7. LUBRICACION DEL MOTOR ALTERNATIVO

7. LUBRICACION

1. FUNCION DEL SISTEMA.

LA FUNCION ES SUMINISTRAR ACEITE LUBRICANTE AL MOTOR A PRESION CORRECTA Y EN CANTIDAD SUFICIENTE PARA LUBRICAR Y REFRIGERAR LAS PARTES DEL MISMO EXPUESTAS A FRICCION. CUMPLE ASI CON LOS SIGUIENTES FINES:

*DISMINUIR EL ROZAMIENTO ENTRE LAS PARTES METALICAS EN MOVIMIENTO.

*REFRIGERAR LAS ZONAS METALICAS CALIENTES DEL OTOR.

*PROTECCION DE LAS SUPERFICIES METALICAS FRENTE A LA CORROSION.

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2. TIPOS DE SITEMAS DE LUBRICACION.

EXISTEN DOS SISTEMA SDE LUBRICACION PARA MOTORES ALTERNATIVOS DE AVIACION:

*CARTER SECO

* CARTER HUMEDO.

2.1. SISTEMA DE CARTER SECO. UTILIZADO EN MOTORES RADIALES YA QUE ES IMPOSIBLE ALOJAR EN EL CARTER EL ACEITE. SE DENOMINA DE TA FORMA PORQUE MANTIENE EL ACEITE EN UN DEPOSITO EXTERNO. EL ACEITE LLEGA AL MOTOR POR GRAVEDAD O ASPIRADO POR UNA BOMBA. LA PARTE MAS BAJA DEL SISTEMA DE ACEITE DISPONE DE UN GRIFO DE DERENAJE PARA VACIAR TODO EL ACEITE DEL SISTEMA.

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EL ACEITE PROCEDENTE DEL DEPOSITO ENTRA EN LA BOMBA Y A CONTINUACION POR UN CIRCUITO TIPICO DE REGULACION DE PRESION. EL CIRCUITO DE FILTRO Y REGULACION DE PRESION CONSTA DE FILTRO, VALVULA DE DERIVACION Y VALVULA DE ALIVIO DE PRESION. SI EL FILTRO SE OBSTRUYE, POR SUCIEDAD O PRESENCIA DE MATERIAS EXTRAÑAS, HASTA EL PUNTO DE IMPEDIR EL PASO DE ACEITE, LA PRESION DE LA BOMBA HACE ABRIR LA VALVULA DE DERIVACION, PERMITIENDO QUE EL ACEITE PASE A LUBRICAR EL MOTOR POR EL CIRCUITO ALTERNATIVO. PERO DE TODO ESTO YA SABEMOS, LO VIMOS EN EL MOTOR DE REACCION, LOS PRINCIPIOS SON LOS MISMOS

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EL ACEITE A PRESION PASA A LUBRICAR COJINTES, BIELAS , ARBOL DE LEVAS Y TAMBIEN AL EJE HUECO AL REGULADOR DE PASO VARIABLE DE LA HELICE, EL GOVERNO.

UNA VEZ QUE EL ACEITE A LUBRICADO TODOS LOS PUNTOS QUE HEMOS DESCRITO CAE POR GRAVEDAD A UNOS COMPARTIMENTOS LLAMADOS SUMIDEROS. ESTOS ESTAN CONECTADOS CON UNA O MAS BOMBAS DE RECUPERACION. LA MISION DE ESTAS BOMBAS ES ENVIAR EL ACEITE AL DEPOSITO, VIA RADIADOR DE ACEITE. ESTAS BOMBAS DE RECUPERACION SON DE UNA CAPACIDAD MAYOR QUE LAS DE PRESION, DEBIDO A QUE EL ACEITE VA ACOMPAÑADO DE UNA MEZCLA DE AIRE.

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2.2. SISTEMA DE CARTER HUMEDO.

ES PROPIO DE LOS MOTORES DE EMBOLO INSTALADOS EN LOS AVIONES ACTUALES.

