Bomba de aceite autoaspirante
¿Qué es una bomba de aceite autocebante?
Una bomba de aceite autocebante es un dispositivo mecánico que utiliza engranajes o lóbulos para hacer circular aceite a presión hacia los componentes móviles de un motor, como cojinetes, árboles de levas y pistones, evitando su desgaste. Está diseñada para tener el volumen necesario de aceite dentro de la cavidad o cuerpo de la bomba para iniciar el proceso de bombeo. Las bombas convencionales requieren que el usuario añada manualmente el líquido de arranque necesario antes de iniciar el funcionamiento. La bomba de aceite autocebante constituye una parte fundamental de los sistemas de lubricación de motores que bombean aceite a presión. Este dispositivo aspira el aceite del cárter y lo impulsa por los conductos del motor antes de que el aceite vuelva al cárter y se recircule. Los fabricantes de bombas de aceite autocebantes diseñan el dispositivo para que tenga una vida útil prolongada sin fallos ni averías. No debe dejar de funcionar, o provocará costosas averías en el motor el 100% de las veces. Debido a su capacidad de autocebado, esta bomba puede manejar mejor las bolsas de aire, proporcionando una excelente eficiencia de funcionamiento.
Figura: Configuración de una bomba de aceite autocebante
Componentes de una bomba de aceite autocebante
Motor principal
El motor primario es la fuente de fuerza motriz de la bomba de aceite autocebante. En la mayoría de las aplicaciones automovilísticas, la bomba de aceite autocebante se acciona directamente desde el cigüeñal. Sin embargo, puede ser girada por un árbol de levas pero a la mitad de la velocidad del motor. Cuando el cigüeñal o el árbol de levas comienzan a girar, la bomba empieza a funcionar simultáneamente para reducir la fricción y el desgaste entre las piezas móviles y evitar que el motor se agarrote.
Carcasa de la bomba
El cuerpo de la bomba, también llamado carcasa, es el principal componente fijo de la bomba de aceite autocebante. Alberga los componentes internos de la bomba. También ayuda a convertir la energía cinética del líquido bombeado en presión y a dirigir el flujo hacia la conexión de descarga. Los fabricantes de bombas de aceite autocebantes fabrican las carcasas de las bombas en acero fundido, fundición dúctil o acero inoxidable.
Elemento giratorio
Según el tipo, el elemento giratorio puede estar formado por dos engranajes o un conjunto de lóbulos que giran dentro de una carcasa hermética. Los engranajes o lóbulos ayudan a mover el aceite alrededor de la carcasa a medida que giran. El aceite es impulsado hacia el interior de la bomba por los dientes de los engranajes que engranan o quedan atrapados entre los lóbulos opuestos.
Eje de la bomba
El eje es un componente mecánico cilíndrico giratorio situado en el centro de la bomba y montado sobre cojinetes. Soporta el elemento giratorio y conecta el conjunto del rotor al motor mediante un acoplamiento.
Válvula limitadora de presión
La válvula de alivio de presión ayuda a proteger la bomba de aceite autocebante contra daños debidos a una presión excesiva. A medida que el aceite frío fluye a través de las estrechas holguras de los cojinetes, puede acumular una tremenda presión (alcanzando 10 Psi por 1000 rpm), pudiendo destruir la bomba. Cuando el nivel de presión supera el valor establecido por el fabricante de la bomba de aceite autocebante, la válvula de alivio de presión devuelve el exceso de aceite al cárter.
Los puertos de entrada y salida
El fluido bombeado entra en la bomba por el orificio de entrada y sale por el de salida, que enlaza con las conexiones de impulsión.
¿Cómo funciona una bomba de aceite autocebante?
Al arrancar el motor, el cigüeñal acciona la bomba de aceite autocebante. A medida que el elemento giratorio gira, se forma un sello líquido dentro de la carcasa de la bomba, creando succión en la entrada de la bomba, lo que hace que el aceite fluya desde un colador hacia la bomba. El aceite queda encerrado en las cavidades desarrolladas entre los dientes de los engranajes o atrapado entre los lóbulos opuestos. El aceite atrapado se transfiere del lado de aspiración al de descarga y, a continuación, a través del intercambiador de calor, donde se enfría. Una vez enfriado, el aceite pasa a través de las galerías a los componentes móviles del motor antes de volver al cárter. Si el motor está diseñado con un inyector, se le transfiere una pequeña cantidad de aceite.
