UNIVERSIDAD AUTNOMA CHAPINGODEPARTAMENTO DE INGENIERA MECNICA AGRCOLA

ASIGNATURA:

CLCULO DE SISTEMAS DE

UNIVERSIDAD AUTNOMA CHAPINGODEPARTAMENTO DE INGENIERA MECNICA AGRCOLA

ASIGNATURA: MOTORES DE COMBUSTIN INTERNA

CLCULO DE SISTEMAS DE LUBRICACIN

Jos Ramn Soca Cabrera

Chapingo, Mxico, 2009

UNIVERSIDAD AUTNOMA CHAPINGO DEPARTAMENTO DE INGENIERA MECNICA AGRCOLA

MOTORES DE COMBUSTIN INTERNA

LUBRICACIN

Autor: Jos Ramn Soca Cabrera

INTRODUCCIN Los cojinetes de deslizamiento del cigeal trabajan sometidos a cargas y velocidades que varan continuamente, adems la cantidad, presin, temperatura y viscosidad del aceite que se les suministra son tambin variables.

La fiabilidad de los cojinetes depende de los siguientes factores:

Rigdez de la manivela o codo del cigeal, de los apoyos en la bancada del bloque o monobloque y de la cabeza de las bielas. Estructura de los casquillos y de las propiedades de resistencia mecnica, antifriccionarias y anticorrosivas del material de los mismos. Calidad del maquinado o manufactura y de la precisin en la fabricacin del rbol, apoyos y casquillos, a saber: desalineacin de los muones del rbol y de los cojinetes, desviacin de la forma de los muones obteniendo stos conicidad y ovalidad. Cargas mximas y medias por cada ciclo y tipos de los esfuerzos transmitidos. Sistema de suministro de aceite a los cojinetes, cantidad de aceite suministrado, presin y temperatura, viscosidad y propiedades fsico qumicos del mismo.

Para disminuir la friccin y el desgaste de los muones de apoyo y los cojinetes de bielas, debe lograrse entre estos dos elementos una friccin lquida. Para ello, es indispensable que bajo cualquier rgimen de trabajo del motor, entre el mun y el cojinete exista una pelcula de aceite suficientemente gruesa.

Cuando las piezas conjugadas se deforman vara tambin la presin hidrodinmica en la pelcula de aceite, lo que puede provocar excesivo desgaste y hasta el conocido desbiele del motor que provoca que el cojinete se funda en el mun de biela o apoyo, provocando su fallo total y la necesidad de un mantenimiento correctivo o ajuste general del motor.

1. ESQUEMA FUNDAMENTAL DEL SISTEMA DE LUBRICACIN

El diseo del sistema de lubricacin del motor comienza a partir de la definicin de su esquema fundamental, en el cual aparecen todos los elementos o partes del sistema, as como el mtodo de lubricacin en las diferentes partes de los elementos componentes.

En este trabajo, para la composicin del esquema de lubricacin fundamental es necesario orientarse sobre la construccin de ste, segn el motor prototipo.

Ejemplos de de esquemas de sistemas de lubricacin aparecen en las siguientes figuras 1, 2 y 3:

Fig. 1 Esqueas del sistema de lubricacin mixto: 1- rbol de levas; 2- rbol de balancines; 3- Pistn; 4- Filtro de aceite; 5- Conducto principal de lubricacin; 24- Tapn para el drenaje de aceite; 25- Conducto de lubricacin del rbol de levas; 26- Filtro de aceite; 27- Vlvula de regulacin de presin del sistema; 28- Varilla de medicin del nivel de aceite en el crter.

Fig. 2 Estructura de un sistema de lubricacin mixto: 1- Crter del motor (bandeja); 2- Filtro de malla; 3- Vlvula de regulacin; 4- Bomba de aceite; 5- Conducto principal de lubricacin; 6- Tapn regulador de los vapores del sistema; 7- Conducto de lubricacin de los balancines; 8- radiador de aceite; 9- Filtro primario de aceite; 10- Indicador de temperatura del aceite; 11- Manmetro de presin de aceite; 12 14- Vlvulas derivadoras; 15- Conducto secundario para filtrado del aceite; 17- Conducto retorno de aceite filtrado; 18- Vlvula bay pass; 19- Filtro

centrfugo de aceite; 20- Conducto de aceite enfriado; 21- Conducto de aceite del bloque hacia la cabeza; 22- Conducto de aceite caliente al radiador de aceite.