AQUÍ EL ACEITE SE MANTIENE DENTRO DEL MOTOR, NO ES SACADO AL EXTERIOR, AL DEPOSITO. EN ESTE SISTEMA LA BOMBA DE PRESION CAPTA EL ACEITE DEL SUMIDERO Y LO ENVIA A LOS PUNTOS A REFRIGERAR Y LUBRICAR. EXISTE UN SENSOR DE TEMPERATURA DE ACEITE QUE LO HARA PASAR AL RADIADOR DE ACEITE ANTES DE DIRIGIRLO A LOS PUNTOS DE ENGRASE.

3. REQUISITOS DEL SISTEMA DE LUBRICACION. SON MUY SENCILLOS, LOS ENUMERAMOS EN TRES PUNTOS:

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*EL SISTEMA DEBE ESTAR DISEÑADO PARA REALIZAR SU FUNCION EN LAS CONDICIONES MAS ADVERSAS DE VUELO. PARA EL SISTEMA DE CARTER HUMEDO EL FABRICANTE DEBE COMPROBAR QUE EL SISTEMA FUNCIONA CON LA MITAD DE LA CARGA MAXIMA DE ACEITE( ESTE ES UN REQUISITO DE CERTIFICACION DEL MOTOR).

*EL SISTEMA DEBE TENER UN RADIADOR PARA RERIGERAR EL ACEITE.

*EL CARTER DEBE ESTAR VENTILADO AL EXTERIOR PARA EVITAR PERDIDAS POR PRESIONES INTERNAS EXCESIVAS.

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4. COMPONENTES DE LOS SISTEMAS.LA MAYOR PARTE DE LOS ELEMENTOS DESCRITOS SON COMUNES A

LOS DOS TIPOS DE SISTEMA.

4.1. BOMBA DE ACEITE. ES DEL TIPO DE ENGRANAJES, DE DESPLAZAMIENTO CONSTANTE, POR LO QUE LA PRESION DEPENDE DE LA ELOCIDAD DE ROTACION DE LA BOMBA. ESTE TIPO DE BOMBA PRECISA DE UN SISTEMA DE REGULACION DE PRESION.

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BOMBA GEROTOR, VEMOS REPRESENTACIONES DE DISTINTAS POSICIONES ANGULARES DE LA BOMBA. NO REQUIERE DE VALVULA REGULADORA DE PRESION. SE UTILIZA TAMBIEN EN MOTORES DE REACCION

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4.2. VALVULA DE ALIVIO. LA VALVULA TIENE UN CONO CARGADO POR RESORTE Y EN EL OTRO EXTREMO UN TORNILLO DE AJUSTE, QUE PERMITE PRECARGAR LA TENSION DE DICHO RESORTE. SI LA PRESION DE ACEITE EN EL CONO ES MAYOR QUE LA TENSION DEL RESORTE, LA VALVULA MANDA AL ACEITE A RETORNO, CONTROLANDO DE ESTA MANERA LA PRESION DEL SISTEMA.

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4.3. VALVULA COMPENSADORA DE PRESION. NORMALMENTE SERA SUFICIENTE CON LA VALVULA ANTERIOR LA REGULACION DE LA PRESION DE ACEITE, PERO EN AVIONES DE GRAN POTENCIA ES NECESARIO CONTAR CON SUFICIENTE PRESION EN TIEMPO FRIO QUE NOS GARANTICE LA BUENA LUBRICACION DE TODOS LOS PUNTOS, YA QUE LA TEMPERATURA DEL ACEITE ES BAJA Y ALTA SU VISCOSIDAD. SUCEDE, NO OBSTANTE, QUE CUANDO EL MOTOR ALCANZA SU TEMPERATURA NORMAL Y LA PRESION ES MUY ALTA, AUMENTA EL CONSUMO DE ACEITE. ASI QUE PARA RESOLVER ESTOS PROBLEMAS SE INSTALA LA VALVULA COMPENSADORA DE PRESION. ESTA VALVULA ES CAPAZ DE ADAPTAR PRESIONES CON TEMPERATURAS, DE MODO QUE SE EVITEN LOS DOS PROBLEMAS ANTES MENCIONADOS.

