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• Messala Yovera

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LUBRICATION SYSTEM

SUMMARY

1)

Introducción General del Sistemas de Lubricación - Video.

2)

Principios de Lubricación del motor.

3)

Requerimientos y características de Lubricantes de Motores Recíprocos.

4)

Viscosidad.

5)

Sistemas de Lubricación de Motores Recíprocos. Tipos.

6)

Practicas de Mantenimiento del Sistema de Lubricación.

7)

Sistemas de Lubricación de Motores a Reacción. Tipos.

8)

Instrumentación del sistema de Lubricación.

GENERAL INTRODUCTION - VIDEO

PRINCIPLES OF ENGINE LUBRICATION

• El propósito principal de un lubricante es reducir la fricción entre partes móviles. • En teoría, la lubricación por fluido esta basada en la separación de las superficies tal que no exista contacto metal con metal.

• Cuanto mas largo sea la película de aceite, ésta permanece sin romperse, la fricción metálica es reemplazada por la fricción interna del fluido lubricante. • Bajo condiciones ideales, la fricción y el desgaste son mantenidos a un mínimo. El aceite es bombeado a lo largo de todo el motor a todas las áreas que requieren lubricación. • Sobreponiéndose a la fricción de las partes móviles del motor, se consume energía y crea calor no deseado. • La reducción de fricción durante la operación del motor incrementa la potencia de salida del motor.

FRICTION. TYPES OF FRICTION FRICCIÓN.- Frotamiento de objetos o superficies. Las superficies no son completamente planas o suaves y tienen defectos microscópicos que causa fricción entre las dos superficies moviéndose. TIPOS DE FRICCIÓN • Fricción de deslizamiento.- Una superficie deslizándose causa fricción deslizante, como en el uso de cojinetes planos.

• Fricción de Rodadura.- Es creado cuando rodillos o bolas ruedan sobre otra superficie (cojinetes antifricción). • Fricción de Barrido.- Ocurre entre los dientes de engranajes, la presión puede variar ampliamente y las cargas aplicadas pueden ser extremas.

FUNCTIONS OF ENGINE OIL • El aceite actúa como un colchón entre las partes metálicas. Este efecto es particularmente importante para cigüeñales y bielas, las cuales están sujetas a cargas de impacto. • Cuando el aceite lubrica las partes, absorbe calor de los pistones y paredes del cilindro. • El aceite forma un sello entre el pistón y la pared del cilindro para prevenir fuga de los gases de la cámara de combustión. • Los aceites limpian el motor reduciendo desgaste abrasivo por picado de partículas extrañas y transportándolas a un filtro. • El aceite previene corrosión en el interior del motor, dejando una capa de aceite cuando el motor es apagado. • El aceite es la sangre del motor y es muy importante realizar su función y extender la longitud entre overhauls.

REQUIREMENTS AND CHARACTERISTICS OF RECIPROCATING ENGINE LUBRICANTS • VISCOSIDAD.- Es la medida de la fricción interna del fluido o la resistencia de un aceite a fluir. El aceite que fluye lento es viscoso o tiene alta viscosidad. Es afectada inversamente por la temperatura. • El aceite debe ser liviano para circular libremente a bajas temperaturas y suficientemente pesado para proveer la apropiada película de aceite a las temperaturas de operacion del motor • Debe ser usado el grado SAE (Society of Automotive Engineers). • Varios factores son considerados para determinar el grado de aceite a ser usado: cargas de operación, velocidad rotacional y temperaturas de operacion. • El aceite tiene una relativa alta viscosidad para: 1) Grandes rangos de operacion por el gran tamaño de partes móviles, los materiales usados y la expansión de éstos. 2) Altas temperaturas de operacion; y 3) Altas presiones de los cojinetes.

VISCOSITY • Los aceites son clasificados por un número (80, 100, 140, etc.) que es una aproximación de la viscosidad medida por un instrumento llamado Saybolt Universal Viscosimeter.

• Para simplificar la selección de aceites, son clasificados bajo el Sistema SAE, que divide en 7 grupos (SAE 10 al 70) de acuerdo a la viscosidad a 130 °F o 210 °F. • La letra “W”, como SAE 20W es para uso en invierno, si la W va delante del grado es aceite del tipo dispersante.