El esquema anlogo debe ser elaborado para el motor prototipo. Todos los elementos del sistema deben ser sealados por nmeros, al igual que el flujo del aceite por medio de flechas a color, de preferencia. Debe sealarse las partes que se lubrican a presin y las que se lubrican por salpicadura. En el trabajo se debe describir ampliamente el sistema, su principio de funcionamiento y el de cada uno de sus elementos y/o partes componentes, incluyendo el tipo y construccin (ejemplo: tipo de bomba de aceite, su funcin, estructura y partes componentes).

2. CLCULO DE LA BOMBA DE LUBRICACIN O ACEITE. El clculo se realiza para el rgimen de potencia nominal.

Para el clculo de la bomba se sigue la siguiente metodologa:

:

Fig. 3 Esquema del sistema de lubricacin: 1- Radiador de aceite; 2- Llave de paso manual; 3- Vlvula de regulacin; 4- Vena de lubricacin del rbol de balancines; 5- Filtro centrfugo de aceite; 6- Conducto de lubricacin del arbol de balancines; 7- Conducto principal del sistemas; 8- Conducto de entrada de aceite al radiador; 9,10- Elementos de la bomba de aceite; 11- Regulador de la bomba; 12- Conducto desde el filtro de malla hasta la bomba; 13- Filtro de malla; 14- Bandeja del crter de aceite; 15- Filtro centrfugo de aceite en el mun de biela del cigeal; 16- Conducto de lubricacin del cigeal; 17- Conducto del circuito de filtrado en paralelo del aceite; 18- Sensor de la presin de aceite; 19- Conducto de salida de aceite enfriado en el radiador.

La capacidad total del sistema de lubricacin se determnina por la ecuacin siguiente

;

Donde: Ks- Coeficiente de seguridad del gasto de la bomba; ks=2.0 -2.5 para

bombas de motores de encendido por chispa; Ks=2.5 3.5 para motores a Diesel.

Kk- Coeficiente que toma en cuenta la reserva de rendimiento de la bomba de aceite; Kk= 0.05 0.054;

Vg- Gasto volumtrico de aceite del sistema.

El gasto volumtrico se calcula por la ecuacin:

;

Donde:

Qac- Cantidad de calor transferida al aceite en la unidad de tiempo.

La cantidad de calor transferida al aceite en la unidad de tiempo se calcula:

;

Donde:

Qac - Prdida de calor relativa, a travs del aceite: qac=0-015 0.02 para motores de encendido por chispa; qac = 0.02 - 0.025 (0.04) para motores Diesel (con enfriamiento en los pistones).

Qt Cantidad de calor, por unidad de tiempo, introducido al motor producto del combustible.

La Cantidad de calor, por unidad de tiempo, introducido al motor producto del combustible se calcula.

3600 ;

Donde:

Hu Calor de combustin inferior del combustible, !"#"$%. Para gasolinas: Hu= 44000 kJ/kg; para combustible Diesel Hu= 42500 kJ/kg.

Gh Consumo horario de combustible para el rgimen nominal, kg/h; ' Densidad del aceite; kg/m3. Para los aceites de motores ( 900 kg/m3.

Cac Calor especfico medio del aceite, ! "#"$$*+,-.%. Para aceites de motor Cac = 2.094 kJ/kg.grados. ta Diferencia de temperatura del aceite entre la entrada y la salida del sistema. ta = 10 20 0C. Los mayores valores corresponden a los motores Diesel.

3. GASTO REAL DE ACEITE EN EL SISTEMA DE LUBRICACIN.

El Gasto real se determina por la ecuacin:

;

4. EL GASTO TERICO DE ACEITE SE DETERMNINA

El gasto terico se calcula por la ecuacin:

/0 ;

Donde: /0 ' Coeficiente de alimentacin de la bomba; para una velocidad tangencial de Vt = 8 10 m/s, el rendimiento de la bomba ser de: /0 0.7 ' 0.8

5. CLCULO DE LA VELOCIDAD TANGENCIAL.

De datos estadsticos se selecciona el mdulo, m y la cantidad de dientes de los engranajes, z.

m = 3.5 4.75 34; Z = 7 10

Con lo valores seleccionados de m y z se calcula la velocidad tangencial en la circunferencia exterior.

