Convertidor de par

Convertidor de par.
El convertidor de par hace las funciones de embrague entre el motor y la transmisión.

Las ventajas de un convertidor de par sobre un embrague convencional son las siguientes:
·    Absorbe las cargas de choque.
·    Evita que el motor se sobrecargue y llegue a calarse, permitiendo el funcionamiento a la vez del sistema hidráulico.
·    Proporciona las multiplicaciones de par automáticamente para hacer frente a la carga, sin tener que cambiar de velocidad dentro de unos límites.
·    Se elimina la necesidad de embrague.
·    La carga de trabajo va tomándose de forma gradual.
·    Se precisan menos cambios de velocidad

El funcionamiento del convertidor de par es relativamente sencillo. Consta de dos turbinas enfrentadas, una de las cuales movida por el motor diesel impulsa el aceite que hay en el interior del convertidor contra la otra turbina, haciendo que esta gire y venza la resistencia de la transmisión y de las ruedas o cadenas. El cigüeñal del motor hace girar el Impulsor y este la turbina que mueve el eje de salida. Hasta ahora hemos descrito un embrague convencional que funciona por aceite, lo que en realidad hace cambiar el par es una tercera turbina llamada estator que proporciona una cierta graduación de la energía que se transmite del motor a la transmisión. Al girar el motor, la fuerza centrífuga lanza el aceite hacia la periferia del impulsor, en cada uno de los espacios delimitados por cada dos paletas; de éstos pasa a los espacios análogos delimitados por las paletas de la turbina, desde la periferia al centro, y después vuelve nuevamente al impulsor estableciéndose un circuito cerrado. Si la velocidad de rotación es suficientemente elevada, la turbina es arrastrada y gira a la misma velocidad, transmitiendo así el giro del motor a la transmisión, sin resbalamiento de la turbina. Esto ocurre, por ejemplo, cuando la máquina se mueve por inercia , sin carga. Cuando la máquina tiene que vencer una carga, baja la velocidad de giro de la transmisión, y por lo tanto la de la turbina. Al girar la turbina más despacio que el impulsor el aceite choca contra las paletas convirtiendo la energía en perdida en calor. Mientras más despacio gire la turbina, con respecto al impulsor, habrá más pérdidas de energía del aceite. Vemos que si solamente usamos dos turbinas al aumentar la carga no hay aumento de par.

Las partes que forman realmente un convertidor de par que funciona como tal, son las siguientes (ver figura):
A. Impulsor
B. Turbina
C. Estator
D. Carcasa giratoria
E. Carrier o soporte
F. Eje de salida

Flujo de aceite dentro de un convertidor de par.
La carcasa giratoria D es impulsada por un estriado interior que lleva el volante del motor, y el impulsor A está empernado a la carcasa, por lo que gira con ella. La carcasa suele ser de fundición y el impulsor de aluminio.

La turbina B recibe el aceite procedente del impulsor y acciona el eje de salida F del convertidor. La turbina suele ser de aluminio y manda aceite al estator.

El estator C está fijado por el soporte E a la tapa o cárter del convertidor y permanece estacionario. El aceite que recibe de la turbina lo manda al impulsor. El estator suele ser de acero.

Veamos el flujo que sigue el aceite en el convertidor. El aceite, procedente del grupo de válvulas de control de la transmisión, entra al impulsor A por un conducto taladrado que tiene el soporte E. El impulsor A, accionado por la carcasa giratoria D y por el motor, actúa como una bomba centrifuga y arroja el aceite hacia la periferia, el aceite es obligado a pasar a la turbina B. El aceite a elevada velocidad golpea las paletas de la turbina, haciendo girar a ésta y al eje de salida F. El aceite procedente de la turbina B pasa al estator C y éste lo dirige nuevamente al impulsor A, comenzando de nuevo el ciclo.