Tipos de bombas de aceite autocebantes
Bomba de aceite autocebante de doble engranaje
La bomba de aceite autocebante de doble engranaje está formada por un par de engranajes entrelazados. Suele montarse en la parte inferior del cárter de aceite del motor. El primer engranaje (engranaje conductor) está conectado al eje de la bomba y acciona el segundo engranaje (engranaje conducido). El eje de la bomba está conectado al cigüeñal para accionar la bomba. Los engranajes giran en sentido opuesto, capturando el aceite entre sus dientes y transportándolo desde la entrada del tubo de recogida hasta la salida de la bomba alrededor del exterior de cada engranaje. Los fabricantes de bombas autocebantes ajustan los engranajes con una holgura delicada para evitar que el aceite fluya hacia atrás, hacia la admisión. Esta bomba presenta pequeños hoyuelos en la parte superior de los dientes de los engranajes, que almacenan aceite para mantener la bomba lubricada y minimizar el desgaste de los engranajes y la carcasa de la bomba.
Figura: Bomba de aceite autocebante de dos engranajes.
Bomba de aceite autocebante de rotor
Esta bomba consta de un rotor con cuatro o cinco lóbulos exteriores que giran dentro de un anillo exterior (denominado estator) con cinco o seis lóbulos interiores. El rotor exterior siempre tiene un lóbulo más que el rotor interior. Además, está situado ligeramente descentrado con respecto al lóbulo interior, lo que hace que el rotor exterior gire a unos 80% de la velocidad del engranaje interior. Como resultado, se produce un movimiento de bombeo similar al de un fuelle, que ayuda a succionar el aceite del orificio de entrada y lo empuja hacia el orificio de salida.
Figura: Muestra de una bomba de aceite autocebante de rotor.
Tapa delantera bomba de aceite autocebante
Como su nombre indica, la bomba de aceite autocebante de la tapa delantera está situada en la tapa delantera del motor. Consta de un engranaje motriz interno y un rotor externo, pero el engranaje interno está unido directamente al cigüeñal. Esta bomba gira a la misma velocidad que el motor y, por tanto, puede generar una alta presión de fluido. Sin embargo, tiene un gran inconveniente: el aceite debe recorrer una distancia mayor desde el cárter hasta la bomba. Esto puede impedir el flujo de aceite para el motor frío y arrancado inicialmente.
Aplicaciones de una bomba de aceite autocebante
Las bombas de aceite autocebantes se utilizan ampliamente en la industria del automóvil como bombas de aceite para motores, ya que éstos deben lubricarse adecuadamente durante su funcionamiento. También son evidentes en la industria del gas y del petróleo y en varias plantas de proceso donde el aceite se utiliza para una variedad de operaciones repetidas pero intermitentes, como mover productos a través de líneas de proceso. Los usos de una bomba de aceite autocebante en automóviles incluyen los siguientes.
- Una bomba de aceite autocebante hace circular el aceite en un motor de combustión interna.
- Dirige el paso del aceite por las galerías y hacia diversas zonas.
- Devuelve el aceite caliente al aceite refrigerante del depósito.
- Se utiliza para mantener una circulación constante del aceite por todo el motor.
- Se utiliza para transferir lubricantes a presión a los componentes críticos de un motor.
- Se utiliza para facilitar el movimiento del aceite por el motor.
Ventajas de las bombas de aceite autocebantes
- La bomba de aceite autocebante proporciona un flujo constante y sin pulsaciones de aceite a los numerosos componentes del motor, aumentando su rendimiento.
- Tienen una excelente eficiencia de funcionamiento y un bajo consumo de energía.
- Las bombas de aceite autocebantes son ligeras, compactas y sencillas gracias a sus pocas piezas móviles.
- Son perfectas para operaciones de bombeo frecuentes e intermitentes, ya que se eliminan los pasos que implican el cebado de la bomba en el arranque.
- Pueden manejar aceite de diferentes viscosidades y
- Tienen una construcción pequeña y ligera, lo que permite ahorrar espacio y peso.
- Proporcionan un funcionamiento sin cavitación.
- Son fáciles de instalar y manejar.
- Son fácilmente transportables y pueden funcionar eficazmente en configuraciones y entornos diversos.
- Proporcionan una salida de aceite controlable.
- La bomba de aceite autocebante tiene un bajo coste de ciclo de vida. No necesita mantenimiento hasta que empieza a fallar.
Desventajas de una bomba de aceite autocebante
- La bomba de aceite autocebante funciona contra la contrapresión, y cualquier obstrucción aguas abajo puede causar daños en las tuberías o en el equipo.
- Los lóbulos y engranajes opuestos y entrelazados pueden producir ruido.
- Puede funcionar sin el líquido de cebado inicial en el depósito de la bomba. El funcionamiento en seco de la bomba puede causar daños.
