- Introducción
- Equipos de minado y equipo auxiliar en minería superficial
- Equipos de perforación en minería superficial
- Equipos de carguío en minería superficial carguío de materiales
- Equipos de acarreo y transporte en minería superficial transporte por camiones
- Evaluación de la flota de camiones y palas
- Selección de equipos y estimación de la producción
- Referencia bibliográfica
Introducción
El motor de combustión interna de tipo Diesel depende del motor y de los sistemas de apoyo. La comodidad y conveniencia que se experimentan al conducir o operar, dependen del funcionamiento de los sistemas de la máquina.
Esta asignatura trata de los principios de operación, diseño del motor, presenta los sistemas que son necesarias para apoyar la operación del motor, y proporcionar comodidad y conveniencia al operador.
El contenido de este trabajo comprende información tecnológica de carácter fundamental, general para la mayoría de los motores Diesel que se emplean en la minería superficial tales como; perforadoras, carguío, equipos de transporte, equipos de mantenimiento, Equipos de acondicionamiento de labores y costo de operación de equipos mineros, que servirá para complementar los requerimientos de las operaciones a realizar en los diferentes sistemas y controles.
Los temas desarrollados, están leguaje sencillo, guardan relación estrecha unos con otros, para permitir que el participante asimile con facilidad, a la vez que, con las ilustraciones se logre relevar detalles principales de un motor Diesel.
También considera el diagnostico de problemas, la prueba, el mantenimiento y reparación de estos sistemas se describen en los capítulos siguientes.
OBJETIVOS DE APRENDIZAJE
Mencionar los componentes principales del motor Diesel
Describir cómo producen energía los motores
Mencionar tipos básicos de diseño de motores y clasificación general
Describir la operación del motor de cuatro y dos tiempos
Describir e identificar sistemas de lubricación y refrigeración
Describir e identificar el sistema de alimentación
Describir e identificar sistema de carga , arranque y tablero de control
Describir e identificar sistemas hidráulicos y neumáticos.
Describir e identificar equipos de perforación
Describir e identificar equipos de carguío y acarreo cíclico.
Describir e identificar equipos de transporte de camiones
Describir e identificar equipos de transporte continuo
Describir e identificar equipos de mantenimiento y acondicionamiento de labores
Describir y analizar selección de operación de equipos mineros.
CAPITULO I
Equipos de minado y equipo auxiliar en minería superficial
1.1. Equipos y maquinarias empleados en minería superficial.
La maquinaria minera para minería superficial, presenta características propias para la transferencia y movimiento del terreno mineral en el lugar de trabajo. En este caso estos equipos por su capacidad y estructura constructiva, plantean una serie de requerimientos operacionales y mecánicos que se conocen como equipos fuera de carretera, más allá del término de equipos súper-pesados.
Los equipos que se emplean en minería superficial pueden ser organizados de acuerdo a la función que desempeñan en la producción. Así tenemos:
A: Equipos de minado cíclico
Perforadoras Rotativas
Palas excavadoras
Cargadoras Frontales
Camiones Volcadores
Vagones ó Carros mineros
B: Equipos auxiliares
Empujadores
Trailladoras
Niveladoras
Regadores
C: Equipos Continuos
Fajas Transportadoras
Rotoexcavadoras
Excavadoras de cucharas, etc.
En muchos casos, el trabajo en minería superficial, sean Tajos Abiertos ó Canteras, también difiere en el uso ó empleo de este tipos de equipos, a la par que en muchos casos se están utilizando sistemas asociados sea para el minado cíclico ó continuo, así como equipos de apoyo complementario como las Chancadoras portátiles.
En tanto, considerando la minería nacional, en los primeros capítulos se describen los equipos más comunes que se emplean en la mayoría de los tajos abiertos, que son equipos montados sobre neumáticos, tales como cargadoras frontales y camiones volcadores, así como los equipos propulsados sobre orugas como son las perforadoras rotativas, palas cargadoras y tractores.
Luego en los capítulos subsiguientes se describen las relaciones entre los equipos ó lo que es conocido como análisis de flota, a través del cual se pretende dar algunos alcances para mejorar el nivel productivo de los equipos mineros en minería superficial.
1,2. Motores Diesel en la minería
Introducción.
