sistema de flujo total
Las válvulas de alivio están calibradas a diferentes rangos de presión, según el fabricante del
motor, y van desde 9 hasta 30 psi de presión diferencial.
Sistema tipo flujo combinado
Los motores de gran tamaño, como son las aplicaciones de diésel, están equipados con dos
filtros: uno en flujo total y otro en flujo parcial; este último ha sido denominado sistema de
filtración en derivación o combinado, y es el más efectivo para controlar grandes cantidades de
contaminantes. Obviamente, por su tamaño, este sistema no es aplicable en automóviles de
pasajeros. En este sistema los filtros se conectan independientemente entre sí.
Figura 11 Sistema de flujo combinado
Tipos de filtros de Aceite
El primero de los tipos de filtro agrupa a aquellos que contengan cartucho recambiable, que
mantienen la carcasa exterior y solamente requieren la remoción del filtro interior.
Generalmente se emplean en coches con motores diésel, aunque pueden encontrarse en
algunos motores a gasolina.
Figura 12Filtros con cartucho recambiable
Luego contamos con los filtros monoblock, que requieren su remoción total a la hora de hacer
el recambio, siendo un proceso bastante sencillo y práctico, ya que sólo debemos extraer una
pieza. Estos filtros son utilizados mayormente en los motores a gasolina.
Figura 13 Filtros monoblock
Los filtros de aceite centrífugo basan su funcionamiento en el giro gracias a la presión del mismo
aceite, logrando que la fuerza centrífuga generada empuje a las partículas contra un papel
filtrante en las paredes interiores, encontrándose en algunos casos la presencia de un imán para
capturar las partículas metálicas. Este tipo de filtros son usados en motores que necesitan un
mejor filtrado que lo normal, por ejemplo, en motores diésel de gran tamaño donde la carbonilla
derivada de la combustión se desplaza hacia el cárter por la elevada compresión.
Mantenimiento del sistema de lubricación
1. Cambiar filtros
El filtro es un elemento que se reemplaza al efectuarse un cambio de aceite o al reparar otros
elementos del sistema de lubricación. El cambio de este elemento de ser realizado con la
frecuencia que determinen las especificaciones del fabricante.
1º Paso:
Retire el filtro del aceite del motor.

Aflojar con el extractor del filtro.
Observación: Evite derramar aceite en el piso, coloque un recipiente.
2º Paso: Limpiar la base del filtro.

