3.2 Universal Invasive Software Composition
3.2.3 Generic composition language for ISC
Una de las principales misiones del lubricante es la de reducir el rozamiento entre las superficies con movimiento relativo entre ellas y con ello el desgaste que sufren a los valores mínimos posibles. Evidentemente las consecuencias que se derivan de un desgaste excesivo son: avería total, con lo que ello supone (indisponibilidad, reparación, etc), molestias al usuario (aumento de los gastos de explotación: consumos excesivos, pérdida de satisfacción o comodidad: ruidos), pérdidas de potencia, incidencias directas sobre la vida del vehículo.
De todas maneras no hay que achacar únicamente al lubricante todo el papel de defensa del desgaste ya que otros factores van a afectar al mismo como son: la tecnología del conjunto y la de cada pieza considerada independientemente, la composición metalúrgica de estas últimas, las condiciones de utilización del motor y su grado de acuerdo con las previsiones que por diseño debía tener, el combustible empleado, la calidad de la combustión, etc.
Comencemos por definir qué entendemos por desgaste, y que para nosotros serán aquellos fenómenos que se manifiestan con una pérdida de materia en una pieza sometida a rozamiento. Los tipos de desgaste que pueden presentarse en un motor son los siguientes:
Desgaste adhesivo o por contacto metal-metal
Es el llamado “scuffing” en terminología anglosajona, y se presenta en todos los rozamientos cuando las superficies no están separadas completamente por una película lubricante; posiblemente éste sea el tipo de desgaste más importante y por ello también el menos deseado. Este desgaste se debe a que las superficies, aún las mejores acabadas, contienen a escala micrométrica, numerosas asperezas superficiales.En estas condiciones cuando dos superficies entran en contacto, la unión no se efectúa mas que por una serie de picos, sobre los cuales se ejercen presiones muy considerables, de tal forma que se producen deformaciones plásticas del metal hasta que las superficies reales de contacto sean lo suficientemente grandes para que puedan soportar la carga. En este momento las presiones locales de contacto son del orden de la dureza del metal más blando. En el nivel de las superficies reales de contacto por efecto de las elevadas presiones que allí se dan, los enlaces intermetálicos son muy fuertes; se trata prácticamente de soldaduras; el esfuerzo de rozamiento resulta de la necesidad de romper estas soldaduras o adherencias para que tenga lugar un desplazamiento relativo de las superficies, y el mismo desgaste adhesivo es consecuencia de este mecanismo. A partir de este mecanismo resulta que, en función de los tipos de materiales, de las cargas aplicadas y de las velocidades de deslizamiento, el proceso puede evolucionar de distintas maneras, desde la mejora por eliminación progresiva de las asperezas (“incipient scuffing”, rodaje), hasta la degradación por un mecanismo autoacelerado, que provoca finalmente el gripado del mecanismo (“seizure”) y da lugar a graves averías. En los motores, esta forma de desgaste tiene lugar naturalmente en las zonas de rozamiento en las que una lubricación defectuosa (difícil acceso del aceite, viscosidad baja, volatilización elevada del aceite, dilución, etc.), o la presencia de cargas específicas elevadas o de velocidades lentas hacen imposible la correcta formación de la película de aceite.
Desgaste por fatiga superficial.
Esta forma de desgaste (“pitting”), interesa sobre todo a los mecanismos en los que interviene el rozamiento de rodamientos. En este caso la aplicación de las ecuaciones de Hertz para las deformaciones elásticas muestra que los esfuerzos máximos se producen a una determinada profundidad por debajo de la superficie. La repetición cíclica de estos esfuerzos puede dar como resultado grietas profundas de fatiga y finalmente la aparición de picaduras y de escamas.
Fatiga térmica de superficies de fricción duras y frágiles sometidas a gradientes térmicos elevados. Este desgaste afecta sobre todo a las superficies en deslizamiento puro con elevada velocidad. El deterioro producido se presenta en forma de grietas repartidas uniformemente, de dirección perpendicular a la dirección de deslizamiento.
En la reacción de combustión en el motor se generan una serie de productos, algunos de los cuales tienen un carácter muy ácido, y la presencia de agua puede hacerlos muy agresivos frente a los metales. Incluso el mismo aceite cuando alcanza un cierto grado de alteración puede originar oxiácidos volátiles y corrosivos. Desgaste abrasivo.
En este tipo de desgaste, el desprendimiento de materia de una superficie ocurre cuando partículas duras o superficies rugosas se desplazan sobre una superficie más suave. Este tipo de desgaste no siempre es perjudicial, e incluso puede ser deseable en algunos casos de herramientas de corte, ya que el desgaste abrasivo también puede ser visto como una serie de micro-cortes. Centrándonos en el aspecto negativo de este tipo de desgaste; esta abrasión (“scoring” o “scratching”) puede tener lugar por dos mecanismos diferentes. Si de las dos superficies rozantes, una tiene una dureza muy superior a la otra y una rugosidad suficiente, sus asperezas producen un verdadero “rastrillado” de la superficie mas blanda. Sin embargo, si la superficie dura está bastante pulida, el desgaste es difícil. De todas formas, el fenómeno de la abrasión resulta lo mas frecuentemente de la presencia entre las superficies rozantes de partículas extrañas, más duras que cualquiera de las superficies. La intensidad de la abrasión es función de las durezas relativas de las dos superficies y del abrasivo. Entre dos superficies de dureza semejante, la abrasión la sufre esencialmente la superficie más blanda. Si de las dos superficies, una es relativamente muy blanda, las partículas abrasivas se incrustan profundamente, pero si emerge una parte de ellas, la superficie antagónica más dura es la que se desgasta. Desgaste erosivo
Este tipo de desgaste se produce cuando las superficies metálicas están “bañadas” por un fluido animado de gran velocidad y cargado de partículas sólidas y duras. Este desgaste es muy semejante al abrasivo, pero mientras en este último, las partículas trabajan las superficies bajo el efecto de las fuerzas angulares en los juegos pequeños, en el caso de la erosión, es únicamente la energía cinética de las partículas la que puede, en los puntos de impacto sobre las superficies, provocar las deformaciones o arranque de materia.Los diversos elementos de los motores que son susceptibles de experimentar un desgaste, con indicación del tipo de desgaste más probable se presentan en la siguiente tabla:
Tabla 2.3. Tipos genéricos de desgaste que podemos encontrar en diversas partes del motor.
PARTE DESGASTE ADHESIVO DESGASTE CORROSIVO DESGASTE ABRASIVO DESGASTE POR FATIGA DESGASTE EROSIVO Camisas, segmentos, pistones 9 9 9 Levas, empujadores, balancines 9 9 9 9 Vástago-guía de válvula 9 9 Apoyo-asiento de válvula 9 Engranajes de distribución 9 9 9 Muñones 9 9 9 9 Cojinetes 9 9 9 B. de aceite 9 9 9 B. de combustible 9 9 9
Órganos auxiliares B. de inyección 9 9 9