- Puede ser más grande que el modelo estándar debido a la necesidad de un depósito de aceite.
Solución de problemas de una bomba de aceite autocebante
La bomba no suministra aceite tras el arranque
- La válvula de alivio ha fallado. Asegúrese de que el ajuste de presión es correcto según el fabricante de la bomba eléctrica de aceite de engranajes. Limpie la válvula de alivio.
- El sentido de giro del motor es incorrecto. Asegúrese de que el motor gira en el sentido de la flecha de la carcasa de la bomba o de la placa de características.
- Hay una bolsa de aire en el conducto de aspiración. Llene el conducto de aspiración con líquido, incline la tubería hacia arriba y asegúrese de que no haya pliegues en el conducto de aspiración y de que la tubería esté lo más recta posible.
- Hay entrada de aire a través de la junta. Inspeccione las juntas, las tuberías y las juntas conectadas y corríjalas o sustitúyalas si es necesario.
La bomba entra demasiado aire
- La velocidad de la bomba es baja. Aumente la velocidad de la bomba hasta el nivel recomendado por el fabricante de la bomba de aceite autocebante.
- El sellado del puerto de entrada está defectuoso. Inspeccione y repare el sellado de la bomba.
- Las conexiones de las tuberías están muy desgastadas. Inspeccione, repare o sustituya las conexiones de las tuberías.
La bomba no puede autocebarse
- El sentido de giro del motor está invertido. Compruebe el sentido de giro del motor y cambie las polaridades si es necesario. Asegúrese de que el sentido de giro del motor coincide con el sentido de la flecha indicada en la placa de características por el fabricante de la bomba de aceite autocebante.
- La altura de aspiración es demasiado elevada para la velocidad de la bomba. Asegúrese de comprender los requisitos de altura de aspiración antes de seleccionar la bomba.
- La bomba está atascada de aire. Abra la válvula del conducto de purga de aire.
La bomba es ruidosa
- Vibraciones en las válvulas de seguridad. Ajuste la presión al nivel recomendado por el fabricante de la bomba de aceite autocebante o sustituya la válvula de seguridad si es necesario.
- Hay una desalineación significativa de la bomba. Inspeccione la bomba y vuelva a alinear los componentes si es necesario.
- La bomba está cavitando. Reduzca la velocidad de la bomba y aumente el nivel de líquido en el depósito. Asegúrese de que las tuberías tienen el diámetro correcto según el fabricante de la bomba de aceite autocebante. Reduzca la altura de aspiración y limpie el filtro.
- Algunos componentes de la bomba están excesivamente desgastados. Inspeccione el conjunto del rotor en busca de engranajes o cojinetes desgastados, y sustitúyalos si es necesario.
Los rodamientos tienen una vida corta
- Los componentes giratorios rozan con la parte fija. Corrija el conjunto de la bomba para garantizar la holgura necesaria.
- El eje está doblado. Inspeccione y sustituya el eje si es necesario.
- Los cojinetes están desgastados debido a que el eje se ha salido. Sustitúyalos si es necesario.
La bomba vibra excesivamente
- Hay componentes desequilibrados en la bomba. Inspeccione y reequilibre los elementos de una bomba de aceite autocebante según sea necesario.
- El eje está doblado. Desmonte y sustituya el eje si es necesario.
- El impulsor está muy desgastado. Inspeccione y sustituya el impulsor por otro del fabricante de la bomba de aceite autocebante.
- El eje de la bomba está oblicuo o desequilibrado. Inspeccione el poste, vuelva a equilibrarlo según sea necesario o sustitúyalo.
Resumen
Una bomba de aceite autocebante es un dispositivo mecánico que hace circular aceite a presión por los componentes móviles de un motor para evitar su desgaste. Los fabricantes de bombas de aceite autocebantes desarrollan la bomba siempre para mantener el aceite necesario dentro del cuerpo de la bomba para iniciar el proceso de bombeo. La bomba de aceite autocebante es una parte vital de los sistemas de lubricación del motor que bombean aceite a presión. Aspira el aceite del cárter y lo impulsa por los conductos del motor antes de que el aceite vuelva al cárter y se recircule. La bomba está diseñada para ofrecer una larga vida útil sin fallos ni averías, lo que evita costosas averías del motor. Una de las principales aplicaciones de una bomba de aceite autocebante es en automóviles como bomba de aceite del motor para mantenerlo adecuadamente lubricado durante su funcionamiento. La bomba de aceite autocebante proporciona una salida de aceite constante y controlable y es fácil de manejar porque se eliminan los pasos de cebado manual.