SAE VISCOSITY GRADES

VISCOSITY INDEX • Es el número que indica el efecto de los cambios de temperatura en la viscosidad del aceite. • Un índice de baja viscosidad significa que tiene gran cambio de viscosidad con el incremento de temperatura. El aceite llega a ser tan delgado a altas temperaturas y grueso a bajas temperaturas. • Uno de alta viscosidad tiene pequeños cambios en la viscosidad en un amplio rango de temperaturas.

IGNITION POINTS • PUNTO DE INFLAMACIÓN (FLASH POINT).- Temperatura a la cual surge una llamarada repentina sobre la superficie del aceite cuando se aproxima allí una llama o se hace saltar una chispa. Esa llama se apaga inmediatamente después. • PUNTO DE ENCENDIDO (FIRE POINT).- Este punto suele estar a unos 30 ó 35 ºC por encima del de inflamación. El punto de combustión representa la temperatura a la que la llama se mantiene viva durante 5 segundos al menos, según convenio adoptado para definir dicho parámetro.

LOW TEMPERATURE POINTS • PUNTO DE ENTURBAMIENTO (CLOUD POINT).- Temperatura del aceite cuando es sometido a un proceso de enfriamiento, en la cual las parafinas y otras sustancias disueltas en el aceite se separan del mismo y forman cristales, al ser enfriado, adquiriendo así un aspecto turbio. • PUNTO DE CONGELACIÓN (POUR POINT).- Temperatura más baja en la cual el aceite fluye o puede ser vertido antes de congelarse. Es expresada en múltiplo de 3 ºC, donde es observada la no fluidez del aceite.

SPECIFIC GRAVITY

• La gravedad especifica de un lubricante es la relación del peso de un volumen definido de aceite a un volumen igual de agua pura en su máxima densidad (a 4º C). • Normalmente es expresada en términos gravedad API (American Petroleum Institute). El número de gravedad API es encontrado usando una carta que compara la gravedad especifica con el numero API. Ejem: El agua pesa aprox. 8 libras el galón, el aceite con gravedad especifica de 0.9 pesaría 7.2 libras el galón.

TYPICAL CHARACTERISTICS

TYPES OF OIL

TYPES OF OIL

TYPES OF OIL

TYPES OF OIL

MULTIGRADES OIL

• Los aceites usados en motores recíprocos son del tipo mineral. • Para tener aceites con altos grados de estabilidad térmica y de oxidación se necesitaba adicionar pequeñas cantidades de materiales no derivados del petróleo, como sales de bario y calcio, pero ocasionaba ensuciamiento de las cámaras de combustión, así que aparecieron los aceites “W” de grados dispersantes. • Algunos aceites Semi-sintéticos multigrados SAE W15 W50 han estado en uso. Los W80, W100 y W120 son aceites dispersantes desarrollados para motores recíprocos de aviación. Proveen estabilidad, dispersión y performance anti-espuma. • Los aceites multigrados proveen mayor protección en arranques en frío y una película lubricante más fuerte en temperaturas típicas de operacion.

TYPES OF OIL

RECIPROCATING ENGINE LUBRICATION SYSTEMS

CÁRTER HÚMEDO.- El tanque de aceite es el propio cárter. Motores de Cilindros Opuestos, Lineales.

CÁRTER SECO.- El tanque de aceite está fuera del motor. Motores Radiales.

METHODS OF LUBRICATION

• Los métodos de lubricación utilizados en motores a pistón para aviación son los siguientes: 1) Mezclado con combustible (Petroil system). 2) Por Presión. Ventajas:  Introducción positiva del aceite a los cojinetes.  Efecto de enfriamiento causado por las grandes cantidades de aceite que pueden ser bombeadas o circuladas a lo largo de un cojinete.  Lubricación satisfactoria en varias actitudes de vuelo. 3) Por Salpicado o chapaleo. 4) Combinación de Salpicado y presión (el más utilizado).

METHODS OF LUBRICATION

METHODS OF LUBRICATION

METHODS OF LUBRICATION

METHODS OF LUBRICATION

LUBRICATION SYSTEMS COMPONENTS

OIL TANK

• Los tanques de aceite son asociados con un sistema de lubricación de cárter seco.

