Modulo II Interpretacion de Los Resultados Del Analisis de Aceite Del Motor Diesel

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INTERPRETACION DE LOS RESULTADOS DEL ANALISIS DE ACEITE

DEL MOTOR DIESEL

Nombre del Participante: __________________________________


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INDICE

Introduccin motor Diesel.3

Tpicos Problemas del Motor Diesel..4

Contaminacin con Holln.....6

Dilucin por Combustible.....11

Ingreso de Refrigerante al Motor ......12

Contaminacin por Tierra....18

Interpretacin de reporte de Anlisis de Aceite ......21


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Motor

INTRODUCCION MOTOR DIESEL

Cuando revisamos los anlisis de aceite de motores tenemos que tomar en cuenta varios factores:

El combustible utilizado:

Diesel: Combustible sucio, motor de alta compresin, problemas frecuentes con inyectores y bombas inyectoras.

Gasolina: Combustible relativamente limpio, compresin variable entre modelos, pero menor que los motores a diesel.

GNC (Gas Natural Comprimido): Combustible limpio, problemas de nitracin y oxidacin en los aceites, especialmente si son formulados con aceite bsico API grupo I (por la alta cantidad de molculas saturadas que absorben nitrgeno del aire quemado en la combustin).

El uso del motor:

Camin: Alta carga, normalmente rutas largas. El tamao del crter (capacidad de aceite) relacionado al tamao

del motor. El aceite utilizado y sus valores originales. Las horas o kilmetros que el aceite fue utilizado. Uso en carretera o caminos de tierra.


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Tpicos problemas del motor diesel

TPICOS PROBLEMAS DE MOTORES DIESEL

Contaminacin por Holln Dilucin por combustible Entrada de refrigerante pumps & gaskets Contaminacin por Ingreso de suciedad por el sistema de

admisin de aire


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Holln

El holln est constituido principalmente de carbn y ocurre como resultado del quemado incompleto de combustible, ya sea por una llama parpadeante o un motor diesel. Cuando el combustible limpio se quema completamente los nicos productos residuales son el agua y el dixido de carbono. Sin embargo, debido a las impurezas en el combustible, las ineficiencias en el ciclo de combustin de un motor y las altas temperaturas de motor, se producen holln y otros sub-productos, tales como los xidos de nitrgeno (NO x).

El efecto ms inmediato de una formacin relativamente importante de holln se ejerce frecuentemente sobre el aceite lubricante.

Aunque las partculas de holln en el aceite del motor son del tamao de sub-micrones, tienden a aglomerarse para formar partculas ms grandes (Vea la Figura 1). Aunque todos los lubricantes de motor diesel modernos tienen aditivos conocidos como dispersantes para ayudar a reducir este aglomeramiento, la acumulacin de holln con el tiempo eventualmente produce un espesamiento del aceite. Esto ocurre por que los grumos de holln atrapan aceite dentro de ellos haciendo que el aceite se comporte como si estuviera elaborado con molculas ms grandes y ms viscosas.


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Caterpillar Machine Diesel Engine

R2 = 0.88

0

10

2030

4050

6070

80

0 5 10 15 20 25 30 35 40 45

Soot - UFM

Fe - pp

m

El problema Principal para los motores

El problema principal para los motores es que el holln acumulado es abrasivo. Que aunque son partculas del tamao de sub-micrones pueden fluir libremente a travs de los componentes del motor, la presencia del holln aglomerado entre dos superficies deslizantes, un anillo de pistn y un revestimiento o rodamiento y mun por ejemplo, pueden actuar como papel de lija y producir un desgaste abrasivo. Entre ms presencia de holln en el aceite, mayor es el potencial para el desgaste debido a la aglomeracin.

El desgaste gradual de los componentes del motor afecta grandemente la eficiencia del motor y puede disminuir su salida de potencia.

Los pistones que se han escoriado como resultado de la presencia de partculas de holln pueden filtrar combustible y aire durante el ciclo de compresin, reduciendo los caballos de potencia del motor.

Otro resultado del holln acumulado en el aceite son los altos niveles de viscosidad. Un aceite de mayor viscosidad tendr ms baja bombeabilidad y posiblemente dejar la mquina baja de lubricacin. Esto es particularmente peligroso durante los arranques en


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Resultados anormales

tiempo fro cuando el flujo de aceite se reduce por la baja temperatura del ambiente y el motor es el ms vulnerable a la falla de bombeo del aceite.

Un efecto final, menos comn, pero igualmente daino de la acumulacin de holln en el motor son los anillos pegados debido a los depsitos de holln.

