MOTORES TÉRMICOS. Sistemas anexos. La lubricación

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1 FENÓMENO DE ROZAMIENTO Todo movimiento de dos piezas en contacto produce un rozamiento. Consideremos dos piezas A y B. Para hacer deslizar la pieza B sobre la A es necesario ejercer un esfuerzo F. Estas piezas oponen, pues, una resistencia al deslizamiento llamada fuerza de rozamiento. Este rozamiento depende, sobre todo, de los materiales en contacto. Puede ser muy grande o prácticamente inexistente. Se evalúa por un coeficiente? comprendido entre 0 (rozamiento nulo) y 1 (no existiría movimiento). A? se le llama coeficiente de rozamiento. Las fuerzas de rozamiento dependen. contacto. a) de la naturaleza de las superficies en b) del estado de estas superficies, c) de la presión de contacto de estas piezas, d) de las condiciones de trabajo de las piezas. 1. NATURALEZA DE LAS PIEZAS EN CONTACTO Se ha comprobado que el deslizamiento de bronce sobre acero, por ejemplo, se hace más fácilmente que el deslizamiento de acero sobre acero. Es conveniente limitar el rozamiento cuando hay movimiento; empleando metales cuyo coefi - ciente de rozamiento de uno con relación al otro sea débil. Los coeficientes de rozamiento más bajos son obtenidos por los metales siguientes; Bronce sobre acero Fundición sobre acero. Fundición sobre fundición. 2. ESTADO DE LAS SUPERFICIES ROZANTES La ampliación de una porción de dos superficies en contacto A y B nos muestra un perfil irregular. Si observamos con un mismo aumento diferentes estados de superficies, podremos constatar que; tras un acabado basto, las asperezas son importantes; tras un acabado minucioso, las asperezas son débiles. El estado de las superficies depende, pues, del grado de afinado obtenido en el acabado. I.E.S. Cristóbal de Monroy.Dpto. de Tecnología 1

2 Por cada grado de afinado obtenemos los efec tos de rozamiento de dos superficies, propios a este afinado 3. PRESIÓN DE CONTACTO DE LAS SUPERFICIES Si ejercemos una fuerza P sobre la pieza B será más difícil de desplazar por deslizamiento sobre la pieza A. La presión aumenta las fuerzas de rozamiento, siendo éstas mayores cuanto mayor es la presión. 4. CONDICIONES DE TRABAJO DE LAS PIEZAS Como hemos tenido ocasión de comprobar en muchas ocasiones, al frotar dos cuerpos cualesquiera uno sobre el otro, estos se calientan. Esto es también válido para las piezas metálicas. Todo frotamiento de dos piezas en contacto des prenden calor, aumentando su temperatura; Por una parte, el aumento de la temperatura provoca una dilatación que puede llegar hasta el gripado. Por otra parte el aumento considerable de temperatura puede ocasionar una fusión parcial del nivel de asperezas de la superficie. En consecuencia, órganos tales como pistones, válvulas, cigüeñales, etc., que son sometidos a frotamientos intensos y altas temperaturas, trabajan en condiciones mucho menos favorables que los piñones de la bomba de aceite bañados en aceite refrigerado. DIFERENTES TIPOS DE ROZAMIENTOS 1. ROZAMIENTO EN SECO Las dos superficies están directamente en contacto. Las fuerzas de rozamiento serán tanto más fuertes cuanto; Más fuerte sea la presión de una pieza res pecto a otra. Más rugosas sean las superficies en contacto. El rozamiento seco produce una fricción directa de las asperezas de las superficies. Más o menos rápidamente, según las condiciones de trabajo, se produce un calentamiento intenso localizado en los picos de las asperezas. Este calentamiento puede traducirse en una fusión parcial de las piezas y producir su gripado. Para todas las piezas en funcionamiento el rozamiento seco no es evidentemente aceptable. 2. ROZAMIENTO FLUIDO Se caracteriza por la presencia permanente entre las superficies de una película de lubrifi cante (aceite o grasa) suficientemente espesa para evitar el contacto metal sobre metal. La resistencia al deslizamiento es ahora menor. La elevación excesiva de temperatura no se produce. El riesgo de fusión y gripado de las piezas queda así eliminado. I.E.S. Cristóbal de Monroy.Dpto. de Tecnología 2