52 70; ! %

Donde: De = m (Z+2)

wb Velocidad angular del engranaje conducido, s-1.

70 8 9030 ;

Donde:

nb Cantidad de revoluciones por minuto del engranaje conducido en el rgimen de clculo. Para motores de encendido por chispa nb = 0.5 nnom. Para los Diesel, la relacin de transmisin de la bomba debe ser precisada sobre la base del prototipo.

Si la seleccin de m y Z es correcta, entonces:

: 8 ' 10 ! %

6. DIMENSIONES GEOMTRICAS DE LOS ENGRANAJES.

Dimetro de la circunferencia primitiva, Dp = m < 34; Altura del diente, h=2 ; 34; Ancho del diente,

0 2 8 < 90 = ; 34

7. CONSUMO DE POTENCIA DE LA BOMBA

La potencia que consume la bomba de aceite se calcula:

>0 ? 10/0 ; 3@4

Donde:

P Presin del aceite en el sistema de lubricacin. ? 0.3 ' 0.5 !BCDE % - para motores de encendido por chispa; ? 0.3 ' 0.7 !BCDE % - para motores Diesel.

/0 0.85 ' 0.9 ' FGG9G 9G I J 0K0.

Sobre la base de la potencia utilizada en la propulsin de la bomba y la velocidad de los engranajes, se puede calcular la resistencia de sus elementos, segn los mtodos conocidos.

8. CLCULO DEL COJINETE DE BIELA SEGN LA TEORA HIDRODINMICA DE LA LUBRICACIN.

El clculo hidrodinmico de los cojinetes de biela consiste en determinar el espesor mnimo de la pelcula de aceite (hmn) y la evaluacin de la estabilidad de la friccin lquida (LM bajo el rgimen de potencia nominal.

La secuencia de clculo es la siguiente:

8.1 Parmetros principales.

En la figura 4 se muestran las dimensiones principales de los muones, cojinetes y los diagramas de presiones hidrodinmicas en la pelcula de aceite del cojinete.

Durante la rotacin, el centro del rbol cigeal no coincide con el eje geomtrico del agujero del cojinete y describe una circunferencia con un radio menor que la holgura radial NOM en la magnitud de la excentricidad e, de tal manera que: P 0.5 NIQR ' M; 34

Donde:

IQR- Dimetro exterior del cojinete, mm.

Fig. 4 Parmetros principales y diagrama de presiones hidrodinmicas en la pelcula de aceite del cojinete.

En la figura 4 se representan las siguientes medidas y parmetros:

d dimetro del mun de biela, mm; hmx holgura mxima entre el cojinete y el mun de biela; mm; hmin holgura mnima entre el cojinete y el mun de biela, mm; dex dimetro interno del cojinete de deslizamiento del mun de biela, mm; e excentricidad entre el eje del rbol cigeal y el eje del agujero del cojinete, mm; S ' velocidad angular del rbol cigeal, s-1; Pm presin media especfica en la zona de mayor carga del cojinete de biela, !BCDE U?%; Pmx presin especfica mxima en el cojinete (se toma del diagrama polar de fuerzas que actan sobre el mun de biela (ver clculo dinmico)), !BCDE U?% ; l - longitud del cojinete de biela, mm.

Segn datos estadsticos se tiene las siguientes relaciones de los parmetros anteriores:

a) El dimetro del mun de biela d: d= (0.55 0.68) D -- Motores de encendido por chispa. d= (0.56 0.72) D -- Motores Diesel. El valor del dimetro de los cilindros D se toma del clculo trmico.

Las holguras mnimas y mximas en la zona cargada del cojinete dependen del desplazamiento del eje del rbol cigeal y se expresan: DW P ' PN1 ' XM; 3Y4

y DR PN1 Z XM; 3Y4

Donde: X - excentricidad relativa. La excentricidad relativa se calcula:

X P ;

La excentricidad relativa tambin se puede escoger de la figura 5.

