Mantenimiento de sistemas de refrigeración y lubricación de los motores térmicos. TMVG0409

Unidad de Aprendizaje 1

Sistema de lubricación del motor

Contenido

1. Introducción

2. Los lubricantes, tipos, propiedades, características, clasificación e intervalos de mantenimiento

3. Sistemas de lubricación. Tipos de cárter

4. Tipos de bombas y transmisión del movimiento

5. Enfriadores de aceite

6. Tecnología de los filtros de aceite

7. Control de la presión del aceite y control de la presión interior del motor

8. Sistema de desgasificación y reciclaje de los vapores de aceite

9. Mantenimiento periódico del sistema

10. Resumen

Objetivos

Los objetivos específicos de esta Unidad de Aprendizaje son:

Describir las características de los lubricantes empleados en los motores de los vehículos.

Describir la constitución y funcionamiento de los sistemas de lubricación de los motores térmicos, para poder diagnosticarlos y seleccionar el procedimiento que se debe utilizar en las operaciones de mantenimiento.

Realizar el mantenimiento de los sistemas de lubricación de los motores térmicos con los equipos, herramientas y utillaje específico.

1. Introducción

El objetivo de cualquier motor, sea de combustión interna, eléctrico, etc. es producir movimiento mediante el uso de energía externa o combustible.

Debido a su construcción, un motor en funcionamiento implica una gran cantidad de fricción entre sus piezas, lo que provoca un aumento de su temperatura por el rozamiento y la combustión. Además, la fricción puede ocasionar, debido a las dilataciones de las piezas por efecto del calor, el agarrotamiento de los componentes y un rápido desgaste de estos, mientras que el calor residual de la combustión puede elevar tanto la temperatura, que lleguen a fundirse algunos de sus elementos. En ambos supuestos, el resultado es la rotura del motor.

Por muy esmerado y preciso que haya sido el trabajo de acabado y pulido de las superficies de dos piezas metálicas (presentando un aspecto liso) siempre se encuentran enormes irregularidades y asperezas.

Para evitar que el rozamiento entre estas superficies llegue a gripar el motor, es necesario interponer entre las dos piezas una delgada capa (película) de lubricante que reduzca la fricción y que actúe a la vez como refrigerante.

Los lubricantes utilizados en los motores son líquidos, concretamente aceites, pero también existen lubricantes semisólidos, como las grasas, y sólidos como el grafito y el bisulfuro de molibdeno.

A lo largo de la unidad se verá en qué consiste el circuito de lubricación y refrigeración, sus componentes y funcionamiento de cada uno de ellos, así como la recogida, almacenamiento y gestión de residuos peligrosos. La gestión de estos residuos es importante y en las distintas revisiones que se realizan a los vehículos, estos residuos suelen estar muy presentes.

El desarrollo del contenido estará basado en el caso del taller Automotor Siglo XXI, S. L., en el que una gran parte de la carga de trabajo a lo largo del día suele estar relacionada con la lubricación y la refrigeración.

2. Los lubricantes, tipos, propiedades, características, clasificación e intervalos de mantenimiento

HILO CONDUCTOR

En los talleres de mecánica general como es el caso de Automotor Siglo XXI, S. L., una gran parte de la carga de trabajo a lo largo del día suele estar relacionada con los sistemas de lubricación y refrigeración, bien sea porque se realizan revisiones del vehículo o por averías por sobrecalentamiento.

La lubricación consiste en interponer entre dos piezas una delgada película de lubricante. En los motores de combustión tiene objetivos muy marcados, entre los que cabe mencionar:

En la siguiente imagen se muestra un soporte en el que se apoya un eje que gira; este movimiento provoca una zona de alta presión debido a los elementos que están apoyados en el propio eje y que es la zona más crítica tanto térmicamente como por lubricación. Es importante que exista en toda la zona de rozamiento, una película de lubricante ya que la inexistencia de la misma podría provocar el gripado de la pieza o de ambas piezas.

SABÍAS QUE…

En el mundo de la automoción, se denomina gripado cuando debido a una mala lubricación o refrigeración de dos piezas que están rozando, estas se incrustan e impiden que se desplace correctamente.

2.1. Lubricantes, tipos y características

Los aceites más comúnmente empleados para la lubricación de los motores son los minerales y los sintéticos.

Los aceites minerales se obtienen de la destilación del petróleo mediante diversos procesos de refinado.

NOTA

Los aceites minerales dan unas prestaciones razonables y suficientes para cumplir con su cometido. Estos son los más utilizados, tanto en automoción, como en la industria en general, salvo en situaciones de alto rendimiento, donde se requiere el uso de otro tipo de lubricantes con mayores prestaciones.

La base de los aceites sintéticos es obtenida por medio de reacciones químicas. La composición de este tipo de aceites lubricantes proviene de dos grandes familias de productos:

Estos aceites se consiguen mediante procesos químicos complejos, por lo que su precio es más elevado, pero ofrecen mayor rendimiento. Sus características principales son:

Presentan excelentes propiedades físicas y una estabilidad térmica excepcional.

Existen además otro tipo de aceites, los semisintéticos, estos se obtienen a partir de una mezcla de aceites minerales y aceites sintéticos (generalmente compuestos por un 70 % u 80 % de aceite mineral y entre el 20 % y el 30 % de aceite sintético).