3 Este aceite insertado entre las dos superficies está formado por varias capas de moléculas de aceite análogas a una pila de naipes. Consideramos dos superficies A y B engrasadas por una película de aceite y que la pieza B se desplaza en el sentido F, siendo la pieza A fija. La pieza B arrastra el aceite en su movimiento, mientras que la pieza A lo retiene. Las moléculas de aceite superpuestas se desplazan gradualmente deslizando unas sobre otras. Este deslizamiento de las moléculas es comparable al deslizamiento de los naipes de una baraja. Las piezas sometidas continuamente a estas condiciones de funcionamiento no sufren apenas desgaste; Se dice que el engrase es perfecto. Realización de un engrase perfecto Según hemos visto anteriormente para que exista un engrase lo mejor posible, han de cumplirse varias condiciones: La presión de las piezas no debe ser demasiado elevada para no romper la película de lubrificante y evitar así el rozamiento metal-metal. No deben existir ranuras ni aristas vivas que destruyan esta película de aceite. La forma de las piezas deberá ser estudiada a fin de no destruir la película de aceite. Interviene aquí el concepto de ángulo de ataque, de gran importancia. Si el ángulo de ataque está bien definido, en el curso del desplazamiento el aceite se agarrará fácilmente a las superficies, ejerciendo una presión que permitirá conservar el rozamiento fluido. Este es el caso de los esquís, cuyo ángulo de ataque en sus extremos permite realizar el deslizamiento tal y como se ha indicado. Otra condición para un buen rozamiento fluido es la velocidad de deslizamiento En el esquí náutico, con escasa velocidad el esquiador se hunde en el agua, deslizándose con más facilidad cuando la velocidad aumenta. fluido: Resumiendo: Tres son las condiciones de un buen deslizamiento Presión no excesiva. Ángulo de ataque estudiado. Cuando estas condiciones no se cumplen, la película de aceite se destruye y el rozamiento fluido se convierte en rozamiento semiseco. I.E.S. Cristóbal de Monroy.Dpto. de Tecnología 3

4 3. ROZAMIENTO SEMI-SECO Tiene lugar cuando entre las dos piezas se interpone una delgada película de aceite. Se obtiene de esta forma un engras e untuoso. FUNCIÓN DEL ENGRASE Interponer entre los órganos mecánicos sometidos a rozamiento una película de lubrificante, con objeto de: - reducir los esfuerzos de rozamiento. - evacuar el calor. - preservar las piezas del desgaste. - preservar las piezas de la corrosión. - participar en la estanquidad. FINALIDAD DEL ENGRASE EN EL MOTOR Todos los órganos de cualquier máquina que se muevan en contacto con otros elementos del mismo, están sujetos a rozamientos. Estos órganos absorben una cantidad de trabajo que se transforma en calor, resultando de ello una pérdida de energía por rozamiento. Esta energía absorbida y transformada en calor puede ser elevada, haciendo que las piezas se dilaten. Al tener entonces una mayor presión de contacto, la energía absorbida será mayor aún, dando lugar a un calentamiento excesivo y llegando a gripar las piezas en movimiento. Efectos del lubricante Si se coloca una película de aceite entre las piezas en contacto, el roce entre ellas será más suave, el trabajo absorbido será menor y, por tanto, serán menores las pérdidas de energía transformada en calor. Esta película de aceite, que se interpone entre las superficies en contacto, queda dividida en tres capas; dos de ellas se adhieren por capilaridad a las superficies metálicas que impregnan, mientras la tercera capa, o capa intermedia, hace de cojinete común, en forma de cojín hidráulico, entre las superficies sometidas a presión, con lo que disminuye el roce entre ellas y se amortiguan los ruidos por golpeteo durante su funcionamiento. A pesar de ello sigue habiendo resistencias pasivas que absorben cierta energía del motor