👉Multiplicación de par.
Cuando en el eje de salida no hay ninguna resistencia a girar, y el eje de salida gira a la misma velocidad que el volante del motor, el impulsor y la turbina giran a la misma velocidad. Bajo estas condiciones el aceite sale del estator con una dirección tal que choca bruscamente contra las paletas del impulsor. Como el impulsor no puede girar más deprisa, porque va unido al volante del motor, el aceite pierde la velocidad que llevaba y por lo tanto, la casi totalidad de su energía se transforma en calor producido por el choque con las paletas del impulsor. Como en anteriores choques con las paletas de la turbina y del estator el aceite ha ido perdiendo velocidad y energía, con respecto a la que llevaba cuando salió del impulsor, resulta que al llegar de nuevo a éste no puede ayudar al aceite que sale de él a circular más deprisa y con más energía, que es la única forma de poder aumentar el par de salida con respecto al de entrada.
Si el eje de salida toma carga, dicho eje, y por lo tanto la turbina, giraran más despacio que el impulsor; al girar más despacio la turbina, el aceite entra al estator con una dirección tal que cuando sale de él se dirige al impulsor de tal forma que ahora parte del aceite no choca y se incorpora al que mueve el convertidor, comunicándole su energía y velocidad. Ahora tenemos dos puntos muy importantes; por un lado la turbina gira más despacio, y por lo tanto cada espacio entre paletas está más tiempo enfrentado con cada chorro de aceite que sale del impulsor, y por otro lado tenemos que además le entra aceite a más velocidad y con más energía que antes, debido a esa energía que le ha comunicado al aceite que sale del impulsor el aceite procedente del estator.
Como la velocidad en el eje de salida es menor, y la potencia del motor no baja al tomar la carga el eje de salida, sino que permanece casi constantemente gracias a ese aumento de aceite sobre la turbina y que es en definitiva el que soporta el aumento de carga del eje de salida, el par aumenta. Entonces está claro que el aumento de par depende de la dirección con que el aceite sale de la turbina, entra en el estator, sale del estator y entra al impulsor y la dirección con que el aceite sale de la turbina depende de la velocidad de ésta con respecto al impulsor. Hay una determinada velocidad de la turbina con respecto al impulsor en la cual el aceite entra a éste con tal dirección, procedente del estator, que se aprovecha toda la velocidad y energía con que el aceite sale del estator y no se pierde prácticamente nada en choques y rozamientos, o sea, en calor.

FUENTE:

https://www.maquinariaspesadas.org/ "Potencia y Fuentes de Energía en Maquinaria Pesada"

Las Leyes de NEWTON

👉PRIMERA LEY DE NEWTON

La primera ley de Newton, conocida también como Ley de inercía, nos dice que si sobre un cuerpo no actua ningún otro, este permanecerá indefinidamente moviéndose en línea recta con velocidad constante (incluido el estado de reposo, que equivale a velocidad cero).

Como sabemos, el movimiento es relativo, es decir, depende de cual sea el observador que describa el movimiento. Así, para un pasajero de un tren, el interventor viene caminando lentamente por el pasillo del tren, mientras que para alguien que ve pasar el tren desde el andén de una estación, el interventor se está moviendo a una gran velocidad. Se necesita, por tanto, un sistema de referencia al cual referir el movimiento. La primera ley de Newton sirve para definir un tipo especial de sistemas de referencia conocidos como Sistemas de referencia inerciales, que son aquellos sistemas de referencia desde los que se observa que un cuerpo sobre el que no actua ninguna fuerza neta se mueve con velocidad constante.

En realidad, es imposible encontrar un sistema de referencia inercial, puesto que siempre hay algún tipo de fuerzas actuando sobre los cuerpos, pero siempre es posible encontrar un sistema de referencia en el que el problema que estemos estudiando se pueda tratar como si estuviésemos en un sistema inercial. En muchos casos, suponer a un observador fijo en la Tierra es una buena aproximación de sistema inercial.


👉SEGUNDA LEY DE NEWTON

La Primera ley de Newton nos dice que para que un cuerpo altere su movimiento es necesario que exista algo que provoque dicho cambio. Ese algo es lo que conocemos como fuerzas. Estas son el resultado de la acción de unos cuerpos sobre otros.

