Sistemas de Lubricación y Refrigeración en Vehículos: Componentes, Tipos y Mantenimiento

Sistemas de Lubricación y Aceite en Motores

La lubricación consiste en reducir al máximo el rozamiento creando una película entre las piezas en movimiento. Existen diferentes tipos de lubricación: límite, semifluida y fluida.

Objetivos de la Lubricación

• Evitar el contacto directo entre piezas.
• Refrigerar los componentes.
• Proteger contra la corrosión química.
• Limpiar impurezas.
• Sellar el espacio entre pistón y cilindro.
• Amortiguar ruidos.

Composición y Tipos de Aceite

El aceite se compone de una base (70-85%) y aditivos (15-30%). Los tipos de aceite incluyen:

• Vegetales
• Minerales
• Semisintéticos
• Sintéticos

Características del Aceite

• Viscosidad: Resistencia de las moléculas a ser desplazadas. Incluye viscosidad dinámica, bombeabilidad en frío y viscosidad dinámica y cinemática en caliente.
• Densidad: Masa de aceite por unidad de volumen.
• Untuosidad: Adherencia del aceite a las piezas.
• Acidez: pH del aceite.
• Punto de inflamación: Superior a 200ºC.
• Punto de congelación.
• Volatilidad: Evaporación por temperatura.
• Dispersión: Evacuación de carbonilla del motor.
• Detergencia: Limpieza del aceite.
• Antiespumante.

Aditivos del Aceite

Los aditivos mejoran las propiedades del aceite. Algunos ejemplos son:

• Antidesgaste
• Antioxidante
• Anticorrosivo
• Detergente
• Modificadores de fricción
• Limpiadores

Especificaciones de Calidad del Aceite

Las especificaciones de calidad incluyen:

• ACEA
• API
• ILSAC
• Fabricantes: VAG, Daimler, Ford, Opel, BMW

Tipos de Sistemas de Lubricación

• Directa (motores de 2 tiempos).
• Por barboteo.
• Forzada (cárter húmedo y seco).

Elementos del Sistema de Lubricación

• Cárter
• Bomba (de engranajes o rotor)
• Filtro
• Refrigerador (intercambiador)
• Sensor de temperatura y aceite

Averías Comunes en el Sistema de Lubricación

• Fugas: Exteriores o a través del intercambiador.
• Contaminación del aceite.
• Problemas de presión: Relacionados con la viscosidad, la bomba o un fallo en la válvula limitadora (presión alta).

Sistemas de Refrigeración en Motores

El sistema de refrigeración mantiene la temperatura óptima de trabajo del motor (90-95ºC). Una mala refrigeración causa degradación del aceite, deformaciones y tolerancias grandes. Se evacua el 25-30% del calor generado. Temperaturas típicas:

• Paredes del cilindro: 150-200ºC
• Pistón: 300-350ºC
• Válvulas: 700-750ºC
• Culata: 250-300ºC

Tipos de Sistemas de Refrigeración

• Aire: Libre y forzado.
• Líquido: Circuito abierto y cerrado (convección por termosifón y forzada).
• Mixto: Circuito forzado y circuito presurizado.

Componentes del Sistema de Refrigeración

• Radiador
• Manguitos
• Bomba de agua
• Conductos
• Termostato (Apertura inicial: 70ºC, Apertura a 85ºC, Totalmente abierto: 90ºC)
• Ventilador (directo, eléctrico, viscoso, electromagnético e hidrostático)
• Anticongelante: Compuesto por agua destilada, glicol y aditivos.

Introducción a los Vehículos Híbridos y Eléctricos (VEB)

Ventajas de los VEB

• Alto rendimiento.
• Carga en casa.
• Simplicidad.
• Recuperación de energía.

Inconvenientes de los VEB

• Almacenamiento de energía

Vehículos Eléctricos de Pila de Combustible (VEPC)

Utilizan un motor eléctrico alimentado por una pila de combustible. El hidrógeno se puede almacenar:

• Criogenizado (-273ºC)
• Comprimido (20 bar)
• Hidruro metálico sólido

Producción de Hidrógeno:

• Combustibles fósiles
• Electrólisis del agua (H₂O)
• Subproductos industriales

Tipos de pilas:

• Fuel Cell
• PEM

Vehículos Eléctricos Híbridos (VEH)

Combinan un motor de combustión interna (MCI) con un motor eléctrico (ME). El freno regenerativo genera y acumula energía, cargando los acumuladores. El MCI trabaja en zonas óptimas de funcionamiento.

Configuraciones:

• Propulsión: MCI + ME
• Complementos: Almacenamiento de energía y gestión eléctrica.
• Serie: El ME proporciona la tracción y la energía proviene del MCI.
• Paralelo: ME + MCI = Tracción.

Sistemas de Almacenamiento de Energía

• Baterías: Se caracterizan por su energía específica y ciclos de carga/descarga.
• Volante de Inercia: Acumula energía cinética.
• Supercondensador: Acumula la corriente generada por el motor.

Control de Motores Eléctricos

• Motor DC: La intensidad controla el par motor, y la tensión controla la velocidad de giro (RPM).
• Motor AC: Se utiliza un variador o inversor. La frecuencia controla la velocidad de giro y la tensión controla el par.