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4.4.REFRIGERACION DEL ACEITE. UNA PARTE IMPORTANTE DEL CALOR QUE SE GENERA EN LA COMBUSTION SE TRANSMITE AL ACEITE. LOS ELEMENTOS E QUE CONSTA EL SITEMA DE REFRIGERACIONSON:

4.4.1. RADIADOR DE ACEITE. ES UN CAMBIADOR DE CALOR. EL RADIADOR ESTA EXPUESTO A LA CORRIENTE DE AIRE QUE ENFRIA LAS CELDILLAS INTERIORES POR DONDE HACEMOS PASAR EL ACEITE. ESTA FABRICADO DE COBRE O ALUMINIO.

4.4.2. VALVULA DE CONTROL DE FLUJO. ES UNA VALVULA TERMOSTATICA, QUE DEJARA PASAR O NO ACEITE AL RADIADOR DEPENDIENDO DE SU TEMPERATURA.

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4.4.3. VALVULA LIMITADORA DE MAXIMA PRESION. EL ACEITE MUY FRIO PUEDE REVENTAR LAS CELDILLAS DEL RADIADOR, POR ESO ESTA VALVULA NO PERMITE EL PASO DE ACEITE AL INTERIOR DL RADIADOR CUANDO LA PRESION DEL ACEITE ES MUY ALTA.

4.4.4. VALVULA DE REGULACION DEL AIRE EN EL RADIADOR. REGULA EL PASO DE AIRE QUE REFRIGERA EL ACEITE A SU PASO POR EL RADIADOR .EXISTEN DOS METODOS DE REGULACION, POR PERSIANAS Y POR ALETA EN EL CONDUCTO DE SALIDA DE AIRE. EN LA SIGUIENTE IMAGEN VEMOS DOS REPRESENTACIONES.

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4.4.5. FILTROS. TIENEN POR FINALIDAD RETENER LAS IMPUREZAS Y RESTOS DE PARTES INTERNAS DAÑADAS DEL MOTOR, QUE PUDIESEN OBSTRUIR LAS GALERIAS Y PASOS DE ACEITE PARA LUBRICAR. EXISTEN DOS TIPOS DE FILTRO:

* DE FLUJO TOTAL (FULL-FLOW)

* DE FLUJO EN DERIVACION (BYPASS FILTER)

EN LOS PRIMEROS TODO EL ACEITE PASA ATRAVES DE ELLOS Y EN LOS SEGUNDOS SOLO UNA PARTE DEL ACEITE. EN AVIACION USAMOS FILTROS DE FLUJO TOTAL. ESTOS FILTROS PUEDEN SER DE “GALLETAS”, MENBRANAS CIRCULARES CON DISTINTA CAPACIDAD DE FILTRADO ATENDIENDO A LAS DIMENSIONES DE LOS AGUJEROS QUE LAS CONFORMAN( SON LAVABLES), O DE TIPO PAPEL POROSO, DE UN SOLO USO

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5. SUPERVISION DEL SISTEMA DE ACEITE.

YA HEMOS HABLADO EN MUCHAS OCASIONES LA IMPORTANCIA DE LA SUPERVISION Y EL MONITOREO DE LA PRESION Y LA TEMPERATURA DEL ACEITE. QUEDA CLARO PUES, LA IMPORTANCIA DEL CONTROL DE ESTOS DOS PARAMETROS. DEPENDIENDO DE QUE TIPO DE CARTER DISPONGA EL MOTOR LA SITUACION DE LOS SENSORES DE ESTOS, SE DISPONDRAN EN UN LUGAR U OTRO. SI EL CARTER ES HUMEDO, EL SENSOR DE TEMPERATURA SE SITUARA CERCA DE LA BOMBA IGUAL QUE EL SENSOR DE PRESION, SIN EMBARGO EN UN CARTER SECO, LA TEMPERATURA SE TOMA A LA ENTRADA DEL MOTOR, EN ALGUN PUNTO ENTRE EL GRIFO DE DRENAJE Y LA BOMBA.

EXISTEN DOS METODOS PARA MEDIR LA TEMPERATURA DEL ACEITE:

*ELECTRICO

*MECANICO

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EL METODO ELECTRICO UTILIZARA UNA SONDA QUE EXPERIMENTARA UN CAMBIO DE RESISTENCIA RELACIONADA CON LAS VARIACIONES DE TEMPERATURA.