debido a la inercia del líquido a ser arrastrado por la cohesión y adherencia de sus moléculas. Esta resistencia depende del espesor de la capa de aceite y de la fluidez del mismo, así como de la forma y estado de las superficies en contacto. Estas resistencias pasivas se transforman en calor, que es absorbido por el aceite, el cual necesita ser refrigerado para que no se transmita a las piezas en movimiento. Misión del aceite de engrase Teniendo en cuenta las observaciones anteriores, el aceite de engrase en un motor. cumple las siguientes misiones: - Lubricar las piezas en contacto por medio de la interposición de una película de aceite, para que el rozamiento entre ellas sea lo más suave posible y así evitar pérdidas de potencia por rozamientos. - Absorber el calor producido por los órganos en movimiento y transportarlo al depósito donde es refrigerado. I.E.S. Cristóbal de Monroy.Dpto. de Tecnología 4

5 - Amortiguar los golpes en las piezas sometidas a desplazamientos por la acción de empuje de otros elementos, como son: muñequillas, apoyos de bancada, etc., eliminando a la vez los ruidos procedentes del golpeteo. - Efectuar la limpieza de los órganos en contacto al arrastrar en su recorrido las partículas procedentes de la acción esmeriladora entre ellos, limpiando además las paredes de los cilindros de partículas de carbón adheridas a ellos procedentes de la combustión. - Efectuar, por último, una acción de sellado en los segmentos, haciendo hermética la cámara de compresión. ACEITES DE ENGRASE Los aceites empleados en la lubricación de los motores son generalmente aceites minerales procedentes de la destilación del petróleo bruto, donde las fracciones pesadas, procedentes de la destilación de aceites combustibles, son tratadas en una torre de vacío. En ésta, entre otros subproductos, se obtienen los aceites de engrase que sirven de base para obtener los diferentes tipos de aceites comerciales. DIVERSOS TIPOS DE ACEITE Estos aceites base, obtenidos del petróleo, pueden tener distinta composición química. Los del tipo parafínico están compuestos por un conjunto de hidrocarburos saturados de cadena abierta; estos aceites, de densidad baja, tienen excelentes cualidades como lubricantes, siendo su principal cualidad la viscosidad estable, que varía relativamente poco con el aumento de la temperatura. Otros aceites base obtenidos del petróleo son los nafténicos y los aromátics que poseen una estructura cíclica muy compleja; con una mayor densidad y peores cualidades naturales de engrase se utilizan también para obtener los aceites comerciales. En estos aceites de engrase, con aditivos apropiados, se mejoran sus cualidades lubricantes, como son: la dependencia entre viscosidad y temperatura, descenso del punto de congelación, elevación de la resistencia al desgaste, disminución a la oxidación y corrosión, inhibición a la formación de espumas, etc. CARACTERÍSTICAS DE LOS ACEITES DE ENGRASE Los aceites empleados en la lubricación de los motores están sometidos a elevadas temperaturas y presiones, lo cual hace que tiendan a descomponerse, anulando así sus propiedades lubricantes; por tanto, la calidad de estos aceites debe ser tal que no se quemen ni deterioren. Para ello se emplean los aceites minerales base, obtenidos del petróleo, mezclados con aditivos que mejoren sus cualidades. Estos aceites deben reunir las siguientes características. Viscosidad La viscosidad se define como la resistencia que opone un líquido a fluir por un conducto. Esta característica es muy importante en los aceites de engrase y debe ser la adecuada para que cumplan perfectamente la misión encomendada, ya que si el aceite es muy fluido llenará perfectamente los espacios y holguras entre las piezas en contacto, pero en cambio, debido a su excesiva fluidez, soportará con dificultad las cargas y presiones a que debe estar sometido y no eliminará los ruidos de funcionamiento. Por el contrario, si el aceite es muy viscoso, soportará perfectamente la presión, pero fluirá mal por los conductos de engrase, llenará con dificultad el espacio entre las piezas y la bomba y necesitará, además, un mayor esfuerzo para su arrastre, obligando a consumir mayor energía al motor y ocasionando un mayor calentamiento del mismo. I.E.S. Cristóbal de Monroy.Dpto. de Tecnología 5

