Combustion_Teoria de Motores de Combustion Interna

MOTORES DE COMBUSTION INTERNA 1

Tecnólogo: H. Esguar J.

COMBUSTIBLES PARA MOTORES DIESEL El combustible para diesel se obtiene del petróleo crudo, que es una mezcla de hidrocarburos (compuestos que están formados por hidrogeno y carbono) como son la bencina, el pentano, el hexano, el heptano, el tolueno, el propano y el butano.

Figura Nº 1. Tanque de combustible Los compuestos que forman el crudo vaporizan a distintas temperaturas, es decir, tienen distintos puntos de ebullición. Para separarlos, se calienta el crudo y lo distintos hidrocarburos se convierten en vapor; el punto de ebullición más bajo es el primero en vaporizarse. Cuando finaliza esta separación, se eleva nueva mente la temperatura para obtener el hidrocarburo que tiene el siguiente punto de ebullición, y así hasta que se obtiene la gasolina comercial, el queroseno, el gasoil. el combustible para las calefacciones, el fueloil industrial, el aceite lubricante, la parafina, etc. quedando el coque y el asfalto. El proceso de destilación del gasoil para diesel es un proceso muy complicado que requiere un control muy preciso de las temperaturas y presiones. Propiedades del gasoil Al retinar el crudo se obtiene aproximadamente un 44% de gasolina, un 36% de gasoil y el resto de queroseno, lubricantes, etc. Las características o propiedades del combustible para diesel son: 1. Poder calorífico 2. Densidad especifica 3. Punto de inflamación 4. Punto de vertido 5. Viscosidad 6. Volatilidad 7. Calidad de ignición (cetáno) 8. Residuo carbonoso 9. Contenido de azufre 10. Oxidación yagua Poder calorífico El poder calorífico de un combustible es de importancia capital y es una indicación de potencia que puede proporcionar el combustible cuando se quema.

El poder calorífico de gasoil puede determinarse al quemase el combustible en un dispositivo especial conocido como calorímetro. Con este equipo se quema una cantidad previamente medida de gasoil y se mide cuidadosamente el calor producido expresado en BTU por libra de combustible. Nota: Una BTU (British Termal Unit) es la cantidad de calor necesaria para aumentar un grado Fahrenheit la temperatura de una libra de agua. El contenido energético de gasoil es alrededor de un 10% mayor que el mismo volumen de gasolina, lo que permite suministrar más trabajo por unidad del volumen, es decir, que su volumen equivalente de gasolina. Galón por galón o litro por litro, el combustible de diesel posee más energía más BTU (ó Kcal). La medida del poder calorífico de los combustibles, y por tanto su potencia inherente que la gasolina. Un galón de gasoil contiene unas 141.000 Btu (35.532 Kcal); un galón de gasolina Premium, 125.000 BTU (30.492 Kcal). Pero el motor diesel multiplica aún más su ventaja inicial por la manera en que funciona ya que utilizando mucho menos combustible rinde igual o mejor que un motor de gasolina. Ello es posible debido a que utilizan una relación de comprensión mucho más alta. Densidad específica La densidad específica de un líquido, como el combustible del motor diesel, es la relación entre la densidad del combustible y la densidad del agua. Puede medirse utilizando un densímetro. La densidad específica de un combustible afecta su penetración al pulverizarlo, tal como ocurre al inyectarlo en la cámara de combustión. Es también, en cierto grado, una medida del contenido calorífico del combustible. Un combustible con una densidad específica baja del American Petrolium Institute (API) generalmente presenta un mayor poder calorífico por galón que el combustible situado más allá en la escala estándar de densidad específica del API que se extiende entre 25 y 49 a 15° C. La densidad API mínima para motores diesel es de 30 y la máxima de 45. Punto de inflamación El punto de inflación de un aceite es la temperatura a la que debe calentarse el aceite hasta que se forme suficiente vapor inflamable para que se encienda (inflame) al entrar en contacto con la Dama o calor. El punto de combustión es una temperatura más alta a la que los vapores del aceite continúan quemando después de haber sido encendidos. El punto de combustión generalmente está 10 a 21° C (50 a 70° F) por encima del punto de inflamación. El punto de inflamación representa también la indicación de la posibilidad de incendio; cuanto más bajo sea el punto de ignición, mayor será el peligro de incendio. El punto de inflamación de los combustibles para diesel es el siguiente: - 37,7° C (100° F) para el combustible tipo 1-D - 51,7° C (125° F) para el combustible tipo 2-D - 54,4° C (130° F) para el combustible tipo 4-D Algunos países tienen leyes por las que se especifica el punto de inflamación de los combustibles diesel.

Instructor



Nota: El punto de inflamación es sólo indicador de la combustión y no informa sobre la calidad de la ignición del combustible en el motor. Punto de niebla y punto de vertido El punto de niebla de los combustibles diesel es la temperatura a la cual los hidrocarburos componentes del combustible se toman insolubles (no pueden disolverse) y empiezan a formarse cristales de cera. El punto de vertido es la temperatura a la cual una cantidad suficiente de combustible se torna insoluble para impedir que fluya bajo determinadas condiciones. Un punto de vertido alto implica que cuando hace frío el gasoil no fluirá fácilmente a través de los filtros y del sistema de alimentación del motor. También sus características de pulverización pueden ser irregulares. Viscosidad La viscosidad es la capacidad de resistencia de influido a la fuerza que le obliga a fluir. La viscosidad se mide observando el tiempo que necesita un determinado volumen de fluido para fluir, en condiciones concretas, a través de un tubo corto o agujeró pequeño. El flujo se mide mediante un aparato denominado viscosímetro. La viscosidad del gasoil se mide a 25° C (77° F) y a 50° C (122° F). La viscosidad de los combustibles diesel afecta el comportamiento de la pulverización en las cámaras de combustión. Una viscosidad baja produce una fina niebla, mientras que la alta suele ocasionar una atomización menos fina. Se recomienda una viscosidad comprendida entre 1,4 y 20 centistokes Volatilidad La volatilidad de un líquido es su capacidad de pasar al estado de vapor. La volatilidad de un combustible líquido viene indicada por la relación aire-vapor que puede establecerse a una temperatura concreta. En el caso de los combustibles diesel, la volatilidad se indica al 90% de la temperatura de destilación (temperatura a la cual se destila el 90% del combustible). A medida que la volatilidad decrece, aumentan los depósitos carbonosos y, en algunos motores, el desgaste por el uso. Algunos motores producen mayor cantidad de humos cuando disminuye la volatilidad. Relación del número de cetáno La cantidad de ignición de un combustible diesel (facilidad con que se enciende el combustible) y la forma en que quema se expresan mediante los números de cetáno. Una relación de número de cetáno se obtiene al comparar el combustible con el cetáno, un hidrocarburo líquido incoloro que presenta unas excelentes cualidades de ignición y que se toma como 100. A medida que aumenta el numero de cetáno, disminuye el periodo de tiempo entre el instante en que el combustible entra en la cámara de combustión y el instante en que empieza a quemar. Al comparar el rendimiento de un combustible diesel de una calidad desconocida con el cetáno, se obtiene el índice de cetáno. Por ejemplo: un combustible tendrá índice de cetáno 40 cuando el rendimiento del motor de prueba sea similar al obtenido usando un combustible patrón compuesto por 40% de cetáno y 60% de alfametilnaftaleno (Hidrocarburo de baja ignición que recibe un índice igual a cero). Los motores diesel con cámara de precombustión (CP) requieren un número de cetáno mínimo de 35. Los motores de inyección directa (ID) requieren un número cetáno mínimo de 40 para obtener buenas características de arranque.