Utilizar trapo o franela.
3º Paso: Aplique una película de aceite al sello del filtro nuevo.
Observación: Evitar mojar el sello con disolvente.
4º Paso: Instale el filtro del aceite nuevo.
Observación: Apriételo a mano solamente no use una llave para apretar el filtro.
5º Paso: Ponga en marcha el motor, deténgalo y controle el nivel de aceite del motor, a través
de su varilla, rellenándolo si es necesario.
Observación: Verifique las fugas de aceite y corrija las deficiencias, dando un mayor apriete si
es necesario.
2. Cambiar aceite
Esta operación la realiza con frecuencia el mecánico automotriz: Saca el aceite del motor una
vez que ha completado su periodo de trabajo, y lo reemplaza por uno nuevo para mantener la
buena lubricación del motor.
1º Paso: Poner el motor en funcionamiento hasta que adquiera su temperatura normal de
trabajo.
2º Paso: Pare el motor y retire la tapa de llenado de aceite.
3º Paso: Coloque un recipiente para recibir el aceite y retire el tapón de drenaje.
Observación: Use una llave larga para retirar el tapón de drenaje cárter, para no quemarse con
el aceite caliente. Dejar que escurra bien el aceite.
4º Paso: Coloque el tapón del cárter.
a) Lave el tapón y séquelo con aire comprimido.
b) Ajuste el tapón del cárter, aplicando el torque recomendado por el
fabricante a fin de no dañar la empaquetadura ni la rosca del tornillo.
Observación: Reemplace la empaquetadura del tapón si es necesario.
5º Paso: Vierta aceite nuevo al motor.
a) Retire la varilla indicadora del nivel.
b) Lave la tapa y seque ambos elementos con aire comprimido.
c) Llene de aceite el cárter, de acuerdo con las especificaciones.
d) Coloque la varilla y verifique si el aceite está al nivel adecuado.
e) Coloque la tapa de llenado de aceite.
Observación: Use el tipo de aceite indicado por el fabricante del motor.
6º Paso: Pongan en funcionamiento el motor
a) Verifique que no haya fugas de aceite por la empaquetadura del tapón de
drenaje del cárter.
b) Detenga el funcionamiento del motor, verifique el nivel del aceite y
complételo si es necesario.
3. Revisar niveles
1º Paso: Verificar el nivel correcto de aceite.
a) Compruebe con la varilla el nivel de aceite.
Observación: La medición de la varilla de aceite tienes que estar en posición vertical. Si es
menos de mínimo rellenar.
2º Paso: Verificar fugas de aceite por el tapón del cárter.
4. Verificar presión de aceite
1º Paso: Comprobar el nivel de aceite.
2º Paso: Quite el interruptor de presión de aceite.
3º Paso: Instale el manómetro.
4º Paso: Arranque el motor y caliéntelo a temperatura normal de funcionamiento sin
carga.
5º Paso: Compruebe la presión del aceite con el motor funcionando sin carga.
Ejemplo:
Observación: Presión Aproximada
(bar Kg/cm2 – Lb/pulg2)
0.78 a 0.8 – 11
Velocidad Ralenti
2.34 a 3.0 – 57
3000 rpm
Observación: Si la diferencia fuera extrema, compruebe si hay fugas en el conducto de
aceite y bomba de aceite.
Para determinar los valores de presión correspondientes a cada modelo y marca de vehículo,
aplicar las especificaciones del fabricante.
6º Paso: Instalar el interruptor de presión de aceite.
Observación: Ajustar el torque especificado por el fabricante.
Fallas en el sistema de lubricación
Condición
Causa probable
Fuga de aceite, en tubo, empaque, etc,
insuficiente nivel del aceite lubricante
Baja Presión
de aceite
Viscosidad inadecuada del aceite.
Corrección
Comprobar el nivel de aceite y
agregar el aceite requerido. El
aceite debe de tener las
especificaciones recomendadas.
Comprobar si hay fugas.
Drenar el aceite lubricante.
Cambiar los filtros y llenar con un
aceite
que
satisfaga
las
especificaciones.
Comprobar la operación del
indicador del aceite, si esta
defectuoso cambiarlo.
Comprobar la operación de la
válvula bypass del filtro, instalar
nuevos elementos del filtro.
Filtros de aceite sucios.
Limpiar o instalar el nuevo núcleo
del enfriador de aceite, drenar el
aceite del motor y llenar con otro
que satisfaga las especificaciones.
Revisar el sistema de combustible
para buscar fugas. Hacer las
reparaciones necesarias. Drenar el
Aceite lubricante diluido en combustible.
lubricante diluido. Instalar nuevos
elementos filtrantes y llenar el
cárter de aceite
Quitar la válvula, comprobar la
buena condición del asiento y de
la etapa; si la tensión del resorte
Válvula de alivio defectuosa de la bomba no se pega. Comprobar el armado
del aceite.
de las partes. Hacer las
reparaciones
necesarias
o
cambiar la válvula de alivio si es
necesario.
Anillos "O" defectuosos
Desarmar y cambiar los anillos "O"
Sacar el enfriador de aceite.
Núcleo defectuoso del enfriador de aceite desarmar y reparar el núcleo del
enfriador de aceite.
Junta de la cabeza dañada
Reponer la junta de la cabeza
Sacar el enfriador de aceite.
Núcleo defectuoso del enfriador de
Desarmar y reparar el núcleo del
aceite.
enfriador de aceite.
Junta de la cabeza dañada.
Reponer la junta de la cabeza
Quitar la bomba del agua;
Sellos defectuosos de la bomba de agua. desarmarla y cambiar las partes
defectuosas.
Fallas de los sellos de las camisas del
Cambiar los sellos de las camisas
cilindro.
Revisar el motor para encontrar
fugas de aceite. Ver si el tapón del
aceite esta flojo o roto, empaques
Fugas externas del aceite
rotos fuga de aceite en el frente o
en los retenes anterior o posterior
cambiar las partes defectuosas
Resolladero del Carter tapado
Quitar la obstrucción
Comprobar la presión del escape y
Contrapresión excesiva del escape
hacer las correcciones necesarias
Guías de las válvulas gastadas
Cambiar las guías de las válvulas
Compresor del aire, pasando aceite
Reparar o cambiar el compresor
Manómetro del aceite defectuoso.
Aceite en el
sistema de
enfriamiento
Agua en el
aceite
Consumo
excesivo
Fallas de los engranes del sello del turbo
cargador
Desgaste interno del motor
Buscar aceite en el múltiple de
admisión
y
efectuar
las
reparaciones necesarias
Reparación general del motor
Propiedades de un lubricante
En la actualidad los aceites para motores se fabrican ya sea de petróleo crudo o de compuestos
químicos hechos por el hombre (aceites sintéticos). Algunos aceites para motor se fabrican
mediante el uso de ambas técnicas y se les llama sintéticos parciales.
Tipos de aceite:


Mineral
Sintético
Requerimientos:





Permitir arranque fácil
Reducir fricción
Mantener estanqueidad, limpieza del motor
Prevenir desgaste
Proteger de la corrosión
Composición:


Aceite base
Aditivos
Propiedades:
Gravedad Especifica: Generalmente 0.9-0.9S gr/cm3. Generalmente usado para identificar el
aceite.
Punto de Inflamación (Flash Point): La más baja temperatura a la cual el aceite emana vapor de
combustible y nos da una idea del grado de contaminación del combustible.
Viscosidad: La viscosidad se eleva por oxidación o por la contaminación con combustible pesado
o agua. (La disminución en viscosidad puede ser por dilución con diésel).
Con la clasificación SAE es medido a 100ºC
Aceites multigrados: índice de viscosidad
Aceite monogrados: índice de viscosidad bajo
Numero acido total: Esto es el contenido total de ácidos orgánicos e inorgánicos en el aceite. El
ácido orgánico se debe a oxidación del aceite.
Numero Acido Fuerte: Cantidad de ácidos inorgánicos en el aceite. Generalmente es el ácido
sulfúrico de la cámara de combustión o cloro del agua salada.
Agua: Se permite hasta a 0.2%., posteriormente se vuelve peligroso si el TAN y SAN es alto. El
agua de mar tiene un alto efecto corrosivo en los descansos y muñones comparado con el agua
dulce.
Alcalinidad: Indica la alcalinidad remanente.
Carbono Conradson: Residuos de la combustión incompleta del combustible o aceite lubricante
fraccionado.
Numero de Precipitación: El número de ingredientes insolubles en el aceite.
Partes iguales de aceite es diluido en benceno (C6H6) y pentano normal (C5 H 12). EI aceite
oxidado es soluble únicamente en benceno, la diferencia en el número de precipitación es un
indicativo del grado de oxidación del aceite.
Contenido de Ceniza: Algunos aditivos dejan cenizas, lo que sirve para indicar cantidad de
aditivos. Además, contiene partículas de desgaste, arena y hemumbre.
Poder detergente: capacidad de evitar la formación de depósitos carbonosos.
Poder dispersante: evita la mezcla de moléculas
Alta viscosidad: problemas de arranque en frio
Baja viscosidad: película insuficiente
Cálculos
Lubricación del cojinete
En un deslizamiento en seco, el eje tiende a 'ascenso' hasta el cojinete, mientras que, en un
cojinete lubricado, el lubricante que se introduce en el cojinete tiende a empujar el eje lejos
del cojinete en el lado de entrada.
LEY DE NEWTON DE FLUJO VISCOSO:
La tensión de cizalladura en un fluido es proporcional a la rapidez de cambio de la
velocidad.
Donde:
µ es la viscosidad dinámica absoluta.
LEY DE PETROFF
Si un radio de eje, r, está girando en un cojinete, longitud l con un juego radial c a N revoluciones
por segundos, la velocidad superficial es:
Y el esfuerzo de cizallamiento es el gradiente de velocidad x viscosidad:
Con el cual obtendremos el par motor para cortar la película es la fuerza longitud de la palanca
x:
Y la fuerza de fricción:
Dónde:
y
representan grupos adimensionales.
Adicionalmente el número de Sommerfeld para un cojinete se define como:
Y es una cantidad clave en el diseño del cojinete.
Finalmente tendremos el flujo necesario de lubricante:
Sobre los cálculos:
En ausencia de información específica, puede ser asumido que para el aceite lubricante mineral
la densidad puede ser aproximadamente 850 (kg/m3) y un calor específico de aproximadamente
1,675 (J / kg ºC.)
Para los rodamientos hidrodinámicos, es aconsejable una relación longitud/diámetro de
aproximadamente 1 (con un rango de 0,8 a 1,3).
Relaciones L / D de < 1 puede utilizarse cuando un diseño compacto es importante, tal como en
un motor de automóvil multicilindro. La reducción de la relación L/D aumenta el flujo de salida
de los extremos de cojinete, que ayuda refrigeración.
El espesor de película mínimo aceptable depende de acabado de la superficie y debe permitir
que la partícula espera que pase a través sin causar daños. Para algunas aplicaciones, por
ejemplo, en motores de automóviles, se proporciona filtrado para eliminar las partículas cuyo
tamaño sería probable que supere el espesor mínimo de la película. Los siguientes rangos de ho
se han sugerido:



0.0000025 m para los pequeños casquillos de bronce finamente aburridos.
0,00002 m para los rodamientos babbit comerciales.
0.0000025 <ho<0.000005 m para motores de automóviles con rodamientos de alto
acabado de superficie y filtrado de lubricante.
Las temperaturas altas del petróleo no se deben permitir ya que ocasionan oxidación y
degradación acelerada. Para maquinaria de uso general, una temperatura de funcionamiento
de aceite de 60ºC debe dar una buena y larga vida. Por encima de 100ºC la velocidad de
oxidación aumenta rápidamente. Las temperaturas de 120ºC deben evitarse en los equipos
industriales.
En los motores de automoción las temperaturas pueden alcanzar los 180ºC, pero los aceites
de automoción están especialmente formulados para soportar tales condiciones.
La siguiente lista muestra también los valores de presión típicos de rodamiento (carga /
longitud x diámetro):
Los motores de automoción - cojinetes principales 4 - 5 MPa
muñequilla 10 - 15 MPa
Los motores diésel - cojinete principal 6 - 12 MPa
muñequilla 8 - 15 MPa
Ejemplo 1