6 Medición de la viscosidad. La viscosidad en los aceites de engrase se mide en grados Engler (ºE) que relacionan la viscosidad de un líquido a una determinada temperatura con la del agua destilada, que se toma como unidad patrón. Para determinar la viscosidad en los aceites comerciales se emplea el viscosímetro de Engler; la operación consiste en determinar el tiempo que tarda en fluir por su tobera una cierta cantidad de aceite (unos 200 cm 3 ) a una determinada temperatura y compararlo con el tiempo que tarda en fluir la misma cantidad de agua destilada a 20 ºC.tiempo de fluido del agua destilada En la actualidad existe la tendencia a expresar la viscosidad cinemática de los aceites en centistokes (cst), y para calcularla se utiliza un viscosimetro de caída de bola. - Influencia de la temperatura. La temperatura de funcionamiento influye notablemente en los aceites de engrase, haciendo que un aceite fluido, por efecto del frío, se condense y un aceite viscoso, por efecto de la temperatura de trabajo en el motor, se vuelva fluido. Como los motores durante su funcionamiento trabajan con temperaturas extremas, desde el arranque a su temperatura normal de régimen, interesa que los aceites empleados mantengan su viscosidad sin variaciones sensibles con los cambios de temperatura, de forma que, en el arranque del motor, se mantengan con la fluidez necesaria para evitar pérdidas de potencia por el arrastre del aceite, sobre todo en tiempo frío, y que a su temperatura normal de régimen mantengan la viscosidad suficiente para no perder sus propiedades lubricantes. - índice de viscosidad. La propiedad de los aceites de mantener la viscosidad con la temperatura determina la calidad del mismo. Esta propiedad se identifica por su índice de viscosidad, el cual se obtiene tomando como referencia los aceites base obtenidos en la destilación del petróleo y que reúnen estas características. Como se vio anteriormente, entre los aceites obtenidos del petróleo están los parafínicos, los cuales resultan muy estables con los cambios de temperatura. A estos aceites se les asigna un índice (V.I. = 100) y a los aromáticos, cuya variabilidad con la temperatura es grande, se les asigna un Indice (V.I. = 0). Según el porcentaje respectivo que entre a formar parte de un aceite comercial, se determina el índice de viscosidad o calidad del mismo. Normalmente este índice es mejorado con aditivos químicos que proporcionan índices muy elevados, V.I. > 100, permitiendo además aprovechar al máximo los aceites de mala calidad, como son los aromáticos y los nafténicos. Adherencia Esta propiedad se define como la capacidad que poseen los aceites de adherirse a las superficies que impregnan. Esta propiedad en los aceites permite mantener en las superficies de las piezas en movimiento una película cons tante de aceite, con lo que la lubricación de las mismas es permanente. Para aumentar la adherencia de los aceites minerales obtenidos del petróleo se añade como aditivo y en pequeñas proporciones, aceites vegetales que poseen gran adherencia, como son los aceites de palma y de colza. Punto de congelación Se llama punto de congelación a la temperatura más baja a la cual solidifica un aceite, la cual, como es lógico, varía con la densidad del mismo. Esta temperatura en los aceites comerciales debe ser lo más baja posible para que conserven la suficiente fluidez con temperaturas extremas de funcionamiento. En España los aceites comerciales suelen tener un punto de congelación medio de -20 ºC. Punto de inflamación Se conoce como punto de inflamación en los aceites la temperatura mínima a la que se inflaman sus vapores en contacto con un punto incandescente. I.E.S. Cristóbal de Monroy.Dpto. de Tecnología 6