La Segunda ley de Newton se encarga de cuantificar el concepto de fuerza. Nos dice que la fuerza neta aplicada sobre un cuerpo es proporcional a la aceleración que adquiere dicho cuerpo. La constante de proporcionalidad es la masa del cuerpo, de manera que podemos expresar la relación de la siguiente manera:

F = m a

Tanto la fuerza como la aceleración son magnitudes vectoriales, es decir, tienen, además de un valor, una dirección y un sentido. De esta manera, la Segunda ley de Newton debe expresarse como:

F = m a

La unidad de fuerza en el Sistema Internacional es el Newton y se representa por N. Un Newton es la fuerza que hay que ejercer sobre un cuerpo de un kilogramo de masa para que adquiera una aceleración de 1 m/s2, o sea,

1 N = 1 Kg · 1 m/s2

La expresión de la Segunda ley de Newton que hemos dado es válida para cuerpos cuya masa sea constante. Si la masa varia, como por ejemplo un cohete que va quemando combustible, no es válida la relación F = m · a. Vamos a generalizar la Segunda ley de Newton para que incluya el caso de sistemas en los que pueda variar la masa.

Para ello primero vamos a definir una magnitud física nueva. Esta magnitud física es la cantidad de movimiento que se representa por la letra p y que se define como el producto de la masa de un cuerpo por su velocidad, es decir:

p = m · v

La cantidad de movimiento también se conoce como momento lineal. Es una magnitud vectorial y, en el Sistema Internacional se mide en Kg·m/s . En términos de esta nueva magnitud física, la Segunda ley de Newton se expresa de la siguiente manera:

La Fuerza que actua sobre un cuerpo es igual a la variación temporal de la cantidad de movimiento de dicho cuerpo, es decir,

F = dp/dt

De esta forma incluimos también el caso de cuerpos cuya masa no sea constante. Para el caso de que la masa sea constante, recordando la definición de cantidad de movimiento y que como se deriva un producto tenemos:

F = d(m·v)/dt = m·dv/dt + dm/dt ·v

Como la masa es constante

dm/dt = 0

y recordando la definición de aceleración, nos queda

F = m a

tal y como habiamos visto anteriormente.

Otra consecuencia de expresar la Segunda ley de Newton usando la cantidad de movimiento es lo que se conoce como Principio de conservación de la cantidad de movimiento. Si la fuerza total que actua sobre un cuerpo es cero, la Segunda ley de Newton nos dice que:

0 = dp/dt

es decir, que la derivada de la cantidad de movimiento con respecto al tiempo es cero. Esto significa que la cantidad de movimiento debe ser constante en el tiempo (la derivada de una constante es cero). Esto es el Principio de conservación de la cantidad de movimiento: si la fuerza total que actua sobre un cuerpo es nula, la cantidad de movimiento del cuerpo permanece constante en el tiempo.


👉TERCERA LEY DE NEWTON
Tal como comentamos en al principio de la Segunda ley de Newton las fuerzas son el resultado de la acción de unos cuerpos sobre otros.

La tercera ley, también conocida como Principio de acción y reacción nos dice que si un cuerpo A ejerce una acción sobre otro cuerpo B, éste realiza sobre A otra acción igual y de sentido contrario.

Esto es algo que podemos comprobar a diario en numerosas ocasiones. Por ejemplo, cuando queremos dar un salto hacia arriba, empujamos el suelo para impulsarnos. La reacción del suelo es la que nos hace saltar hacia arriba.

Cuando estamos en una piscina y empujamos a alguien, nosotros tambien nos movemos en sentido contrario. Esto se debe a la reacción que la otra persona hace sobre nosotros, aunque no haga el intento de empujarnos a nosotros.

Hay que destacar que, aunque los pares de acción y reacción tenga el mismo valor y sentidos contrarios, no se anulan entre si, puesto que actuan sobre cuerpos distintos.

FUENTE:

https://thales.cica.es/rd/Recursos/rd98/Fisica/02/leyes.html

PRL/Propulsión - UNIDAD 2: MOTORES TÉRMICOS DE COMBUSTIÓN INTERNA.

Los motores térmicos son dispositivos que transforman calor en trabajo. El calor procede usualmente de una reacción de combustión (aunque también puede ser de origen nuclear, solar, etc.), siendo absorbido por un fluido motor que, al describir un ciclo termodinámico, pone piezas en movimiento realizando un trabajo.

Los motores térmicos pueden ser de combustión externa o de combustión interna.
•Motores de combustión externa: el calor generado por la combustión se ejecuta fuera del motor y es transmitido a través de uno o varios fluidos intermedios (agua, aceites, etc) y se transforma en energía mecánica a través de una máquina de movimiento alternativo o rotativo •
•Motores de combustión interna: en éstos, la combustión se realiza en el interior del motor , en una cámara interna, y son los propios gases de la combustión los que, al expandirse, producen los movimientos de las piezas del motor .
PARTES DE UN MOTOR

Dicho en otras palabras, un motor térmico es un conjunto de piezas fijas y móviles que transforman la energía química de un combustible (convertida en calor mediante su combustión), en trabajo mecánico.

