Tabla de contenidos
Los elementos internos del motor friccionan entre sí, lo que supone desgastes y rozamientos que les deteriorarían rápidamente.
Se evita intercalando aceite entre los elementos que friccionan.
El aceite se almacena en le cárter y se transporta por circuitos específicos a las zonas que requieren lubricación.
En los inicios del motor de explosión la lubricación se realizaba por barboteo, unas cucharas que giraban con el cigüeñal tomaban aceite del carter y lo repartian por el interior del motor.
Este sistema era muy poco efectivo lo que limitaba las RPM máximas del motor, y en consecuencia el par y potencia.
Se mejoró sensiblemente la lubricación del motor incorporando la bomba de aceite, que reparte el aceite a presión haciendo que llegue a todas las zonas para proteger a sus elementos.
Con el tiempo ha ido evolucionando mejorando la lubricación y la duración del motor.
Concepto y elementos del circuito de lubricación
En el motor hay muchas piezas metálicas que friccionan entre sí, para reducir los desgastes y colaborar en la refrigeración se intercalan películas de aceite mediante el sistema de lubricación.
En la imagen 9.1 en dos motores con distribución OHC y OHV, se representan los componentes del sistema de lubricación.
- Cárter de aceite
- Es el depósito de aceite para la lubricación del motor, está unido a la parte inferior del bloque mediante la junta de cárter.
- Varilla de nivel
- Mide el nivel de aceite en el cárter en horizontal y con el motor parado al menos media hora.
- Se puede disponer de información del nivel en el cuadro de instrumentos.
- Bomba de aceite
- Movida por el cigüeñal succiona aceite del cárter aumentando su presión.
- Filtro de aceite
- Recibe el aceite a presión de la bomba y acumula las impurezas que pueda contener.
- Rampa principal
- El aceite limpio y a presión desde el filtro llega a la rampa principal que recorre longitudinalmente el motor.
- Tiene varios conductos de salida para distribuir el aceite a los elementos a lubricar.
- Árbol de levas
- Uno de los motores tiene el árbol de levas en culata OHC y el otro lateral en el bloque OHV.
- Balancines
- El motor OHV acciona las válvulas desde el árbol de levas mediante varillas y balancines.
- Apoyos del cigüeñal en el bloque
- Son los puntos de giro del cigüeñal y reciben aceite a presión desde la rampa principal.
- Apoyos de biela en el cigüeñal
- La lubricación de los acoplamientos de las bielas en el cigüeñal se hace mediante conductos internos en este desde sus apoyos en el bloque.
- Lubricaciónde la distribución
- Desde la rampa principal uno o más conductos llevan aceite a presión a la culata para lubricar los elementos de distribución; en el motor OHC son el árbol de levas y las válvulas y en el motor OHV los balancines, válvulas y parte superior de las varillas.
- Tapón de llenado de aceite
- En la tapa de culata para llenar el cárter de aceite.
- Tapón de vaciado de aceite
- Situado debajo del cárter permite el vaciado del aceite para su sustitución periódica.
- Testigo de presión de aceite
- Con el motor en marcha, al apagarse indica que hay presión de aceite.
- Si se enciende con el motor en marcha el motor funciona sin presión, lo que supondrá una grave avería en muy poco tiempo, unos segundos que depende de las condiciones de funcionamiento
Detalles de la lubricación del cigüeñal
Imagen 9.2
En este motor con cuatro cilindros en línea se identifican estos elementos y detalles; succión de aceite del cárter, bomba de aceite, filtro de aceite y rampa principal.
El cigüeñal recibe el aceite desde la rampa principal mediante conductos que incide en cada uno de sus apoyos en el bloque, que en este motor de cuatro cilindros en línea son cinco apoyos, indicados en las imágenes del cigüeñal.
El aceite que llega a cada apoyo lubrica la fricción entre el cigüeñal y el bloque, de hecho, no hay contacto metal – metal pues se intercalan unos casquillos desmontables y una película de aceite a presión.
Desde los apoyos de bancada 2, 3, 4 y 5 en este motor hay unos conductos internos en el cigüeñal que llegan a los apoyos de las bielas, es por donde reciben el engrase las articulaciones entre bielas y cigüeñal.
En caso de defectos de lubricación se dañan antes los apoyos de las bielas en el cigüeñal que los de este en el bloque.
En este motor desde el apoyo 1 del cigüeñal en el bloque sale un conducto para lubricar la parte alta, distribución, se representa en la imagen del motor.
El aceite llega por el circuito de lubricación a cada apoyo de bancada del cigüeñal y por el interior de este sigue hasta los apoyos de las bielas.
Se deduce que si hay problemas de lubricación serán los apoyos de las bielas los primeros afectados al estar más lejos en el circuito de engrase, como se ha comentado, llegando a producirse el “fundido de biela”, que es en realidad el fundido del casquillo entre la biela y el apoyo de esta en el cigüeñal.
Si se produce este incidente la biela se puede salir del cigüeñal y golpear contra un lado del bloque haciendo un agujero, se dice que ha salido la biela por un costado.
Funciones del aceite, del filtro y desgastes
Imagen 9.3
Reducir rozamientos y desgastes
- Al intercalarse una película de aceite entre los elementos metálicos que friccionan entre sí.
Refrigerar el motor
- El aceite llega a zonas muy calientes del motor y retorna al cárter refrigerado por el aire de la marcha, lo que hace que colabore en la refrigeración.
