#16 ATPL Training Piston Engines Lubrication Part 1

Summary

El video analiza los componentes de los motores de pistón, que están sometidos a cargas, temperaturas y velocidades altas, generando fricción y desgaste. La fricción aumenta con el calor y la velocidad, pero puede reducirse usando lubricantes, en especial aceite. Se describen diferentes sistemas de lubricación, como el de mezcla de aceite y combustible, presión, salpicadura y una combinación de ambos. También se habla de los sistemas de cárter húmedo y seco, destacando que el sistema de cárter seco es más eficiente en condiciones extremas. Además, el aceite cumple funciones secundarias como la refrigeración, limpieza y protección contra la corrosión.

Takeaways

• ⚙️ Los componentes de los motores de pistón están sometidos a altas cargas, temperaturas y velocidades, lo que genera fricción entre ellos.
• 🔥 La fricción y el desgaste aumentan a medida que la carga, la temperatura y la velocidad de los componentes en movimiento se incrementan.
• 🛢️ La fricción y el desgaste se pueden reducir separando los componentes con una sustancia lubricante, como el aceite.
• 🚗 Existen cuatro métodos principales para lubricar los motores: sistema petroil, sistema de presión, sistema de salpicadura y método combinado de presión y salpicadura.
• 🔧 Los motores modernos utilizan el método combinado de presión y salpicadura para la lubricación.
• ❄️ Una función secundaria del sistema de lubricación es la de enfriar los componentes internos del motor, eliminando el calor generado.
• 🧼 El sistema de lubricación también limpia el motor, eliminando partículas y subproductos de la combustión, como el carbón y la laca.
• 🛡️ El aceite protege los componentes metálicos internos contra la corrosión y reduce la vibración actuando como medio hidráulico.
• ✈️ Los motores de aviación utilizan principalmente dos sistemas de lubricación: cárter húmedo y cárter seco, dependiendo del tipo de motor y la función del avión.
• 🌡️ El sistema de lubricación también sirve como indicador del estado del motor, monitoreando la temperatura y presión del aceite para detectar fallos mecánicos.

Q & A

¿Qué es la fricción en los motores de pistón y cómo se genera?

La fricción en los motores de pistón se genera cuando los componentes del motor se deslizan entre sí bajo altas cargas, temperaturas y velocidades. Esta fricción resiste el movimiento de las piezas y aumenta a medida que aumentan la carga, temperatura y velocidad de contacto.

¿Cómo afecta la fricción al desgaste de los componentes del motor?

La fricción provoca el desgaste de los componentes metálicos del motor, lo que se manifiesta en la pérdida parcial o destrucción del metal debido al contacto constante entre las piezas en movimiento.

¿Qué es un lubricante y cómo ayuda a reducir la fricción y el desgaste?

Un lubricante es una sustancia que se utiliza para reducir la fricción entre las superficies en movimiento al separarlas. Esto disminuye el desgaste de los componentes del motor. Los lubricantes pueden ser aceites, grasas, polvos o incluso aire.

¿Cuáles son los cuatro métodos principales de lubricación en los motores?

Los cuatro métodos principales de lubricación son: el sistema de mezcla de petróleo y combustible (petroil), el sistema de presión, el sistema de salpicadura y el sistema combinado de presión y salpicadura, que es el más utilizado en motores modernos.

¿Qué diferencias existen entre el sistema de cárter húmedo y el sistema de cárter seco?

El sistema de cárter húmedo almacena el aceite en la parte inferior del motor, mientras que el sistema de cárter seco almacena el aceite en un tanque separado. El sistema de cárter seco ofrece mejor control de la temperatura y evita problemas de lubricación durante maniobras de vuelo.

¿Qué función secundaria tiene el sistema de lubricación, además de reducir la fricción?

Además de reducir la fricción, el sistema de lubricación tiene funciones secundarias importantes, como la refrigeración del motor, la limpieza de partículas y subproductos de la combustión, la protección contra la corrosión y la reducción de la vibración entre los componentes del motor.

¿Cómo ayuda el aceite a enfriar el motor?