Nota: El número de cetáno tiene una relación similar con el combustible diesel que la que tiene de octano con la gasolina. A medida que aumenta el número de cetáno, el combustible quema más rápido. El número más alto atribuido normalmente a un combustible diesel es 55. Residuos carbonosos El residuo carbonoso de un residuo diesel (hollín depositado después de la combustión) es una indicación de la cantidad de depósitos que se pueden formar, en la cámara de combustión, cuando el combustible quema en el motor. Puede medirse en el laboratorio calentando una muestra de combustible en un recipiente cerrado al vacío. El residuo carbonoso permanecerá en el recipiente. La cantidad de residuo carbonoso que se considera admisible en el gasoil depende de las características del motor. Es más crítico de los pequeños motores diesel revolucionarios que en los grandes motores lentos industriales. Los requisitos estándar permiten un máximo de un 0,01% de contenido de cenizas. Nota: La Environmental Protection Agency (EPA) estudia actualmente una legislación para limitar la cantidad de particulaza de hollín - cenizas que puede producir un motor diesel respecto a la cantidad del aire. En el momento de esta edición, aún no se ha hecho ninguna proposición de estándares de emisión. Contenido de azufre La presencia de azufre en cantidades excesivas en los combustibles diesel no es de desear, puesto que aumenta el desgaste de los segmentos y del cilindro además, ocasiona la formación de un barniz (recubrimiento duro) sobre las faldas del pistón, y un lodo de aceite (solución pastosa) en el cárter. Cuando se quema un combustible que contiene azufre en el motor, éste se combina con el agua, producida durante la combustión del gasoil. Y forma ácidos corrosivos. Estos ácidos tienden a erosionar las superficies pulidas, aumentar el deterioro del aceite del motor, y producir lodos. Las tolerancias estándar para los combustibles de diesel No 1 y No 2 permiten un contenido generalmente menor de 0,5%. Nota: los combustibles que tienen un gran contenido de azufre generalmente contienen grandes cantidades de diversos componentes nitrogenados. Se ha demostrado que el elevado desgaste de las piezas del motor está causado, en parte, por los compuestos nitrogenados. GRADOS DE COMBUSTIBLES DIESELExisten tres clasificaciones disponibles, de los combustibles diesel para automóviles, promulgados por la American Society of Testíng Materials Standards. Técnicamente se designan como grado 1-D, grado 2-D, y grado 4-D pero frecuentemente se simplifican hablando de combustible para diesel No 1, No 2 o No 4. Existía un grado 3-D. pero ya no se fabrica. El grado 1-D es el combustible diesel disponible más refinado y volátil, la calidad Premium, y se utiliza en motores muy revolucionarios que precisan cambios frecuentes de carga y velocidad. El combustible diesel de grado 1-.D tiene unos puntos de niebla y congelación inferior al 2-D, que ha sido preparado para el invierno ("Winterized") con anticongelantes, que permiten su uso durante todo el año a temperaturas por debajo de los -67° C (20° F). Aunque considerado como el mejor combustible diesel, el grado 2-D

Instructor



y no siempre puede conseguirse en las zonas donde la temperatura ambiental sobrepase los -6.7° C (20° F). El gasoil de grado 2-D es el más comúnmente utilizado en los motores diesel de automóviles y de camiones comerciales de tipo medio y de camiones comerciales de tipo medio y pesado. Es un combustible de baja volatilidad, adecuado para utilizarse sin aditivos a temperaturas por encima de los -6.7° C (20° F), Y proporciona la mejor economía de combustible de todos los combustibles diesel. Para extender el uso efectivo del combustible grado 2-D hacia temperaturas bajas (típicamente hasta -17.8° C), los fabricantes gasoil preparan el 2-D con diversos aditivos y lo mezclan hasta disminuir los puntos de niebla y de escurrido. El grado 4-D de un gasoil para motores de baja y media velocidad. Es el menos refinado y contiene los mayores niveles de ceniza y azufre, lo que hace que su uso sea inadecuado en los automóviles exceptuando los motores diesel de los grandes camiones. A medida que aumenta la velocidad del motor, la limpieza y viscosidad del combustible pasan a ser más críticas respecto a un funcionamiento adecuado del motor diesel. Además de los grados de los combustibles diesel mencionados, existen también combustibles especiales para locomotoras de tren, autobuses y usos marino y militar. A través de pruebas químicas y físicas del motor se determina la calidad de un combustible diesel, que debe cumplir toda una serie de pruebas estándar para que se le adjudique una calificación 1-D o 2-D. COMBUSTIBLES GASEOSOSNota: casi todos los motores diesel de automóviles utilizan combustibles líquidos del petróleo. Muchos grandes motores industriales utilizan combustible gaseoso. Existen ocho grandes tipos de combustibles gaseosos utilizados en los motores diesel: 1. Gas natural 2. Gas sintético 3. Gas propano 4. Gas mixto o de Dowson 5. Gas de agua carburado 6. Gas de carbón 7. Gas de coque 8. Gas refinado El gas natural se comercializa en cantidades importantes en los Estados Unidos y Canadá y se distribuye mediante oleoductos a varios centros metropolitanos. El gas natural, como el petróleo, es una mezcla de hidrocarburos. Además generalmente contiene algo de sulfídrico. Sus componentes y características varían en distintas zonas. Los otros combustibles gaseosos contenidos en la lista precedente y característica varían en distintas zonas. Los otros combustibles gaseosos contenidos en la lista precedente pueden clasificarse en manufacturados y subproductos. Con acepción del gas refinado, que tiene un poder calorífico de 1.426, los otros gases mencionados presentan un valor relativamente bajo que se extiende desde 91 para el menos energético a 574 para el gas de coque. Estos gases generalmente se utilizan en la zona donde se producen. COMBUSTIÓN DEL GASOILSe llama combustión al hecho de quemar la mezcla aire-combustible en los cilindros del motor El oxigeno utilizado en

la combustión del gasoil se obtiene del aire. El aire es una mezcla de varios gases, entre los que se encuentra el oxigeno, el nitrógeno, el argón, el anhídrido carbónico, el hidrogeno, el neón y otros. Excepto el oxigeno, el nitrógeno, los otros están en pequeñas cantidades que respecto a una combustión normal se ignoran. El aire atmosférico tiene una composición volumétrica del 20,94% de oxígeno y el 79,06% de nitrógeno. La combustión del gasoil en un motor diesel es más lenta que en un motor de gasolina. Después de la ignición el primer efecto que sufre el combustible es la vaporización parcial. Uno de los efectos de la vaporización es la reducción de la temperatura no solamente en el combustible, sino también del aire en la vecindad inmediata de cada partícula de combustible. Esto es solo momentáneo, ya que la alta temperatura del aire comprimido aumenta rápidamente la temperatura del combustible pulverizado hasta el punto de inflamación, y comienza la combustión. Las pequeñas partículas son las primeras en quemarse. Arden rápidamente. Las partículas mayores tardan mas tiempo en quemarse por deben recibirse el calor que les llevara hasta el punto de inflamación. El pequeño retraso entre el momento en que se inyecta el combustible y en que alcanza el punto de inflamación generalmente se denomina retraso en la ignición o "retraso". La duración del retraso en la ignición depende de las características del combustible y de la pulverización, de la temperatura y la presión del aire comprimido en la cámara de combustión, y también de la turbulencia (movimiento irregular) presente. La forma de la cámara de combustión es también un factor a tener en cuenta. A medida que la combustión progresa, temperatura y presión en la cámara de combustión aumentan; así pues, el retraso en la ignición de las partículas de gasoil inyectadas más tarde en el proceso de combustión es menor que la que se inyectaron al principio. A veces, el periodo entré el inicio de la inyección y el inicio de la ignición se denominan primera fase de la combustión. La segunda fase de la combustión consiste en la ignición del combustible inyectado durante la primera fase y la propagación de la llamada a través de los gases de combustión, ya que la inyección continúa. Los aumentos que se producen en la temperatura y en la presión reducen el retraso de la ignición para las partículas de combustibles que entran en la cámara de combustión durante el resto del periodo de inyección. Solo una porción de combustible se inyecta durante las fases primera y segunda. A medida que se inyecta el combustible, se produce la tercera fase o fase final de la combustión. La tercera fase es suficiente para producir la ignición de las restantes partículas de combustible, a medida que van llegando del sistema de inyección. El quemado rápido durante la fase final de la combustión ocasiona un aumento de presión rápido, sobreañadido, que se acompaña de un golpeo característico. Este golpeo es inherente al normal del funcionamiento de un diesel, especialmente cuando soporta pequeñas cargas. En el motor diesel, la mezcla del combustible con el aire y la combustión se producen casi simultáneamente. Como resultado, es muy posible que todas las moléculas de combustible encuentren las moléculas de oxigeno necesarias para la combustión. Como es conveniente que el oxigeno este en exceso para que se produzca la combustión completa del gasoil, se suministra aire en exceso. Este aire en exceso no solamente ayuda a asegurar la completa combustión del gasoil, sino que también ayuda a eliminar la perdida de calor debida ala formación de monóxido de

