Brocas Y Machuelos

INTRODUCCION

La lubricación forma una parte fundamental de las operaciones del mantenimiento preventivo que se deben realizar al vehículo para evitar que el motor sufra desgastes prematuros o daños por utilizar aceite contaminado o que ha perdido sus propiedades. Un aceite que no cumpla los requisitos que se exigen puede producir los siguientes efectos:

• Desgaste prematuro de partes

• Daño a componentes del motor o accesorios (turbocargador, cigüeñal, bielas, etc.)

• Mayor emisión de contaminantes

• Daño al convertidor catalítico

•Formación de carbón en la cámara de combustión

•Fugas en los anillos de los cilindros

• Evaporación del lubricante

Es por todo esto importante conocer en qué consiste el fenómeno de lubricación, las características que debe tener un buen lubricante y las acciones que pueden afectar de manera negativa a la lubricación.

OBJETIVO DEL SISTEMA DE LUBRICACIÓN

La lubricación tiene varios objetivos. Entre ellos se pueden mencionar los siguientes:

i. Reducir el rozamiento o fricción para optimizar la duración de los componentes.

ii. Disminuir el desgaste.

iii. Reducir el calentamiento de los elementos del motor que se mueven unos con respecto a otros.

El cálculo de sistema de lubricación nos permitirá seleccionar el tipo de bomba que se debe utilizar, así como la potencia que debe tener, el lubricante que se debe utiliza, el gasto que se lleva a cabo en el sistema de lubricación, consumo de la potencia de la bomba entre otros, que nos permitirán hacer que nuestro motor funcione de la mejor manera considerando el lubricante y todos los accesorios necesarios para llevar a cabo una buena lubricación.

En el presente documento se describe el análisis del sistema de lubricación con el que está equipado el motor que usa la camioneta TOYOTA COROLLA.

ESQUEMA FUNDAMENTAL DEL SISTEMA DE LUBRICACIÓN.

LUBRICACIÓN DE CARTER HUMEDO:

El cárter está ubicado en la parte inferior de la carcasa del motor donde aloja el aceite tiene una bomba con la que se lubrican las partes del motor.

TIPO DE LUBRICACIÓN

En el motor prototipo se puede observar el sistema de lubricación mixto que se da por presión que es cuando aceite llega impulsado por la bomba a todos los elementos, por medio de unos conductos, excepto al pie de biela, que asegura su lubricación por medio de un segmento, que tiene como misión raspar las paredes para que el aceite no pase a la parte superior del pistón y se queme con las explosiones , de igual se da la lubricación por salpicadura , este sistema dispone de una bomba, que remonta el aceite a unas bandejas o pocillos en los que mantiene un determinado nivel y donde golpean unas cuchillas dispuestas en cada codo del cigüeñal con lo que se asegura su lubricación. Al salpicar esparce el aceite de la bandeja en forma de niebla de aceite pulverizado, llegando así a todos los puntos que tengan que ser lubricados.

BOMBA DE ENGRANAJE

Contiene bomba de engranaje, el funcionamiento de ella consiste en el giro de ambos piñones uno primario movido por un eje y el otro secundario arrastrado por el piñón primario, estos piñones producen el arrastre del aceite que llega a través del colador y pasa entre los huecos de los dientes de los piñones, por ambos lados de las paredes del cuerpo de bomba, para salir por el otro extremo a las canalizaciones de engrase.

CÁLCULO DE LA BOMBA DE LUBRICACIÓN O ACEITE.

La capacidad total del sistema de lubricación se determina por la ecuación siguiente:

Va=(Ks . Vg)/Kk

Va=((3)(01.75x〖10〗^8 m^3/s))/((0.052))=1.009x〖10〗^(-6) m^3/s

Dónde:

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 Diésel.

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

Vg- Gasto volumétrico, se calcula por la ecuación:

Vg=Qac/(ρac .Cac .∆ta ); [m^3/s]

Vg=(1.79 kJ/s)/((900 kg/m^3 )(2.094 kJ/(kg.°C))(15 °C) )=1.75x〖10〗^(-8) m^3/s

Dónde:

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

Qac=qac .Qt

Qac=(0.023)(78.22 kJ/s)=1.79 kJ/s

Dónde:

qac- Pérdida de calor relativa, a través del aceite: qac=0.015-0.02 para motores de encendido por chispa; qac=0.02-0.025(0.04) para motores Diésel (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:

Qt=(Hu . Gh)/3600; [kJ/seg]

Qt=(44000 kJ/kg)(6.4 kg/h)/(3600 s)=78.22 kJ/s

Dónde:

Hu- Calor de combustión inferior del combustible, [kJ/kg] Para gasolinas.

Hu=44000 kJ/kg; Para combustible Diésel Hu=42500 kJ/kg.

Gh- Consumo horario de combustible para régimen nominal, kg/h.

ρac- Densidad del aceite ;kg/m^3. Para los aceites de motores ρac≅900 kg/m^3.

Cac- Calor específico medio del aceite [kJ/(kg.grados)], Para aceites de motor Cac=2.094 kJ/gr.grados.

∆ta- Diferencia de temperatura del aceite entre la entrada y la salida del sistema. ∆ta=10-20° C. Los mayores valores corresponden a los motores Diésel.

GASTO REAL DE ACEITE EN EL SISTEMA DE LUBRICACIÓN.

El gasto real se determina por la ecuación:

Gac=Ks .Vg; [m^3/s]

Gac=(3)(1.75x〖10〗^(-8) m^3/s)=5.25x〖10〗^(-8) m^3/s

GASTO TEÓRICO DE ACEITE.

Gt=Gac/ηb; [m^3/s]

Gt=(5.25x〖10〗^(-8) m^3/s)/0.75= 7x〖10〗^(-8) m^3/s

Dónde:

ηb- Coeficiente de alimentación de la bomba; para una velocidad tangencial de Vt=8-10 m/s, el rendimiento de la bomba será de: ηb=0.7-0.8

CÁLCULO DE LA VELOCIDAD TANGENCIAL.

Los datos estadísticos se selecciona el módulo, m y la cantidad de dientes de los engranajes, z.

m=3.5-4.75 |mm|;z=7-10

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

Vt=De/2.wb;[m/s]

Vt=((0.0564 m))/2 (〖293.31s〗^(-1) )=8.271342 m/s

Dónde:

De=m .(z+2)

De=(4.7 m)(10+2)=0.0564 m

wb- Velocidad angular

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