Piezas fijas:

1. Block
2. Cilindros
3. Tapa de cilindros
4. Carter

Piezas móviles:

1. Pistón
2. Cigüeñal
3. Árbol de levas
4. Válvulas de admisión y escape

Hay un gran número de otras partes, sin las cuales el motor no podría funcionar:

1. Bomba de inyección
2. Carburador
3. Inyectores
4. Bujías
5. Termostato
6. Radiador
7. Etc.

INSTRUMENTOS DE MEDIDAS

METROLOGÍA
Es la ciencia que se ocupa del estudio de las unidades de medida, de la técnica de las mediciones y sus verificaciones

MEDIR
Es comparar un objeto con una unidad previamente establecida

UNIDAD DE MEDIDA
Son magnitudes fijas necesarias para comparar los resultados de las mediciones, la magnitud que se toma como referencia debe ser la misma y de valor constante.

PATRÓN DE MEDIDA
Es la representación física o materialización de la unidad de medida, debe ser lo menos variable posible.
Permiten controlar su trabajo en cuanto a dimensión, temperatura, volumen, precisión, peso, tiempo entre otras.
UNIDADES FUNDAMENTALES S.I
LONGITUD
La unidad de longitud es el metro, en 1795 se definió como la cuarenta millonésima parte de la circunferencia de la tierra, en la actualidad está definido de manera más precisa en función de la longitud de onda producida por la radiación del átomo de Kriptón 86, en condiciones especiales.

MASA
La unidad de masa es el kilogramo, se debe tener en cuenta que el kilogramo es una unidad de masa y no de peso ni de fuerza. La unidad de masa original se llamaba el grave, definido como la masa de un litro de agua a la temperatura de congelación, casi igual a nuestro moderno kilogramo.
En 1875 la unidad de masa del sistema métrico se redefinió como el kilogramo y se fabricó un nuevo patrón.

TIEMPO
La unidad de tiempo establecida es el segundo, que corresponde a un numero determinado de periodos producto de la radiación del átomo de Cesio.

Esta definición fue adoptada en 1967 por la conferencia general de pesos y medidas reemplazando el concepto de fracción de día solar que correspondía mas a un concepto astronómico

Para estudiar con un poco mas de detalle este tema en particular

CICLO OPERATIVO.

Los motores térmicos alternativos pueden ser de dos tiempos o de cuatro tiempos.
Por ciclo operativo entendemos a la sucesión de operaciones que un fluido ejecuta en el cilindro y lo repite con ley periódica. La duración del ciclo es medida por el número de carreras efectuadas por el pistón para realizarlo.

Se llama carrera de un pistón, a la distancia que recorre desde el PMS hasta el PMI o viceversa.

Se dice que los motores alternativos son de 4 tiempos cuando el ciclo se realiza en cuatro carreras del pistón y de 2 tiempos cuando el ciclo se realiza solamente en dos carreras del pistón. Esto quiere decir que los motores de 4 tiempos realizan un ciclo cada 2 revoluciones del eje cigüeñal y los de 2 tiempos, cada revolución. 
👉CICLO DE CUATRO TIEMPOS:
 

La secuencia cíclica de las transformaciones en el motor diesel de cuatro tiempos es:

1º Carrera ------ Llenado del cilindro con aire atmosférico (aspiración)
2º Carrera ----- Compresión de la carga de aire para elevar su presión y temperatura a la necesaria para inflamar y quemar el combustible. (compresión)
3º Carrera ---- Combustión del combustible y expansión de los gases quemados. (combustión)
4º Carrera ---- Vaciado del cilindro de los gases quemados descargándolos. (escape)

Cuando esta secuencia de transformaciones se completan, el ciclo se repite.

Para que esta secuencia sea posible intervienen unos accesorios que se llaman válvulas de aspiración o admisión, y válvulas de descarga o escape.

En el caso de las válvulas de admisión, es necesario que estén abiertas en la primer carrera del ciclo para permitir el paso del aire fresco dentro del cilindro.