Instructor



carbono y los depósitos carbonosos en la cámara de combustión. La detonación (circunstancial en la que el combustible quema demasiado rápido) en un motor diesel generalmente se produce por un retraso demasiado largo en la ignición. Cuando mayor es el retraso mayor es la acumulación de gasoil que se encuentra en la cámara de combustión antes de la ignición. Cuando se alcanza el punto de inflamación del combustible en exceso, todo et combustible se enciende y la enorme presión produce un golpeteo no deseado. La detonación en un diesel se produce generalmente en el punto que normalmente se considera como el inicio de la segunda fase de la combustión en lugar de la fase final, aunque la detonación puede presentase en un diesel en cualquier circunstancia que permite que un exceso de combustible llegue a la cámara de combustión, especialmente cuando el motor no ha alcanzado la temperatura de trabajo. ADITIVOS PARA EL COMBUSTIBLE Al igual que en las gasolinas, se utilizan diversos aditivos en tos combustible para motores diesel, para reducir el humo, el olor. El golpeteo y mejorar el funcionamiento del motor en tiempo frío. Uno de los problemas relacionados con el funcionamiento de tos motores diesel es el humo. Cuando un motor recibe demasiado combustible, se emite un pesado humo negro por el tubo de escape. No solamente es un factor de contaminación del aire que respiramos sino que produce una excesiva acumulación de residuos carbonosos en la cámara de combustión. Nota: Existen diversos métodos para reducir el humo de los diesel sin utilizar aditivos en el combustible. Entre ello esta el adecuado mantenimiento y funcionamiento del motor, la utilización de una mezcla de combustible adicional, el evitar la sobrecarga, el desajuste del motor (reduciendo el máximo flujo del combustible) y seguir las especificaciones adecuadas para el combustible. Otro problema también relacionado con el combustible del diesel es que éste es inestable. Se produce una polimerización. En esta las moléculas tienden a combinarse para formar moléculas mayores. La tendencia aumenta paralelamente con et aumento de la temperatura. Durante el

almacenamiento del combustible se forman residuos insolubles. Los residuos de combustibles no tratados pueden obstruir los filtros y las conducciones de combustible. Se han preparado aditivos que contienen agentes dispersantes que ayudan a controlar el tamaño de las partículas residuales y reducen su formación. En los combustibles diesel es deseable acelerar el encendido de los combustibles. Mientras que en los motores de gasolina de encendido por chispas, debe procurarse la ralentización de la velocidad de la combustión. En el caso de los combustibles diesel, et encendido del combustible se acelera reduciendo la temperatura precisa para su auto-encendido. La adición de una pequeña cantidad de nitrato de etilo es una de tas maneras de producir este efecto. Bajo ciertas condiciones de funcionamiento, no se necesitan combustibles parta diesel de automoción de elevado número de cetáno. En esta condiciones, se utilizan combustibles de bajo costo y alta densidad generalmente proporciona más BTU por galón que los combustibles con un número de cetáno bajo. En tiempo frío, estos combustibles presentan et grave inconveniente de que se separa cerca del combustible que obstruye su flujo a través de los filtros y conductos. Este problema puede resolverse mediante la adición de queroseno. Este rebaja la densidad, a costa del poder calorífico del combustible. Otro método es añadir un depresor adecuado (substancias que disminuye los inconvenientes). Los depresores mejoran el flujo del combustible a través de los filtros al reducir el tamaño de los cristales de cerca cuando estos pasan a través de los filtros. El grado en el cual tos vehículos se benefician de la mejor capacidad de los filtros, cuando se añade un depresor al combustible, depende mucho del sistema de alimentación. Entre otros aditivos se encuentran los que suprimen al olor para reducir el aroma, a veces opinable, de los humos de escape, antihumedades para reducir la formación de humedad y la condensación en el sistema de alimentación y colorantes que no tienen efectos en la función del combustible pero que se utilizan comercialmente para permitir la identificación de los combustibles. Ningún combustible diesel contiene más que alguno de estos aditivos.

EL MOTOR

El motor de combustión interna, formado por un conjunto de piezas, sincronizadas entre si, que transforman la energía calorífica del combustible en energía mecánica. La combustión se realiza por una alta compresión en el interior de los cilindros. El término " combustión interna " tiene el siguiente significado. Combustión: Acción de quemar o consumirse una cosa por el fuego. Interna: En el interior.

Figura Nº 2. El motor Para que esa transformación energía se lleve a cabo mediante la combustión, se hace necesario que el combustible líquido pase al estado gaseoso se mezcle con el aire y luego se inflame. Según el proceso de combustión de aire con el combustible,

Instructor



se distingue diversas maneras que caracterizan a los motores por la forma como aprovechan la expansión resultante de los gases, al quemarse el combustible en su interior, para transformar el movimiento (energía mecánica) la energía liberada por la combustión. Así tenemos los siguientes: - Motor de gasolina, y - Motor diesel. EL MOTOR DE GASOLINA Este motor emplea la gasolina como combustible, que fácilmente pasa al estado de vaporización mediante el carburador o una válvula inyectora, el que también regula la entrada del combustible al motor en forma de mezcla. La mezcla de aire - gasolina llega a la cámara de combustión del motor, donde se inflama por medio de una chispa eléctrica

Figura Nº 3. Motor de gasolina EL MOTOR DIESEL Este tipo de motor emplea el petróleo dicen, combustible difícilmente volatilizable. Requiere que se la pulverice finamente mediante un inyector en la cámara de combustión del motor, llena de aire con elevada compresión, para inflamarse. La mezcla aire combustible se forma en la cámara de combustión y se enciende por sí misma. La presión requerida y la regulación de la cantidad de combustible se gobiernan con la bomba de inyección.

Figura Nº 4. Motor Diesel

ELEMENTOS DE INFLAMACIÓN En los motores de combustión interna se produzca la energía calorífica se requiere tres elementos: - aire. - Combustible. - Combustión. El aire.- Es un líquido compuesto de 21% de oxígeno y 78% de nitrógeno aproximadamente, suministra el oxígeno necesario para quemar el combustible en los motores de gasolina o diesel. El oxígeno se une fácilmente como otros materiales formando óxidos, a este proceso se llama oxidación. Todo proceso de combustión o una oxidación. El aire tiene dos propiedades importantes: 1. Es compresible, un metro cúbico de aire se puede comprimir al volumen de un decímetro cúbico o menos. 2. Al comprimirse el aire se calienta por efecto de la presión de sus moléculas. El combustible.- Es todo cuerpo que al combinarse con el oxígeno del aire arde con desprendimiento de calor, en el caso de los motores de combustión interna en, el combustible es un derivado del petróleo crudo que contiene hidrocarburos, susceptible de formar mezclas carburantes. Los combustibles más empleados son la gasolina y el petróleo diesel. Si hay escasez de aire, el combustible no dispone de suficiente oxígeno, entonces no puede quemarse del todo. Si hay exceso de aire, el nitrógeno del aire, ocupa un mayor volumen que no participa en la combustión, y sólo contribuye a contrarrestarla. La combustión.- Es el proceso de combinación violenta de oxígeno con el combustible. La mayor parte de los materiales se inflaman a una determinada temperatura, sediento calor dependiendo la velocidad de la combustión, de la aportación de oxígeno.

Figura Nº 5. La combustión El combustible en un recipiente arte lentamente, porque el aire sólo está en contacto con la superficie expuesta, se puede acelerar la combustión, de las siguientes banderas: - Esparciendo el combustible para aumentar el área expuesta al aire. - Pulverizando el combustible en gotitas finas. - Elevando la temperatura del aire.

Instructor



Algunos materiales al inflamarse se combinan subidamente con el oxígeno existente a su alrededor, esparciendo una onda de presión tan fuerte, que puede ser capaz de destruir los recipientes que los contiene; por lo tanto, resulta muy peligroso. Ésta combustión repentina se designa explosión, la cual también aparece cuando la mezcla aire gasolina se somete a una elevada presión. En los motores de combustión interna se aprovechan estos fenómenos para su funcionamiento. CICLO DE FUNCIONAMIENTO Se denomina ciclo al conjunto de operaciones sucesivas que realizan las piezas móviles del motor, al final de las cuales se encuentran nuevamente en su posición inicial, dispuestas a repetir su ejecución. Estas operaciones permiten en los motores de combustión interna: 1) El llenado de mezcla (o aire) en el cilindro. 2) La compresión de la mezcla (o aire). 3) El desarrollo de la carrera de fuerza mediante la combustión de la mezcla (o de combustible).

4) La evacuación de los gases resultantes. Cada una constituye un tiempo, y en conjunto se les denomina ciclo. El ciclo de funcionamiento consta de cuatro tiempos: - Admisión. - Compresión. - Explosión, y - Escape. La utilización del ciclo en los motores determina que en la parte superior del cilindro se ubica la culata del motor con dos válvulas. Uno de ellos que admisión permite el ingreso de mezcla o aire al cilindro; la otra, de escape permite la salida de gases al exterior. El pistón se desplaza con carreras ascendentes y descendentes en el cilindro. Un extremo de la biela está conectado al pistón y el otro al cigüeñal. Este conjunto: pistón, biela y cigüeñal aprovecha la fuerza producida por una acción expansiva de los gases resultantes de la combustión y convierte el movimiento rectilíneo alternativo del pistón, en movimiento circular continuo del cigüeñal.