EL METODO MECANICO, UTILIZA UNA SONDA CON UN GAS ENCAPSULADO, UTILIZANDO LAS VARIACIONES DE PRESION DE ESTE GAS. LAS VARIACIONES DE PRESION SE RELACIONAN CON LAS VARIACIONES DE TEMPERATURA DEL ACEITE.

EN EL CAPITULO DE LA PRESION DEL ACEITE, PODEMOS MENCIONAR ELEMENTOS QUE PUEDEN HACER QUE ESTA SEA BAJA O ALTA, POR EJEMPLO BAJA PRESION, FALTA DE ACEITE, ALTA TEMPERATURA DE ACEITE, ETC.. TODO LO CONTRARIO, UNA BAJA TEMPERATURA DE ACEITE O FALLO DE LA VALVULA DE ALIVIO DE PRESION, PROVOCARA UNA ALTA PRESION DEL SISTEMA DE ACEITE.

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PARA CONTROLAR EL BUEN ESTADO DE LOS MOTORES, YA SABEMOS QUE EL FABRICANTE OBLIGA A REALIZAR CIERTAS TAREAS QUE DEBEN REALIZARSE PERIODICAMENTE, COMO SON RADIOGRAFIAS A LAS CAMARAS DE COMBUSTION, INSPECCIONES BOROSCOPICAS, Y EN EL CAPITULO DEL SISTEMA DE ACEITE, CONTROLES DE ESTADO DE LA CALIDAD DEL ACEITE Y DE RESTOS DE ELEMENTOS DEL MOTOR QUE DEBIDO AL DESGASTE SE VAN QUEDANDO EN EL.

A ESTOS CONTROLES SE LES DENOMINA PAESA,( PROGRAMA DE ANALISIS ESPECTROMETRICO DE ACEITES) SE HACEN DE UNA FORMA RUTINARIA SEGÚN MANDE EL A.M.M. SE TOMAN MUESTRAS DE ACEITE, CON UN PROCEDIMIENTO YA ESTABLECIDO, POR EJEMPLO, DENTRO DE LOS 15 MINUTOS SIGUIENTES A LA PARADA DE MOTOR, NO TOCANDO LAS PAREDES DEL CARTER, EN UNOS FRASCOS LIMPIOS Y SELLADOS, ECT..

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SE ENVIAN AL LABORATORIO, Y ESTE VA A ANALIZAR Y CUANTIFICAR LOS RESTOS DE DISTINTOS MATERIALES ENCONTRADOS, Y VA A SU VEZ, A DETRMINAR EL SIGUIENTE PASO A REALIZAR SEGÚN A.M.M., Y EN QUE PLAZO DE TIEMPO HA DE REALIZARSE, INCLUSO DETERMINARA LA BAJADA DEL MOTOR.

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6. LUBRICANTES.

EL ACEITE LUBRICANTE SE ADHIERE A LAS SUPERFICIES METALICAS EN MOVIMIENTO DE FORMA QUE SE CREAN DOS CAPAS FINAS DE LUBRICANTE, REDUCIENDOSE DE ESTA MANERA LA FRICCION ENTRE AMBAS SUPERFICIES. ASI DEFINIMOS LUBRICANTE COMO CUALQUIER SUSTANCIA ANIMAL, MINERAL, CUALQUIER SUSTANCIA ANIMAL, MINERAL, VEGETAL O SINTETICA CAPAZ DE REDUCIR LA FRICCION ENTRE VEGETAL O SINTETICA CAPAZ DE REDUCIR LA FRICCION ENTRE DOS PARTES DE UN MECANISMO EN MOVIMIENTO RELATIVO.DOS PARTES DE UN MECANISMO EN MOVIMIENTO RELATIVO.

EL LUBRICANTE DEBE CUMPLIR TRES FUNCIONES PRIMORDIALES:

* IMPEDIR EL CONTACTO DIRECTO ENTRE LAS PARTES EN MOVIMIENTO RELATIVO

* REFRIGERAR LAS SUPERFICIES LUBRICADAS

*IMPEDIR LA CORROSION DE LAS SUPERFICIES LUBRICADAS.

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6.1 PROPIEDADES Y ADITIVOS DE LOS LUBRICANTES.