Usar el aceite de motor equivocado puede hacer que la ranura en la que se mueve el anillo se atasque con lodo y carbn, evitando el libre movimiento del anillo dentro del cilindro y la opcin de una falla seria de motor.

Holln (Generalmente valores > 60 UFM o 150% aceptable ) Fe (camisas de cilindros, anillos, pistones, balancines, varillas de

empuje) Pb (revestimiento los cojinetes de biela) Sn ( revestimiento en los cojinetes de biela) (anillo de control de aceite de pistn y algunos segmentos de los

pistones intermedios) Cr Mo (motores mayores con aros de pistn de molibdeno revestido) Cu (bronce desgaste del buje) Viscosidad (aumentos> 3 cSt o un grado de viscosidad)


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Ejemplos Holln

El holln espesa el aceite y lija el rbol de levas, los cilindros o camisas y frecuentemente los cojinetes. Aqu podemos ver los efectos durante ms de 1000 horas de trabajo donde no hicieron caso al humo negro ni los anlisis del aceite usado.

En todas estas muestras podemos ver que no tuvieron problemas de tierra,

El problema serio es el holln que empez en la primera muestra (abajo) con 86 UFM, espesando el aceite 15W-40 de unos 13.5 cSt a 14.5 cSt y lijando 46 ppm de hierro, 0 de cromo, 4 de plomo (cojinetes) y 11 de cobre.

Esto empeor en la segunda muestra a 105 UFM holln, espesando el aceite a 14.6 cSt y lijando 57 ppm de hierro, 0 de cromo, 3 de plomo y 7 de cobre.

Por el acumulado de desgaste excesivo en este periodo de 250 horas, tienen un desgaste equivalente a unos 500 a horas de trabajo. Todo por no arreglar la combustin.


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MATERIAL NECESARIO

HOJA DE TRABAJO EN CLASE Y CAMPO N 2.1 _ Familia: Cargador de Ruedas _ Camin 992G _ Compartimiento: Motor _ Recomendacin de cambio de aceite: 250 Horas _ Horometro de servicio: 7 500 horas

Realice la interpretacin de aceite usado del motor, revise las respuestas y compare los resultados con la tabla de degaste.

1. Ha aumentado la tasa de desgaste?

2. Se ha deteriorado el aceite?

3. Est contaminado el aceite?

4. Es este el aceite correcto?

Reporte y recomendacin

Nivel de alerta


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MATERIAL NECESARIO

HOJA DE TRABAJO EN CLASE Y CAMPO N 2.2 _ Camin 777F _ Compartimiento: Motor _ Recomendacin de cambio de aceite: 500 Horas _ Horometro de servicio: 1800 horas







Nivel de alerta


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Dilucin por Combustible

La contaminacin por combustible en un aceite de motor es lo que se conoce como dilucin por combustible y puede provenir de diferentes causas tales como: Inyectores defectuosos: goteo, mala regulacin, problemas con

sellos. Bomba de combustible goteando o defectuosa Lneas de combustible con fugas Fuga de gases por excesiva marcha en vaco o debido a segmentos

o camisas daados. Periodos de uso de aceite demasiado extendidos.

Las tcnicas empleadas en el laboratorio para detectar el combustible son:

Cromatografa de gases: es el mtodo ms exacto de determinacin su precisin puede llegar hasta 0,1%, los compuestos especficos del combustible aparecen como picos de concentracin, cuanto mayor sea su porcentaje mayor ser la concentra

Espectrometra infrarroja: es posible detectar la presencia de combustible en el aceite realizando comparaciones entre el espectro del lubricante nuevo, el espectro del combustible empleado por el motor y el aceite usado. La principal frecuencia de es 875 cm-1.

Punto de inflamacin: es un mtodo indirecto de anlisis, ya que se cuantifica la disminucin del punto de inflamacin, directamente relacionada con el contenido de combustible en el lubricante.

Viscosidad cinemtica: la presencia de combustible en el aceite provoca una sensible disminucin en la viscosidad cinemtica. Este mtodo ha sido tradicionalmente empleado para cuantificar la concentracin de gasleo; en la actualidad, no se recomienda su


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Interpretacin de Artculos

Interpretacin de dilucin

utilizacin, ya que con la aparicin de los lubricantes multigrado, stos tienden a hacerse ligeramente ms fluidos por la degradacin de sus aditivos mejoradores del ndice de viscosidad, realizndose diagnsticos de contaminacin por dilucin cuando realmente lo que ocurre es que el aceite est degradado.

