TODO SOBRE LUBRICACION

La principal función de un lubricante es proveer una película para separar las superficies y hacer el movimiento más fácil. En un modelo donde un líquido actúa como lubricante, el líquido se comporta formando una película en las dos superficies externas, superior e inferior, adheridas firmemente. A medida que una de las superficies se mueva sobre la otra, las capas externas del lubricante permanecen adheridas a las superficies mientras que las capas internas son forzadas a deslizarse una sobre otra. La resistencia al movimiento no está gobernada por la fuerza requerida para separar las rugosidades de las dos superficies y poder moverse. En su lugar, esta resistencia está determinada por la fuerza necesaria para deslizar las capas de lubricante una sobre otra. Esta es normalmente mucho menor que la fuerza necesaria para superar la fricción entre dos superficies sin lubricar. Debido a que la lubricación disminuye la fricción, ésta ahorra energía y reduce el desgaste. Sin embargo ni el mejor lubricante podría eliminar completamente la fricción. En el motor de un vehículo eficientemente lubricado, por ejemplo, casi el 20% de la energía generada es usada para superar la fricción.

Las grasas animales se empleaban hace ya 3.000 años • Viscosidad y untuosidad, características esenciales de los lubricantes 

• Del barboteo al circuito a presión

• El cárter seco

•El cambio periódico del aceite

El rozamiento es un fenómeno pasivo debido a la estructura de la materia, presente en todas las circunstancias en que se produce un movimiento; por consiguiente, constituye un problema que el hombre ha debido superar desde los comienzos de la civilización.

Debe suponerse que, en el continuo avance de la investigación para disminuir la propia fatiga, el hombre haya tenido en cuenta el fenómeno de la lubricación a través de las observaciones casuales (incluso la rueda puede tomarse como un caso de lubricación a nivel macroscópico).

Los ejemplos más antiguos de que se tienen noticias se remontan a los antiguos egipcios; existen dibujos que ilustran cómo ya entonces era habitual la lubricación para disminuir los rozamientos haciendo las superficies más resbaladizas. También las investigaciones llevadas a cabo sobre un carro con una antigüedad de 1.000 años antes de Cristo han confirmado que en aquellos tiempos la lubricación de los ejes era efectuada corrientemente con grasas de animales.
La lubricación es un fenómeno muy complejo y objeto de estudio continuo por la gran cantidad de elementos que convergen en el problema

VENTAJAS DE LA LUBRICACION

Es importante destacar las ventajas de una lubricación correcta, regular, medida, como parte de un programa de mantenimiento bien administrado. Aproximadamente el treinta por ciento de las fallas prematuras en equipos mecánicos se debe a la lubricación deficiente o inadecuada. La automatización de este proceso permite suministrar lubricante a los intervalos correctos, en todos los puntos en que se requiere y en la cantidad correcta. Una lubricación mínima pero en cantidad adecuada mejora la rentabilidad y proporciona beneficios ambientales sustanciales con respecto a las técnicas tradicionales menos precisas. 