En el caso de las válvulas de escape , es necesario que estén abiertas en la cuarta carrera del ciclo para desalojar los gases quemados que ya realizaron su trabajo.

Ambas válvulas permanecerá cerradas en la segunda y tercera carrera del ciclo, para permitir la compresión del aire aspirado y la correcta expansión de los gases calientes después de la combustión.

También interviene un carburador y bujías, en el caso del motor del ciclo Otto o motor de explosión, o una bomba inyectora y un inyector en el caso de los motores del ciclo Diésel. Estos componentes son los encargados de introducir el combustible que se va a quemar en la cámara de combustión.

Todo esto se hace en forma perfectamente sincronizada con la ayuda del sistema de distribución que estudiaremos mas adelante.
 
DIAGRAMAS DE PRESIÓN VOLUMEN:
💡Primero, algunos conceptos generales para comprender mejor los diagramas:

• Punto Muerto Superior PMS: Posición más alta del pistón más alejada del cigüeñal próxima a la culata.
• Punto Muerto Inferior PMI: Posición mas baja del pistón próxima al cigüeñal.
• Carrera: Es la distancia que recorre el pistón desde un punto muerto al otro, se expresa generalmente en mm.
• Cilindrada unitaria: Es el volumen del cilindro con el pistón en punto muerto inferior. También se puede definir como el volumen total del cilindro.
• Volumen de la cámara de combustión: mínimo volumen del cilindro cuando el pistón se encuentra en PMS.
• Relación de compresión: Es la cantidad de veces que esta comprendido el volumen de la cámara de combustión, en el volumen total del cilindro. Rendimiento mecánico: Es la relación que existe entre el trabajo obtenido y el trabajo perdido como consecuencia de las resistencias internas propias del motor.
• Presión media indicada: Es la presión promedio que actúa sobre la cabeza del pistón durante la carrera de trabajo, (promedio entre la presión máxima y la presión mínima).
• Espacio nocivo: distancia mínima entre pistón y culata cuando el pistón se encuentra en PMS.

Haremos la representación del diagrama P. V. teórico de un motor diesel de 4 tiempos, para lo cual suponemos que cumple las condiciones siguientes:
Las aspiraciones del aire atmosférico y la descarga de los gases quemados será a presión atmosférica.
La compresión del aire y la combustión – expansión de los gases se harán sin recibir ni tomar calor, es decir, será un proceso adiabático.
Las válvulas se abrirán y cerraran completamente en los puntos muertos.
La inyección comenzara en el PMS y la combustión será a presión constante.

Corrección del ciclo de 4 tiempos
Los inconvenientes que presenta el desarrollo del ciclo teórico de los motores reales, dieron lugar a introducir correcciones en el ciclo, es decir, que, las aperturas y cierres de las válvulas, no se realizan al comienzo y final de las carreras correspondientes. Los inconvenientes que presenta el ciclo teórico son pequeños en los motores de baja velocidad, pero aumentan con el aumento de la velocidad del motor.
Para corregir estas deficiencias se procedió a variar las aperturas de la válvula de admisión, se abre antes. del PMS y se cierra después del PMI con un retardo obteniéndose un me,jor llenad'o del cilindro con aire atmosférico.
La inyección del combustible comienza antes del PMS , para dar tiempo al combustible a comenzar la ignición, y este anticippoo se incrementa cuando se incrementa la velocidad del motor.
Para obtener el total desalojo de los gases de la combustión, en el tiempo de escape, la válvula se abre antes del PMI y se cierra después del PMS con un retardo . Este retardo coincide con el anticipo de apertura de válvula de admission, llamándose a este momento como “cruce de válvulas”.

Diagramas corregidos del ciclo  de 4 tiempos.

👉CICLO DE DOS TIEMPOS: 

SECUENCIA CÍCLICA DEL MOTOR DE 2 TIEMPOS
Para la realización de este ciclo se requieren dos carreras del pistón o sea una vuelta del cigüeñal. Los tiempos son:
1º Tiempo ---- Aspiración de la carga de aire atmosférico y compresión del mismo.
2º Tiempo ---- Combustión, expansión de los gases producidos y descarga de dichos gases. Este es el tiempo de trabajo.


CORRECCION EN EL CICLO DE DOS TIEMPOS.
Estas correcciones se realizan en el ciclo para mejorar el funcionamiento del motor real.