Existen un conjunto de escritos relacionado a los servicios de anlisis de aceite, Boletn de informacin Tcnica: TIBU4910, Instruccin especial: REHS3007, estos representan una cambio significativo en cuanto las pautas de reparacin, la anterior pautas de intervencin de reparacin se concentraron en un valor de dilucin de combustible 4%, actualmente se considera 6%. Estas pautas requieren un anlisis de CG y viscosidad cinemtica antes de la intervencin

Anterior Investigar y reparar si la dilucin de combustible es superior al 4%. La prueba de inflamacin en vaso cerrado era una medida aceptable de dilucin de combustible.

Actual Investigar si la dilucin de combustible es superior al 4% y si la

viscosidad es inferior a los mnimos que se muestran en la tabla de abajo.

Haga las reparaciones o remplazar los inyectores de combustible, con base en los resultados de la investigacin.

Ten cuidado! En algunos motores, nuevos inyectores no resolvern el problema de la dilucin de combustible. En estos motores, la nica solucin puede ser una reduccin del intervalo de cambio de aceite.

Viscosity Grade

Minimum Oil Viscosity at 100oC with GC Fuel Dilution Greater than 4%

0W-40 5W-40 10W-40 15W-400W-30 5W-30 10W-30

12.0 cSt

9.0 cSt


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Peligros de la dilucin por combustible

La dilucin por combustible en condiciones de operacin en fro puede causar encerado. Durante el arranque, esto puede provocar baja presin y escasez de aceite.

El combustible diesel introduce las molculas aromticas no saturadas, las cuales son pro-oxidantes, en el aceite de motor. Esto puede dar lugar a una prdida prematura del nmero bsico (prdida de proteccin contra corrosin) y al espesamiento oxidativo del aceite de motor, causando depsitos y ligera escasez de aceite.

Reducir la viscosidad de un aceite, por ejemplo, pasar de un 15W40 a un 5W20. Esto colapsa el espesor crtico de la pelcula del aceite, dando por resultado el desgaste prematuro de la zona de combustin (pistones, anillos y camisas) y desgaste de cojinetes del motor.

La dilucin por combustible por inyectores defectuosos causa comnmente lavado del aceite en la camisa del cilindro, lo que acelera el desgaste del anillo, pistn y cilindro. Esto tambin provoca altas condiciones de fuga de gases de combustin (blow-by) e incremento en el consumo de aceite (blow-by inverso).

La dilucin por combustible severa diluye la concentracin de aditivos del aceite, y por lo tanto, su efectividad.

La dilucin por combustible por bio-diesel puede dar lugar a problemas mayores a los normales comparados con el diesel refinado del crudo. Estos problemas incluyen estabilidad de oxidacin, obstruccin de filtros, formacin de depsitos y volatilidad, dando por resultado acumulaciones en el motor.


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Los resultados anormales

Ejemplo de dilucin

La viscosidad decrece cuando el porcentaje de combustible excede el 4%

Pb (recubrimiento de cojinetes de bielas y bancada) Sn (recubrimiento de cojinetes de biela y bancada) Fe (camisas de cilindros, anillos, pistones, balancines, varillas de

empuje) Cr (anillo de control de aceite de pistn y algunos segmentos de

los pistones intermedios) Cu (bronce desgaste del buje) Mo (motores mayores con aros de pistn de molibdeno revestido)

7,250 horas : Viscosidad decrece & dilucin por combustible positiva

7,500 horas : Viscosidad decrece & dilucin por combustible positiva

Fe y Pb muestra un incremento.

Las dos ltimas muestras tienen un nivel de alerta roja

Con 7697 horas, el motor 3412E se identifico de dilucin de combustible. Este motor tiene un sistema de combustible tipo HEUI, generado un evento de reparacin por fuga de bomba de trasferencia

D10R with a 3412E Engine

PP

0

20

40

60

80

100

120

140

160

5000 5500 6000 6500 7000 7500 8000

Machine Hours

Soo

t & Fe

0

2

4

6

8

10

12

14

16

Visc

osi

ty &

Pb

FeViscosityPb


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Ejemplos

El primer ejemplo demuestra un tractor agrcola donde se ha diluido el aceite con 10% de diesel en este ltimo periodo de 360 horas.

Este ejemplo demuestra un tractor agrcola con problemas de inyectores que permiti la entrada de diesel al motor cerca del final del periodo de cambio. El anlisis encontr el diesel y se repar el sistema de alimentacin de diesel antes de tener problemas severos.