COMO SE DESGASTA

El rozamiento entre 2 órganos es función de su dureza y sobre todo de su estado superficial. Durante la fricción, el contacto no se produce en toda el área, sino sólo entre las irregularidades de las superficies que interfieren entre sí; en dichos puntos se crean presiones específicas muy elevadas que, al mismo tiempo que aumentan la temperatura, provocan la fusión de los puntos de contacto y determinan el encolado Parcial de las piezas.
En esta situación, el esfuerzo necesario Para provocar el rozamiento es elevado en relación con la presión aplicada entre los órganos, es decir, se obtiene un elevado coeficiente de rozamiento.
El empleo de materiales diversos para las piezas sujetas a rozamiento moderado tiene su origen en el hecho de que, en caso de gripado, se prefiere localizar los desgastes en una sola de las superficies, que se construye a propósito con un material menos duro.
Interponiendo entre las superficies en movimiento relativo una substancia fluida, ésta desarrolla durante determinado tiempo la función de cojinete y evita el contacto directo; en estas condiciones, la fuerza necesaria para causar el movimiento es la correspondiente al esfuerzo de deslizamiento entre las capas fluidas. El fenómeno toma el nombre de rozamiento fluido, y el espacio entre las partes sólidas ocupado por el lubricante se denomina película.
El rozamiento fluido está representado por la energía disipada por el movimiento de las moléculas del fluido, no adheridas a las superficies, en el interior de la película. Éstas están sujetas a una acción de aplastamiento y a un movimiento de rotación, que provocan un aumento de la temperatura.
El comportamiento de las moléculas de lubricante puede compararse con el de las bolas elásticas interpuestas entre las superficies. Con el fin de que las moléculas resistan al aplastamiento es necesario que la fuerza de cohesión entre las mismas (viscosidad) sea muy elevada y no disminuya bajo el efecto de la temperatura o a consecuencia de su movimiento vertiginoso.
Si la viscosidad es insuficiente para garantizar una reacción elástica igual a la acción de compresión entre las superficies, ambas piezas entran en contacto; entonces interviene otra característica de los lubricantes, su untuosidad, o capacidad de adherirse fuertemente a las superficies metálicas garantizando cierta lubricación incluso en condiciones extremas (lubricación límite).
En dicha situación, la lubricación está garantizada no ya por la película de aceite que se forma entre las piezas, sino por las 3 capas adherentes a las superficies y, como consecuencia, aunque no se produce un rozamiento seco, el fino espesor de la película puede, en caso de fuertes cargas, permitir ligeras interferencias entre las irregularidades superficiales de las partes en movimiento.

 METODO DE LUBRICACION MÁS EFICAZ

Más funcional y eficaz es el sistema de lubricación por goteo, el cual, tras haber substituido el sistema por barboteo, ha mantenido durante mucho tiempo una amplia aplicación en el sector automovilístico. El esquema fundamental consiste en un depósito desde el cual el aceite es enviado (mediante una bomba o por la presión suministrada por el escape) a un distribuidor cuentagotas; éste se encarga de dosificar y distribuir el lubricante a través de dispositivos adecuados.
En los motores modernos, las mayores solicitaciones mecánicas y térmicas imponen la necesidad de una lubricación intensa y garantizada en cualquier condición de funcionamiento; esto implica un sistema de lubricación forzada, es decir, con circulación garantizada por una bomba. En este caso, el aceite es extraído de un depósito, distribuido a través de canalizaciones realizadas en las piezas, recuperado, enfriado y vuelto a poner en circulación.
Se efectúa una distinción en función de la recuperación y del almacenamiento del lubricante. En los motores con cárter de aceite, la parte inferior del propio cárter del motor actúa como depósito; por tanto, el aceite que gotea de las superficies lubricadas es recogido en su caída en el cárter, donde se enfría antes de ser aspirado nuevamente por la bomba. Este sistema de lubricación, utilizado en la mayoría de los vehículos de serie, requiere especial cuidado al realizar el proyecto del cárter de aceite, con el fin de que la boca de aspiración de la bomba se encuentre siempre sumergida, independientemente de los movimientos del aceite causados por las aceleraciones a que está sometido el vehículo. El problema es particularmente importante en los vehículos de motor transversal, en los cuales, por efecto de la fuerza centrífuga y del balanceo, en las curvas se producen desplazamientos notables de la masa líquida.
Para evitar tales inconvenientes suele emplearse el sistema más complejo de cárter seco. Éste se diferencia en que contiene el aceite en un depósito separado del grupo motor y, por tanto, es más complejo, puesto que requiere la presencia de una segunda bomba que aspire todo el aceite que gotea al interior del motor y lo envíe al depósito. El sistema de cárter seco es adoptado universalmente en los motores de competición y en algunos para vehículos de serie de elevadas prestaciones; presenta la ventaja de una constancia absoluta en la extracción del lubricante a cargo de la bomba de alimentación y, además, permite eliminar el cárter de aceite y, por tanto, rebajar el motor, poder disponer de grandes cantidades de lubricante y enfriarlo más eficazmente.