Información del motor:
Motor de 8 cilindros 4”x3.5” @3500rpm
Especificaciones sobre el cojinete:
Muñón:
M=5 L=1.6 D=2.7” C=0.003”
Rodamiento:
Red=8 L=1” D=2.5” C=0.003”
P=18 psi
µ=50x10-5 lb.sec/ft2
4T
Encontrar Pot y pme en los cojinetes.
Muñón:
𝑌=
𝐹 50𝑥10−5 ∗ 2𝜋 ∗ 2.7 ∗ 3500
=
= 165 𝑙𝑏𝑓/𝑓𝑡 2
𝐴
0.003 ∗ 60
𝑇 =𝑌∗𝑀∗
𝐿
𝐷
∗(
) = 1.11𝑙𝑏. 𝑓𝑡
144 2 ∗ 112
Rodamiento:
𝑌′ =
𝐹
= 153 𝑙𝑏𝑓/𝑓𝑡 2
𝐴′
𝑇 = 0.8 𝑓𝑡. 𝑙𝑏
𝑃𝑙𝑜𝑠𝑠 =
2𝜋𝑇𝑁 2𝜋(0.8)(3500)
=
= 5𝐻𝑃
3300
3300
𝜋𝑥42
𝑉𝑑 =
∗ 3.5 ∗ 8 = 352 𝑖𝑛3
4
𝑝𝑚𝑒 =
𝑃𝑓 ∗ 792600 5 ∗ 792600
=
= 2.8𝑝𝑠𝑖
𝑁𝑉𝑑
3500 ∗ 352
Ejemplo 2
Se utilizará un aceite SAE 40 de grado y la temperatura media del aceite en el cojinete es 68,3°C
(lo que corresponde a 155 °F). La densidad se supone que es 850 kg / m 3 y el calor específico
1800 J / kg ºC
Como punto de partida, se supondrá que: longitud/diámetro = 1, para una longitud = diámetro
= 2 radio = se utilizaron 40 mm. l , d = 2 r = 40 mm
Se supone también que el cojinete/eje se encuentra entre un "ajuste de funcionamiento libre 'H9 / d9 y un" ajuste móvil ceñido' - H8 / f7 con un juego radial de 0,04 mm.
El cojinete de deslizamiento con lubricación hidrodinámica será diseñado para soportar una
carga de 2500 Newton a una velocidad de eje de 30 revoluciones por segundo = N.
Conclusiones
Después de haber realizado esta investigación se pudo llegar a las siguientes conclusiones:



El primer cuidado que debemos de tener para mantener en buen estado nuestro motor
es cambiar el aceite en el periodo establecido conjuntamente con el filtro de aceite, no
servirá de nada reemplazar el aceite usado y sucio por uno nuevo y limpio si el filtro de
aceite se mantiene sucio.
Una vez que se conoce las características de un buen lubricante y del sistema de
lubricación debemos hacer énfasis en la importancia de utilizar elementos de buena
calidad para que el sistema se mantenga en un correcto funcionamiento.
El constante movimiento de las partes de un motor de combustión interna y las altas
velocidades de rotación de las mismas podrían ocasionar esfuerzos muy grandes que
acabarían en desgaste y falla de los componentes. Es por esto que un adecuado sistema
de lubricación se vuelve de vital importancia, de esta forma se asegura la vida y
rendimiento del motor.
Referencias Bibliográficas
[1] Sistema de lubricación: PONS EDITORIAL, S.A. Glorieta de Ruben Daria, 4 Cod:28010 Madrid
pag: 396-524
[2] Sistemas de lubricación en vehículos(disponible en internet):
http://www.tech.plym.ac.uk/sme/desnotes/LubeCalcEG1.htm
[3] Mantenimiento mecánico preventivo del vehículo. Arán Ediciones. Alfonso Picabea Zubía,
José Ortega Oliva, pagina 59-62
[4] Catalogo Acdelco de filtros de aceite
[5] http://todomecanicaa.blogspot.com/p/sistema-de-lubricacion.html
[6] http://mecanicayautomocion.blogspot.com/2009/02/engrase-indice-introduccionaceites.html
[7] Mantenimiento mecánico preventivo del vehículo, Alfonso Picabea Zubía, José Ortega Oliva