Sistema de Lubricación del Motor. Cómo Funciona, Importancia

Todo el mundo sabe que los cambios de aceite regulares son vitales para mantener tú motor en plena forma, pero ¿por qué? El sistema de lubricación es fundamental para el mantenimiento del motor, sin él, simplemente el motor no funciona.

La mayoría de las personas saben que deben agregar aceite a la parte superior de sus motores y ese aceite se drena por la parte inferior. Pero muy pocos conocen el camino o ciclo de este aceite, y toda su función. Saber cómo funciona el sistema de lubricación del motor te ayuda a comprender cómo y por qué el aceite es tan importante.

¿Qué es un Sistema de Lubricación?

Un sistema de lubricación es un medio por el cual se coloca un material entre dos superficies para aliviar la fricción y, por lo tanto, también aliviar el desgaste. Por ejemplo, si te frotas las manos, se calentarán debido a la fricción y eventualmente tu piel se quemará. Sin embargo, si te pones jabón en las manos reducirás la fricción y por lo tanto no se calentarán.

Lo mismo se aplica a todas las superficies que rozan entre sí y si no hay lubricación en la maquinaria en movimiento, el desgaste es inminente, y por supuesto, el daño y la falla. Para ayudar a detener este desgaste, se coloca una sustancia llamada lubricante entre las superficies para transportar o ayudar a transportar la carga. El lubricante suele ser un aceite o una grasa.

Mantener el lubricante entre superficies móviles es difícil de hacer y ahí es donde entra en juego un sistema de lubricación. Dependiendo de la aplicación se utiliza un sistema de lubricación diferente.

El Sistema de Lubricación del Motor

Los procesos dentro de tu motor se mueven a una velocidad impresionante. Estás lidiando con la fricción metal contra metal, que crea calor y, además, existen explosiones internas que aumentan la temperatura.

Un calor tan intenso debilita, deforma o rompe rápidamente los componentes internos, lo que hace que tu motor falle. Ahí es donde entra el sistema de lubricación. El aceite suaviza los movimientos y elimina algo de calor a medida que fluye sobre las partes internas.

Además, el aceite es viscoso, lo que significa que se une a las pequeñas partículas producidas por la combustión y las lleva al filtro, para que no se acumulen en el sistema y causen problemas.

Un motor de combustión tiene tantas partes móviles que requiere un sistema de lubricación bastante complicado, pero aun así solo requiere que el propietario mantenga un solo cárter de lubricante lleno.

El lubricante utilizado en los motores de los automóviles es el aceite de motor, que se vende en muchos lugares, más comúnmente en envases de 5 a 10 litros. Los motores de automóviles modernos, fabricados con tolerancias muy estrictas, requieren un aceite de motor muy específico. El aceite exacto utilizado para cada automóvil se puede encontrar en el manual del vehículo.

Cómo Funciona el Sistema de Lubricación del Motor

El sistema de lubricación consta de varias partes. Cuando se agrega en la tapa, el aceite cae al cárter de aceite, en la parte inferior del motor. La bomba de aceite es impulsada por el motor y extrae aceite de la bandeja a través de líneas hasta el filtro, donde se filtran las partículas pequeñas.

Bajo presión de la bomba, la mayor parte del aceite se mueve a los cojinetes principales mientras que una pequeña cantidad se desvía al medidor de aceite para obtener una lectura de presión precisa.

Desde los cojinetes principales se dirige a través de pequeños pasajes perforados hasta el cigüeñal y las bielas. El cigüeñal giratorio arroja aceite hacia las paredes del cilindro y los anillos del cilindro raspan el exceso hacia abajo en sus carreras descendentes.

El aceite también viaja a otras áreas de metal sobre metal en movimiento, como los engranajes y la cadena de distribución del árbol de levas. El aceite extra se drena de regreso al cárter. Los motores de dos tiempos tienen un sistema de lubricación mucho más simple para mantener el peso bajo en cortadoras de césped y motores de embarcaciones.

La mezcla de aire y combustible simplemente se deja fluir por todos los pistones del motor. Luego se agrega un aditivo al combustible, este es el lubricante, esto permite que la mezcla de aire y combustible lubrique todas las partes móviles a medida que fluye a través del motor.

Este aditivo se denomina comúnmente mezcla de dos tiempos, ya que se mezcla con el combustible antes de llenar la máquina.