Dependiendo de uso que se le vaya a dar, se utilizará un tipo de aceite u otro. Por ejemplo, los aceites sintéticos se usan para vehículos tanto de gasolina como diésel, estos aceites tienen una mayor durabilidad y así se pueden espaciar más las revisiones. Los aceites minerales se usan para vehículos tanto de gasolina como diésel, son de una calidad más baja y no se pueden espaciar tanto las revisiones como con los aceites sintéticos. Los aceites minerales también se suelen utilizar cuando se quieren engrasar o lubricar piezas antes de su montaje.

Los aceites sintéticos son más caros pero tienen mejor resistencia a la temperatura y a la oxidación.

2.2. Propiedades de los lubricantes

De entre las propiedades de los lubricantes destacan las siguientes:

Refrigeración

Además de su acción lubricante, el aceite cumple también una función refrigerante en el motor, como sistema complementario a otros sistemas de refrigeración. El calor que se produce en los pistones durante la fase de combustión se transfiere a las camisas del cilindro que se encuentran en contacto con el sistema de refrigeración principal (agua o aire, por lo general), por medio de la capa que forma el aceite entre estos dos elementos.

El aceite de la zona del pistón y de la camisa es raspado por los segmentos y transmite el calor. Como consecuencia de esta parte del ciclo, el aceite necesita resistir altas temperaturas. Es importante, por tanto, que tenga la viscosidad y los aditivos apropiados.

Limpieza y protección

Los restos de la combustión y los posibles residuos de aceite oxidado o quemado pueden formar depósitos, capas o costras. El aceite debe limpiar el motor arrastrando estos residuos e impurezas hasta el filtro donde estas quedarán retenidas.

Estanqueidad

Esta es una propiedad importante ya que el aceite garantiza esta función. Su misión es cerrar la cámara de combustión, dado que, aunque los segmentos son los encargados de dicha estanqueidad, no son suficientes si tanto el pistón como los segmentos no están convenientemente lubricados, precintando los espacios entre la camisa y el pistón.

Reducción del rozamiento

La propiedad fundamental del aceite es la de lubricante. Se entiende por lubricación el elemento o técnica que hace que el aceite mantenga separadas las piezas móviles, impidiendo que estas se rocen unas contra otras interponiendo entre ellas una película que ejerce de patín.

El contacto directo entre dos piezas metálicas móviles genera calor y provoca el desgaste de las mismas. Las consecuencias de esta fricción son agarrotamiento y en su extremo, un deterioro completo del motor.

Vista aumentada de las superficies del segmento y del cilindro

NOTA

Los aditivos antiherrumbre y anticorrosivos protegen las superficies metálicas contra las actuaciones de los ácidos que se forman en el proceso de combustión.

En los comienzos de la automoción, el aceite de motor era un aceite mineral puro y sin ningún aditivo, siendo suficiente para cumplir con su cometido.

Debido a los cambios en el rendimiento de los motores, las exigencias de los mismos han ido en aumento. Como consecuencia, los aceites lubricantes, tanto minerales como sintéticos, también han tenido que evolucionar hacia un rendimiento de extrema calidad.

El aumento del régimen de revoluciones conllevó el aumento del rozamiento, convirtiéndose en un problema, por lo que se crearon aditivos químicos compuestos que al mezclarse con el aceite reforzaban la capa lubricante.

NOTA

Si dos superficies de similar rugosidad (se sabe que en realidad dicha superficie es rugosa al microscopio) se rozan entre sí se originan diversos problemas, ya que es como si se frotase con papel de lija.

La película de aceite se interpone entre ambas manteniendo alejadas las asperezas de las piezas en movimiento. Funcionando dentro de las condiciones para las que se ha desarrollado dicho aceite y si los esfuerzos son moderados, los aditivos cumplen con la misión para la que se han proyectado.

Protección contra la oxidación

Una de las funciones de un buen lubricante consiste en proteger los componentes del motor, evitando que sufra la corrosión de piezas y/o sea invadido por impurezas, etc.

Las altas temperaturas que se producen en el motor favorecen la aparición de la corrosión de elementos metálicos. Cuando la temperatura sube las moléculas de aceite se oxidan y estas provocan óxido en las piezas metálicas.

La oxidación del aceite se puede asimilar a la del hierro. Con el calor, su viscosidad aumenta y se forman depósitos y ácidos.

Una molécula de aceite oxidado se combina con otras moléculas provocando una reacción de oxidación en cadena, similar al contagio de un virus en el organismo. Para evitar el comienzo de la oxidación se usan los aditivos antioxidantes. Estos se combinan con las moléculas oxidadas e impiden el contacto de estas con otras que no han sido afectadas.

Limpieza del motor

El aceite debe mantener las piezas del motor limpias de depósitos sobre las superficies, evitando la formación de capas de impurezas o restos de la combustión, etc. en las mismas. Para ello, se utilizan los aditivos detergentes.

Los aditivos detergentes y dispersantes del aceite disuelven y arrastran las particulas de suciedad impidiendo que se acumulen en las partes metálicas

El aceite no solamente ha de mantener el interior del motor limpio de impurezas, sino que además, debe contener agentes dispersantes que eviten la aglomeración de partículas y que los elementos contaminantes le resulten inofensivos.

NOTA

Las propiedades dispersantes del aceite, junto con los aditivos dispersantes distribuyen los agentes contaminantes en el aceite impidiendo, de esta forma, aglomeraciones y agrupaciones de partículas.

Actúan frente a la humedad y corrosión

Debido al proceso químico de la combustión de la gasolina, en el motor se forma vapor de agua. Si el motor no llega a estar caliente, como por ejemplo, cuando se usa para trayectos cortos, el vapor puede condensarse y licuarse dentro del motor. Con frecuencia se observa el derrame de agua de los tubos de escape. Parte de esta