EL MOTOR

El motor de combustión interna, esta formado por un conjunto de piezas, sincronizadas entre si, que transforman la energía calorífica del combustible en energía mecánica. La combustión se realiza por una alta compresión en el interior de los cilindros. El motor proporciona la energía mecánica necesaria para la propulsión de vehículos, tractores, embarcaciones, grupos electrógenos, bombas y maquinarias en general. Sistemas auxiliares.- El motor esta constituido por los siguientes sistemas auxiliares: 1. Alimentación de aire 2. Alimentación de combustible 3. Lubricación 4. Inyección de combustible (carburador) 5. Refrigeración 6. Ayudas para el arranque 7. Distribución 8. Órganos del motor - El sistema de alimentación de aire, es el encargado de proveer el aire necesario para el llenado de los cilindros. - El sistema de alimentación de combustible, provee el combustible necesario al sistema de inyección o carburador. - El sistema de lubricación, reduce la fricción entre las piezas en movimiento del motor, mediante una película de aceite lubricante, ayudando al sistema de refrigeración a mantener la temperatura normal de funcionamiento del motor. - El sistema de inyección de combustible, provee el combustible en cantidad necesaria y pulverizado a la presión

suficiente para garantizar el buen funcionamiento del motor. - El sistema de refrigeración, es el encargado de mantener la temperatura normal de funcionamiento del motor. - El sistema de ayuda para el arranque, facilita el movimiento inicial, para permitir que se inicie la combustión en los cilindros hasta que el motor funcione por si solo. - El sistema de distribución, permite la entrada del aire y la salida de los gases quemados para realizar su ciclo de trabajo. - El sistema de órganos del motor, transforman la energía calorífica del combustible, desprendida durante la combustión, en energía mecánica, además, convierte el movimiento rectilíneo alternativo del pistón en movimiento de rotación del eje cigüeñal.

CLASIFICACIÓN DE LOS MOTORES DE COMBUSTIÓN INTERNA

A) Por la formación de la mezcla y por el encendido se distingue entre: - Motores Otto: se impulsa por preferencia con gasolina y la mezcla se forma fuera o dentro de la cámara de combustión. La combustión en el cilindro se desencadena por encendido exterior (bujías). - Motores Diesel: la formación de la mezcla es interior, y se impulsan preferentemente con gasoil. La combustión en el motor se produce por autoencendido.

Instructor



Figura Nº 6. Motor de gasolina

Figura Nº 7. Motor Diesel B) Por el modo de trabajo se divide en: - Motores de cuatro tiempos - Motores de dos tiempos C) Por el tipo de refrigeración se clasifican en: - Motores refrigerados por líquido (agua) - Motores refrigerados por aire D) En cuanto al movimiento del pistón, pueden ser: - Motores de pistón oscilante

- Motores de pistón rotativo (pistones dotados de movimiento circular). E) Por la disposición de los cilindros, se clasifican en: - Motores en línea, con los cilindros colocados uno detrás del otro.

Figura Nº 8. Motor en línea

- Motores en V, con cilindros dispuestos en el bloque formando un determinado ángulo, que varia según el tipo de motor.

Figura Nº 9. Motor en V - Motores de cilindros opuestos, con cilindros dispuestos horizontalmente en bloque, formando un ángulo de 180º.

Figura Nº 10. Motor opuesto - Motores de cilindros radiales, con cilindros dispuestos en estrella.

Figura Nº 11. Motor rotativo

Instructor



F) Por el numero de cilindros se clasifican en: - Monocilíndricos, con un solo cilindro. - Policilíndricos, con dos o más cilindros. G) Por el sistema de alimentación de aire: a) De aspiración natural b) Sobrealimentados (turbocargador) H) Por el control de la combustión se clasifican en: a) Motores de inyección directa b) Motores con cámara de precombustión c) Motores con cámara de turbulencia

d) Motores con cámara auxiliar de reserva de aire, llamada también célula de energía o cámara de acumulación. I) Por la carrera del pistón: a) Motor largo, cuando el diámetro del cilindro es menor que la carrera del pistón. b) Motor cuadrado, cuando el diámetro del cilindro y la carrera del pistón son iguales. c) Motor supercuadrado, cuando el diámetro del cilindro es mayor que la carrera del pistón.

Figura Nº 12. Designación de la carrera del pistón D<C D=C D>C

NOCIONES TÉCNICAS

Punto muerto superior (P.M.S.) Es la posición mas elevada que puede estar el pistón dentro del cilindro. En los motores horizontales se denomina punto muerto interno. Punto muerto inferior (P.M.S.) Es la posición mas baja que puede ocupar el pistón dentro del cilindro. En los motores horizontales se denomina punto muerto externo. PMS PMI

Figura Nº 13. Nociones tecnicas Cámara de combustión Es el espacio que queda entre la culata y el pistón, cuando este se encuentra en el P.M.S.

Carrera Es el recorrido del pistón entre los dos puntos muertos. Se llama carrera ascendente, a la que efectua desde el P.M.I. al P.M.S., y carrera descendente a la que efectúa desde el P.M.S. al P.M.I.

Figura Nº 14. Carrera del pistón La carrera es igual al diámetro que describe el muñón del cigüeñal al girar. Cilindrada Es el volumen que se encuentra sobre el pistón, desde el P.M.I. al P.M.S. Para calcular la cilindrada de un cilindro se usa la siguiente formula:

4..2 CDCu π

=

Instructor



Donde: Cu = Cilindrada unitaria D = Diámetro del cilindro π = 3,14 C = Carrera Para calcular la cilindrada total o de varios cilindros:

4...2 NCDCt π

=

Donde: Ct = Cilindrada total D = Diámetro del cilindro π = 3,14 C = Carrera N = Numero de cilindros

PRINCIPIO DE FUNCIONAMIENTO DE UN MOTOR DE CUATRO TIEMPOS El principio de funcionamiento de los motores, se caracteriza por la combustión del combustible, que se efectúa por medio de la presión y el calor facilitado por la elevada compresión del aire, o la ayuda de una chispa eléctrica (bujía), en el interior de los cilindros. Se considera que el ciclo de trabajo o funcionamiento es la serie sucesiva de operaciones que se repiten para lograr el trabajo total del motor. El motor de cuatro tiempos efectúa el ciclo de trabajo en cuatro vueltas del cigüeñal (cuatro carreras del pistón). Los cuatro tiempos mencionados son: - La admisión - La compresión - La expansión o fuerza - El escape 1er TIEMPO (Admisión): Comienza cuando el pistón se encuentra en el punto muerto superior (PMS). Se abre la válvula de admisión y el pistón baja provocando una succión, la cual ayuda a precipitar el aire (mezcla carburante), dentro del cilindro hasta llenarlo. Cuando el pistón llega al punto muerto inferior (PMI), se cierra la válvula de admisión. La válvula de escape permanece cerrada. Durante este tiempo el cigüeñal ha girado media vuelta (180º) con una carrera del pistón.

Figura Nº 15. Tiempo de admisión

2do TIEMPO (Compresión): Las válvulas de admisión y escape se encuentran cerradas, el pistón sube, comprimiendo el aire o (mezcla carburante) en el interior del cilindro y aumentando la presión y la

temperatura hasta comprimirlo totalmente en la cámara de combustión. El cigüeñal ha girado media vuelta (180º) con una carrera del pistón.

Figura Nº 16. Tiempo de compresión

3er TIEMPO (Expansión o fuerza): Al finalizar la carrera de compresión el aire (mezcla carburante) queda comprimido en la cámara de combustión. Cuando se alcanza la temperatura ideales por efecto de la alta compresión, y estando el pistón en el PMS, se inyecta el combustible (salto de chispa) en el cilindro por un medio auxiliar. En ese momento se produce la combustión y los gases resultantes, en su expansión, empujan al pistón hacia abajo hasta llegar al PMI. El cigüeñal ha girado media vuelta (180º) con una carrera del pistón. Esta carrera es la única que se denomina útil, por ser la que produce fuerza.

Figura Nº 17. Tiempo de Trabajo

Instructor



4to TIEMPO (Escape): El pistón sube desde el PMI y se abre la válvula de escape que permite la salida de los gases al exterior, expulsados por el pistón; al llegar al PMS, se cierra la válvula de escape. El cigüeñal ha girado media vuelta (180º) con una carrera del pistón.