* VISCOSIDAD .LOS FLUIDOS PRESENTAN CIERTA RESISTENCIA A LAS FUERZAS CORTANTES EXTERNAS QUE INTENTAN CAMBIAR SU FORMA Y PONERLES EN MOVIMIENTO. FRENTE E A SEATAS EXTERNAS, APERECEN EN EL FLUIDO OTRAS FUERZAS INTERNAS QUE SE OPONEN A LAS CAPAS EXTERNAS EN MOVIMIENTO. LA VISCOSIDAD ES LA PROPIEDAD DEL LUBRICANTE QUE MIDE LA RESISTENCIA AL DESLIZAMIENTO DE SUS CAPAS EXTERNAS.

*INDICE DE VISCOSIDAD. LA VISCOSIDAD EN LOS LUBRICANTES DISMINUYE RAPIDAMENTE CON EL AUMENTO DE LA TEMPERATURA. ASI PUES MEJOR SERA EL LUBRICANTE, CUANTO MENOS VARIE SU VISCOSIDAD

.EL INDICE DE VISCISIDAD ES LA MEDIDA DE LA VARIACION DE LA VISCOSIDAD CON LA TEMPERATURA, CONFRONTADA CON LA DE DOS ACEITES DE LA MISMA

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VISCOSIDAD A 100º C. NO ES DESEABLE NI UNA VISCOSIDAD ALTA A BAJAS TEMPERATURAS NI POR EL CONTRARIO UNA VISCOSIDAD BAJA A ALTAS TEMPERATURAS.

*ADITIVOS. SON COMPUESTOS QUIMICOS DESTINADOS A MEJORAR

LAS CUALIDADES NATURALES DEL LUBRICANTE. LA ADICION DE PEQUEÑAS CANTIDAD EN EL ACEITE VA BUSCANDO LA MEJORA DE LAS CARACTERISTICAS QUE ESTE YA POSEE O INTRUDIR OTRAS PARA MEJORAR EL RESULTADO COMO REGLA GENERAL LOS ADITIVOS PERSIGUEN LAS SIGUIENTES:

*LIMITAR*LIMITAR EL DETERIORO, EL ENVEJECIMIENTO, DEL LUBRICANTE CON EL TIEMPO DE FUNCIONAMIENTO.

*PROTEGER*PROTEGER LA SUPERFICIE LUBRICADA DE LA ACCION AGRESIVA DE CONTAMINANTES.

*MEJORAR*MEJORAR LAS PROPIEDADES GENERALES DE LOS LUBRICANTES.

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EJEMPLOS DE DISTINTAS ACTUACIOONES DE LOS ADITIVOS, MEJORA EL INDICE DE VISCOSIDAD, ANTIESPUMANTES, ANTICORROSIVOS, DETERGENTE (EVITA Y REDUCE LA FORMACION DE DEPOSITOS CARBONOSOS EN LAS RANURAS INTERNAS DE LOS MOTORES), ENTRE OTROS..

6.2. CLASIFICACION DE LOS LUBRICANTES. LA CLASIFICACION SE BASA EN ESPECIFICACIONES:

*POR SU VISCOSIDAD API

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*POR EL TIPO DE SERVICIO: APAPI

*POR ESPECIFICACIONES: MILITARES MIL-LMIL-L

*POR ESPECIFICACIONES CIVILES: DIVERSAS.

LAS NORMAS SAE SAE FUERON ESTABLECIDAS POR LA SOCIEDAD SAE SAE (SOCIETY AUTOMOTIVE ENGINEERS). SE REFIERE EXCLUSIVAMENTE A LA VISCOSIDAD DEL ACEITE.

LA CLASIFICACION API API (AMERICAN PETROLEUM INSTITUTE) TIENE EN CUENTA LAS CONDICIONES DE TRABAJO DEL ACEITE EN EL MOTOR( DIESEL O GASOLINA) SE IMPLANTARON EN 1947 Y SON EL COMPLEMENTO A LAS SAESAE

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6.3. TIPOS DE ACEITES EMPLEADOS EN AVIACION.