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Bombas de Aceite en el Sistema de Lubricación del Motor

En los sistemas de lubricación alimentados por presión se utilizan cuatro tipos básicos de bombas de aceite de operación rotativa.

• Bomba de engranajes rectos externos.
• Bomba de media luna de engranajes internos.
• Bomba birrotor excéntrica.
• Bomba excéntrica de paletas deslizantes.

La generación de presión de aceite por la bomba de aceite depende de las "fugas" en el motor. Las “fugas” son las holguras en los puntos finales del sistema de lubricación, como los bordes de los cojinetes, los balancines, los orificios de la biela, etc.

Estas holguras se introducen para el correcto funcionamiento del motor. La fuga aumenta a medida que el desgaste de las piezas y la holgura aumentan. La capacidad de las bombas de aceite se basa en su tamaño, velocidad de rotación y condición física.

La capacidad de la bomba de aceite es baja con el motor en ralentí y cuando las “fugas” son relativamente mayores que la capacidad de la bomba. A medida que el motor se acelera, la capacidad de la bomba aumenta y trata de sacar más aceite de las "fugas".

Esto hace que la presión aumente hasta alcanzar la presión regulada. La viscosidad del aceite del motor también influye tanto en la capacidad de la bomba como en la fuga de aceite. El aceite de muy baja viscosidad se desliza por los bordes de la bomba y fluye libremente por las “fugas”.

El aceite caliente tiene baja viscosidad y, a menudo, va acompañado de baja presión de aceite. El aceite frío es más viscoso y generalmente causa altas presiones, incluso con el motor al ralentí.

El aceite de mayor viscosidad en un motor eleva la presión del aceite incluso al valor regulado a una velocidad del motor más baja.

1. Bomba de engranajes rectos externos

Esta bomba consta de dos ruedas dentadas de engranajes rectos de engrane idénticas instaladas en el cuerpo de la bomba. La rueda dentada motriz está rígidamente conectada al eje de transmisión de la bomba de aceite mediante un ajuste por contracción o mediante un chavetero.

El eje de transmisión gira en un orificio de rodamiento maquinado directamente en la carcasa de la bomba, y el engranaje impulsado gira sobre un poste de rodamiento montado dentro de esta carcasa.

A medida que los engranajes giran, se produce un área de baja presión en el lado de succión de entrada para que entre aceite. El aceite que llena los espacios entre los dientes del engranaje es sellado por las paredes de la carcasa cuando las ruedas giran.

Este aceite atrapado luego se mueve alrededor de la periferia de cada rueda dentada, en direcciones opuestas en las dos ruedas dentadas, hasta el puerto de salida de descarga. El desplazamiento continuo de aceite al puerto de salida presuriza el aceite y aumenta la velocidad de circulación del aceite.

2. Bomba de media luna de engranajes internos

Esta bomba contiene una corona dentada interna que corre hacia afuera pero en malla con un engranaje impulsor de dientes rectos externos, de manera que su eje de rotación sea excéntrico al del engranaje impulsor.

Esta excentricidad provoca un espacio entre los engranajes externos e internos. Este espacio está ocupado por un bloque espaciador fijo llamado media luna cuyo propósito es separar las áreas del puerto de entrada y salida.

El engranaje impulsor es impulsado por un eje separado o está enchavetado a una extensión del muñón principal del cigüeñal delantero. El eje de rotación del engranaje exterior es mantenido completamente por la pared de la carcasa de la bomba.

La carcasa de la bomba alrededor de un muñón del cigüeñal permite una unidad de bomba muy compacta, capaz de entregar una gran salida de flujo a velocidades relativamente bajas del cigüeñal.

3. Bomba excéntrica de dos rotores

Esta bomba utiliza un rotor interior y otro exterior, instalados en el cuerpo de la bomba, y el rotor exterior es excéntrico con respecto al interior. El rotor interior se presiona sobre el eje de la bomba de aceite y se mantiene en posición mediante estrías.

Este rotor tiene cuatro lóbulos que engranan con cinco segmentos en el rotor exterior. Por lo tanto, el rotor interior hace girar el rotor exterior, pero a una velocidad que es más lenta por la relación entre el número de lóbulos y los segmentos.

Primero se extrae aceite, a través del puerto de entrada, hacia el espacio entre los rotores interior y exterior. Debido a su excentricidad y diferencia de tamaño, el espacio entre los lóbulos aumenta y, en consecuencia, se llena de aceite en este espacio.