En el presente capitulo, el ciclo termodinámico del motor Diesel cumplirá un papel importante dentro del desarrollo propio en el campo de la minería, para tener claros los fenómenos naturales, básicos e imprescindibles que permiten que se cumpla los cuatro tiempos fundamentales de diagrama teórico y Real-práctico de distribución, es necesario profundizar en las experiencia adquiridas en desarrollo de la minería mecanizada.
En la actualidad la difusión de los motores Diesel o motores térmicos es cada vez mayor en diversos sectores de la industria minera, transporte, agricultura marina y otros; para lo cual es necesario conocer las características fundamentales de los motores Diesel y fin poder brindarles adecuadamente el servicio que requiere en las diversas industrias del país y el mundo.
Motor Diesel.-Es un motor de combustión interna constituida por un conjunto de piezas (elementos) perfectamente sincronizados entre sí, que transforman la energía calorífica del combustible en energía mecánica, en donde la compresión se realiza a altas presiones y temperatura en la cámara de combustión del motor Fig. 1.
Fig. 1. Motor diesel
Sistemas principales.
1. Sistema de dirección
2. Sistema de embrague
3. Sistema de suspensión
4. Sistema de frenos
5. Sistema de transmisión
6. Sistema de carga
7. Sistema arranque
8. Sistema EDC
9. Sistema de alumbrado
10. Sistema de distribución o sincronización
11. Sistema de alimentación
12. Sistema de refrigeración
13. Sistema de lubricación
14. Sistema de inducción de aire
15. Sistema de tablero de control o mando
16. Sistema hidráulico
17. Sistema neumático
18. Sistema de sobrealimentación
Partes y elementos principales de un motor Diesel
A) Partes del motor
1. Partes móviles:
Árbol de levas
Cigüeñal
Émbolo
Varillas
Válvulas
Biela
Buzos o flotadores
Cojinetes de biela y bancada
Piñones
Volante
Correas de distribución
Segmentos
Bulón de émbolo
2. Partes fijas
Culata
Cilindros
Bloque o monobloque
Colector de admisión
Colector de escape
Carter
Camisas
Chaquetas de agua
Retenes
Bomba de aceite
Tapa de balancines
Junta de culata o empaques
B) Elementos principales del motor diesel
Batería o acumulador
Motor de arranque
Generador
Alternador
Amperímetro
Cañerías de alta y baja presión
Bomba de inyección
Bomba de alta presión
Rampa de alta presión
Filtros
Inyectores
Purificador de aire
Bujías incandescentes
Radiador
Relay
Bomba de combustible
Filtro de combustible
Ventilador
Calefacción
Sensores
Captadores
Reguladores
EDC
Partes del motor de la Fig. 2
1. Guía de calibre de nivel de aceite
2. Bloque del cilindro
3. Retenedor de la boca de aceite
4. Reten de aceite
5. Separador de plato
6. Volante
7. Tapón de desagüe
8. Plato Buffle
9. Segmentos de compresión
10. Segmento de limpiador o rascador
11. Segmentos de lubricación
12. Embolo
13. Seguros de bolón
14. Eje del émbolo o bolón
15. Biela
16. Cojinetes de biela
17. Tapa de biela
18. Seguro de piñón
19. Cojinetes de bancadas
20. Separador del medio (juego axial)
21. Cigüeñal
22. Tapa de bancada
23. Sensor de golpe
24. Sensor de la posición del cigüeñal (punto)
25. tapa inferior
26. Volante
27. Plato de sujeción del cigüeñal
Fig. 2. Motor con sus partes
Clasificación de motores Diesel
1.-SEGÚN EL COMBUSTIBLE
Diesel Nº 02
2.-SEGÚN CONTROL DE COMBUSTIÓN
Motores de inyección directa
Motores de inyección indirecta
Cámara pre-combustión
Cámara de turbulencia
Cámaras auxilares de reserva de aire o celulas de energia
3.-SEGÚN CICLO DE TRABAJO
2 Tiempos
4 Tiempos
4.-SEGÚN EL NUMERO DE CILINDROS
Monocilíndricos
Poli cilíndricos
5.-SEGÚN LA DISPOSICIÓN DE LOS CILINDROS