El aceite fluye a través del motor y absorbe el calor de los componentes internos. Luego, este calor es disipado a través de un radiador que está expuesto al flujo de aire para enfriar el aceite y el motor.

¿Cuál es el papel del aceite en la protección contra la corrosión?

El aceite protege los componentes metálicos internos contra la corrosión al formar una película delgada en las superficies, especialmente si contiene una proporción de aceite graso, que se adhiere mejor al metal.

¿Qué es el 'hot pot' en el sistema de cárter seco y cuál es su función?

El 'hot pot' es un compartimento dentro del tanque de aceite que reduce el tiempo necesario para calentar el aceite al restringir su cantidad en circulación cuando el motor está frío. Esto ayuda a que el aceite alcance rápidamente la temperatura adecuada para lubricar el motor.

¿Cómo actúa el aceite como medio hidráulico en un motor?

El aceite actúa como medio hidráulico proporcionando potencia para operar componentes como las hélices de paso variable. También reduce las cargas de choque entre los ejes y cojinetes del motor, disminuyendo la vibración.

Outlines

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🔧 Fricción y lubricación en los motores de pistón

Los componentes de los motores de pistón enfrentan altas cargas, temperaturas y velocidades, generando fricción y desgaste. La fricción aumenta con la carga, temperatura y velocidad de los componentes, lo que produce un desgaste de las piezas metálicas. Para reducir fricción y desgaste, se usa un lubricante, siendo el aceite el enfoque de esta lección. Existen cuatro métodos de lubricación en motores: sistema petroil, sistema a presión, sistema splash y el sistema combinado. La lubricación también ayuda a enfriar, limpiar y proteger contra la corrosión, así como a reducir vibraciones y actuar como medio hidráulico en ciertos componentes del motor.

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✈️ Sistemas de cárter húmedo y seco en motores de aeronaves

Los motores de aeronaves usan sistemas de lubricación de cárter húmedo o seco, según la potencia del motor y el uso del avión. El sistema de cárter húmedo almacena el aceite en el cárter del motor, lo que simplifica la construcción pero presenta problemas durante maniobras aéreas, como vuelo invertido. El aceite en el cárter está expuesto a altas temperaturas, lo que complica el control de su temperatura y promueve la oxidación. El sistema de cárter seco soluciona estos problemas almacenando el aceite en un tanque externo y usa bombas de recogida para devolver el aceite al tanque y evitar el desbordamiento del cárter.

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💡 Componentes y funcionamiento del sistema de cárter seco

El sistema de cárter seco incluye varios componentes como filtros de aceite, bombas de presión y recogida, enfriadores de aceite, medidores de presión y temperatura, y un tanque de aceite. El tanque de aceite está diseñado para evitar daños causados por el movimiento del aceite durante maniobras aéreas. Este tanque está colocado en un nivel más alto que el motor para permitir el suministro de aceite por gravedad. El tanque también cuenta con un espacio de aire necesario para diversas situaciones, como la expansión del aceite al calentarse, o la formación de espuma por la agitación del aceite durante el funcionamiento del motor.

🔥 Funcionamiento del Hot Pot en el sistema de cárter seco

El 'Hot Pot' es una característica en los sistemas de cárter seco que acelera el calentamiento del aceite durante el arranque en frío, al limitar la cantidad de aceite en circulación. A medida que el motor calienta el aceite, este se vuelve menos viscoso, permitiendo que más aceite fluya por los puertos del Hot Pot, aumentando gradualmente la circulación. El Hot Pot también proporciona una reserva de aceite en caso de fallos en la línea de alimentación principal. El aceite retornado al tanque pasa por una placa desaireadora para separar el aire del aceite y reducir la formación de espuma.

Keywords

💡Motor de pistón

Un motor de pistón es un tipo de motor de combustión interna en el que la energía se genera mediante la quema de combustible dentro de un cilindro que contiene un pistón. Este tipo de motor experimenta altas cargas, temperaturas y velocidades, lo que requiere un sistema de lubricación para reducir el desgaste y la fricción entre sus componentes, como se describe en el video.