7 Los aceites utilizados en la lubricación de los motores suelen tener un punto de inflamación muy alto; del orden de los 240 ºC. Estabilidad química Es la capacidad que tienen los aceites de permanecer inalterables con el tiempo a la oxidación y a la descomposición. Los aceites minerales, al ser su composición a base de productos hidrocarburos, tienden a oxidarse y descomponerse con el tiempo. Para evitarlo, se añaden aditivos que retrasan la oxidación, permaneciendo largo tiempo estables en su uso y almacenamiento, con lo que se evitan los depósitos de sustancias gomosas en su descomposición que podrían obstruir los conductos de engrase. Grado de acidez y cenizas El grado de acidez indica el porcentaje de ácidos libres que contiene un aceite de engrase, que no debe exceder del 0,03 % para evitar corrosiones, sobre todo en los cojinetes construidos a base de plomo; donde el ataque sería pernicioso para el motor. Las cenizas se presentan generalmente en los aceites de mala calidad, no debiendo exceder en los aceites empleados para motor del 0,02 %. CLASIFICACIÓN DE LOS ACEITES DE ENGRASE Los aceites de engrase se pueden clasificar por: - Su viscosidad. - Sus cualidades de engrase. - Sus condiciones de servicio. Clasificación por su viscosidad Los aceites de engrase se clasifican generalmente por su viscosidad, o grado de viscosidad, la cual viene determinada actualmente por el sistema SAE, -abrevi atura de Asociación Americana de Ingenieros del Automóvil-, que unifica por grupos los diferentes tipos de aceites comerciales, numerados generalmente, de 10 en 10, para indicar su menor o mayor viscosidad. De esta clasificación resultan además los siguientes grupos, tal y como se les conoce comercialmente. Aceites de motor. Son aceites fluidos empleados para la lubricación del motor, con una densidad o grado de viscosidad que oscila desde el SAE 5 al SAE 70. Si además, detrás del número, lleva la letra W (por ejemplo SAE 60 W), esto indica que el aceite es un poco más fluido que los de su grupo; se utilizan generalmente para zonas extremadamente frías. Estos aceites, además de la densidad adecuada a cada uso específico, deberán reunir las demás características especificadas en el capítulo anterior y que, en conjunto, determinan la buena calidad del mismo Valvulinas. Dentro de esta denominación se hallan los aceites densos empleados en la lubricación de engranajes en general, tales como cajas de cambio, diferenciales, etc. Las valvulinas abarcan los grupos SAE 80 a SAE 120. Grasas consistentes. Consisten en aceites minerales espesados con jabones, que se emplean para la lubricación estanca de cojinetes y rodamientos. I.E.S. Cristóbal de Monroy.Dpto. de Tecnología 7

8 Clasificación por sus cualidades de engrase Los aceites de engrase se clasifican también por sus propiedades lubricantes, resultando de esta clasificación los siguientes tipos de aceites comerciales: Aceite regular. Es el aceite normal purificado, tal y como se obtiene del petróleo; es decir, sin aditivos químicos que mejoren sus cualidades lubricantes. Su viscosidad varía con la temperatura y tiene tendencia a la oxidación. Aceite premiun. Es el aceite que resulta de mezclar el aceite regular con aditivos químicos en proporción inferior al 5 %, con el objeto de mejorar su resistencia a la oxidación y corrosión, aumentando su grado de adherencia con aceites vegetales. Aceite detergente. - También denominado con las siglas (H. D.). Además de anticorrosivo y antioxidante tiene la propiedad de limpiar las canalizaciones de la carbonilla, procedente de la combustión, que se deposita en las paredes de las camisas. Aceites multigrado. Estos aceites abarcan varias denominaciones SAE y se comportan como varios aceites de un solo grado en cuanto a su viscosidad. Entre ellos está el todogrado fabricado por