En línea
De forma vertical
En oposición
De forma horizontal
Formando Y o inclinado
Formando un V
Formando W
Formando una estrella
Invertido
En forma de U
6.-SEGÚN DISPOSICIÓN DEL CIGÜEÑAL
3 cilindros (3 apoyos)
4 cilindros (4 apoyos)
5 cilindros (5 apoyos)
6 cilindros (6 apoyos)
8 cilindros (8 apoyos)
7.-SEGÚN EL NÚMERO DE VÁLVULAS
De dos a cinco válvulas por cilindro
8.-SEGÚN LA FORMA DE MEZCLA
Combustión interna
9.-SEGÚN EL ACCIONAMIENTO
De émbolo alternativo (Diesel))
Reacciones químicas (a base de átomos)
Turbinas
10.-SEGÚN LA REFRIGERACIÓN
Agua
Aire
Mixto
11.-SEGÚN EL SENTIDO DE ROTACIÓN
Marcha o giro a la derecha
Marcha o giro a la izquierda
12.-SEGÚN SU UBICACIÓN
Situado en adelante
Situado en posterior
Situado bajo piso
13.-SEGÚN LA DISTRIBUCIÓN
Distribución superior
Distribución inferior
14.-SEGÚN SISTEMA DE ALIMENTACIÓN
Aspiración natural (Atmosférico)
Sobre alimentación (turbos)
15.-SEGÚN CARRERA DE EMBOLO
Motores largos d > L
Motores cuadrados D = L
Motores súper cuadrados D < L
16.-SEGÚN VELOCIDAD DEL MOTOR
Motores de baja velocidad
Motores de media velocidad
Motores de alta velocidad
Motores de súper alta velocidad
17.-SEGÚN SU APLICACIÓN
Uso industrial
Minería
Ferrocarril
Agrícola
Marina
Estacionarios
Transporte
Ciclo Diesel
Como se ve en la figura Fig.3 , el ciclo Diesel ideal está formado por cuatro líneas térmicas que representa: la compresión adiabática (1-2); la introducción del calor a presión constante (2-3); la expansión adiabática (3-4); la expulsión del calor a volumen constante (4-1). Durante la transformación 2-3 de introducción del calor Q1 a presión constante, el pistón entra en funcionamiento, y por tanto, el fluido produce el trabajo.
Fig. 3. Ciclo diesel
Rendimiento del motor Diesel.
Trabajo útil recuperado + 32 %
Refrigeración -16 %
Radiación -07 %
Escape -29 %
Perdidas mecánicas -16 %
En el caso de que la compresión máxima esté fija (caso motor Diesel en que se comprime aire, conviene que la combustión se realice a presión constante. En este caso no se debe exceder una razón de compresión máxima. Según ciclo de Joule (Brayton) se tiene:
Rendimiento del ciclo diesel teórico (Na)
Na = 1 – (Rd1,4 -1) / 1,4 Rc0,4 (Rd – 1) Donde: K = 1,4 teórico
K = 1.33 práctico
Rc = Relación de compresión
Rd = 0,10 Rc
Rendimiento del ciclo Diesel práctico (Na)
Na = 1 – (Rd1,33 -1) / 1,33 Rc0,33 (Rd – 1)
Trabajo
W = P2V2 – P1V1/ 1 – k
W = J.m (Cp (T3 – T2) – Cv (T4 – T1))
Donde:
J = Equivalente mecánico del calor = 4,18 J/cal
m = masa
Cp = Calor especifico a presión constante cal/g ºC
Cv = Calor especifico a volumen constante Cal/g ºC
T = Temperaturas
Rc = V1 / V2
Ejemplos:
1.-La compresión de un motor diesel es de una relación de 17, si el cilindro contiene aire a una presión de 1,8 Kg./cm2 abs. y la temperatura de 70ºC abs. Calcule a) presión b) temperatura c) trabajo realizado, considerando el volumen de cilindro de 400 cm3 d) Eficiencia de ciclo diesel.
Respuestas: a) 95,04 Kg. / cm2 b) 217,40 ºC c) -37,9 Kg.m d) 67,8 %
2.-La compresión de un motor de tipo diesel es 18, si el cilindro contiene una presión de 1,8 Kg. /cm2 abs. Y la temperatura es de 12 ºC abs. Calcule a) Presión b) Temperatura c) trabajo realizado teórico y práctico considerando el volumen inicial de 500 cm3.
3.-En un ciclo Diesel ideal la presión y temperatura al inicio de la compresión son 20 psi y 80 ºF respectivamente, si la relación de compresión es 16 y la temperatura máxima del ciclo es 3100 ºF. Calcule a) Presión b) Temperatura en cada punto del ciclo c) El trabajo d) Ciclo teórico y práctico e) Rendimiento.