-1er tiempo - El pistón está en el PMI, el cilindro recibe el aire de barrido por las lumbreras de admisión, las válvulas de escape, mecánicamente operadas, están abiertas pero se cierran un momento antes que las lumbreras de admisión, dando lugar a una carga de aíre atmosférico a una presión ligeramente superior a la atmosférica, presión que depende de la bomba de barrido. Cuando la carga. del aire en el cilindro tiene mayor presión que la atmosférica se dice que el motor es sobrealimentado.

-2do. tiempo el piston se encuentra antes del PMS, y en ese instante comienza la inyección del combustible líquido finamente pulverizado con el mismo criterio que en el ciclo de 4 tiempos, comenzando así la combustión y la expansión de los gases de la misma; es decir,el trabajo del motor.

Diagrama corregido del ciclo  de 2 tiempos.

Motor a explosión de dos tiempos convencional.

Sulzer RT Flex

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FUENTES:

https://elmaquinante.blogspot.com/2018/03/motores-termicos.html

https://elmaquinante.blogspot.com/2017/04/mtd-unidad-3-partes-de-un-motor.html

https://elmaquinante.blogspot.com/2017/04/mtd-unidad-4-ciclos-de-dos-y-cuatro_5.html

https://elmaquinante.blogspot.com/2017/03/mtd-unidad-1-antecedentes-historicos_19.html

CONCEPTO DE LUBRICACIÓN

CONCEPTO DE LUBRICACIÓN

Lubricación es interponer entre dos superficies, generalmente metálicas expuestas a fricción, una película fluida que las separe a pesar de la presión que se ejerza para juntarlas. La lubricación elimina el contacto directo de las superficies metálicas, impide su desgaste y reduce al mínimo el rozamiento
que produce pérdida de potencia.

IMPORTANCIA DE LA LUBRICACION
Los costosísimos y complicados equipos industriales que requieren la industria moderna no podrían funcionar, ni siquiera unos minutos, sin el beneficio de una correcta lubricación. El costo de ésta resulta insignificante comparado con el valor de los equipos a los que brinda protección.
La utilización del lubricante correcto en la forma y cantidad adecuada ofrece entre otros los siguientes beneficios.
1. Reduce el desgaste de las piezas en movimiento.
2. Menor costo de mantenimiento de la máquina.
3. Ahorro de energía.
4. Facilita el movimiento.
5. Reduce el ruido.
6. Mantiene la producción.

FUNCIONES DE LOS LUBRICANTES
Los lubricantes deben rebajar al máximo los rozamientos de los órganos móviles facilitando el movimiento, pero además deben reunir propiedades tales como:
1. Soportar grandes presiones sin que la película lubricante se rompa.
2. Actuar como refrigerante.
3. Facilitar la evacuación de impurezas.

ELEMENTOS BASICOS QUE REQUIEREN LUBRICACION
Por complicada que parezca una máquina, los elementos básicos que requieren lubricación son:

1. Cojinetes simples y antifricción, guías, levas, ect.
2. Engranajes rectos, helicoidales, sin fin, etc., que puedan estar descubiertos
o cerrados.
3. Cilindros como los de los compresores, bombas y motores de combustión
interna.
4. Cadenas, acoples flexibles y cables.

Tipos de Lubricación
El tipo de lubricación que cada sistema necesita se basa en la relación de los componentes en movimiento. Hay tres tipos básicos de lubricación: limítrofe, hidrodinámica, y mezclada. Para saber qué tipo de lubricación ocurre en cada caso, necesitamos saber la presión entre los componentes a ser lubricados, la velocidad relativa entre los componentes, la viscosidad del lubricante y otros factores. Desde hace relativamente poco tiempo se ha empezado a hablar de un cuarto tipo de lubricación: elasto-hidrodinámica, pero no la voy a mencionar ya que no aporta conceptos únicos y se usa solamente en aplicaciones de muy alta tecnología.
La Lubricación Limítrofe ocurre a baja velocidad relativa entre los componentes y cuando no hay una capa completa de lubricante cubriendo las piezas. Durante lubricación limítrofe, hay contacto físico entre las superficies y hay desgaste. La cantidad de desgaste y fricción entre las superficies depende de un número de variables: la calidad de las superficies en contacto, la distancia entre las superficies, la viscosidad del lubricante, la cantidad de lubricante presente, la presión, el esfuerzo impartido a las superficies, y la velocidad de movimiento. Todo esto afecta la lubricación limítrofe.
La mayor cantidad del desgaste ocurre al prender el motor. Esto sucede por la baja lubricación limítrofe, ya que el aceite se ha "caído" de las piezas al fondo del cráter…produciendo contacto de metal-a-metal. Una vez que arrancó el motor, una nueva capa de lubricante es establecida con la ayuda de la bomba de aceite a medida que los componentes adquieren velocidad de operación.