Considerando que la rugosidad de las superficies de trabajo de los muones del rbol y de los cojinetes corresponden con la clase 8 9, la holgura mnima (espesor mnimo de la pelcula de aceite) debe estar entre 6 - 8 Y. La fiabilidad de los cojinetes, en este caso, resulta suficientemente elevada.

Con el aumento de las cargas, para las dimensiones elegidas del ancho del cojinete l y su dimetro d, la excentricidad e aumenta.

La disminucin de la viscosidad del aceite [, el aumento de la excentricidad e y el aumento de la velocidad angular del rbol cigeal \ conducen a la reduccin de la holgura mnima hmn.

8.2 Clculo del espesor mnimo de la pelcula de aceite, hmn

Al calcular el espesor mnimo se utiliza frecuentemente el concepto que este espesor debe ser mayor que cierto valor del espesor crtico hcr que asegure el rozamiento fluido. Este espesor crtico se escoge entre 3 - 4 Y y depende de la rugosidad de las superficies, as como de la magnitud de las deformaciones (rigidez).

La relacin entre los espesores mnimo y crtico de la pelcula de aceite se denomina coeficiente de fiabilidad operacional del cojinete y se calcula:

DW]* ^ 1.5;

El espesor o grosor del cojinete antifriccin del mun de biela se determina por la ecuacin:

P] N0.024 0.036M 5; - para motores Diesel; P] N0.019 0.024M 5; ' para motores de encendido por chispa.

El espesor radial de los cojinetes delgados de acero se encuentra entre los siguientes lmites:

Para motores de encendido por chispa: (0.03 0.04) d; siendo el espesor de la capa de material babbit aproximadamente de 0.2 0.5 mm

Para motores Diesel: (0.045 - 0.05) d; siendo el espesor de la capa de bronce al plomo aproximadamente de 0.3 - 0.7 mm.

El espesor o grosor de la pelcula de aceite en motores modernos se encuentran entre 0.2 0.5 mm.

Las holguras diametrales en los cojinetes se encuentran D N0.0004 0.0012MI IQR ' I;

Tambin se puede determinar el espesor mnimo utilizando los grficos que aparecen en la figura 5, donde se relacionan los valores del coeficiente adimensional de carga , el ancho relativo del cojinete b, y la excentricidad relativa x.

El largo del cojinete del mun de biela c se puede escoger por los siguientes datos estadsticos: J N0.17 0.25M 5 - para motores de encendido por chispa; J N0.54 0.62M 5 - para motores a Diesel.

El largo o longitud del cojinete de deslizamiento del mun de biela cd se determina por la siguiente ecuacin: J] J ' 2 e;

Donde: e - radio de paso del mun de biela al brazo de la manivela; mm. e N0.035 0.05M I;

El coeficiente adimensional de carga se determina por la expresin:

X f=Y S ;

Donde: X (Pmx) - Presin mxima que acta sobre el mun de biela, Pa;

Fig. 5 Diagrama para determinar la excentricidad relativa X.

Para seleccionar la presin mxima X se utiliza los diagramas polares de las fuerzas que actan sobre el mun de biela, en Pa, que se determin durante el clculo dinmico (II parte del trabajo de curso). Un ejemplo de este diagrama aparece en la figura 6. f Holgura relativa. Y - Viscosidad dinmica del aceite, Pa ; S - Velocidad angular del rbol, gh.

La holgura relativa se determina por la ecuacin:

f DI ; Donde: D- Holgura diametral; I - Dimetro del mun de biela.

Fig. 6 Diagrama polar de las cargas que actan sobre el mun de biela y su reconstruccin en coordenadas rectangulares

Las presiones mximas convencionales, X y medias, aplicadas a los muones de biela se calculan por las ecuaciones:

X iDj.DRJ] I ; 3U?4 Y

iDj.DJ] I ; 3U?4

Donde: iDj.DR, iDj.D (Pmx, Pm) Fuerzas mximas y medias resultantes determinadas del diagrama polar y rectangular (fig. 6).

Sobre las base de la estadstica y utilizando las relaciones y dependencias de muchas dimensiones del dimetro de los cilindros se presentan en las tablas 1 y 2 valores de X, y su relacin para motores de encendido por chispa en funcin de la frecuencia de rotacin y de la relacin de compresin y para los motores a Diesel en funcin de sus regmenes de funcionamiento.