Potencia (P).
P = pm.A.L.N.Z Donde:
A = Área
L = carrera del émbolo
Pm = Presión media efectiva
N = Numero de cilindros
Z = Numero de ciclos
P = A.Vm.pm/ 75 Vm = L.n/30 (m/s)
Factores principales
A) Presión de lugar de operación-trabajo (P2)
Log P2 = Log P1 – h / 122.4 (460 + ºF)
Donde: P1 = Presión a nivel del mar en PSI P2 = Presión de lugar de operación en PSI
h = Altura en pies
B) Factor de altitud-temperatura (AT)
FAT = 1,00 – 0,01 (t -16)/5 – 0,01(h)/100
Donde: t = ºC
h = m.
Ejemplos:
1.-Un motor Diesel tiene una presión media efectiva de 1990 PSI, la carrera del émbolo es de 12 pulg. y el diámetro del cilindro es 8,5 pulg., el motor trabaja a una altura de 3800 m.s.n.m. con una temperatura media 6 a.m. y 18 p.m. es 9 ºC. Calcule. a) Potencia teoriza b) Presión de lugar de operación c) Factor de altitud d) Potencia real o práctico del motor en HP, en donde la máquina realiza 4 ciclos/min. Y el motor es de 12 cilindros.
Respuestas: a) 156,72 HP b) 9,27 PSI c) 0,69 d) 103 HP
2.-Un tractor de oruga tiene una presión media efectiva de 129.25Kg/cm2, la longitud de la carrera del émbolo es 12 pulg., y el diámetro del cilindro es 8,5 pulg.; el tractor trabaja a una altura de 3800 m.s.n.m. a una temperatura media 6 a.m. a 6.p.m. es 9 ºC. Calcule a) potencia b) presión de lugar de trabajo en donde la maquina realiza 4 ciclos/min., Y el motor es de 12 cilindros c) factor de altitud d) potencia corregida o real en HP.
3.-Calcule el rendimiento térmico de un motor Diesel, a una temperatura inicial de 89 ºC y temperatura final de 330 ºC.
4.-Un motor de 4 cilindros que genera 4500 r.p.m., el diámetro del cilindro es 72 mm. , la carrera del émbolo 70 mm. y la relación de compresión es 16, presión media efectiva 12 Kg./cm2 Calcule la potencia del motor en HP.
Cilindrada de un motor Diesel
Finalidad.- Es calcular los volúmenes totales de todos los cilindros de un motor de combustión interna, las cuales pueden estar en cm3 o en otras unidades Fig. 4.
Volumen de cilindrada (Vc).- Es la suma de los volúmenes de todos los cilindros de un motor y se expresa en cm3. En función de la longitud de carrera y diámetro diremos que un motor es:
Cuadrado
Súper cuadrado
Alargado o largo
Fig. 4. Cilindro del motor diesel
Vc = A . L . N
Donde:
A = Área
L = Carrera del émbolo
N = Número de cilindros
D = Diámetro
Cuando L/D:
< 1 súper cuadrado
= 1 cuadrado
> 1 alargado o largo
Volumen total del cilindro es la suma del volumen del cilindro y volumen de la cámara de combustión.
Nota: L = d (Diámetro de giro del cigüeñal)
Volumen de cámara de combustión (Vk).- Es el volumen comprendido entre la cabeza del émbolo en PMS y la culata.
Vk = Vc/Rc – 1
Relación de compresión (Rc).- Es la relación entre el volumen total del cilindro y el volumen de la cámara de combustión.
Rc = Vc/Vk + 1
Aplicaciones.
1.- El cilindro de un motor tiene un diámetro de 8,0 cm. y la carrera del émbolo es 8,5 cm. Calcule la cilindra del motor teniendo en cuenta que el motor es de 4 cilindros.
Respuesta: 1709.03 cm3
2.- El cilindro de un motor tiene 500 cm3 y la cámara de compresión de 75 cm3. ¿Cual es la relación de compresión de dicho motor?
3.- Un motor tiene un volumen de cilindro de 424,50 cm3 y una relación de compresión de 7,0:1. ¿Qué volumen tiene la cámara de compresión?