Figura Nº 18. Tiempo de escape

El cigüeñal ha girado dos vueltas con cuatro carreras del pistón, completando un ciclo de trabajo.

PRINCIPIO DE FUNCIONAMIENTO DE UN MOTOR DE DOS TIEMPOS

El ingreso de la mezcla y la salida de los gases se controlan, generalmente, mediante el pistón y unos conductos especialmente diseñados llamados lumbreras que unen en cilindro con la cámara del cigüeñal y con el exterior. Estos motores se fabrican de varios tipos: - De dos aberturas, - De tres aberturas, y - Con válvulas de escape. Este último reúne características muy propias porque no requiere de la cámara del cigüeñal. El desarrollo del ciclo se basa en que se superpone en una misma carrera del pistón, los tiempos de explosión, escape y admisión; y en la otra carrera del pistón el tiempo de compresión. PRIMER TIEMPO (Explosión y escape) Cuando el pistón alcanza el P.M.S., se realiza la combustión de la mezcla por medio de una chispa eléctrica. Los gases resultantes desplazan en pistón hacia la parte inferior del cilindro, iniciando su carrera descendente. En esta carrera del pistón realiza las siguientes funciones: - Sierra la lumbrera de admisión, bloqueando el ingreso de mezcla fresca a la cámara del cigüeñal. - Descubre la lumbrera de escape por donde se evacúan los gases, todavía a presión, rápidamente al exterior. - Comprime la mezcla en la cámara del cigüeñal. - Descubre la lumbrera de transferencia por donde ingresa la mezcla chocando con el deflector del pistón y se dirige hacia la parte superior del cilindro, ayudando a expulsar los gases resultantes en la combustión.

Figura Nº 19. Primer tiempo SEGUNDO TIEMPO (Admisión y compresión) El pistón realiza su carrera ascendente, bloquea la lumbrera de transferencia y comprime la mezcla aire combustible en el cilindro, produciendo simultáneamente una depresión en la cámara del cigüeñal. Al aproximarse el pistón al P.M.S; deja libre de la lumbrera de admisión, equilibrando así la diferencia de presión en la cámara del cigüeñal. Este tipo de motor se mezclan los gases de la combustión con la mezcla fresca que fácilmente puede escaparse por las paredes de las lumbreras, cuyos orificios son tangenciales a las paredes del cilindro.

Instructor



Figura Nº 20. Segundo tiempo El ciclo de cuatro fases se realiza, en este motor, en dos tiempos; es decir, en dos carreras del pistón con una revolución del cigüeñal. Irregularidades de funcionamiento Un motor de dos tiempos es de construcción más sencilla que el de cuatro tiempos, pero presenta los siguientes inconvenientes: - El ciclo no se desarrolla en condiciones tan favorables como en el motor de cuatro tiempos. - El barrido o salida de gases no es perfecto, siempre quedan gases que obstaculizan la combustión de la mezcla fresca. - Comparándolo ha igual potencia con un motor de cuatro tiempos, el motor de dos tiempos consumirán más combustible. - Sus condiciones de funcionamiento exigen lumbreras sin obstrucciones, pues un conducto parcialmente obstruido no permite la evacuación rápida de los gases y el motor no puede desarrollar su potencia normal. Relación de compresión En la cámara de combustión se desarrolla la fuerza que requieren los motores de combustión interna. Este efecto varía cuando aumenta o disminuye su tamaño de la cámara de combustión. La relación de compresión, es una proporción entre el volumen de mezcla o de aire contenido en el cilindro del motor en el tiempo de admisión y el volumen final al término del tiempo de compresión. El tiempo de admisión, el cilindro se llena de aire sólo, hasta alcanzar una presión igual a la atmosférica en el espacio que comprende el volumen liberado por el pistón en su carrera descendente, y el volumen que

comprende la cámara de combustión. A este volumen se denomina V1. En el tiempo de compresión, el volumen del cilindro disminuye progresivamente, aumentando la presión y la temperatura de la mezcla o el aire, hasta quedar reducidos al espacio que comprende la cámara de combustión. A este volumen se denomina V2. Se pretende que la relación de compresión sea lo más grande posible a fin de obtener mayor eficiencia, en la medida que los órganos del motor puedan soportarla sin causar problemas de funcionamiento. La relación de compresión se calcula por medio de la siguiente fórmula:

VcVcVh +

=ε

Donde: Vh = Cilindrada unitaria. Vc = Volumen de cámara. Ejemplo. Hallar la relación de compresión de un motor Diesel cuyo cilindro tiene 600 cm3 de volumen y la cámara de combustión un volumen de 100 cm3.

VcVcVh +

=ε

3

33

100100600

cmcmcm +

=ε

1:7=ε

RELACIÓN DE COMPRESIÓN EN LOS MOTORES DE GASOLINA Y DIESEL

En los motores de gasolina, la relación de compresión varía entre 6 : 1 Y 10 : 1. La mezcla que comprimen los motores adquiere una temperatura de 300° C aproximadamente durante funcionamiento. Una relación de compresión alta en los motores de gasolina es causa de la detonación de la mezcla. La detonación es un fenómeno que busca y prematuramente inflama todas las capas de la mezcla sin la presencia de chispa eléctrica alguna. En los motores diesel, la relación de compresión varía entre 12 : 1 y 22 : 1. El aire que comprimen estos motores adquiere una temperatura de 600° C a 700° C durante el funcionamiento. Una elevada compresión en los motores diesel es factor favorable que aumenta la temperatura. En este caso, según la relación de compresión que adopta el fabricante, se produce una temperatura superior a la de inflamación del combustible. Los motores diesel hicieran con mezclas formadas, 15 partes de aire uno de combustible. Las partes que se mezclan se expresan en peso y no en volumen. En la figura se aprecia la comparación el volumen de aire que necesite combustible.

Instructor



Presión de compresión La compresión de los motores de combustión interna, es una acción mecánica que tiene por efecto a reducir el volumen de un cuerpo; en el ramo automotor aire o mezcla, al disminuir la distancia entre las partículas componentes. En los motores diesel la compresión permite calentar el aire que admite el cilindro, a una temperatura que inflama el combustible pulverizado en la cámara de combustión. En los motores de gasolina el aumento de temperatura modifica las condiciones químicas de la combustión de los gases porque, pues una mezcla que no es inflamable a la temperatura ambiente, lo es bajo presión. La compresión acelerada combustión, aumenta el rendimiento térmico y la velocidad del pistón en los motores. Un motor de gasolina, en frió, con una relación de compresión de 6 : 1, alcanza una presión de

compresión mayor a seis atmósferas. Por el calentamiento que sufre la mezcla durante funcionamiento el motor, las seis atmósferas se convertirán en 12 atmósferas. En este momento la mezcla alcanza una temperatura de 350° C aproximadamente. El aumento de la temperatura en el motor señala un límite a la compresión. Con estas limitaciones para que la mezcla soporte determinadas presiones y temperaturas, depende del combustible. La compresión de los motores se expresa en kg/cm2 o también en lb/pulg2. Se le verifica por medio de un compresímetro apropiado para el tipo de motor, ya sea de gasolina o diesel. Si el valor de la presión de compresión varía considerablemente entre los cilindros del motor, es decir, por debajo del límite especificado por el fabricante, afecta su rendimiento y economía en funcionamiento.

DIFERENCIAS ENTRE LOS CICLOS DIESEL Y OTTO

PRIMER TIEMPO (Admisión)

Motor Otto - Mezcla carburante. - Presión y temperatura ambiente.

Motor diesel - Aire puro (es la misma cantidad a cualquier carga, con excepción de los motores con reguladores al vacío. - Presión y temperatura ambiente.

SEGUNDO TIEMPO (Compresión) RELACIÓN DE COMPRESIÓN

Motor Otto 6 : 1 a 10 : 1 Motor diesel 12 : 1 a 22 : 1

PRESIONES Y TEMPERATURAS AL FINAL DE LA COMPRESIÓN

Motor Otto 8 A 15 kg/cm2

250 a 400°C Motor Diesel

30 a 55 kg/cm2

550 a 750°C TERCER TIEMPO (Combustión y Expansión)

Motor Otto - La mezcla de combustible aire comprimida es encendida por una chispa eléctrica, produciéndose una combustión. (Empleo de carburador y de un sistema de encendido eléctrico).

Motor Diesel - El aire comprimido a una temperatura 550 a 750°C, da lugar a la inflamación de combustible inyectado,

produciéndose una combustión (Empleo de inyector y de una bomba de inyección).