En algún momento de velocidad crítica la lubricación limítrofe desaparece y da lugar a la Lubricación Hidrodinámica. Esto sucede cuando las superficies están completamente cubiertas con una película de lubricante.
Esta condición existe una vez que una película de lubricante se mantiene entre los componentes y la presión del lubricante crea una "ola" de lubricante delante de la película que impide el contacto entre superficies. Bajo condiciones hidrodinámicas, no hay contacto físico entre los componentes y
no hay desgaste. Si los motores pudieran funcionar bajo condiciones hidrodinámicas todo el tiempo, no habría necesidad de utilizar ingredientes anti-desgaste y de alta presión en las fórmulas de lubricantes. Y el desgaste sería mínimo!

La propiedad que más afecta lubricación hidrodinámica es la viscosidad. La viscosidad debe ser lo suficientemente alta para brindar lubricación (limítrofe) durante el arranque del motor con el mínimo de desgaste, pero la viscosidad también debe ser lo suficientemente baja para reducir al mínimo la "fricción viscosa" del aceite a medida que es bombeada entre los metales (cojinetes) y las bancadas, una vez que llega a convertirse en lubricación hidrodinámica.
Una de las reglas básicas de lubricación es que la menor cantidad de fricción innecesaria va a ocurrir con el lubricante de menor viscosidad posible para cada función específica. Esto es que cuanto más baja la viscosidad, menos energía se desperdicia bombeando el lubricante.
Por ejemplo, los locos que corren los "Dragsters" de NHRA y IHRA en el cuarto de milla en los Estados Unidos (USA) le ponen aceite del "SAE 0" ó "SAE 5", pues reduce la fricción interior del motor, dándoles máxima potencia (pero alto desgaste, ya que la viscosidad es demasido baja). Ellos
quieren la mayor cantidad de HP, y no les importa si hay desgaste, ya que desarman el motor después de cada carrera.
La Lubricación Mezclada es exactamente eso: una mezcla inestable de lubricación limítrofe e hidrodinámica. Por ejemplo, cuando enciendes el motor (o cuando arranca un componente, si es otro equipo), la velocidad de los componentes aumenta velozmente y por una pequeña fracción de segundo se produce lubricación mezclada. En otras situaciones, cuando el esfuerzo y la velocidad de los componentes varía ampliamente durante el uso (durante manejo en montaña o en tráfico, por ejemplo) la temperatura puede hacer que el lubricante se "queme" más rápido y que así la lubricación hidrodinámica sea difícil de adquirir (ya que el lubricante ha perdido el beneficio de ciertos aditivos que se "quemaron"), dejando así el motor trabajando en una condición de lubricación mezclada, que producirá más desgaste.
 