Respuesta: 70,75 cm3
4.- Un motor tiene un orificio de 82 Mm. y una carrera de 71 Mm. ¿Cuántos varia la relación de compresión de 6,9:1, si el cilindro se agranda en 1 Mm. o bien se esmerila la cabeza del cilindros.
Velocidad del émbolo.
1.- Un motor tiene un diámetro del cilindro de 80 Mm. y la carrera 74 Mm. Calcule la velocidad del émbolo a 3900 r.p.m.
Respuesta: 9.62 m/s y 14,43 m/s
Sistema de refrigeración de motores Diesel
Finalidad.- Es mantener la temperatura normal o correcta del motor
Refrigerar todo los sistemas móviles del motor
Reducir la fricción.
Refrigeración.- Para soportar altas temperaturas de la combustión, el motor tiene que evacuar consta mente calor y se refrigerando para evitar que sus piezas terminen por deformarse, y fundirse. No obstante, el motor debe trabajar a una temperatura alta, la misma que se tiene que tratar de mantener para optimizar su rendimiento, pues en la dilatación de las piezas se alcanzan las dimensiones normales de funcionamiento. Actualmente, los motores son fabricados con distintos materiales con comportamientos y dilatación diferentes, como lo son las aleaciones de aluminio o el hierro fundido, lo hace más complejo el control de temperatura del sistema de refrigeración. Hace años, el circuito de refrigeración era mucho más simple; bastaba abrir la tapa del radiador y, si faltaba nivel, había que llenar con agua, de caño nomás.
Hoy en día, la performance de los vehículos es otra, las condiciones de circulación también cambiaron la carga de sistemas embarcaciones se hizo mayor y, por consiguiente, cambió el sistema de refrigeración que ahora utiliza un líquido especial llamado líquido refrigerante. También existe refrigeración por aire.
Consumo de refrigerante.
Pedidas por bomba de agua
Se pasa refrigerante hacia los cilindros por la empaquetadura
Radiador con hueco
Manguera deteriora
Falta de presión del circuito y el refrigerante se evapora
Radiador de calefacción agujereado
Tapa de radiador vencida o malograda.
Partes principales de refrigeración.
Radiador
Ventilador
Termostato (70 a 92 ºC)
Radiador de calefacción
Tapa de radiador ( 0,9 a 1,5 bar)
Recipiente de compensación
Bomba de agua
Aletas o nervaduras de aire
Indicador de temperatura
Chaquetas de agua
Pos enfriador ( motores con turbo alimentación con enfriamiento de aire
Refrigerante
Mangueras
El cambio de refrigerante ideal al año, máxima 2 años; la tapa de radiador regula la presión del sistema. Fig. 5.
Fig. 5. Sistema de refrigeración por agua
Tipos de refrigeración.
Sistema de refrigeración por agua
Sistema de refrigeración por aire
Sistema de refrigeración agua-aire
Sistema de refrigeración por agua.- El circuito de refrigeración del motor es un circuito hidráulico cerrado que recircula con dos etapas marcada; la de enfriamiento, en la que el líquido refrigerante se enfría al pasar por el radiador, y la de calentamiento, que transcurre por los circuitos internos del motor. Una bomba movida por la faja de distribución fuerza la circulación del líquido refrigerante a una presión de 1,5 bares (22 PSI), cuya misión es absorber el máximo de calor del motor para evacuarlo en el radiador.
En su recorrido, el líquido refrigerante pasa por el interior del motor, por el monobloque alrededor de los cilindros y por la culata muy cerca de las cámaras de combustión, es decir por los puntos más calientes del motor en donde ocurre la combustión del combustible. También circula por otras partes sujetas a intercambio de calor, como el calefactor o radiador de calefacción.
Solvente de limpieza es soda (carbonato de sodio) no cáustico, disuelto en agua proporción de 1 Kg. para 10 lt. de agua (Na2B4O7) bórax.
Funciones del líquido refrigerante.
Transferir la mayor cantidad de calorías del motor caliente hacia el radiador
Proteger contra la oxidación a los diversos materiales sintético como mangueras o empaquetaduras.
Alta temperatura del ebullición de 110 ºC (el agua hierve a 100 ºC).
Muy baja temperatura de congelación ( el aguad se congela a 0 ºC)
Protección del sistema contra la formación de caliche o sarro.
Advertir con su calor fosforescente de alguna fuga en el sistema.
