MOTORES TEMA 5.1 introducción Sistema Lubricación(1)

 Las superficies metálicas, por muy pulimentadas que estén, no son completamente lisas y si se frotan una contra otra y además a una elevada presión, se producirá un gran desgaste debido al rozamiento y al aumento de la temperatura con la que las moléculas de ambas superficies metálicas tienden a soldarse, dando origen al fenómeno llamado comúnmente "agarrotamiento" o "gripado".

 La lubricación del motor tiene por objeto impedir el "gripado" y disminuir el Trabajo perdido en rozamientos. Interponiendo entre las dos piezas metálicas una fina película de lubricante, las moléculas del aceite se adhieren a las dos superficies, éstas arrastran consigo el aceite adherido a ellas y el rozamiento entre las piezas es sustituido por un roce de deslizamiento interno del fluido(aceite), que es muy inferior y produce menos calor, si además la película de aceite interpuesta se renueva continuamente el calor producido con el rozamiento es evacuado con ella.

 Así pues, la lubricación en los motores ha de cumplir los siguientes objetivos:

 -Lubricar las partes móviles con el fin de atenuar el desgaste, impidiendo el contacto directo de las superficies metálicas.
 -Refrigerar las partes lubricadas evacuando el calor de estas zonas.
 -Aumentar la estanqueidad en los acoplamientos mecánicos. Con la película interpuesta entre Pistón y Cilindro, mejora notablemente el "sellado" entre ambos.
 -Amortiguar y absorber los choques en los cojinetes.

 Los cojinetes de Biela y Bancada son, en general, los que presentan mayores problemas de lubricación en los motores. Estando el motor parado, el Apoyo descansa sobre el cojinete, como se ha representado en el dibujo 1 de la figura 1.

                                                                  Fig.1

 Cuando el Apoyo o Muñequilla empieza a girar, rueda sobre el cojinete arrastrando consigo el aceite lubricante, dibujo 2, que se adhiere a ambas superficies. Con el aumento de velocidad se origina una acción de bombeo del aceite, dibujo 3, como consecuencia aparece una presión en la película de aceite que empuja al Apoyo hacia el centro, quedando soportada la carga por el aceite.

 Es evidente pues que las condiciones de lubricación del motor durante el arranque son poco favorables, por eso no es conveniente sobrecargar al motor durante el arranque. En estos instantes es cuando se producen los mayores desgastes.

 En el rozamiento del Pistón contra la pared del Cilindro, Levas con Taqués, Vástago de Vávula contra su Guía,etc. la lubricación está confiada a la calidad del aceite, ya que aquí no se genera presión en la película. De esto, la importancia que tiene el acabado logrado en las superficies de contacto de estas piezas.

 Dado que la película de lubricante va a estar sometida en el funcionamiento del motor a elevadas temperaturas y presiones, se comprende que la calidad del aceite ha de ser tal que no se queme ni se rompa la película lubricante, esto se consigue "refinando" el aceite, operación ésta que consiste en eliminar las sustancias asfálticas y ácidas además de añadir aditivos que mejoran sus propiedades. A continuación hablaremos sobre las características más importantes del aceite y sus clasificaciones.

 Los aceites tienen una composición muy compleja de hidrocarburos, en esta composición tiene gran importancia el origen del petróleo del cual procede el aceite. El aceite es un hidrocarburo, por lo tanto, está compuesto principalmente por carbono e hidrógeno, dependiendo de la combinación de estos elementos el aceite presentará diferentes propiedades, la más importante es la viscosidad.

 La viscosidad es la resistencia que ofrece el propio aceite a la circulación de corrientes internas en su propio seno, dicho de otro modo, la viscosidad es la resistencia que el aceite opone a fluir. Esta resistencia interna es producida por el frotamiento de las moléculas del aceite al deslizar entre sí, cuanto mayor es esta resistencia mayor es la viscosidad.

 En 1950 la Society of Automotive Engineers(SAE) estableció una clasificación del aceite atendiendo a su grado de viscosidad y es una de las clasificaciones más usadas. La denominación de viscosidad de un aceite mediante esta graduación se realiza añadiendo un número a las siglas SAE de tal manera que cuanto mayor es el número que acompaña a estas siglas, mayor es la viscosidad del aceite. De esta manera, un aceite SAE50 es más viscoso que un SAE40, pero esto no quiere decir que la densidad también sea mayor en el SAE50. Es importante señalar que no existe una relación directa entre viscosidad y densidad, y que la graduación SAE hace referencia exclusivamente a la viscosidad.