la firma comercial Calvo Sotelo (SAE 20 W 50). Este tipo de aceite se adapta a todas las temperaturas comprendidas entre el SAE 20 y el SAE 50. Otro de estos aceites es el monogrado fabricado por la empresa nacional Campsa (SAE 20 W 40). Aceites especiales. Son aceites con aditivos para características específicas, rodaje de motores, etc. Clasificación por sus condiciones de servicio Modernamente existe una tercera clasificación de los aceites empleados en motores de combustión interna denominado sistema API (Instituto Americano del Petróleo), el cual los clasifica por sus condiciones criticas de trabajo. Este sistema ha cambiado y antes lo era así: Aceites para servicio ML (en gasolina) y DG (para Diesel). Se emplean para motores en condiciones de servicio moderadas y no tienen tendencia a la formación de depósitos ni lodos. Aceites para servicio MM (en gasolina) y DM (Diesel). Estos aceites se emplean para motores en condiciones medias de funcionamiento con regímenes altos y fuertes cargas. En el empleo de estos aceites deben controlarse los depósitos de lodos y si existe corrosión. Aceites para servicio MS (en gasolina) y DS (Diesel). Se emplean para motores en condiciones duras de funcionamiento que están sometidos a frecuentes arranques y paradas, arranques en frío y circulación en trayectos cortos. Hoy se utilizan las denominaciones S seguido de otra letra para los motores de gasolina y C seguido de otra letra para los de gasoleo. La segunda letra indica su calidad, comenzando por la A y I.E.S. Cristóbal de Monroy.Dpto. de Tecnología 8

9 según el orden alfabético va aumentando la calidad. Hoy en día la mejor calidad para los MEP es SH y para los MEC es CE. Además de ésta clasificación, existen muchas mas: MIL (seguida de un n os ) de los militares americanos, por ejemplo MIL-L-2104-D, CCMC (seguido de letras y números), de la unión europea, por ejemplo CCMC P2, las de algunos constructores, por ejemplo CAT TO.2, VW , GM 6049, etc. Sea cual fuere el tipo y calidad empleada, todos los aceites, con el tiempo, van perdiendo sus propiedades lubricantes, por lo que es necesario cambiar el mismo cada cierto número de kilómetros, u horas de funcionamiento, recomendado por el fabricante del motor, o bien siempre que se vea que el aceite ha perdido sus cualidades de viscosidad y adherencia. SISTEMAS DE ENGRASE Se ha visto la importancia y necesidad del engrase en el motor para combatir las pérdidas de energía por rozamiento. Los elementos del motor que están sometidos a fricción y que, por tanto, se deben lubricar son: los pistones, cilindros, cojinetes de biela y bancada, el árbol de levas, los balancines y los engranes de la distribución; esto se realiza por medio de un sistema de engrase instalado en el motor. Los sistemas de engrase empleados hasta la actualidad en la lubricación de los motores son los siguientes: - Engrase por barboteo. - Engrase a presión. - Engrase mixto. - Engrase por mezcla con el combustible. Engrase por barboteo Este sistema de engrase, actualmente en desuso, consistía en que las cabezas de las bielas llevaban unas pequeñas cucharillas con un conducto en el fondo que llegaba hasta el cojinete de biela, a través del cual y por los conductos del cigüeñal se lubricaban los cojinetes de bancada y árbol de levas. Cuando la muñequilla estaba en el punto inferior, la cucharilla se sumergía en el aceite depositado en el cárter y, al ascender, se llevaba una pequeña cantidad de aceite que penetraba por el conducto de engrase del cojinete. El resto del aceite, por la fuerza centrífuga del movimiento, era lanzado contra las paredes del cilindro y demás superficies externas en movimiento que, al escurrir, penetraba por unos conductos que llegaban hasta los cojinetes de bancada y árbol de levas. Como puede observarse, con este sistema, además de realizar un engrase imperfecto en los motores, había que vigilar constantemente el nivel de aceite en el cárter, pues si éste bajaba lo suficiente para que la cucharilla no recogiera aceite, se quedaba completamente sin engrase. Engrase a presión El engrase a presión consiste en mandar aceite, por medio de una bomba, a todos aquellos puntos donde se necesita la lubricación, asegurando, de esta forma, la alimentación constante de aceite a los elementos anteriormente citados, para lo cual la bomba suministra el suficiente caudal a la presión requerida. I.E.S. Cristóbal de Monroy.Dpto. de Tecnología 9