PRESIONES Y TEMPERATURAS Motor Otto

30 a 40 kg/cm2

1500 a 2200°C Motor Diesel

60 a 80 kg/cm2

1500 a 2200°C CUARTO TIEMPO (Escape)

TEMPERATURA DE LOS GASES DE ESCAPE Motor Otto

± 300°C en marcha en vacío 700 a 1000°C a plena carga

Motor Diesel ± 250°C en marcha en vacío 500 a 600°C a plena carga

CALOR PERDIDO EN LOS GASES DE ESCAPE Motor Otto

± 36% del calor contenido en el combustible. Motor Diesel

± 29% del calor contenido en el combustible. PROMEDIO DE VELOCIDAD

Motor Otto 4000 R.P.M. Motor Diesel 1900 R.P.M.

CONSUMO ESPECÍFICO DE COMBUSTIBLE Motor Otto

± 300 gramos de gasolina por cada HP/h. Motor Diesel

± 220 gramos de petróleo por cada HP/h.

Instructor



PROCESO DE LA COMBUSTIÓN Y PROCEDIMIENTOS DE INYECCIÓN EN LOS MOTORES DIESEL En este apartado analizaremos la forma en que se realiza la combustión en los motores Diesel así como sus procedimientos de inyección. PROCESO DE LA COMBUSTIÓN Ante todo hacemos notar que, teóricamente, en el ciclo OTTO la combustión se realiza a volumen constante y que en el Diesel, dicha combustión se realiza a presión constante. A la fusión de ambos ciclos se llama ciclo mixto, es decir aquel en que la combustión se realiza a volumen y presión constante y es el que utilizan los modernos motores Diesel.

Figura Nº 21. Diagrama del ciclo de funcionamiento Después de estas consideraciones generales, pasemos ahora a ver más detenidamente algunos factores, incidencias y características de la combustión del gas-oil que en definitiva son las que han propiciado las diferencias tecnológicas y la evolución de este tipo de motores. El combustible líquido penetra en el interior de la cámara de combustión en forma de chorro finamente pulverizado y se evapora rápidamente al absorber calor de las elevadas temperaturas existentes en la cámara de combustión, propiciando así la combustión espontánea que dependerá de tres factores: - La diferencia de a temperatura del aire y la del autoencendido del combustible (inversamente proporcionales por lo que se refiere a velocidad de encendido). - La presión en la cámara de combustión. Factor que debemos relacionar entre combustible frío y aire caliente, intercambio de calor entre ellos y una evaporación y por tanto encendido más o menos rápido. - La pulverización del combustible (cuanto más finas sean las partículas en las que se pulverice el combustible, más rápidamente se producirá la combustión). Para que la combustión se realice, pues. De forma satisfactoria, es preciso que la inyección del gas-oil cumpla ciertas condiciones y que éstas se adecuen a las diferentes condiciones del motor. Podemos distinguir tres fases, bien diferenciadas, en la combustión.

1.- Las primeras gotas entran en la cámara de combustión, se mezclan con el aire y se calientan. El retardo a la inflamación es lo que conocemos como el tiempo que transcurre entre la entrada de estas primeras gotas y el inicio de la inflamación (durante este tiempo, el combustible sigue entrando en la cámara). 2.- Habiendo alcanzado las primeras gotas la temperatura de inflamación espontánea, se queman, elevándose por este motivo la temperatura reinante, y desencadenando el encendido de todo el combustible acumulado hasta el momento. Se conoce a esta fase como de combustión incontrolada y se desarrolla entre unos grados antes y después del PMS. 3.- En esta, el combustible, correctamente dosificado, se va quemando a medida que es inyectado, proporcionando la presión precisa en el cilindro Las condiciones de presión y temperatura que propician la fase anterior, hacen que ésta reciba el nombre de combustión controlada (no obstante, algunas partículas todavía no han encontrado et suministro de oxigeno necesario y, de llegar a encontrarlo, se quemaran una vez haya finalizado la inyección), Durante esta milésima o milésimas de segundo (dependerá del régimen de giro del motor) en la que se produce la combustión, se presentan diversos problemas que precisan solución para optimizar el rendimiento del motor y alargar su vida útil, En la Fig. 21 se representa el diagrama de la combustión y del ciclo real de un motor Diesel. Estos problemas podríamos resumirlos en: - Retardo a la inflamación (primera fase de la combustión). - Picado (ruido característico de los Diesel al comienzo de la combustión al chocar la onda de impacto producida por la combustión incontrolada con la cabeza del pistón antes de alcanzar éste el PMS y altamente perjudicial para los órganos móviles del motor). - Formación de gotas de combustible (que aumentarán el tiempo de absorción de calor y por tanto de inflamación del combustible). - Turbulencia (debemos procurar que el combustible inyectado encuentre el aire suficiente para quemarse completamente durante la inyección). Las diferentes soluciones a estos problemas que se han desarrollado han marcado las diferencias constructivas de los motores Diesel o de sus sistemas de inyección. A fin de reducir el retardo a la inflamación, hecho que propicia el segundo problema que apuntamos, podemos recurrir a: - Aumentar la relación de compresión, con lo que favorecemos el aumento de temperatura en el interior de la cámara y consecuentemente la velocidad de inflamación del combustible. - Aumentar la temperatura del aire de alimentación, con lo que la temperatura al final de la fase de compresión se verá aumentada. - Disminuir la cesión de calor al sistema de refrigeración, para conseguir efectos similares o complementarios de los sistemas anteriores.

Instructor



Recurrimos a varios medios para reducir el picado: - Aumentar el índice de cetáno del combustible para favorecer la inflamación a baja temperatura. Este índice expresa la facultad más o menos rápida para la inflamación espontánea y se expresa en tanto por ciento de cetáno contenido en una unidad de volumen de mezcla de cetáno (valor de índice 100) y otro compuesto hidrocarburo más "perezoso" en cuanto a su inflamabilidad (valor de índice 0). - Reducir el volumen de combustible al que sometemos a la primera fase de la combustión (Cámaras de precombustión). - Mejorar la turbulencia del aire ya desde la fase de admisión (admisión variable). - Una inyección secuenciada (débil al principio). - Variar el inicio de la inyección (variadores de avance). A fin de reducir o minimizar al máximo la formación de gotas y compaginar pulverización y penetración del combustible, recurrimos a: - Presiones elevadas de inyección. - Inyectores con mayor capacidad de pulverización. Para facilitar la turbulencia necesaria: - Cámaras de turbulencia.

- Deflectores y otros sistemas.

Figura Nº 22. Línea característica de un motor

PROCEDIMIENTOS DE INYECCIÓN EN LOS MOTORES DIESEL

Existen básicamente dos procedimientos de inyección del combustible para su combustión aunque existen multitud de variantes: Sistema de inyección directa y de inyección indirecta. Los motores de inyección indirecta podríamos clasificarlos a su vez en motores con cámaras de precombustión o antecámaras y motores con cámara de turbulencia. Sistema de inyección directa, el combustible es inyectado directamente en la cámara de combustión (situada por lo general en el pistón) por un inyector de múltiples orificios.

Sistema de inyección indirecta, se hace precisa una precámara donde se inyecta el combustible y en la cual da inicio la combustión aunque no puede realizarse totalmente por falta de aire. Generalmente el inyector es de un soto orificio encarado con el conducto estrecho que une la antecámara y la cámara principal de combustión que es donde termina de realizarse el total de la combustión y que puede hallarse o no totalmente en el cilindro.

Figura Nº 24. Cámara de inyección directa Figura Nº 25. Cámara de inyección indirecta

SISTEMAS DE ALIMENTACIÓN DE COMBUSTIBLE EN MOTORES DIESEL El sistema de alimentación tiene por finalidad hacer llegar combustible, a un a determinada presión, al sistema de inyección, para las diversas condiciones de funcionamiento del motor.

