Guia de Sistemes de Lubricació i Refrigeració del Motor

Sistemes de Lubricació

1. Per què es necessita lubricar un motor? (Objectius)

L’oli no només ungeix. Té 4 funcions vitals:

1. Reduir la fricció: Disminueix el fregament entre peces mòbils (pistons, cigonyal...). Menys fregament equival a menys desgast i una vida útil més llarga.

2. Refredar: L’oli absorbeix la calor de zones molt calentes (com els pistons) i la transporta al càrter per refredar-se.

3. Evitar avaries greus: Sense oli, les peces es griparan (es soldaran per la calor) en qüestió de segons.

4. Netejar: Arrossega i transporta les impureses (com la carbonissa de la combustió o partícules de desgast) fins al filtre.

2. Tipus de lubricació segons el contacte

Imagineu-vos dues peces de metall que es mouen una sobre l’altra. L’oli pot estar present de tres maneres:

• Lubricació límit: Gairebé NO hi ha oli (contacte metall amb metall). Es produeix en arrencades en fred o per una fallada greu del sistema. És molt perjudicial: provoca temperatures altíssimes, desgast ràpid i risc de gripatge.

• Lubricació semifluida: Hi ha poc oli i la capa és fina i desigual. Es dóna en arrencades, abans que arribi la pressió a tot el motor. Hi ha alguna fricció i desgast, sent normal en els primers segons.

• Lubricació fluida (Ideal): Hi ha una bona capa gruixuda d’oli entre les peces. Es produeix quan el motor està en marxa i el sistema funciona bé. És el millor estat: el fregament és pràcticament zero i protegeix perfectament.

3. L’oli i la viscositat

La viscositat és la resistència de l’oli a fluir (com de gruixut o fluid és).

• Baixa viscositat (oli fluid): Circula fàcilment en fred, però en calent pot ser massa fi i no crear una bona pel·lícula protectora.

• Alta viscositat (oli gruixut): Protegeix bé en calent, però en fred circula malament i el motor treballa forçat.

L’oli ideal ha de ser fluid en fred i consistent en calent. Per això es van inventar els olis multigrau.

4. Classificació dels olis: SAE, API i ACEA

Hi ha dues classificacions principals a l’etiqueta que cal conèixer:

A) Classificació per viscositat (Norma SAE)

És el número tipus 5W-30, 10W-40, etc.

• El primer número + W (ex: 5W) indica el comportament en FRED (Winter). Com més petit sigui, millor per a temperatures baixes (més fluid).

• El segon número (ex: 40) indica el comportament en CALENT. Com més gran sigui, més manté la viscositat a alta temperatura i protegeix millor.

Exemple: Un 0W-30 és molt fluid en fred (-30 ºC) i manté viscositat suficient a 100 ºC. Un 15W-40 és més gruixut en fred (per a climes càlids) i més protector en calent.

B) Classificació per qualitat i ús

Indica per a quin tipus de motor i exigència està dissenyat l’oli.

• Norma API (Americana): Són dues lletres.

  • Primera lletra: S per a motors de gasolina (Spark). C per a motors dièsel (Compression).
  • Segona lletra: Segueix l’alfabet. Com més endavant estigui, millor i més modern és l’oli (ex: SN és millor que SL). En dièsel, el CK-4 és molt comú.

• Norma ACEA (Europea): És una lletra i un número, més específica per a tecnologies europees.

  • A / B: Per a cotxes (A=gasolina, B=dièsel lleuger).
  • C: Olis Low SAPS. Baixos en cendres, sofre i fòsfor. Obligatoris per a cotxes amb FAP/DPF (filtre de partícules) i catalitzadors.
  • E: Per a camions (dièsel pesants).
  • Número (1-5): Com més gran, millor rendiment tèrmic i mecànic.

Exemple d'etiqueta: SAE 5W-30 | API SN | ACEA C3

• És un multigrau fluid en fred (5W) i estable en calent (30).
• És de qualitat alta per a gasolina (SN).
• És compatible amb motors moderns amb filtres de partícules (C3).

5. Tipus d’olis segons el seu origen

• Mineral: Prové del petroli refinat. És el més bàsic i econòmic, però menys estable.

• Sintètic: Fabricat en laboratori. És molt estable, dura més i protegeix millor a totes les temperatures. És més car.

• Semisintètic (o tecnològic): Barreja dels dos anteriors. Ofereix un equilibri entre qualitat i preu. És el més utilitzat.

6. Elements del circuit de lubricació

El sistema més comú és el de pressió (càrter humit). Funciona així:

1. Càrter: Dipòsit on cau i es recull l’oli a la part inferior del motor.

2. Bomba d’oli: L’aspira del càrter i l’envia a pressió per tot el circuit. Tipus: d’engranatges (senzilla i robusta) o d’aletes (moderna i regulable).

3. Vàlvula de descàrrega: Evita que la pressió sigui massa alta, retornant oli al càrter.

4. Filtre d’oli: Neteja l’oli de brutícia i partícules. Inclou una vàlvula antiretorn i una de by-pass per si el filtre s'obstrueix.