Tabla No. 1. Presiones medias y mximas convencionales sobre el mun de biela para motores de encendido por chispa.

Parmetro l 7 9 l 10

Frecuencia de rotacin, rev/min 3000 3500 4000 4500 5000 5500 6000 X/ 1.87 1.87 1.87 1.87 1.77 1.59 1.57 X, U? 11.2 11.6 12.0 13.0 15.0 17.5 20.0 23 - 27 , U? 6.0 6.2 6.4 7.0 8.5 11.0 12.7 +10%

Tabla No. 2. Presiones medias y mximas convencionales sobre el mun de biela para motores a Diesel.

Rgimen , U? X, U? Nominal (2100 3000),

rev/min 6.5 8.5 28 42

Mximo torque, Nm 3.5 5.0 27 35

Para determinar la viscosidad dinmica de los aceites se utilizan tablas especiales sobre las especificaciones de los aceites que usa el motor prototipo (buscar especificaciones en las web de: ESSO, PEMEX, SHELL, TEXACO, entre otras. En caso necesario puede utilizarse de manera orientadora la grfica de la figura 7.

Fig. 7 Variacin de la viscosidad dinmica de los aceites en funcin de la temperatura. 1- aceite de transmisin, 2 y 3- motores de encendido por chispa de 4 tiempos, 4- motores de encendido por chispa de ltima generacin; 5 y 6- motores Diesel, 7- Diesel sobrealimentados.

La seleccin del aceite de motor es crtica para la vida til del vehculo. Hay dos caractersticas importantes en la decisin:

Viscosidad

En los ltimos aos muchos motores han sido diseados para utilizar aceites ms delgados de que lo que utilizaban anteriormente. Estos motores requieren un aceite SAE 5W-30, 10W-30 u otra viscosidad menor. El uso de un aceite viscoso como SAE 15W-40 o SAE 40 no circular por el motor y causar daos y desgastes severos en estos motores. Vea el sector automotriz para mayores detalles.

Desde unos 40 aos atrs no hay ningn fabricante de vehculos que recomiende el uso de un SAE 40 con excepcin de algunos motores a dos tiempos de Detroit Diesel utilizados en algunos camiones. El uso de SAE 40 en motores de vehculos a gasolina u otros motores a diesel en el clima de Bolivia causar daos severos por falta de flujo y exceso de presin.

La mayora de los motores en Mxico requieren un aceite SAE 15W-40. Es importante entender que el aceite debera ser lo menos viscoso posible en fro (debajo de 80C) hasta que llega a la viscosidad co rrecta a los 100C. A 100C un SAE 15W-40 tiene la misma viscosidad que un SAE 40. Los aceites multigrados que pierdan viscosidad lo hacen por su baja calidad, no por ser multigrados.

El desgaste y la viscosidad: Los estudios de desgaste demuestran que en comparaciones iguales de contaminacin, el desgaste es directamente proporcionado a la viscosidad. Este grfico demuestra el desgaste de un motor diseado para utilizar aceite SAE 15W-40 (como todos los motores a diesel y la mayora a gasolina). El desgaste es mucho menor mientras mantenemos la viscosidad entre 13 cSt y 16 cSt. Entre ms tiempo operamos el motor fuera de este rango, mayor desgaste.

La viscosidad SAE 20W-50 normalmente es para vehculos ms antiguos o los que ya tienen algo de desgaste y consumo de aceite.

Los motores estacionarios que funcionan 24 horas por da frecuentemente utilizan SAE 40 por lo que mantienen su temperatura estable.

Calidad

La calidad de los aceites se establece mediante la clasificacin API. Hay muchos aceites en el mercado que no cumplen con las normas de calidad del API. Para asegurar una larga vida para su motor y mximo tiempo entre cambios, todas las marcas recomiendan:

1. API CI-4 para todos los motores a diesel de 4 tiempos para el alto nivel de azufre que tenemos en el diesel

2. API SL para todos los motores a gasolina de 4 tiempos 3. API SL para todos los motores a GNC o GLP

Los aceites inferiores de estas clasificaciones proveen menos proteccin contra el desgaste, la contaminacin y la corrosin.