💡Fricción

La fricción es una fuerza que se genera cuando dos superficies se deslizan entre sí, resistiendo su movimiento. En motores de pistón, la fricción aumenta con la carga, la temperatura y la velocidad, lo cual puede causar desgaste en las piezas metálicas. El video destaca cómo el uso de lubricantes ayuda a reducir la fricción en el motor.

💡Desgaste

El desgaste se refiere a la pérdida gradual de material de las superficies metálicas debido a la fricción y el contacto constante. En el contexto del motor de pistón, el desgaste puede dañar los componentes internos, pero el uso de lubricantes ayuda a prevenir este proceso, como se menciona en el video.

💡Lubricante

Un lubricante es una sustancia que reduce la fricción y el desgaste entre dos superficies en movimiento. Los lubricantes en motores de pistón pueden ser aceite, grasa o incluso aire. El video se centra en el uso del aceite como lubricante para proteger los componentes y mejorar el rendimiento del motor.

💡Sistema de lubricación a presión

El sistema de lubricación a presión es un método que utiliza una bomba para distribuir aceite a alta presión a los componentes principales del motor. Este sistema es esencial para mantener los motores de pistón funcionando de manera suave y eficiente, como se describe en el video.

💡Sistema de cárter seco

El sistema de cárter seco es una forma de almacenar y distribuir el aceite de un motor donde el aceite se almacena en un tanque separado en lugar del cárter del motor. Este sistema evita problemas de lubricación durante maniobras aéreas y mantiene el aceite alejado del calor del motor, como se menciona en el video.

💡Sistema de cárter húmedo

El sistema de cárter húmedo almacena el aceite en el cárter del motor, simplificando la construcción del motor. Sin embargo, este sistema presenta desventajas durante maniobras que pueden afectar la lubricación adecuada del motor, como se describe en el video.

💡Enfriamiento

El enfriamiento se refiere al proceso de disipación del calor en el motor, y el sistema de lubricación también contribuye a este proceso. El video explica cómo el flujo de aceite ayuda a reducir el calor interno del motor y cómo se disipa en un radiador.

💡Protección contra la corrosión

La protección contra la corrosión es una función secundaria del sistema de lubricación, ya que los lubricantes crean una capa protectora sobre las superficies metálicas. Esto ayuda a prevenir el deterioro debido a la oxidación, un aspecto esencial para la durabilidad del motor, como se señala en el video.

💡Indicadores de temperatura y presión del aceite

Los indicadores de temperatura y presión del aceite son instrumentos que permiten al piloto monitorear el estado del motor. Estos valores pueden alertar sobre posibles fallos mecánicos o pérdida de potencia, proporcionando una advertencia temprana, como se explica en el video.

Highlights

Piston engine components face high loads, temperatures, and speeds, generating friction as they slide against each other.

Friction and wear increase with higher loads, temperatures, and speeds, causing partial loss or destruction of metal components.

Lubricants, like oil, grease, or air, reduce friction and wear by separating moving surfaces and preventing direct contact.

Four methods of lubricating an engine with oil include the petroil system, pressure system, splash system, and combination pressure-splash method.

The combination pressure-splash method is commonly used in modern engines, lubricating major components with pressurized oil and others with splash lubrication.

Wet sump and dry sump systems are the two primary methods of oil storage and delivery in engines.

The lubrication system's primary function is to reduce friction and wear, but it also cools the engine by dissipating heat through oil flow.

Oil in the engine carries away unwanted particles and byproducts of combustion, such as carbon deposits and sludge, which are filtered out.

Lubricants protect internal metal components from corrosion, especially those containing fatty oils that adhere to surfaces.

Oil serves as a hydraulic medium, reducing shock loading between engine shafts and bearings and lowering vibrations.

The oil system provides indicators of engine condition, such as oil temperature and pressure, giving early warnings of mechanical failure.

Wet sump systems store oil in the engine's bottom, simplifying construction but causing issues during aircraft maneuvers like inverted flight.

Dry sump systems store oil in a separate tank, solving the overheating, contamination, and limited oil capacity problems of wet sump systems.