5. Refrigerador d’oli: Semblant a un radiador, refreda l’oli si s’escalfa en excés.

6. Canals de lubricació: Conductes per on l’oli arriba als coixinets del cigonyal, arbre de lleves, pistons i turbo.

7. Sensors i indicadors: El manocontacte (llum vermella si la pressió és <0.5 bar) i el sensor de nivell/temperatura.

Sistema alternatiu: Càrter sec. L’oli s’emmagatzema en un dipòsit extern. Té dues bombes (recollida i pressió). Avantatges: lubricació constant en fortes inclinacions (competició).

7. Manteniment i comprovacions de l'oli

• Comprovar el nivell: Amb la vareta, en fred i en pla. Ha d’estar entre MÍN i MAX. Un nivell baix pot causar falta de lubricació; un d'alt pot fer que l'oli s'escumegi.

• Canvi d’oli i filtre: Segons el fabricant, ja sigui per intervals fixos (km/mesos) o flexibles (calculats per l'ordinador).

• Comprovar la pressió: Amb un manòmetre. Valors orientatius: > 0.5 bar al ralentí i entre 3 i 5 bar a 3000-4000 rpm.

Sistemes de Refrigeració

8. Què és i objectius de la refrigeració

És el sistema que elimina l'excés de calor generat a la cambra de combustió (2.000-2.500 ºC).

Objectius principals:

1. Mantenir la temperatura de règim (~90-100 ºC).
2. Evitar deformacions i el gripatge dels components.
3. Conservar les propietats de l'oli lubricant.
4. Millorar el rendiment i reduir el consum.

Conseqüències d'una temperatura incorrecta:

• Baixa: Mala combustió i lubricació deficient.
• Alta: Deterioració de l'oli, risc d'autoencesa i deformacions mecàniques.

9. El líquid refrigerant: Composició i propietats

Composició:

• Aigua destil·lada (35-60%): Alta conductivitat tèrmica.
• Glicol (35-50%): Baixa el punt de congelació i puja el d'ebullició.
• Additius (5-15%): Anticorrosius, antiescumants i anticalcaris.

Propietats i manteniment:

• Punt de congelació baix (-10 a -36 ºC) i ebullició alt (>120 ºC amb pressió).
• Inorgànics: Canvi cada 2 anys o 40.000 km.
• Orgànics: Canvi cada 5 anys o 80.000 km.

Taula de punts de congelació segons el percentatge:

• 20% Anticongelant: -10 ºC
• 33% Anticongelant: -18 ºC
• 44% Anticongelant: -30 ºC
• 50% Anticongelant: -36 ºC

10. Tipus de refrigeració: Aire i líquid

• Per aire: Utilitzat en ciclomotors i motos petites mitjançant aletes als cilindres. Pot ser natural o forçat per ventilador.

• Per líquid i aire: El més comú. Permet un control precís de la temperatura i un major rendiment. És un sistema tancat que treballa a una pressió de 0,8-1 bar.

11. Components principals del sistema

1. Bomba d'aigua: Centrífuga, mou el líquid pel circuit. Hi ha bombes elèctriques modernes que estalvien energia.
2. Termòstat: Controla la temperatura obrint o tancant el pas al radiador (~80-90 ºC).
3. Radiador: Intercanviador de calor líquid-aire, normalment d'alumini i plàstic.
4. Dipòsit d'expansió: Compensa les expansions del líquid i inclou el sensor de nivell.
5. Vàlvula de sobrepressió: Al tap del radiador, manté la pressió entre 1 i 1,6 bar.
6. Ventilador: Força el pas d'aire. Pot ser elèctric (controlat per l'ECU) o electromagnètic.
7. Mòdul electrònic: Ajusta el cabal segons les necessitats, millorant l'eficiència fins a un 4%.
8. Intercanviador líquid-oli: Refreda l'oli de lubricació en motors d'alt rendiment.

12. Avaries més comunes en la refrigeració

Símptoma: Sobreescalfament (el més greu)

• Baix nivell de líquid per fuites.
• Termòstat que no obre (obstruït o defectuós).
• Radiador brut o obstruït.
• Ventilador inoperatiu (fusible o sensor).
• Junta de culata cremada: La més greu. Provoca fum blanc i pressió al dipòsit.
• Bomba d'aigua defectuosa.

Altres símptomes:

• No arriba a temperatura: El termòstat queda obert.
• Fuites de líquid: En maneguets, radiador, bomba d'aigua o junta de culata.

13. Comprovacions i manteniment del circuit

1. Revisar el nivell en fred (entre MÍN i MAX).
2. Comprovar l'estat i color del líquid (que no sigui marronós).
3. Verificar la pressió del sistema (màxim 1,6 bar).
4. Procediment de purga: Obrir purgadors, omplir lentament, tancar quan no surtin bombolles i escalfar el motor fins que s'activi el ventilador.

14. Conceptes tècnics clau

• Temperatura òptima: 90-100 ºC. Per sota, el consum puja un 10%; per sobre de 110 ºC, hi ha perill d'avaria.
• Pressió: Cada 0,5 bar de pressió extra puja uns 10 ºC el punt d'ebullició.
• Tipus de líquids: Verd/Blau (inorgànics) i Taronja/Rosa (orgànics). Mai s'han de barrejar, ja que poden crear precipitats.