Sin embargo, el espacio entre los lóbulos del rotor se mueve más allá del puerto de entrada, atrapando así el aceite, que posteriormente se transporta entre los lóbulos y los segmentos del rotor.

Con una mayor rotación, el volumen de este espacio efectivo formado disminuye y finalmente queda expuesto al puerto de suministro, de modo que el aceite se descarga bajo presión al filtro. La bomba actúa mediante la repetición continua de este proceso.

Bomba excéntrica de paletas deslizantes

Esta bomba contiene un rotor instalado excéntricamente en un cilindro mecanizado en el cuerpo de la bomba. El rotor se presiona sobre el eje de la bomba de aceite y se retiene positivamente mediante un pasador.

Se colocan cuatro paletas deslizantes en ranuras mecanizadas en la periferia de este rotor y se ubican mediante anillos centralizadores a cada lado del rotor. Durante el funcionamiento de la bomba, las paletas se mantienen contra la pared del cuerpo de la bomba mediante fuerza centrífuga.

A medida que el rotor se mueve, las paletas pasan sobre el puerto de entrada formado en el costado del cuerpo de la bomba. Debido a la excentricidad del eje del rotor a la pared de la carcasa, el espacio entre las paletas en las arrugas y el aceite entra en el espacio entre el rotor y la pared del cuerpo de la bomba.

Posteriormente, el aceite se transporta entre las paletas más allá del puerto de entrada, donde el espacio entre el rotor y el orificio de la bomba disminuye. En consecuencia, el aceite se expulsa a través del puerto de descarga hacia el filtro de aceite y las galerías de aceite.

Debido al desplazamiento adicional de la cantidad excesiva de aceite, aumenta la presión de aceite en los conductos de lubricación del motor.

El Ciclo del Aceite en el Motor

Primero, el aceite que viertes en la parte superior del motor pasa por muchos caminos y finalmente llega al cárter de aceite inferior, donde se encuentra el tapón de drenaje. El aceite pasa por varios caminos diferentes y regresa al fondo, pero solo hay un camino a presión, para hacer su trabajo.

Existe un tubo con una malla metálica de tejido suelto en el fondo del cárter. La pantalla está unida a un tubo de recogida, que conduce directamente a la bomba de aceite. El tubo y la pantalla se sumergen en el aceite a una profundidad de aproximadamente 10 cm. La rejilla evita que grandes trozos de basura, generalmente de más de 0,5 mm, ingresen a la bomba de aceite.

La mayoría de las bombas de aceite son solo un conjunto de engranajes especiales, que absorben el aceite a baja presión y lo expulsan a alta presión, donde luego pasa a través de una cámara con una válvula de resorte.

La válvula permite que el aceite salga solo bajo una presión específica, generalmente entre 1 y 60 PSI. Cualquier presión superior a esta volverá al cárter porque la alta presión de aceite puede dañar los cojinetes.

Desde la bomba, va hacia el exterior del filtro de aceite, y allí es forzado a través del medio filtrante hacia el centro, donde sale a las galerías de aceite dentro del motor.

El filtro de aceite también tiene una válvula de derivación para evitar que la presión baje demasiado si el filtro se obstruye. El primer y más importante trabajo del aceite de motor es lubricar los componentes giratorios de un motor, y debe estar bajo una buena presión para hacer su trabajo.

El aceite entra en el espacio entre los cojinetes que hacen contacto con los muñones del cigüeñal y los muñones. Los cojinetes son simples manguitos de metal que rodean los componentes giratorios del motor. El bloque tiene cojinetes principales en el cigüeñal, y los cojinetes de las bielas están en los tiradores del cigüeñal.

Este pequeño espacio, normalmente una milésima de pulgada en los motores más nuevos, contiene una fina película de aceite entre los cojinetes y las superficies móviles del cigüeñal.

Bajo presión y dentro de la temperatura de funcionamiento correcta, el aceite protege y prolonga la vida de las piezas mecanizadas. El metal nunca debe tocar otras superficies metálicas mientras se está moviendo.

Es importante tener en cuenta que parte del aceite sale de los lados de los cojinetes y vuelve a gotear en el cárter. Si el espacio libre es demasiado, digamos 4 milésimas de pulgada o más, la presión comienza a caer en el extremo superior del motor.