Oil tanks are often placed higher than the engine to allow gravity-fed oil to the pressure pump, ensuring efficient lubrication.

Scavenge pumps in dry sump systems return oil from the engine sump to the tank, preventing flooding and ensuring consistent lubrication.

Transcripts

the components of piston engines are

subjected to high loads high

temperatures and high speeds as the

components slide against each other a

force is generated which resists their

movement this force is called

friction the friction produced will

increase as the load on the components

their temperature and the speed at which

they are rubbing together

increases the fact that the components

rubb together also produces wear which

is evinced by the partial loss or

destruction of the metal

components both friction and wear can be

reduced by preventing the moving

surfaces coming into contact by

separating them with a substance which

has lower frictional properties than the

component parts this substance is

referred to as a

lubricant lubricants come in many forms

grease powder and even air can be used

as lubricating

substance however this lesson will

concentrate on the use of oil as a

lubricant there are four methods of

lubricating the moving parts of an

engine with

oil they are the petroil system where

lubricating oil is mixed with the fuel

this system is used mostly in small

two-stroke

engines the pressure system which has a

high pressure oil pump Incorporated in

the design which supplies oil under

pressure for lubrication of the major

components the splash syst system where

oil is thrown onto the major components

by the rotation of the crankshaft in the

oil

sump and the combination pressure Splash

method whereby the major components are

supplied by pressure oil from a pump and

remaining components are supplied by

Splash

lubrication most modern generation

engines use the combination pressure

Splash method however there are two

types of systems available for

controlling and delivering the oil to

the engine components they are the wet

Sump System and the dry Sump

System the primary task of the

lubrication system of the engine is to

reduce friction and component

wear it also has a number of secondary

functions of these secondary functions

of the lubrication system perhaps the

most important is the task of

cooling the flow of oil through the

engine helps to remove the heat from the

internal components of the

engine this heat can then be dissipated

in a radiator which must be exposed to

the cooling effect of the air flowing

past or through the engine

countings as the oil flows through the

engine it also carries away unwanted

foreign particles and also the

byproducts of the combustion process

such as carbon which forms on the Piston

Crown varnish which forms on the Piston

skirts and grease-like sludge in the

crank

case these deposits are strained out of

the oil by the oil filter thus the oil

can be set to clean the

engine the internal metal components are

protected against corrosion by the

lubricant particularly if it contains a

proportion of fatty oil a thin film of

which tends to stick to the metal

surfaces the oil can act as a hydraulic

medium in two ways firstly it can

provide the power source for the

operation of various components on the

engine such as variable pitch

propellers secondly it also acts as a

hydraulic medium by reducing the shock

loading between the shafts and bearings

in the engine thus reducing

vibration the oil system's use as an

indicating medium is of great importance

to the pilot as it can give an early

warning of impending mechanical failure

or loss of

power the lubricant can be used to show

the condition of the engine both in

terms of its oil temperature and its oil

pressure on some engines the oil can

also be used in a torque meter to show

the power being

developed it should be remembered that

an increase in friction will cause an

increase in friction

horsepower and therefore a reduction in

the brake horsepower developed by the

engine thus the ability of the lubricant

to reduce friction and wear is of prime

importance but the secondary functions

of the lubricant such as cooling

cleaning Corrosion Protection and as

hydraulic and indicating mediums should

not be

ignored there are two lubrication

systems in common use in aircraft

engines they are the wet sump and dry

sump

systems the system used is normally

dependent on the power output of the

engine and the role of the

aircraft the principle of lubrication of

the engine is the same whichever system

is used the main difference between the

two systems being the method which is

used to store the supply of

oil most light non- aerobatic aircraft

engines use the wet Sump System in this

system the oil is stored in the bottom

or sump of the

engine this method simplifies the

construction of the engine but it has a

number of

disadvantages the first of these

disadvantages is that lubrication

difficulties arise during aircraft

Maneuvers the oil enters the crank case

is flung around by the revolving shafts

