2. Principios básicos
de lubricación
Lubricación : Procedimiento para
reducir
la fricción y el desgaste
Fricción: Resistencia al movimiento
Desgaste: pérdida o destrucción del
material
2
4. Régimen Límite
Carga muy alta
Velocidad muy baja
Película
Lubricante
Superficies en contacto
Espesor de película lubricante menor que
las asperezas de la superficie 4
5. LUBRICAR
Las superficies metálicas parecen
lisas, pero al microscopio, revelan
asperezas con picos y valles.
El aceite mantiene los puntos de
contacto separados, minimizando la
fricción y el desgaste de las partes.
5
6. Régimen
Hidrodinámico
Carga baja
Alta velocidad
flujo
laminar
Superficie Estática
Espesor de película lubricante mayor que las
asperezas de la superficie
6
7. AJS
Enfriar
Temperaturas típicas en un motor a gasolina:
En corona del pistón y válvulas de 200 a 350ºC.
En un motor diesel de 650 a 800ºC
La temperatura promedio del aceite es de 80 a
100ºC, puede ser mucho mayor, hasta
120ºC-160ºC
7
8. Limpiar
En el motor se acumulan contaminantes
como:
Insolubles
Agua
Combustible, gases, residuos de combustión
(hollín)
Lodos
Que el aceite debe mantener en suspensión
y neutralizarlos
8
9. Limpiar
Las altas temperaturas en los pistones
provocan la formación de depósitos,
principalmente en las ranuras de los anillos
Los anillos pueden pegarse, causando
soplado y desgaste excesivo
El soplado de gases incrementa la
formación de barnices en la falda del pistón
9
10. Sellar
El aceite forma un sello entre la cámara de
combustión y el cilindro mediante los anillos
Los anillos del pistón estan diseñados para
crear un sello y para controlar la película de
aceite en las paredes del cilindro
Rayados pequeños en la pared del cilindro
(o cross hatching) ayudan a mantener al
aceite en la pared
El aceite ayuda a mantener la compresión y
previene el soplado de gases 10
11. Proteger
Acidos dañinos (sulfúricos)se forman como
sub-productos de combustión.
Desgaste corrosivo puede ocurrir en partes
metálicas del motor.
EL aceite debe neutralizar estos ácidos
mediante aditivos especiales (BN,
detergentes)
11
12. Proteger
Agua diesel Aire
EEUU, México y
H2SO4
Chile ... 0.03 %
Europa ... 0.09 %
Costa Rica ... 0.4
%
2008 ... 0.05 %
12
15. BASES
LUBRICANTES
Refinación del petróleo : BASES MINERALES
Síntesis de compuestos
Con propiedades lubricantes: BASES SINTETICAS
Combinación de
minerales y sintéticos: BASES SEMISINTETICAS
15
17. Porqué
aditivos?
El básico no tiene todas las características y
propiedades de un lubricante para las
demandas de lubricación de las máquinas
modernas.
Los aditivos mejoran características y añaden
propiedades a los lubricantes.
17
18. Tipos de
Aditivos
Modificadores: Modifican características y
propiedades de los básicos.
Protectores del Aceite : Protegen el aceite
prolongando su vida útil
Protectores de Superficie: Protegen las
superficies
metálicas contra la corrosión, fricción y desgaste
18
19. Aceite Típico de Motor
Básico
80.4%
Antidesgaste
1.0%
Dispersante
5.2%
Detergente
3.1%
VI
10.3%
19
20. Grupos de básicos
según API
Grupos III, IV, & V
Grupo V % Saturados
son sintéticos
Grupo IV
>99%
Nuevas generaciones Grupo III
Mejor Estabilidad de Oxidacion
Mejor control de Soot
Mejor Indice de Viscosidad
> Grupo II >90%
Grupo I
Nafténicos
Aromáticos >0%
20
22. Viscosidad
La viscosidad es la característica más importante de un lubricante.