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Ejemplos de dilucin

En el prximo ejemplo tenemos menos diesel, pero tambin tenemos un descuido del filtro de aire, soplndolo con aire comprimido hasta abrir los poros y permitir una contaminacin total del aceite por tierra. Notamos 279 ppm de silicio (tierra), 127 ppm de aluminio (la mayora es tierra) y 4% diesel. Mientras la tierra y el aluminio espesaban el aceite, el diesel lo dilua, resultando en una viscosidad cSt 12.33 para un 25W-50 que debera mantener un mnimo de 16.3 cSt. El desgaste que resulto fue aproximadamente 25 veces mayor que un desgaste normal. Con este descuido el motor no durar ms que 2,000 horas.


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HOJA DE TRABAJO EN CLASE Y CAMPO N 2.3 _ Tractor D11R _ Compartimiento: Motor _ Horas de aceite: 250 Horas _ Horometro de servicio: 23 600 horas







Nivel de alerta


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HOJA DE TRABAJO EN CLASE Y CAMPO N 2.4 _ Camin 777F _ Compartimiento: Motor _ Horas de aceite: 500 Horas _ Horometro de servicio: 1800 horas







Nivel de alerta


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Ingreso de refrigerante al motor

La contaminacin por refrigerante del lubricante es uno de los problemas ms graves que puede sufrir un mecanismo lubricado, ya que puede dar lugar a las siguientes situaciones:

Prdida de las propiedades viscosas del lubricante, generando espumas y lodos, que pueden llegar a saturar los filtros y a obstruir los canales de lubricacin.

Degradacin por corrosin de los elementos metlicos al actuar el refrigerante como electrolito.

Aceleracin de los fenmenos oxidativos del lubricante al ser el refrigerante una fuente adicional de oxgeno.

La entrada de refrigerante a al sistema puede deberse a:

intercambiadores de calor bomba de agua junta de culata Sellos de camisas de cilindros Sellos del inyector de combustible


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Elementos indicadores de anlisis

Elementos tpicos del tes de resultado

Los principales elementos que indican contaminacin por refrigerante son el K y el potasio, el Cu, Si, Mo, B son elementos secundarios

K & Na (Elementos primarios que se encuentran en aditivos de refrigerante)

Cu (para el cobre los tubos del enfriado de aceite, reaccin qumica).

Si, Mo, y B (elementos secundarios que se encuentran en aditivos de refrigerante)

Pb (revestimiento de biela y cojinetes principales)

Fe (camisas de cilindros, anillos, pistones, balancines, varillas de empuje)

Al (cojinetes de la barra, las faldas de pistn)

Viscosidad (aumento)


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HOJA DE TRABAJO EN CLASE Y CAMPO N 2.5 _ Cargador de ruedas 988H _ Compartimiento: Motor

Determine el nivel de Alerta


9,840 hours:

10,095 hours: 10,355 hours:

10,691 hours:


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Ingreso de suciedad al motor

Cuando usted observa elevadas cantidades de silicio en el anlisis de aceite usado, siempre hecho un vistazo en el desgaste de metales

El aumento del contenido en Silicio en una muestra de aceite repercute con mayor o menor efectividad en el desgaste general del motor, su aumento se puede deber a varias causas, la ms clsica y perjudicial en cuanto a desgaste se debe a la introduccin de polvo atmosfrico que penetra en los motores en funcionamiento por la admisin (debido a la utilizacin de filtro de aire ineficaces, sucios o rotos),a travs de respiraderos, varillas del nivel de aceite o juntas mal ajustadas en los colectores. En otras ocasiones la entrada de silicio puede deberse incluso al mismo lubricante o combustible u otros tipos de contaminantes que ms adelante comentaremos.


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Problemtica asociada a la contaminacin con Silicio

Elementos tpicos del tes de resultado

Desgaste abrasivo en la cmara de combustin Revestimiento de los cilindros Pistones y anillos Vstago de vlvulas

Degaste por abrasin del crter Blowby Pelcula de linear de aceite Rodamientos Balancn Varilla de empuje rbol de levas

Si y Al (entrada de suciedad con Si mayor que Al) Pb (revestimiento de cojinetes de biela y anillos ) Fe (camisas de cilindros, anillos, pistones, balancines, varillas de

empuje) Cr (anillo de control de aceite de pistn y algunos segmentos de

los pistones intermedios) Cu Pb y Sn (bujes de bronce) Sn (revestimiento de cojinetes de biela y anillos)


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HOJA DE TRABAJO EN CLASE Y CAMPO N 2.5 _ Cargador de ruedas 988H _ Compartimiento: Motor

Determine el nivel de Alerta

22,265 hours:

21,807 hours:

22,012 hours:

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Modulo II Interpretacion de Los Resultados Del Analisis de Aceite Del Motor Diesel