 La lubricación de los motores requiere un aceite de baja viscosidad cuando éste funciona a bajas temperaturas exteriores, por ejemplo en invierno, pero cuando la temperatura exterior es alta, por ejemplo en verano, se deben utilizar aceites de mayor viscosidad. Una menor viscosidad favorece la lubricación al arrancar el motor en tiempo frío debido a que la resistencia interna del aceite es menor y el lubricante llega con mayor facilidad a todas las partes del motor, sin embargo, si la temperatura exterior es alta una mayor viscosidad beneficia la lubricación puesto que garantiza la permanencia de la película lubricante en las superficies que estén en contacto.

 En cuanto al aceite denominado "monogrado", se establecen 2 grupos diferenciados, en función de las condiciones de medida de su viscosidad. En el primero de los grupos, la viscosidad se mide a temperaturas inferiores a 0ºC(grados centígrados), lo que da idea de la viscosidad del aceite en condiciones de arraque en frío, este grupo comprende 5 clases de viscosidad; SAE5W, SAE10W, SAE15W, SAE20W y SAE25W. La letra W es el distintivo que califica a los aceites de invierno(winter). En el segundo grupo, la viscosidad se mide para temperaturas superiores a los 100ºC, lo que da idea de la viscosidad del aceite en el funcionamiento en caliente del motor, aquí se establecen 4 clases de viscosidad; SAE20, SAE30, SAE40 y SAE50.

 La viscosidad de un aceite no es una propiedad invariable, es decir, no presenta el mismo valor a cualquier temperatura. El grado de viscosidad desciende cuando aumenta la temperatura y viceversa, que es todo lo contrario de lo que se necesita. Debido a que la viscosidad de los aceites varía con la temperatura de diferente manera en unos o en otros, ha sido necesario establecer un índice que mida esta variación. Cuanto mayor es el índice de viscosidad de un aceite, menor será su variación al cambiar la temperatura.

 Con el fin de mantener la viscosidad en unos valores aceptables en un amplio margen de temperaturas se añaden aditivos al aceite, de esta manera surgen los aceites denominados "multigrado", que se caracterizan por poseer un alto índice de viscosidad. Para la fabricación de los aceites "multigrado" se parte de un aceite base de baja viscosidad, un aceite tipo "winter"(invierno). A esta aceite se le añaden aditivos que se encargan de conservar la viscosidad cuando aumenta la temperatura. Así se consigue elevar su índice. Los aditivos que se le añaden al aceite son compuestos muy viscosos que, a baja temperatura, no se disuelven plenamente en el aceite base. De esta manera, en el momento del arranque y cuando la temperatura exterior es baja el motor está trabajando con un aceite de baja viscosidad. Cuando la temperatura del aceite aumenta, estos aditivos se van disolviendo, mejorando la viscosidad del aceite base a temperaturas elevadas. Los aceites "multigrado" se crearon con el fin de que su viscosidad fuese la adecuada a las necesidades de funcionamiento del motor, dentro de la amplia gama de temperaturas a las que está sometido, resultando lo suficientemente fluidos durante el arranque en frío para asegurar la lubricación de todas las partes que lo requieren y lo suficientemente viscoso como para asegurar una lubricación eficaz a temperaturas normales de funcionamiento.

 Los 2 números con que se designa a un aceite "multigrado" significan lo siguiente, por ejemplo, un aceite "multigrado" SAE20W-50 tiene la misma viscosidad que el aceite "monogrado" SAE20W a temperaturas bajas, y su viscosidad se acerca mucho a la del aceite "monogrado" SAE50 a altas temperaturas. En la figura 2 podemos ver un gráfico del rango de utilización de aceites, contrastando las "monogrado" y "multigrado", según su clasificación SAE. Es necesario aclarar que la temperatura es en Grados Centígrados y hace alusión a la Temperatura Ambiente.

                                                                  Fig.2

 En la figura 3 podemos ver más exactamente el rango de temperaturas mínimas de los aceites "multigrado".

                                                                  Fig.3

 A continuación les dejo un vídeo de 2 minutos en el que se aprecian los detalles del Sistema de Lubricación de un motor con Sistema OHV, con sus puntos críticos de engrase y principales elementos, que estudiaremos detenidamente a lo largo de este Tema.

 Hasta aquí esta introducción al Sistema de Lubricación motor, en el próximo artículo hablaremos sobre otras propiedades importantes del aceite motor y otra clasificación del aceite motor, según la A.P.I.(American Petroleum Institute), y comenzaremos a estudiar el Sistema de Lubricación motor en sí. Muchas gracias por su atención, comenten lo que quieran y hasta la próxima.

 Un saludo.