FUNCIONAMIENTOS CON TIPOS DE MOTORES

En los motores de 2 tiempos con cárter-bomba no es posible hacer circular y mantener el aceite en su cárter, que debe ser de retención hermética para poder realizar su función; la lubricación se obtiene mezclando el aceite lubricante con el combustible. Esta mezcla, nebuli-zada y agitada en el cárter, se adhiere a las superficies con que entra en contacto y mantiene una película lubricante. El problema más grave de este sistema de lubricación es hacer que las gotas de aceite alcancen la zona de rozamiento entre la biela y la manivela del cigüeñal; por este motivo, en los motores de 2 tiempos el cojinete de biela nunca es del tipo de fricción, sino de rodamiento (generalmente de agujas). Con este tipo de cojinete se facilita la lubricación, pues el aceite penetra más fácilmente en los espacios comprendidos entre una aguja y la otra y, además, puesto que existe solamente rozamiento de rodadura, son mínimas las consecuencias de un funcionamiento eventual cuando la lubricación sea insuficiente.
El sistema de lubricación de mezcla exige que el aceite sea nebulizado junto con el carburante, para lo cual el sistema más sencillo consiste en alimentar el carburador con gasolina que ha sido mezclada con el aceite lubricante en un porcentaje adecuado; sin embargo, este método tiene defectos, puesto que provoca dificultades de carburación debidas a las diferencias de viscosidad del fluido que atraviesa los surtidores o al hecho de que la mezcla de aire, gasolina y aceite no es perfectamente homogénea. Sin embargo, el defecto más grave proviene de que la cantidad de lubricante suministrada al motor es función exclusivamente de la cantidad de gasolina aspirada y, por consiguiente, de la apertura del mando del acelerador. Esto provoca una lubricación relativamente intensa a gas abierto (es decir, en las fases de aceleración y velocidad), mientras que con la mariposa cerrada la cantidad de lubricante introducida es muy escasa, independientemente del régimen de rotación del motor; por tanto, puede ocurrir que, funcionando mucho tiempo con el carburador cerrado (por ejemplo, en descenso, empleando el motor como freno), el motor quede sin lubricación con el peligro de gripado.
Para evitar este inconveniente y la incomodidad de tener que hacer la carga de mezcla (lo que es difícil en los motores que funcionan con supercarburante por escasez de distribuidores de lubricante equipados con los medios adecuados), se adopta el sistema de lubricación independiente, consistente en un dosificador que inyecta el lubricante en cantidad proporcional tanto a la apertura del carburador como al régimen del motor.

COMO ACTUA LA LUBRICACION EN AUTOMOVILES

En los motores para automóviles con lubricación por circulación forzada, la bomba es accionada directamente por el motor, con lo que su caudal resulta proporcional al régimen de rotación; esto es necesario, puesto que la cantidad de aceite indispensable para una lubricación y una refrigeración eficaces es proporcional a las solicitaciones a que están sometidos los diferentes órganos, muy superiores para una velocidad de rotación elevada. Examinando las condiciones de funcionamiento del circuito de lubricación pueden aclararse las características exigidas al aceite y a su circulación para un funcionamiento correcto delpropulsor.
Cuando el motor está frío, el aceite se pone en circulación por la bomba de alimentación, a una presión que depende exclusivamente de la válvula limitadora; dicha válvula es necesaria, debido a que la bomba tiene un caudal mayor que la cantidad que se quiere introducir en el circuito para compensar las pérdidas de presión debidas tanto a la baja viscosidad del aceite, demasiado caliente, como el aumento de los juegos de los motores desgastados.
El aceite impulsado por la bomba llega a los semicojinetes lisos del cigüeñal y, a través de éste, a los de fricción de la biela; los cojinetes, tanto del cigüeñal como de la biela, son las partes más delicadas y solicitadas de todo el sistema biela-manivela y, como consecuencia, su lubricación debe cuidarse de manera especial. También sus dimensiones dependen de ello: además de los problemas de resistencia a las solicitaciones de la pieza, la elección del diámetro y de la anchura de un bulón es fruto de una investigación de la mejor compenetración entre los diferentes aspectos del problema lubricación-refrigeración. Por ejemplo, un bulón de diámetro grande ofrecerá una gran superficie y, por consiguiente, quedará sometido a una carga específica relativamente baja, pero también tendrá una elevada velocidad relativa de deslizamiento respecto al semicojinete; por el contrario, un bulón de diámetro pequeño soportará una elevada carga específica, pero una baja velocidad de deslizamiento.