Es una medida de la resistencia a fluir de una sustancia
Unidades : Centistokes (cSt)
Centipoise (cP)
22
23. Viscosidad Vs
Temperatura
A mayor temperatura menor viscosidad
A menor temperatura mayor viscosidad
Clasificación por viscosidad :
Grado SAE (automotriz)
Grado ISO (industrial)
23
24. Viscosidad
Existen varios métodos para su deteminación, la
prueba más común es Viscosidad Cinemática,
generalmente dada en centiStokes (cSt)
Se determina mediendo la resistencia a
fluir de un líquido a través de un capilar a
determinada temperatura. En la industria
del petróleo la viscosidad se determina a
100ºC y 40ºC.
24
26. Monogrado
Un aceite cuya viscosidad es definida
a una sola temperatura
SAE 30 : Temperatura alta
SAE 40 : Temperature alta
SAE 10W : Temperatura baja
SAE 20W : Temperature baja
26
27. Multigrado
Un aceite cuya viscosidad es definida a
temperatura baja y alta
SAE 15W-40
Temp baja – Temp alta
27
28. Monogrado Vs
multigrado
THICK OIL
VISCOSIDAD
SAE 40
SAE 15W-40
SAE 15W
THIN OIL
TEMPERATURA
28
30. Flexibilidad de los multigrados
Baja Alta
Viscosidad Viscosidad
Fácil arranque en frío Mayor protección
Menor consumo de combustible Buena lubricación y sellado
Rápida circulación
30
31. API ‘S’ - Gasolina
Fecha
Pre 1930’s SA 199 SJ
1930 SB 6
2001 SL
1964 SC
1968 SD 200 SM
1972 SE
4
1980 SF
1989 SG
1992 SH
31
32. API ‘C’ - Diesel
FECHA
1940 CA
1949 CB
1955 CD
1961 CC
1984 CE CD II
1990 CF-4
1994 CG-4 CF CF-2
1998 CH-4
2002 CI-4
32
33. DONA DEL API
VIC E C
ER I SER VIC
S
-4
E
API
API
/SL
SL
SAE SAE
15W- 40 10W- 40
33
34. Lubricación de las
Transmisiones
Cajas de cambios manuales
Cajas de cambios automáticas
Transfer
Diferenciales
34
35. Aditivos para aceites
de engranajes
{
Anti-herrumbre
Pasivador de Cobre
20 30 Anti-oxidante
Dispersante
Anti-espumante
{
80 70 Agente extrema
presión
Aditivos Azufre/fósforo
35
Notas del editor
1
3 When solid substances are in sliding contact both friction and wear occur. In the majority of sliding mechanisms, friction and wear are undesirable. Friction however is used positively for braking systems. We could not stop a car or even walk if friction didn’t exist. Friction leads to waste of power and generation of heat. Wear obviously results in reduced component life.
13 Entry into this regime may be the result of: Insufficient viscosity Low speed Very high loads Introduction of additives is necessary where entry into the regime is unavoidable (expanded in the additives module)
10 An equilibrium film thickness is established which is the balance of oil input to output and oil lost to leakage from the sides. Factors affecting the film thickness are: Increased load which squeezes oil out Increases in temperature-thins the oil Selected oil viscosity Relative speed between surfaces-speed generates the lift Surface area over which the oil must spread
1
4 The modern motorist demands convenience and performance and additives enhance the oil’s ability to lubricate, seal and cool over a relatively long period of time. They also make up for the oil’s deficiencies to protect and clean the engine. A modern engine subjects an oil to extremely arduous conditions of stress and chemical adversity. In this environment, an untreated oil would last no more than a few weeks before it’s lubrication properties would be seriously compromised.
8 The additives must be carefully selected to be compatible with the oil and each other and produce no unwelcome side effects. They should also be: • Non toxic • Stable in storage (ie. not precipitate at low temperatures, unless they blend again easily when the oil is heated).
1
5 Mineral Oil thins rapidly when heated and thickens when cooled. Oil selection indicated by the balance is therefore a compromise. Although a high viscosity is needed to satisfy bearing lubrication, an excessively high level would lead to high drag and consequently increased fuel consumption. In addition, a high viscosity oil would lead to bearing starvation in cold weather due to the delay in pumping the oil around the engine. The ‘ideal’ scenario is an oil that is easily pumped in cold conditions (so providing the benefits on the left ) but relatively thick at higher temperatures (so providing the qualities on the right). Additives make this possible. In addition, the historical need to change oil from winter to summer (say SAE 10 W to SAE 30) was removed.