possibly causing both over and under

oiling of the engine inverted flight

being a particularly hazardous

undertaking for the wet sump

engine of the heat energy available in

the fuel up to 25% is wasted as cooling

losses of this up to 10% is removed from

the engine by lubricating

oil as it's stored within the hot engine

casing the temperature of the oil is

difficult to

control the oil becomes contaminated and

oxidizes more easily because of the

continual contact of the oil with a hot

engine for instance a plain hydrocarbon

oil under the conditions of high

temperature which it will endure inside

the sump will start to crack or break

down and also combine with some of the

free oxygen remaining from the

combustion

products finally the oil supply is

limited by the sump

capacity the dry Sump System overcomes

these problems by storing the oil in a

remotely mounted

tank as previously stated the principle

of oil supply is the same for both wet

and dry sump systems both use a

combination method of pressure and

splash duplication after which the oil

is returned to the engine sump by

gravity in a dry sump system system

however one or more scavenge pumps

return the oil from the sump to the tank

to prevent flooding of the engine

sump the arrangement of the oil systems

in different aircraft engines varies

widely however the functions of all such

systems are the same a study of one

system will clarify the general

operation and maintenance requirements

of other

systems the principal units in a typical

reciprocating engine oil system includes

oil filters pressure and scavenge pumps

oil cooler oil pressure and temperature

gauges plus the necessary

interconnecting oil lines and in the dry

sump engine an oil

tank all of these components are shown

here this diagram illustrates a dry Sump

System remember the oil tank would not

be necessary in a wet Sump

System oil tanks are made of sheet metal

suitably baffled and strengthened

internally to prevent damage due to the

oil surging during aircraft

Maneuvers the tank is placed whenever

possible at a higher level than the

engine to enable a gravity feed to the

pressure

pump the tank forms a reservoir of oil

large enough for the engine's

requirements plus an

airspace the air space is necessary to

cater for several

situations for instance the increased

will return when starting the

engine when after a run the engine is

stopped the walls of the crank case are

saturated with oil which will drain into

the

sump the oil will remain there until the

engine is started when the scavenge pump

will return it to the

tank next the expansion of the oil and

therefore its greater volume as the oil

absorbs heat from the bearings

necessitates a greater volume of space

than otherwise would be the case if the

oil was cold

likewise the oil suffers quite a beating

from the engine components as they

attempt to thrash air into it in a

similar manner to the preparation of a

sule this ation causes the oil to froth

which greatly increases its

volume another reason why the airspace

is necessary is the fact that oil can be

displaced from the variable pitch

propeller and any other automatic

controlling devices when they're

used the Hot Pot forms a separate

compartment within the oil tank its

purpose is to reduce the time taken to

raise the temperature of the oil when

starting the engine from cold by

restricting the quantity of oil in

circulation when the oil is cold and

viscous the Hot Pot consists of a

cylinder of metal fitted above the oil

Outlet to the engine the oil must pass

through the Hot Pot to reach the

pressure

pump during engine start the level of

oil in the hot pot drops DRS as it's

taken into the engine this uncovers a

ring of small diameter ports which are

cut in the wall of the hot pot these

ports offer a high resistance to the

flow of cold thick oil so that very

little of it passes into the hot pot to

join the oil going into the pressure

pump nevertheless it is this oil and the

oil which was already in the hot pot

which is passed to the engine and then

recirculated

after passing through the engine the now

hot oil is returned to the tank where

its heat raises the temperature of the

walls of the hot

pot the oil in the immediate vicinity

outside of the walls of the hot pot is

also heated and becomes less viscous as

a consequence so that the ports offer

less resistance to its flow and

progressively more and more oil is

brought into

circulation if a Feathering propeller is

fitted to the engine the lower ring of

feed port in the hot pot are placed

above the bottom of the

tank this provides a Feathering reserve

of oil even if the main tank has been

emptied through the normal Outlet as may

occur if the main feed pipeline was to

develop a leak or completely

fail scavenge oil from the engine sump

is passed over a deair rator plate to

the inside of the hot pot the plate

separates the air from the oil to reduce

frothing the oil tank is vented through

the crank case breather to prevent oil

losses during excessive Thro conditions