TIPOS Un sistema de alimentación varía de acuerdo a la marca, el tipo y la aplicación del motor. Esto ha dado como resultado una serie de sistemas que se pueden clasificar en:

Instructor



a) Sistema de alimentación de bomba de inyección lineal b) Sistema de alimentación de bomba rotativa (VE y OPA) c) Sistema de alimentación Cummins d) Sistema de alimentación General Motors

e) Sistema de alimentación EUI f) Sistema de alimentación COMMON RAIL

SISTEMA DE ALIMENTACIÓN DE BOMBA DE INYECCIÓN LINEAL

Figura Nº 26. Sistema de alimentación diesel con bomba lineal Componentes.- Son los siguientes:

1. Filtro previo 2. Deposito de combustible. 3. Tubería de aspiración. 4. Sedimentador 5. Prefiltro 6. Bomba de alimentación 7. tubería de alimentación 8. Filtro principal de combustible. 9. Válvula de sobrepresión 10. Bomba de inyección. 11 .Tubería de retorno 12. Bomba de cebado manual

Funcionamiento: El combustible es aspirado del tanque de combustible por la bomba de transferencia (casi siempre del tipo pistón) a través de las tubería de aspiración pasando por el sedimentador donde se atrapa el agua luego por el prefíltro donde se retienen impurezas grandes del combustible. La bomba lo impulsa luego el combustible a través de las tuberías de alimentación hacia el filtro principal de

combustible donde son retenidas tas impurezas más pequeñas del combustible que no fueron atrapadas por el prefíltro, para llegar de esta forma lo más limpio posible a la cámara de aspiración de la bomba inyectora a una presión aproximada de 1 bar controlada por la válvula de sobrepresión. Parte del combustible que no es utilizado para la combustión retoma al tanque de combustible a través de la tubería de retorno llevando consigo el calor absorbido de la bomba de inyección e inyectores, refrigerándolos de esta manera y evitando la evaporación del combustible. Con el objeto de mandar combustible desde el deposito a través del filtro del sistema de inyección con el motor parado o llenar y purgar el circuito después de un cambio de filtro. Va equipada generalmente la bomba de combustible con una bomba de mano, atornillada a la bomba de combustible encima de la válvula de aspiración, que puede suministrar unos 6 cm3 por cada carrera. Antes de hacer funcionar la bomba de mano hay que desenroscar el botón moleteado hasta que pueda tirarse de el hacia arriba. Después de accionar la bomba de mano es indispensable volver a enroscar firmemente el botón.

SISTEMA DE ALIMENTACIÓN DE COMBUSTIBLE DE BOMBA DE INYECCIÓN ROTATIVA TIPO VE

Componentes.- Son los siguientes: 1. Tanque de combustible 2. Bomba de cebado 3. Sedimentador de agua y filtro de combustible

4. Bomba de alimentación 5. Válvula de regulación 6. Solenoide de corte de combustible 7. Tornillo de rebose 8. Tubo de rebose

Instructor



Figura Nº 27. Sistema de alimentación con bomba Ve.

Funcionamiento: Una bomba tipo de patetas succiona el combustible del tanque a través del sedimentador de agua y el filtro de combustible donde se retiene el agua y las impurezas del combustible y lo envía al interior de la envoltura de la bomba.

Una válvula de regulación controla la presión de combustible dentro de la bomba de inyección. El exceso de combustible regresa al tanque de combustible a través del tubo de rebose mediante el tornillo de rebose. Esto ayuda a enfriar las piezas en movimiento de la bomba de inyección.

SISTEMA DE ALIMENTACIÓN DE COMBUSTIBLE DE BOMBA DE INYECCIÓN ROTATIVA TIPO DPA

Figura Nº 28. Sistema de alimentación con bomba DPA Componentes.- Son los siguientes:

1. Tanque de combustible 2. Bomba de alimentación con cebador 3. Filtro de combustible 4. Orificio (imitador

5. Cámara separadora de aire 6. Bomba impulsora 7 Válvula reguladora de presión 8. Válvula de medición 9 Tubo de rebose

Funcionamiento: Una bomba de alimentación del tipo diafragma succiona el combustible del tanque enviándolo al filtro de combustible

donde se retiene las impurezas del combustible y lo envía al interior de la envoltura de la bomba DPA. En la bomba de inyección, el combustible pasa por: a) Una bomba de trasvase de paletas que eleva la presión

Instructor



del combustible, esta presión llamada de trasvase es función de la velocidad del motor. b) Una válvula reguladora que mantiene esta presión de trasvase a un valor perfectamente determinado siguiendo el régimen del motor. c) Una válvula de dosificación que regula el caudal a través

de un orificio de dosificación. d) El rotor y cabezal hidráulico donde se comprime el combustible que después se impulsa a los inyectores. La variación del caudal se obtiene actuando sobre la válvula de dosificación, que esta unida al acelerador, haciendo variar la abertura del orificio de dosificación.

SISTEMA DE ALIMENTACIÓN DE COMBUSTIBLE GENERAL MOTORS "GM"

Figura Nº 29. Sistema de alimentación GM Componentes.- 1. Tanque de combustible 2. Válvula de retención 3. Filtro primario 4. Bomba de combustible 5. Filtro secundario 6. Tubería de entrada 7. Tubería de salida 8. Conexión restringida 9. tubería de retorno 10. Múltiple de entrada 11. Múltiple de salida

Funcionamiento: La bomba de alimentación del tipo de engranajes succiona el combustible desde el tanque, a través del filtro primario, y lo envía a una presión de 3,5 a 4,5 bar al filtro secundario, y luego a las bombas inyectoras vía el múltiple de entrada. El exceso de combustible circula por el múltiple de salida, la conexión restringida para mantener la presión y retomo al tanque. El flujo continuo de combustible evita la formación de burbujas de aire en el sistema refrigerando las partes de la bomba inyector sometidas a la temperatura de la combustión del motor.

SISTEMA DE ALIMENTACIÓN DE COMBUSTIBLE CUMMINS

Es una aplicación de principios hidráulicos básicos en los motores Diesel de la misma marca: Cummins, que lo identifican con la abreviatura PT. que significa Presión-Tiempo. Este sistema PT se fundamenta en que, cambiando

la presión de un líquido que fluye a través de un tubo, se cambia la cantidad que sale por el extremo libre; es decir, que al aumentar la presión, aumenta el flujo y viceversa.

Figura Nº 30. Sistema de alimentación CUMMINS

Instructor



Funciones Básicas 1. Proporciona la presión adecuada del combustible a los inyectores para obtener el rendimiento satisfactorio del motor a plena carga. 2. Controla en forma parcial la aceleración del motor. 3. Limita la velocidad máxima del motor, con una regulación firme y estable. 4. Controla la velocidad mínima del motor, cuando el acelerador está cerrado y la carga es variable. Componentes.-Consta de las siguientes partes: - Tanque de combustible - Filtro de combustible - Bomba de combustible de engranajes con gobernador incorporado - Tuberías de alimentación - Tuberías de retomo FINALIDAD DE LOS COMPONENTES Tanque de combustible.- Este depósito de combustible sirve para dos propósitos: - Como reservorio para el abastecimiento. - Para uniformar la temperatura del combustible, porque un 80% del volumen que entrega la bomba, retorna al tanque, llevando el calor que adquiere a su paso por los inyectores; y al mismo tiempo que purga el aire del sistema. Bomba de combustible.- Extrae el combustible del tanque y lo envía a los inyectores del motor, con una determinada presión (150 Ib/pulg2) Para su instalación no requiere sincronización Esta acoplada al compresor, o a los engranajes de la distribución del motor. Esta bomba de alimentación consta de 3 unidades:

- La Bomba de engranajes. - El Regulador, que limita la presión del combustible, a fin de que los inyectores reciban la cantidad precisa y el motor obtenga la potencia requerida. - El Gobernador, que controla las velocidades máximas y mínimas del motor, y un acelerador, cuando se necesita superar la velocidad mínima. Filtro de combustible.- Retiene las impurezas del combustible, que varían de 1 a 5 micrones, como el agua y sedimentos. Actualmente se emplea como medio filtrante el papel plisado, poroso e impregnado de una resina que refuerza la resistencia del papel contra la acción del combustible. Tuberías.- Son apropiadas en tipo y tamaño para que el combustible e distribuye con igual presión, bajo cualquier condición de velocidad y carga del motor, a los inyectores. donde es medido previamente y después inyectado en la cámara de combustión, en condiciones precisas para inflamarse. Funcionamiento: E]. sistema PTG se usa en los motores Dina-Cummins. El combustible lo succiona la bomba de engranajes a través del filtro de Combustible, y el flujo que envía la misma, pasa por el amortiguador de pulsaciones y el filtro de malla para ingresar al barril del gobernador continuar hacia el acelerador, que esta en posición abierta; luego a la válvula solenoide y llegar a los inyectores can una presión de 150 Ib/plg2. El combustible excedente que no aprovechan los inyectores, regresa al tanque por la tubería de retorno.

SISTEMA DE ALIMENTACIÓN DE COMBUSTIBLE EUI (Unidad Inyector-Bomba Electrónica)

Este sistema de combustible es totalmente nuevo comparado a los otros sistemas de combustible Diesel y se divide en un sistema de alta y otro de baja presión. Los componentes de 1 a 6 en la ilustración son parte del

sistema de baja presión ó sistema de alimentación de combustible EUI (3.5 bar). Las unidades inyectoras (7), una para cada cilindro, hacen parte del sistema de alta presión (1500 bar).