Una luz de aceite parpadeante o un ligero golpeteo en el área del balancín en la parte superior del motor es una buena indicación de que no llega suficiente aceite a presión al extremo superior del motor.

La mayor parte del aceite lubrica el área del cigüeñal, mientras que el resto lubrica el árbol de levas y los balancines. Si tu automóvil tiene varillas de empuje en lugar de un árbol de levas en cabeza, entonces el aceite se introduce a presión en los elevadores de válvulas.

Estos elevadores también bombean aceite a través de las varillas de empuje huecas para lubricar el área del balancín. Si tu automóvil tiene una leva superior, el aceite se lleva a la leva y se derrama sobre los puntos de contacto entre la leva y los vástagos de la válvula.

Después de lubricar el árbol de levas y los componentes relacionados, el aceite fluye por gravedad por los canales del cabezal y el bloque del motor hasta el cárter, listo para comenzar de nuevo otro viaje.

En muchos de los diseños de biela, hay un pequeño orificio que rocía aceite en el cilindro para lubricar el área de contacto del anillo del pistón de ese cilindro. Los anillos especiales en la parte inferior del juego de anillos del pistón limpian el exceso de aceite y lo devuelven al cárter.

El Consumo de Aceite en el Motor

Con respecto al consumo de aceite, probablemente sea necesario que agregues un litro de aceite a tu motor, a intervalos regulares de 5.000 kilómetros. La mayoría de los automóviles más nuevos no consumirán aceite los primeros cambios de aceite.

Posteriormente, el consumo de aceite aumentará gradualmente con el tiempo.

Las fugas externas de aceite pueden ser sucias, un peligro potencial de incendio y simplemente feas. ¿Por qué los concesionarios de autos usados ​​hacen un gran esfuerzo para limpiar un motor antes de exhibirlo para la venta? Nuestra impresión general del motor se forma en torno a lo limpio que está y lo suave que funciona.

La mayoría de la gente abre el capó antes de encenderlo. Si el distribuidor no ha limpiado el motor, lo más probable es que tenga una fuga de aceite grave que no quiera reparar.

Si abre el capó y funciona bien, mira dónde está estacionado el automóvil mientras lo pruebas. La mancha de aceite en el suelo te dará una idea de la mancha.

Las fugas de aceite son difíciles de detectar en un automóvil. Los motores están bien cerrados y son difíciles de ver desde cualquier ángulo.

Características Principales del Aceite

Necesitas comprender las características principales de los aceites de lubricación, para poder tener una idea general de su importancia en el sistema.

1. Viscosidad

La viscosidad se usa para medir qué tan espeso y pegajoso es el fluido bajo ciertas condiciones, que es uno de los factores más importantes a considerar al seleccionar lubricantes.

La viscosidad se expresa en Centistoke o Saybolt. Se entiende que una viscosidad alta significa más espesa y pegajosa. La viscosidad no se usa para determinar la calidad del aceite. Por lo tanto, es importante elegir la viscosidad adecuada para cada aplicación.

2. Índice de viscosidad

El índice de viscosidad indica una correlación entre la viscosidad de los lubricantes y la temperatura. Un valor de índice de viscosidad más alto implica un pequeño cambio de viscosidad según la variación de temperatura.

Un índice de viscosidad más alto es más estable a la temperatura, por lo que la vida útil del aceite se prolonga y el uso se diversifica.

3. Punto de inflamación y punto de incendio

El punto de inflamación es la temperatura más baja a la que se puede encender el vapor producido por el calentamiento continuo de los lubricantes.

El punto de incendio es la temperatura más baja a la que no es posible la ignición momentánea sino la ignición continua. Generalmente, el punto de combustión es más alto que el punto de inflamación entre 20 y 30 grados y no se pueden usar lubricantes en un ambiente más alto que el punto de combustión.

4. Punto de fluidez

Si la temperatura de un lubricante continúa bajando, la cera se extrae y solidifica de él. La temperatura justo antes de este fenómeno es el punto de fluidez. No significa que no se pueda usar un lubricante en el ambiente por debajo del punto de fluidez.

Sin embargo, dado que este fenómeno puede disminuir la eficiencia del trabajo, el punto de fluidez debe considerarse especialmente al seleccionar el aceite de motor que se utilizará en invierno.