Bomba de agua.- La bomba de agua es la que impulsa la recirculación del refrigerante en el circuito de enfriamiento del motor. La bomba que ha prevalecido en los motores de vehículo es la de tipo centrífugo, por la forma de sus paletas que impulsan el refrigerante hacia a fuera; es más una bomba de flujo, que de presión.
La bomba está alojada dentro del bloque del motor y gira todo el tiempo arrastrada por el cigüeñal, que al mueve directa o indirectamente por la faja del distribución o por una faja partícula como en antiguas motorizaciones. Otorga un funcionamiento satisfactorio, ya que al pasar del desgaste que puedan tener sus aletas, cumplen con el objetivo de darle flujo al sistema, siempre y cuando no presente fugas del refrigerante.
Termostato.- Es elementos encargado de controlar la temperatura normal de motor. Fig.6 y 7.
Fig. 6. Termostato
Fig. 7. Verificación del termostato
Sistema de refrigeración por aire.- Este tipo de refrigeración es a base de una corriente de aire que circula a través del bloque de cilindros i culata del motor. Este sistema no tiene bomba de agua, radiador, mangueras, conductos de agua; solo tienen aletas y deflectores que se transforma en un conjunto acústico. Fig. 8.
Fig. 8. Sistema de refrigeración por aire
Sistema de lubricación de motores Diesel
Finalidad.-Reducir a un mínimo la fricción, calor generado, manteniendo la temperatura de las partes móviles dentro de los límites permisible. Refrigerar, reducir ruidos, la corrosión y mejorar la estanqueidad.
Propiedades del lubricante.- Se tienen dos propiedades fundamentales tales:
1.- Cohesión
2.- Adhesión
1.-Cohesión.-Es la fuerza que mantiene unida una sustancia. Ejemplo alquitrán tiene mayor fuerza de cohesión que el de aceite y éste más que la gasolina.
2.-Adhesión.-Es la propiedad de una sustancia para unirse a otra material. Ejemplo el aceite se adhiere fuertemente al acero, pero al agua no.
Estas dos propiedades desempeñan un papel muy importante en la formación una película fluida.
Principio de acción del lubricante. Ejemplo:
1.-Un muñón en descanso
2.-Un muñón en movimiento
3.-Un muñón en pleno movimiento
Aceite.- Es fabricado a partir de un proceso de destilación del petróleo, pero también se obtiene del gas natural, la madera y el carbón. De este proceso se obtiene el aceite base que representa el 80 % o más de composición final. Su calidad es directamente dependiente de la calidad de la materia prima, es decir del tipo de petróleo crudo, de la madera, del carbón o del gas natural.
El resultado de este proceso es un aceite de base mineral conteniendo varios hidrocarburos de estructuras químicas distintas: Parafinitas, aromáticas o de base nafténica. De las destilaciones actuales se consiguen bases con buena viscosidad, pero los fabricantes buscan disponer de mejores bases en las que se puede controlar todas sus propiedades. A partir de esta inquietud nacen los aceites semisintéticos o los sintéticos constituidos a partir de moléculas de hidrocarburos sintéticos. En ambos casos, mineral o sintético, el resto de la composición del aceite lo integran aditivos que mejoran el rendimiento de un motor.
Origen del aceite:
1.-Origen mineral
2.-Origen sintético
1.-Origen mineral.-Es fabricado con una base mineral, es un derivado de petróleo. El cambio de aceite en los motores es de 3000 a 5000 Km. De recorrido, esto dependerá de la zona de trabajo.
2.-Origen sintético.-Es un aceite de base sintético, es de larga duración, puede rendir más de 10 mil Km. Es el mejor aceite para el motor.
Aditivos del aceite.-Los aditivos mejoran cualidades del aceite básico, como son:
Antioxidantes
Antiespumantes
Inhibidores de corrosión
Inhibidores de herrumbres
Detergentes
Dispersantes
Antidesgaste
Optimizadotes de viscosidad
Viscosidad.-Es una de la propiedad más crítica del aceite. Se refiere al espesor del aceite o a su resistencia al movimiento uniforme de su masa; la viscosidad está en relación a la capacidad del aceite para lubricar y proteger las superficies que tienen contacto entre sí.