Se recomienda siempre revisar las recomendaciones de fbrica en el manual de propietario, el concesionario o un distribuidor de lubricantes documentado. Los fabricantes colocan las recomendaciones mnimas (para la poca que fue construido), siempre se debe actualizar esa recomendacin con las nuevas categoras API vigentes recientemente.

Los tractores y equipo agrcola funcionarn mucho mejor con:

AMERICAN SUPREME MOTOR OIL CI-4/SL Aceite de Motor American Supreme CI-4/SL

SAE 10W-30, SAE 15W-40, SAE 20W-50

La Nueva Generacin de Aceites de Motor Multigrado American Supreme est formulada con el novedoso Aceite Bsico Sintetizado MAX-SYN de American, que otorga a estos aceites las condiciones de rendimiento, proteccin y vida til similares a los aceites sintticos convencionales.

Los Aceites de Motor Multigrado American Supreme por su formulacin con el Aceite Bsico Sintetizado MAX-SYN de American con alto ndice de viscosidad natural, con inhibidores de la oxidacin y corrosin, componentes aditivos antidesgaste, antiespumantes y una combinacin de detergentes

inhibidores. Estn diseados para aplicaciones en condiciones extremadamente severas de operacin, brindando una limpieza sobresaliente al motor y evitando la formacin de barniz y lodo.

La alta tecnologa de construccin molecular del Aceite Bsico Sintetizado MAX-SYN de American y un inhibidor de oxidacin especial, le otorga una excepcional resistencia y estabilidad a la oxidacin, evitando el excesivo espesamiento del aceite en periodos prolongados de uso. El alto nivel de dispersancia mantiene los depsitos finamente dispersos y encapsulados para ser adecuadamente filtrados y no provocar bloqueo del filtro.

Los Aceites de Motor Multigrado American Supreme proveen mejor control de depsitos, mayor absorcin del holln, superior proteccin al desgaste y extraordinarias caractersticas de desempeo en temperaturas fras. Estn formulados para satisfacer requisitos de los modernos motores a diesel de bajas emisiones, as como los motores que funcionan con diesel alto en azufre. El elevado nivel de alcalinidad o nmero base (11 TBN), neutraliza eficazmente los efectos producidos por un alto nivel de azufre en el diesel de baja calidad.

Los Aceites de Motor Multigrado American Supreme SAE 10W-30, SAE 15W-40 y SAE 20W-50 son aceites universales (uso indistinto en motores a diesel o gasolina), certificados por el Instituto Americano de Petrleo (API) con las mximas categoras de servicio vigentes CI-4/SL.

Motores a Diesel: El aceite de Motor Multigrado American Supreme SAE 10W-30 es especficamente recomendado para motores a Diesel en clima fra, facilitando su arranque y reduciendo el desgaste en mientras el motor esta operando debajo de 80 C.

Motores a Gasolina: El aceite de Motor Multigrado American Supreme SAE 10W-30 es especficamente recomendado para motores de ultima generacin donde se requiere un aceite de menor viscosidad para mantener llenos y silencios los vstagos hidrulicos de vlvulas y tensores hidrulicos de la correa de distribucin.

En la tabla No. 3 aparecen las caractersticas y especificaciones tcnicas ms importantes de los aceites para motores de la firma anteriormente expuesta y que como referencia se pueden tomar para fines de clculo.

Tabla No. 3. Caractersticas y especificaciones de algunos aceites para motores.

Caractersticas Sobresalientes Beneficios para el Cliente Friccin reducida. Mnimo desgaste. Excepcional estabilidad a la oxidacin. Periodos extendidos entre cambios. Control de depsitos y el desgaste. Prolonga la vida til del motor.

Elevada detergencia. Evita formacin y acumulacin de depsitos. Elevada dispersin. Evita el bloqueo del filtro.

Mayor absorcin de holln. Menor espesamiento y corrosin. Inhibido contra la corrosin. Protege los cojinetes de la corrosin. Estabilidad a los esfuerzos de corte. Menos rotura de polmeros por

cizallamiento. Alto ndice de viscosidad natural del bsico.