• Son construidos de aleación de aluminio y deben soportar vibración, inercia y carga de los fluidos en operación. • Deben tener un espacio de expansión de 10% de la capacidad del tanque o 0.5 galones. La varilla o tapa es marcada con la palabra OIL. Dispone de un colector de sobreflujo durante la recarga. • Tiene tuberías de ventilación que ventila el sistema a la atmósfera. • Los motores radiales tenían muchos galones de aceite, para ayudar a calentar, algunos tanques tenían un Hopper o depósito de aceleración de temperatura.

OIL PUMP

• Cuando el aceite ingresa al motor es presurizado por una bomba tipo engranajes de desplazamiento positivo que consiste de dos engranajes engranados que se mueven dentro de un alojamiento. • Un engranaje es girado por medio de un eje por la caja de accesorios y el otro es esclavo a éste. • Se usan sellos para prevenir fugas alrededor del eje de accionamiento.

• Ambos engranajes giran en sentido contrario. • Hay unidades asociadas a la bomba de aceite, como son filtros, válvula de paso, válvula de alivio y válvula bypass del filtro. • Liquid lock.

ENGINE OIL PUMP AND ASOCIATED UNITS

OIL FILTERS

• The oil filter used on an aircraft engine is usually one of four types: screen, Cuno, canister, or spin-on. • A screen-type filter with its double-walled construction provides a large filtering area in a compact unit. As oil passes through the fine-mesh screen, dirt, sediment, and other foreign matter are removed and settle to the bottom of the housing. • At regular intervals, the cover is removed and the screen and housing cleaned with a solvent. Oil screen filters are used mostly as suction filters on the inlet of the oil pump.

OIL FILTERS

• The Cuno oil filter has a cartridge made of disks and spacers. A cleaner blade fits between each pair of disks. The cleaner blades are stationary, but the disks rotate when the shaft is turned. Oil from the pump enters the cartridge well that surrounds the cartridge and passes through the spaces between the closely spaced disks of the cartridge, then through the hollow center, and on to the engine. • Any foreign particles in the oil are deposited on the outer surface of the cartridge. When the cartridge is rotated, the cleaner blades comb the foreign matter from the disks. The cartridge of the manually operated Cuno filter is turned by an external handle. • Automatic Cuno filters have a hydraulic motor built into the filter head.

OIL FILTERS • A canister housing filter has a replaceable filter element that is replaced with rest of the components other than seals and gaskets being reused. • The filter element is designed with a corrugated, strong steel center tube supporting each convoluted pleat of the filter media, resulting in a higher collapse pressure rating. • The filter provides excellent filtration, because the oil flows through many layers of locked-in-fibers.

OIL FILTERS • Full flow spin-on filters are the most widely used oil filters for reciprocating engines.

• Full flow means that all the oil is normally passed through the filter. In a full flow system, the filter is positioned between the oil pump and the engine bearings, which filters the oil of any contaminants before they pass through the engine bearing surfaces. • The filter also contains an antidrain back valve and a pressure relief valve, all sealed in a disposable housing. The relief valve is used in case the filter becomes clogged. It would open to allow the oil to bypass, preventing the engine components from oil starvation.

CUTAWAY VIEW OF THE OIL FILTER

• A cutaway of the micronic filter element shows the resinimpregnated cellulosic full-pleat media that is used to trap harmful particles, keeping them from entering the engine.

OIL PRESSURE REGULATING VALVE • An oil pressure regulating valve limits oil pressure to a predetermined value, depending on the installation. • This valve is sometimes referred to as a relief valve but its real function is to regulate the oil pressure at a present pressure level.

• The pressure must not be too high, as leakage and damage to the oil system may result. • The oil pressure is generally adjusted by loosening the locknut and turning the adjusting screw. On most aircraft engines, turning the screw clockwise increases the tension of the spring that holds the relief valve on its seat and increases the oil pressure; turning the adjusting screw counterclockwise decreases the spring tension and lowers the pressure. Some engines use washers under the spring that are either removed or added to adjust the regulating valve and pressure.

OIL PRESSURE GAUGE • Usually, the oil pressure gauge indicates the pressure that oil enters the engine from the pump.