10 Engrase mixto El sistema mixto, actualmente utilizado en todos los motores modernos, consiste en combinar las ventajas del engrase a presión y barboteo, lubricando a presión los apoyos del cigüeñal, árbol de levas, cojinetes de biela y balancines y engrasando por barboteo los cilindros y superficies externas de los elementos en movimiento. Engrase por mezcla de aceite con el combustible Este tipo de engrase, empleado en los motores de dos tiempos con pequeña cilindrada consiste en añadir al combustible pequeñas cantidades de aceite lubricante (aproximadamente en un 5 %) y, de esta forma, como la admisión de la mezcla se realiza en el cárter, las finas partículas de aceite diluidas en el combustible se adhieren por capilaridad a las superficies metálicas, resultando así lubricadas. Durante la admisión el aceite es aspirado juntamente con el combustible, pero al vaporizarse éste, debido a la temperatura interna, el aceite queda libre y se deposita sobre las superficies de las piezas a las cuales impregna, introduciéndose además por los orificios de engrase para lubrificar los cojinetes de apoyo. Parte de este aceite termina quemándose en el interior del cilindro al ser aspirado juntamente con la mezcla, pero como es repuesto constantemente, los elementos a engrasar siguen lubricándose por el aceite fresco que entra al interior del cárter. En las estaciones de servicio se mezcla el combustible con el aceite lubricante; la proporción de la mezcla depende de la carga de los motores. Cuando los motores trabajan a bajo número de revoluciones reciben frecuentemente demasiado aceite de engrase; este exceso de aceite se deposita en los canales de escape y crea una estela de humos molesta, razón por la que las instalaciones de escape de los motores de dos tiempos tienen que limpiarse con frecuencia. LAS BOMBAS DE ACEITE A) BOMBA DE ENGRANAJES Descripción: La bomba de engranajes se compone de un cuerpo concebido para recibir dos piñones. Un piñón llamado de arrastre, engrasado por el árbol de levas. El otro, llamado pión arras trado y engrasado por el primero. Funcionamiento: La bomba, sumergida en el aceite del cárter, se halla llena de aceite. Al girar el motor, giran los engranajes de la bomba, arrastrando el aceite entre estos y enviándolo hacia la salida en el sentido de las flechas. El orificio de salida de la bomba comunica con la canalización principal y el aceite es enviado a presión. La presión de este aceite es mantenida alrededor de los 3 Kg/cm 2, por un dispositivo llamado limitador de presión. LIMITADOR DE PRESION La presión del aceite enviado por la bomba varía en función de: del régimen de rotación del motor, de la viscosidad del aceite. I.E.S. Cristóbal de Monroy.Dpto. de Tecnología 10

11 Esta presión no debe ser muy elevada para no deteriorar las canalizaciones y no provocar proyecciones exageradas. El límite máximo de esta presión es asegurada por una válvula de descarga. Esta válvula está situada sobre el canal de salida de aceite de la bomba. Un tornillo permite su reglaje. El aceite está a presión normal (fig. 1). El aceite está a sobrepresión La presión máxima del aceite estará en función del tarado del resorte. B) BOMBA DE PALETAS Descripción: El cuerpo de la bomba de paletas es interiormente de forma cilíndrica. Dos orificios desembocan en el cuerpo: el de entrada de aceite y el de salida de aceite. Un rotor excéntrico se aloja en la parte cilíndrica. Este rotor está diametralmente ranurado. La