5. Número total de ACID, TAN

El número de ACID total (TAN) indica la cantidad de componente ácido contenido en el aceite y la cantidad de KOH necesaria para neutralizar el componente ácido contenido en 1 gramo de lubricante, y se expresa en mg.

Cuanto más lubricante se use y mayor sea el kilometraje, mayor será el componente ácido en el lubricante, aumentando el TAN.

6. Número base total, TBN

El Número de Base Total (TBN) indica la cantidad de componente base contenido en el aceite y la cantidad de KOH requerida para neutralizar el componente base contenido en 1 gramo de lubricante, y también se expresa en mg.

Cuanto mayor sea el kilometraje y mayor sea el TAN, menor será el TBN.

7. Estabilidad a la oxidación

La estabilidad a la oxidación es la capacidad de reducir la tasa de oxidación del lubricante acelerada por altas temperaturas. Esta propiedad es particularmente importante para identificar la vida y el período de almacenamiento del aceite de motor.

Función del Aceite en el Sistema de Lubricación

El aceite cumple muchas funciones en su acción de lubricación. Vamos a verlas.

1. Reducción de la Fricción

El lubricante forma una película de aceite en la superficie de los metales, convirtiendo la fricción sólida en fricción líquida, que es la función más común y esencial de los lubricantes.

La fricción reducida evita el calentamiento y la abrasión en la superficie de fricción.

2. Refrigeración

La fricción ciertamente causa calentamiento en el área y se produce más calor si los metales se frotan entre sí. Por lo tanto, el calor debe ser absorbido o liberado, de lo contrario, el sistema se destruye o deforma.

Para prevenirlo, se aplican lubricantes. Especialmente el enfriamiento es fundamental para los aceites de laminación, los aceites de corte y los aceites lubricantes utilizados en un motor de combustión interna.

3. Equilibrio de carga

Los componentes como engranajes o cojinetes tienen un contacto limitado en una determinada línea o superficie, por lo que la carga se puede aumentar en un momento, haciendo que los sistemas corran el riesgo de ser destruidos y unidos entre sí.

Por lo tanto, la aplicación de lubricante protege los sistemas contra el aumento de la carga al formar una película de aceite para dispersar la carga en la película.

4. Limpieza del motor

El uso prolongado de sistemas puede provocar corrosión o envejecimiento, produciendo sustancias extrañas. Por lo general, se acumulan sedimentos como lodos por deterioro.

Especialmente, un motor de combustión interna genera demasiado hollín, y este hollín acorta la vida útil de los sistemas y hace que no funcionen correctamente. Por lo tanto, el propio lubricante limpia sustancias extrañas y las lleva al fondo del cárter.

5. Sellado

Sellar es cerrar la brecha macro entre sistemas. Sellar el espacio entre pistones y cilindros en los motores de combustión interna o compresores de aire bloquea la fuga de gas de combustión y la entrada de sustancias extrañas externas para mantener la presión interna definida y proteger el sistema.

6. Prevención de la oxidación

Los metales producen óxido cuando entran en contacto con el agua y el oxígeno. Sin embargo, la formación de óxido se puede controlar y la vida útil del sistema se prolonga si la superficie de los metales se recubre con una película lubricante.

El Cambio de Aceite

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El aceite limpio con las clasificaciones y características correctas para tu motor es crucial. Sin él, puedes experimentar un sobrecalentamiento debido a que los componentes funcionan sin lubricar, o tu motor puede resultar dañado por la acumulación de depósitos.

Esta es la razón por la que es necesario cambiar el aceite y el filtro con regularidad. Cambiar el filtro garantiza que el sistema se mantenga libre de suciedad y obstrucciones.

La clasificación de aceite adecuada la determina mejor el fabricante y está disponible en el manual del usuario. El fabricante también puede tener una recomendación de filtro, ya que están hechos de diferentes materiales con diferentes micrones de capacidad de filtración.

Los filtros no son el lugar para escatimar, así que asegúrate de haber investigado un poco antes de elegir un filtro diferente. Confirma que el hilo del nuevo filtro se ajusta, para que no termines con una pesadilla en tu coche.

Los cambios de aceite y filtros beneficiarán a tu motor y mantendrán la salud de tu vehículo por muchos años más. Solo asegúrate de utilizar los productos adecuados y de comprobar con frecuencia los niveles de aceite.

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