Cualesquiera que sea la temperatura ambiente y del motor, el aceite debe tener la suficiente fluidez como para asegurar una fabricación adecuada a todas las piezas móviles. Cuando más viscoso o espeso es un aceite, más gruesa será la película de aceite que forme. Cuanta más sea la película de aceite mejor permanecerá en la superficie que está lubricando.
Sin embargo, si el aceite es demasiado espeso a temperatura bajas habrá demasiada resistencia al movimiento uniforme de su masa y por tanto no podrá fluir lo suficientemente rápido como para alcanzar las piezas que requieren lubricar.
Por eso es vital que el aceite tenga la viscosidad apropiada, tanto en la más alta, como en más baja temperatura en la que se espera que vaya a operar el motor.
Cuadro de viscosidad.
ºC | 30 a 50 ºC |
-30 | 5W40, 5W30 |
-15 | 10W40 |
-10 | 15W40, 15W50 |
-05 | 20W30 |
Clasificación de aceite.-Los aceites se clasifican en tres aspectos fundamentales:
1.-Por la viscosidad de aceite (GRADO SAE)
2.-Por su empleo (CALIDAD API)
3.-Por su descripción básica del aceite (ASTM)
A. P. A. (Análisis de prueba de aceite).-Mediante el cual se puede determinar el desgaste del motor y contaminación del aceite. Esto se realiza en un laboratorio de análisis de aceite, para ello se toma una muestra de aceite en una probeta graduada para dicho análisis. Los resultados están en % de los elementos químicos contaminantes en el aceite del motor. Elementos que constituyen en este tipo de pruebas son los siguientes: Aluminio (Al), hierro (Fe), cromo (Cr), níquel (Ni), cobre (Cu), silito (Si).
T. B. N. (Número de base total).-Es un aditivo especial que sirve para neutralizar los ácidos, producto de la combustión y así evitar un desgaste corrosivo. Esto se utiliza en los motores diesel. El ácido puede formarse por la presencia de azufre en el combustible (ejemplo H2SO4) y medio ambiente por la presencia de nitrógeno (ejemplo H2NO3) y otros ácidos pueden formarse en un motor diesel.
Mezcla de bases + Aditivos = Lubricante |
Componentes principales del sistema de lubricación (Fig. 6 y 7).
Carter
Bomba de aceite
Conductos o cañerías de lubricación
Filtro de aceite
Radiador de aceite
Válvula de descarga
Válvula reguladora de la presión de aceite
Conmutador de presión de aceite
Manómetro de indicador de presión de aceite
Válvula de cortocircuito
Válvula antiretorno de aceite.
Fig. 6. Partes principales del sistema de lubricación
Circuito de refrigeración
Fig. 7. Circuito de lubricación
Bomba de aceite.- Es el órgano o elemento principal que cumple el importante papel de aspirar el aceite y dirigirlo mediante el circuito de lubricación hacia los elementos o partes móviles del motor. Para esto, la bomba no sólo debe asegurar, en todas las condiciones de funcionamiento, una presión tal que le permita llevar el aceite a todo el sistema, sino también hacerlo en un caudal suficiente. La bomba se debe cebarse cuando se repara el motor, la presión normal esta dentro de 40 a 60 PSI (lb. /pulg2). Fig. 8 y 9.
Fig. 8. Bomba de aceite
Fig. 9. Verificación del rotor
1.- Regla
2.- Gauje o lámina calibrador
Tipos de bombas.
De engranaje ( rectos o helicoidales)
De rotor
Paletas
Diafragmas i otras formas
Filtros.- El filtro de aceite tiene un papel tamiz de retener partículas mayores a 15 micras de diámetro (0,015 Mm.). Las no retenidas de menor diámetro no causan ningún daño y las retenidas provienen de rectos de la combustión, abrasión (desprendimiento) de los metales que trabajan en los rozamientos y también son partículas de polvo. Los filtros deben ser los sugeridos por los fabricantes para que soporte las tensiones térmicas y mecánicas. Por otro lado, el filtro resulta también un agente refrigerador para el aceite cuando el motor está parado. Fig. 10.
Clasificación de filtros.
1. Estáticos.
Tela
Magnético
De disco o superpuestas
Área de filtración
Aglutinamiento
2.- Dinámicos.
Clacier
Ciclónicos
Partes.
Alojamiento
Papel filtrante
Cartucho
Alojamiento de retén
Entrada de aceite
Rosca
Fig. 10, Filtro de aceite
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