EN MOTORES DE EMBOLO SE EMPLEAN TRES TIPOS:

*ACEITES MINERALES. MUY USADOS EN AVIACION ANTIGUAMENTE, PERO CON INCONVENIENTES COMO SU TENDENCIA A LA OXIDACION Y PRODUCCION DE DEPOSITOS CARBONOSOS. NO TIENEN ADITIVOS Y EN LA ACTUALIDAD ESTA LIMITADO SU USO AL TIEMPO DE RODAJE DEL MOTOR.

*ACEITES DETERGENTES. LA ADICION DE ADITIVOS DETERMINADOS A ACEITES MINERALES A DADO COMO RESULTADO ESTE TIPO DE ACEITE. LO QUE SE PRETENDIA RESOLVER SE CONVIRTIO EN UN PROBLEMA, ES DECIR INTENTAMOS LIMPIAR LOS DEPOSITOS DE CARBON, PERO ESTOS CIRCULABAN POR EL SISTEMA DE LUBRICACION, OBSTRUYENDO ALGUNOS CONDUCTOS.

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*ACEITES DISPERSANTES. SON LOS QUE UTILIZAMOS EN LA ACTUALIDAD. COMO SU NOMBRE INDICA, TIENEN LA CAPACIDAD DE DISPERSAR LOS LODOS QUE SE FORMAN EN EL ACEITE, RECUBRIENDOLOS CON UNA CAPA QUE EVITA QUE SE ACUMULEN EN CANTIDADES ELEVADAS. LOS LODOS ESTAN FORMADOS POR PARTICULAS DE PRODUCTOS NO QUEMADOS, OXIDOS DE PLOMO Y AGUA DE CONDENSACION. ESTAS PARTICULAS RECUBIERTAS POR LA CAPA DE ACEITE, ESTAN CARGADAS ELECTRICAMENTE , UNAS DE UN SIGNO Y OTRAS DE OTRO, DE FORMA QUE SE REPELEN Y SE MANTIENEN EN SUSPENSION EN EL SENO DEL ACEITE, LO CUAL FACILITA SU FILTRADO Y ELIMINACION.

COMO SIEMPRE EL FABRICANTE DEL MOTOR INDICARA EN EL A.M.M., EL ACEITE A USAR, INDICARA UNA TABLA DE OPCIONES TENIENDO EN CUENTA LAS TEMPERATURAS DE LA ZONA DE USO DEL AVION, Y LOS ESFUERZOS A LOS QUE VA A SER SOMETIDO.

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• *ACEITES SINTETICOS Y SEMISINTETICOS. LA EVOLUCION DE LOS MOTORES DE AVIACION TRAE CONSIGO QUE DEBAN SER UTILIZADOS A UNAS TEMPERATURAS MUY ELEVADAS, POR LO QUE SE REQUIERE QUE CONSERVEN LA VISCOSIDAD A ALTAS TEMPERATURAS. ADEMAS TIENDEN A TARDAR MAS EN OXIDARSE, POR LO QUE SU TIEMPO DE USO AUMENTA. POR OTRO LADO SON MAS AGRESIVOS FRENTE A LOS ELASTOMEROS ELASTOMEROS ( COMPUESTOS DE CAUCHO, COMO LAS JUNTAS), PERO EL LARGO PERIODO DE USO HACE QUE AUN ASI SEAN MAS RENTABLES.

• ULTIMAMENTE HAN GANADO TERRENO LOS ACEITES SEMISINTETICOS MULTIGRADOSEMISINTETICOS MULTIGRADO,( MITAD MINERAL, MITAD SINTETICOS), YA QUE APORTAN CANTIDADES DE ACEITE MINERAL SUFICIENTE PARA ELIMINAR LOS DEPOSITOS DE PLOMO EN EL CILINDRO, QUE PRODUCE LA GASOLINA CON PLOMO.

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6.4. DEGRADACION DE LOS ACEITES. ES LA PERDIDA DE CARACTERISTICAS DEL LUBRICANTE. SE CERACTERIZA POR LA ALTERACION DE LA VISCOSIDAD Y SUCIEDAD, TAMBIEN PRESENTA UN OLOR MUY CARACTERISTICO. EN UN ESTADO DE DEGRADACION ELEVADO, PUEDE LLEGAR A SER ALTAMENTE CORROSIVO. LA OXIDACION ES EL AGENTE PRINCIPAL DE LA DEGRADACION DEL ACEITE.