ranura recibe dos paletas que giran libremente. Un resorte intermedio mantiene, a poca presión, las paletas contra el cuerpo cilíndrico. Funcionamiento: El motor funciona y engrana el rotor en el sentido de la flecha. El volumen A aumenta, ocasionando una depresión. El aceite se encuentra entonces aspirado en este volumen. Cuando el volumen A tiende al máximo la paleta 2 tapa el orificio de entrada del aceite. La rotación continúa y esta paleta 2 hace simultáneamente: Impulsar el volumen A hacia adelante, al orificio de salida. Crear, detrás, un nuevo volumen A. El ciclo se realiza así mientras el motor gira y el aceite se encuentra comprimido en las canalizaciones del motor. La presión del aceite es limitada por una válvula de bolas, idéntica a la de la bomba de engranajes. C) LA BOMBA DE ROTOR Descripción: La bomba de aceite de rotor, de utilización más reciente, está formada por un cuerpo, muy simple y generalmente en fundición, en el mismo bloque del cárter. El interior del cuerpo es cilíndrico y tiene dos orificios, uno para entrada y otro para salida de aceite. El rotor interior tiene su eje excéntrico y el exterior está libre en el alojamiento del cárter. El rotor interior, engranado por el motor, arrastra el rotor exterior. Los dos rotores giran en el mismo sentido. Funcionamiento: Consideremos un alveolo del rotor interior: Sigamos su evolución. Fif 1 el volumen A, a medida que el rotor gira, aumenta. La depresión creada por este aumento de volumen aspira el aceite hasta el volumen máximo, fig. 2. I.E.S. Cristóbal de Monroy.Dpto. de Tecnología 11

12 El volumen A no está ahora en comunicación con el orificio de llegada del aceite. Hasta aquí es la FASE DE ASPIRACION. El rotor continúa girando y el volumen considerado se pone en comunicación con el orificio de salida de aceite. El volumen A comienza a disminuir, fig El volumen A disminuye, hasta hacerse cero, evacuando el aceite por el orificio de salida, figura Esta es la FASE DE COMPRESION. Hemos visto cada una de las fases del funcionamiento obtenido por el movimiento de rotación de una de las caras del rotor. Estas diferentes fases se suceden de la misma manera para las cuatro caras del rotor interior. Esta bomba comprime el aceite a presión en todas las canalizaciones. La presión del aceite es limitada por una válvula de bola idéntica a la de la bomba de engranajes. LOS FILTROS DE ACEITE El aceite que circula en el motor se carga de impurezas procedentes de: partículas metálicas debidas al rodaje, partículas debidas a la combustión, productos de alteración del aceite. Estas impurezas podrían alterar las piezas en funcionamiento. El filtro permite eliminarlas del circuito de engrase. A tal efecto se emplean filtros simples tales como: el tamiz en el fondo del cárter, el filtro de entrada de la bomba de aceite. Estos filtros situados en el interior del motor no deben obstruirse, estando pues formados por mallas gruesas. Pero como estas mallas gruesas dejan pasar las partículas finas, debe montarse además en el circuito un filtro de cartucho. Este cartucho, formado generalmente por tela de algodón, permite un filtrado minucioso del aceite. El cartucho debe ser cambiado periódicamente para ser eficaz. El filtrado se realiza, normalmente, en serie; aunque, a veces se puede hacer en derivación. El filtro se encuentra situado, como ya hemos visto, en serie en el circuito de engrase del motor. Con objeto de que una obstrucción del filtro impida que el circuito de engrase quede interrumpido, se deja prevista una segunda canalización con una válvula BY-PAS a bola. En funcionamiento normal, todo el aceite pasa por el filtro. En funcionamiento con el filtro obstruido, el aceite, por efecto de la sobrepresión, vence la acción del muelle sobre la bola, abriendo el segundo conducto y creando un circuito de engrase sin impedimentos. I.E.S. Cristóbal de Monroy.Dpto. de Tecnología 12

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