Mantiene su viscosidad en altas temperaturas.

Bajo punto de fluidez. Superior lubricacin durante el arranque. Bajo punto de bombeo. Facilita el arranque en bajas temperaturas. Mejora las condiciones de encendido. Alivia el trabajo del motor de arranque y batera. Menor volatilidad. Menor consumo de aceite.

Mayor compatibilidad con sellos. No reseca los retenes, mantenindolos flexibles. Cumple con normas ambientales. Reduce la contaminacin al medio ambiente. Un solo producto para varios tipos de motores. Reduce inversin en inventario.

ptima lubricacin en toda condicin. Ahorra combustible y energa. Prolonga los intervalos entre reparaciones. Baja los costos operacionales.

La viscosidad de un fluido puede medirse por un parmetro dependiente de la temperatura llamado coeficiente de viscosidad o simplemente viscosidad:

Coeficiente de viscosidad dinmico, designado como o . En unidades en el SI: [] = [Pas] = [kgm-1s-1] ; otras unidades:

1 Poise = 1 [P] = 10-1 [Pas] = [10-1 kgs-1m-1]

Coeficiente de viscosidad cinemtica, designado como , y que resulta ser igual al cociente del coeficiente de viscosidad dinmica entre la densidad

Especificaciones Tpicas Grado de Viscosidad SAE

5W-30 10W-30 15W-40 20W-50

Clasificacin API SL SL/CI-4 SL/CI-4 SL/CI-4 Gravedad API a 60 F 31.0 28.1 28.0 27.0 Viscosidad cSt a 40 C 60.0 79.5 113.0 157.0 Viscosidad cSt a 100 C 10.2 11.69 15.0 18.0 ndice de Viscosidad 160 140 140 127 Viscosidad CCS cP (C) 6170 (-30) 6750 (-25) 6650 (-15) 4200 (-10) HT/HS (ASTM D-4683) 3.3 3.4 4.22 5.0 Punto de Inflamacin 204 C (400

F) 221 C (430

F) 221 C (430

F) 227 C (440

F) Punto de Fluidez (Mx.) -37 C (-35 F) -33 C (-27 F) -29 C (-20 F) -26 C (-15 F) Prueba de filtro (GM EOFS) Pasa Pasa Pasa Pasa Prueba de Espuma (ASTM D-892)

Pasa Pasa Pasa Pasa

Cenizas Sulfatadas % peso .90% 1.40% 1.40% 1.40% Calcio, p % .195 .295 .295 .295 Fsforo, p % .070 .1167 .1167 .117 Zinc, p % .083 .127 .135 .135 TBN (ASTM D-2896) 8 11 11 11

= /. (En unidades en el SI: [] = [m2.s-1]. En el sistema cegesimal es el Stoke (St). El estado trmico del cojinete se caracteriza mediante la temperatura media del aceite:

D.+. +.Q Z +..2 ; Donde:

+.Q - Temperatura del aceite a la entrada del cojinete, 0C; Para el rgimen nominal: +.Q 80 ' 90 0C. +..- Temperatura del aceite a la salida del cojinete, 0C; +..= 90 - 1100C. La temperatura del aceite en el cojinete aumenta unos 20 - 30 0C.

8.2 Coeficiente de estabilidad n de la friccin lquida en el cojinete se determina:

L DWDW N]*M ;

Donde: DW N]*M- Espesor crtico de la pelcula de aceite con la cual an existe el rgimen de friccin lquida. DW N]*M= (3 4)10g34.

Si el sistema de lubricacin fue correctamente calculado se tiene que dar la condicin de que:

L o 1.6

REFERENCIAS BIBLIOGRFICAS

1. Alexeev, I; Fernndez N. E. 1978. Elementos de construccin y clculo de motores de combustin interna. Ed. Pueblo y Educacin, La Habana, Cuba.

2. Jvaj, M.S., et al. 1977. Motores de automvil. Ed: Mir, Mosc. 3. Vsrov, B.A., et al. 1986. Manual de motores Diesel para

tractores. Ed. Mir, Mosc. 4. Soca Cabrera, J. R. 1994. Motor de Combustin Interna. Gua

metodolgica del trabajo de curso. UACh, Mxico.