Facilitar el arranque
- La untuosidad del aceite mantiene impregnadas las piezas que han estado lubricadas incluso con el motor parado, lo que reduce parcialmente los desgastes al poner de nuevo en marcha el motor.
Proteger de la corrosión
- Al agua que llega al aceite desde el exterior, el cárter está en contacto con el aire ambiente con el motor parado, le va degradando además de producir oxidación.
- El aceite soporta cierta cantidad de humedad parte de la cual se queda en el filtro sin que se vean mermadas sus cualidades durante los periodos previstos entre cambios de aceite y filtro.
Reducir depósitos y mantener limpio el motor
- De la combustión caen inevitablemente al cárter residuos químicos, pues los segmentos no son totalmente estancos y menos con el motor frío.
- El aceite transporta los depósitos que se van acumulando en el filtro.
Estanqueidad de la cámara de combustión
- La untuosidad del aceite colabora con los segmentos incrementando la estanqueidad de la combustión.
Evitar la formación de espuma
- Con los movimientos del automóvil el aceite se desplaza por el interior del cárter lo que podría provocar espuma, degradando el engrase.
- Se evita con tabiques en el cárter y aditivos en el aceite que reducen la formación de espuma.
- El nivel de aceite al máximo está por debajo del cigüeñal para evitar que sea batido por este al funcionar el motor, lo que provocaría exceso de espuma.
Funciones del filtro de aceite
- Acumular impurezas y sustancias nocivas sin reducir el caudal de paso del aceite durante el periodo previsto de mantenimiento.
Desgastes del aceite y del filtro
Por kilómetro recorridos
- Variaciones térmicas; desde motor parado a temperatura de funcionamiento con picos más altos en utilización más exigente.
- Residuos de combustión; se van acumulando la mayor parte en el filtro, pero puede diluirse parcialmente en el aceite alterando sus cualidades.
- Rozamientos; estas fuerzas entre piezas que friccionan con elevada presión implican desgastes por cizallamiento en el aceite que se van acumulando.
- Oxidación; en utilización muy exigente el aceite se calienta más, lo que puede provocar oxidación de sus componentes, con caída de presión alterando la calidad del engrase.
- Dilución de combustible; parte del combustible que entra en los cilindros cae al cárter, más con el motor frío y en fase de calentamiento, siendo el desgaste más nocivo para el aceite.
- Las acumulaciones en el filtro para mantener el aceite que lubrica el motor limpio, llegan a afectar a la circulación pudiendo pasar impurezas si se supera el ciclo previsto para ser sustituido.
Por tiempo transcurrido
- Con el motor parado el aceite del cárter está en contacto con el aire ambiental, acumulando el agua que pueda contener.
- Por esta razón el cambio de aceite se preconiza por kilómetros recorridos y tiempo transcurrido.
Particularidades de la dilución de combustible
Este desgaste es el que más perjudica al engrase y es el factor más influyente para la determinación por el fabricante del automóvil de los kilómetros para el cambio de aceite.
Motor de gasolina, imagen 9.4
- Se representa en los motores genéricos de la imagen los tres tipos de alimentación de gasolina; carburación, inyección indirecta electrónica e inyección directa electrónica.
- Con mejor control de la aportación de gasolina hay menos dilución en el aceite del cárter.
- En los motores alimentados por carburación, el arranque en frío incrementa mucho el caudal de gasolina y además ha de ser controlado por el conductor, lo que supone bastante dilución en el aceite.
- Con la inyección electrónica se reduce mucho el exceso de gasolina permitiendo prolongar los periodos de sustitución del aceite, más con inyección directa (dentro del cilindro) que indirecta (en el colector de admisión).
- En el capítulo “12. Alimentación y encendido del motor de gasolina” se explica.
Motor diésel, imagen 9.5
- Se ven tres motores que reproducen el mismo número de sistemas genéricos de inyección directa diésel; bomba mecánica, bomba electrónica e inyectores electrónicos controlados independientemente (common rail o inyector – bomba).
- Con bomba mecánica
- Al acelerar se aumenta considerablemente el caudal de gasóleo con mucha dilución en el aceite, además el arranque en frío es mecánico con escasa precisión.
- Con bomba electrónica
- Al controlar electrónicamente la bomba de inyección se amortiguan los efectos sobre el acelerador reduciendo la dilución.
- Este control reduce la respuesta del motor que se soluciona con sobrealimentación por turbocompresor como equipo complementario al motor diésel.
- Control electrónico de los inyectores
- Se mejora ostensiblemente el control de la inyección de gasóleo gestionando electrónicamente independiente cada inyector, de los dos sistemas, inyector – bomba y common rail, el que continua vigente es este último que permite adaptar el caudal de inyección con extrema precisión y colaborar en la limpieza de los sistemas anticontaminación.
Con la evolución de estas tecnologías de inyección diésel se ha ido aumentando el recorrido entre los periodos de cambio de aceite, por la menor dilución que se produce.
No se ha contemplado el sistema de inyección en precámara de combustión al estar hace años en desuso por su peor rendimiento, pero es interesante conocerla al ser la tecnología que permitió la incorporación del motor diésel, de menor tamaño que en los camiones, en los automóviles.
Se explica en el capítulo “13. Motor diésel”.
La sobrealimentación se ve en el capítulo 15.