Por ejemplo, mucha gente anda en un cambio (velocidad) más alto que el que deben usar, cosa que causa pocas vueltas de motor, y tal vez menor consumo, pero aumenta el desgaste tremendamente. ¿Cómo es eso?
Supongamos que un motor viene en 3ra a 3.000 rpm, o en 4ta a 2.000 rpm y que el vehículo se acerca a una pendiente o cuesta…el conductor decide dejarlo en 4ta para subir…el motor empieza a trabajar más duro (mayor esfuerzo) para subir…la temperatura interior y el esfuerzo interno del motor aumenta, pero las revoluciones (que se reflejan en el tacómetro) del motor no…el aceite se calienta, la fricción aumenta (fíjense en la cantidad de aceite en medio del carril en la ruta en el lado de la subida de una pendiente... y verán, pero NO en el lado de la bajada)…¿por qué?, porque el motor levanta presión, temperatura y fricción en la subida, y no en la bajada. Al aumentar el esfuerzo, sería lógico aumentar la cantidad de aceite que pasa por cada superficie bajo fricción, pero al dejar el motor en 4ta, las revoluciones siguen siendo 2.000, como en la recta antes de la subida, por más que el esfuerzo del motor es mucho mayor en la subida y para mantener buena lubricación se necesitarían más revoluciones en el motor…¿qué se debería de hacer...bajarle un cambio o velocidad!. Se debe aumentar las revoluciones para que la bomba de aceite pueda mandar más lubricante sobre los componentes bajo mayor fricción!
Es más o menos así:
· Si dejas la lubricación constante (al dejarlo en pocas revoluciones) pero aumentas el esfuerzo del motor, aumentarás el desgaste.
· Si aumentas el esfuerzo, entonces aumenta las revoluciones del motor (bajándole un cambio de la caja de velocidades) para aumentar la lubricación, ya que al levantar vueltas, aceleras la bomba de aceite!
Esto es un ejemplo de lubricación hidrodinámica perdiendo efecto y convirtiéndose en lubricación mezclada (de alto desgaste de componentes). Lo bueno es que las subidas no son eternas , así que ningún motor trabaja en condiciones de lubricación mezclada 100% del tiempo, si no, no duraría
mucho.
No voy a hacer distinciones entre los diferentes tipos de baleros, ya que una vez que el aceite llega a la condición de lubricación hidrodinámica se convierte en el tercer elemento físico del balero, agarrado "en sandwich" entre las superficies, impartiendo sus características a la ecuación de fricción de deslice y fricción rotatoria; de hacerlo dificultaría entender las cosas aún más…

Lubricación Elasto-hidrodinámica

A medida que la presión o la carga se incrementan, la viscosidad del aceite también aumenta. Cuando el lubricante converge hacia la zona de contacto, las dos superficies se deforman elásticamente debido a la presión del lubricante.
En la zona de contacto, la presión hidrodinámica desarrollada en el lubricante causa un incremento adicional en la viscosidad que es suficiente para separar las superficies en el borde de ataque del área de contacto. Debido a esta alta viscosidad y al corto tiempo requerido para que el lubricante atraviese la zona de contacto, hacen que el aceite no pueda escapar, y las superficies permanecerán separadas.
La carga tiene un pequeño efecto en el espesor de la capa, debido a que a estas presiones, la capa de aceite es más rígida que las superficies metálicas. Por lo tanto, el efecto principal de un incremento en la carga es deformar las superficies metálicas e incrementar el área de contacto, antes que disminuir el espesor de la capa de lubricante.

FACTORES QUE AFECTAN LA LUBRICACION
El desempeño de un lubricante se ve afectado por varios factores. Los principales en términos generales son:
1. Factores de operación:
Entre los factores de operación principales que afectan la lubricación tenemos:
a. La carga.
b. La temperatura.
c. La velocidad.
d. Posibles contaminantes.
2. Factores de diseño:
Entre los factores de diseño se pueden considerar entre otros:
a. Materiales empleados en los elementos.
b. Textura y acabado de las superficies.
c. Construcción de la máquina.
d. Métodos de aplicación del lubricante.
TIPOS O SISTEMAS DE LUBRICACION
a. Manual.
b. Centralizada o automática.

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ENTRADAS RELACIONADAS

• MTD UNIDAD 2: LUBRICANTES Y COMBUSTIBLES 
• MTD UNIDAD 9: Cojinetes y lubricación hidrodinámica
• MEDICIÓN DE LA VISCOSIDAD EN ACEITES 
• PRODUCTOS DERIVADOS DEL PETROLEO
• TRIBOLOGIA   
• APLICACIÓN DE LOS LUBRICANTES  
• APLICACIÓN DE LAS GRASAS  

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FUENTE:

Luis Burgio "SEMINARIO DE TRIBOLOGIA Y LUBRICACIÓN"

BIBLIOGRAFÍA
• ELEMENTOS DE MAQUINAS, Lubricación de maquinarias, SENA.1985.
• TRIBOLOGIA Y LUBRICACIÓN INDUSTRIAL Y AUTOMOTRIZ. Albarracin Pedro. Tomo 1, segunda edición.
• MECANICA DE FLUIDOS. Mott. Ed. Prentice Hall.
• FUNDAMENTOS DE MANUFACTURA MODERNA. Groover, J:P. Ed. Prentice Hall.