• One type of oil pressure gauge uses a Bourdon-tube mechanism that measures the difference between oil pressure and cabin, or atmospheric, pressure. This gauge is constructed similarly to other Bourdon-type gauges, except that it has a small restriction built into the instrument case, or into the nipple connection leading to the Bourdon tube. • The oil pressure gauge has a scale ranging from 0–200 psi, or from 0–300 psi. Operation range markings are placed on the cover glass, or the face of the gauge, to indicate the safe range of oil pressure for a given installation.

OIL TEMPERATURE INDICATOR • In dry-sump lubricating systems, the oil temperature bulb may be anywhere in the oil inlet line between the supply tank and the engine. • Oil systems for wet-sump engines have the temperature bulb located where it senses oil temperature after the oil passes through the oil cooler. In either system, the bulb is located so that it measures the temperature of the oil before it enters the engine’s hot sections.

OIL COOLER • The cooler, either cylindrical or elliptical shaped, consists of a core enclosed in a double-walled shell. The core is built of copper or aluminum tubes with the tube ends formed to a hexagonal shape and joined together in the honeycomb effect. • This allows oil to flow through the spaces between the tubes while the cooling air passes through the tubes.

OIL COOLER FLOW CONTROL VALVE • The viscosity of the oil varies with its temperature.

• The oil cooler flow control valve determines which of the two possible paths the oil takes through the oil cooler.

SURGE PROTECTION VALVE • When oil in the system is congealed, the scavenger pump may build up a very high pressure in the oil return line. To prevent this high pressure from bursting the oil cooler or blowing off the hose connections, some aircraft have surge protection valves in the engine lubrication systems.

FLATING CONTROL THERMOSTAT

DUAL OIL COOLER SYSTEM

OIL CIRCULATION THROUGH THE ENGINE

SISTEMA DE LUBRICACIÓN CÁRTER HÚMEDO

ESPECIFICACIONES DEL ACEITE DE MOTOR

 Especificación SAE 50  Presión mínima 10 PSI  Presión Normal 30 a 60 PSI (arco verde) Presión Máxima 100 psi. (arco rojo)  Capacidad del sumidero de aceite: 10/4 galones  Nivel mínimo de aceite para 3.0 Hrs. máximo de vuelo 8/4 Galón

ACEITE EMPLEADO EN AVIACIÓN

ANSWER THE QUESTIONS

REDUCE FRICCIÓN SELLA Y AMORTIGUA REFRIGERA LIMPIA DENTRO DEL MOTOR PROTEGE DE CORROSIÓN ACCIÓN HIDRÁULICA

FRICCIÓN INTERNA PISTONES PAREDES DEL CILINDRO ALARGADA

RODAJES DE LA BIELA

RADIADOR DE ACEITE

ANSWER THE QUESTIONS

ACEITE PRESERVANTE

ANIMAL VEGETAL MINERAL SINTETICO

QUIMICAMENTE INESTABLE

PARAFINICO NAFTENICO

ANSWER THE QUESTIONS

ACEITE MINERAL ACEITE CON DETERGENTE ACEITE CON DISPERSANTE ACEITE MULTIGRADO ACEITE SINTETICO ACEITE SEMI-SINTETICO ACEITE MINERAL NO SON

ACEITE CON DISPERSANTE

VISCOSIDAD

INDICE DE VISCOSIDAD

ANSWER THE QUESTIONS POCO

DE INDICE DE VISCOSIDAD MEJORADO

RESISTENCIA SUPERIOR A LA OXIDACIÓN BAJA FRICCIÓN INTERNA

EXTREMA PRESIÓN

NO ES

NO ES

INDICE DE VISCOSIDAD SAYBOLT

ANSWER THE QUESTIONS

AVIACIÓN COMERCIAL 80

BAJA

INFLAMACIÓN ENTURBIAMIENTO

CÁRTER SECO CÁRTER HUMEDO

HUMEDO

ANSWER THE QUESTIONS RECUPERACIÓN

BOMBA DE RECUPERACIÓN Y TANQUE DE ACEITE CÁRTER

RESPIRADERO PULVERIZADO

VÁLVULA DE ALIVIO ABIERTA

EMPUJADORES

ANSWER THE QUESTIONS

GASOLINA EVAPORACIÓN DESCARTABLE

INDICADOR DE PRESIÓN INDICADOR DE TEMPERATURA

INGRESA