Figura Nº 31 Sistema de alimentación EUI.

Instructor



Componentes: 1. Bomba de provisión 2. Bomba manual 3. Filtro de combustible 4. Modulo de control (enfriado con combustible que circula internamente) 5. Válvula de retención 6. Válvula limitadora de presión (3,5 bar) 7. Unidad inyectora La bomba de provisión.- Es del tipo engranaje, accionada por el engranaje intermedio y usando el mismo que acciona la polea del ventilador. El eje de la bomba tiene dos retenes con un orificio para drenaje entre ellos. La bomba tiene dos válvulas, una valvuela de reducción de presión y una válvula de retención para la bomba manual. La bomba manual.- Esta conectada a la carcasa del filtro y

es la misma utilizada para otros motores. Filtro de combustible.- Es del tipo roscado. El filtro debe ser sustituido cada 6 meses. La carcasa del filtro tiene dos terminales. El terminal superior, identificado como VENT. Que es para purgado, y el terminal lateral identificado como DRAIN, que es para drenaje del sistema. El modulo de control.- Es atornillado al motor con cojinetes de goma para amortiguar las vibraciones. El modulo de control es refrigerado a medida que el combustible fluye a través de una cámara especial por su parte trasera Válvula de retención.- Esta ubicada en el lado de la succión, después del tanque de combustible. Válvula limitadora de presión.- Ubicada en el conducto de retorno de la culata, mantiene una presión uniforme en los conductos alrededor de los inyectores. La salida en la culata del cilindro es usada para purgado y soplado para limpieza.

Funcionamiento:

Figura Nº 32. Funcionamiento del sistema EUI. Tenemos aquí una visión esquemática del flujo del sistema de baja presión. El combustible es inyectado por la bomba de engranajes (1), pasando por la válvula de retención (5) a través de (a cámara trasera del módulo de control (4) hasta la válvula limitadora de presión, y entonces juntamente con el combustible de retorno, pasa a través de la válvula limitadora de presión (6) para el lado de succión de la bomba auxiliar de alimentación. La bomba empuja el combustible pasando por las dos válvulas de retención en el soporte de la bomba manual a través del filtro de combustible (3) y hacia dentro del conducto inferior de la culata. El conducto inferior alimenta los inyectores con combustible (7). En la parte delantera de la culata del cilindro hay un filtro calibrado de retorno para el

conducto superior. La válvula imitadora de presión (6) abre en 3,5 bar, manteniendo de esta forma una presión constante para la provisión de combustible a los inyectores. La válvula inferior de la bomba de provisión permite que combustible salga otra vez del lado de succión cuando la presión esté muy alta en el lado de la presión. La válvula superior es de retención y permite que el combustible pase a través de la bomba de provisión cuando es utilizada la bomba manual (2). A partir de la bomba de alimentación, un tubo de retomo separado lleva directamente al tanque de combustible, y para ello utiliza una válvula instalada en la salida de la bomba.

SISTEMA DE ALIMENTACIÓN DE COMBUSTIBLE "COMMON-RAIL"

A diferencia de los sistemas convencionales con bombas individuales de accionamiento directo, en este tipo de

Instructor



inyecciones queda separada la generación de la presión y la inyección. La presión de inyección se puede generar independientemente del número de evoluciones del motor y de la cantidad de combustible a inyectar, pudiendo ser elegida libremente dentro de determinados límites. Durante la inyección, esta es prácticamente constante delante del inyector, alcanzando un máximo de 1.600 bar. Estas circunstancias permiten y hacen necesarias otras posibilidades en la configuración del proceso de inyección, en la dosificación de la cantidad de inyección y en fa pulverización del combustible. El sistema "Common Railn, puede ocupar el lugar de las instalaciones de inyección convencional sin tener que realizar modificaciones

importantes en el motor. En la figura se muestran componentes de este sistema de la marca Bosch. La presión de inyección la suministra una bomba individual (3) arrastrada por el motor; esta presión se comunica por medio de una tubería rígida a una rampa o regleta (4) situada en la culata del motor y a al cual van unidos los inyectores. Los inyectores son el núcleo del sistema y están controlados por válvulas electromagnéticas. El proceso de inyección se inicia por medio de un impulso del modulo de control (2) dirigido a dichas válvulas. La cantidad inyectada depende tanto del tiempo de la abertura de la tobera de inyección como también de la presión del sistema que es generada por la bomba.

Figura Nº 33. Sistema de Inyección COMMON RAIL. Componentes: El sistema de alimentación ó parte de baja presión del sistema Common Rail consta de los siguientes componentes. 1. Deposito de combustible 2. bomba de prebombeo (bomba previa)

3. tuberías de combustible de baja presión para alimentación y retomo. 4. filtro de combustible 5. sector de baja presión de la bomba de alta presión

Figura Nº 34. Componentes del sistema COMMON RAIL. Deposito de Combustible.- Los depósitos de combustible deben ser resistentes a la

corrosión y mantenerse estancos incluso a una sobrepresión de servido doble, pero por lo menos hasta 0.3 bar de sobrepresión. La sobrepresión producida debe poder

Instructor



escapar por sí misma a través de aberturas apropiadas, válvulas de seguridad o similares. El combustible no debe salir por la tapa de la boca de llenado o por los dispositivos para compensación de presión, incluso en posición inclinada, circulando por curvas o en caso de choques. Los depósitos de combustible deben estar separados del motor de tal forma que no sea de esperar una inflamación incluso en accidentes. Esto no rige para motocicletas y tractores con asiento del conductor al aire libre. En vehículos con cabina del conductor abierta, máquinas tractoras y auto buses de gran potencia, rigen además determinaciones especiales sobre la altura de montaje y el apantallado del depósito de combustible. Bomba previa La bomba previa, una electrobomba de combustible con filtro previo o una bomba de combustible de engranajes, aspira el combustible extrayéndolo del depósito de combustible y transporta continuamente el caudal de combustible necesario, en dirección a la bomba de alta presión. Tuberías de combustible en la parte de baja presión

Para la parte de baja presión pueden emplearse además de tubos de acero, también tuberías flexibles con armadura de mallazo de acero, que sean difícilmente inflamables. Las tuberías deben estar dispuestas de tal forma que se impidan los daños mecánicos y que el combustible que gotea o se evapora no pueda acumularse ni inflamarse. Las tuberías de combustible no deben quedar afectadas en su funciona miento en caso de una deformador del vehículo, un movimiento del motor o similares. Todas las piezas que conducen combustible tienen que estar protegidas contra el calor que perturba el funcionamiento. En los autobuses, las tuberías de combustible no deben estar en el compartimiento de pasajeros o del conductor, y el combustible no debe ser transportado por gravedad. Filtro de combustible Un filtrado insuficiente puede originar daños en componentes de la bomba, válvulas de presión y en los inyectores. Et filtro de combustible limpia el combustible delante de la bomba de alta presión e impide asi el desgaste prematuro de las piezas sensibles.

SISTEMAS DE DISTRIBUCION EN LOS MOTORES DIESEL

EL SISTEMA DE DISTRIBUCIÓN Es un conjunto de piezas que controla la entrada del aire y la salida de los gases, y sincroniza la distribución del combustible, de acuerdo con una secuencia determinada para realizar el ciclo de trabajo del motor. Constitución.- Está compuesto por los siguientes elementos: 1. Árbol de levas. 2. Buzos. 3. Varillas empujadoras. 4. Balancines. 5. Válvulas. 6. Engranaje de la bomba de inyección. 7. Engranaje del árbol de levas.

Figura Nº 35. Sistema de distribución. De acuerdo a la disposición de los engranajes y el accionamiento del árbol de levas y la bomba de inyección, la distribución puede ser de mando directo y de mando indirecto. El mando es directo cuando los engranajes están acoplados entre si.

Figura Nº 36 Distribución directa.

Instructor



El mando es indirecto cuando los engranajes están acoplados por medio de una cadena ó una faja de distribución.

Figura Nº 37 distribución indirecta. Ubicación.- En los motores Diesel, el sistema de distribución presenta dos alternativas. a) El árbol de levas, buzos y varillas están ubicados en el bloque; y los balancines y las válvulas en la culata. b) Todos los elementos están situados en la culata. Funcionamiento.- El movimiento del eje cigüeñal se trasmite al eje de levas por los engranajes o cadena de mando. La leva actúa sobre su correspondiente buzo, para accionar el vástago y el balancín de la válvula, permitiendo la apertura de la misma al vencer la presión de su resorte. Cuando ya ha pasado la parte más alta de la leva por el buzo, el resorte regresa a la válvula, a su posición de cierre contra el asiento. Este movimiento se trasmite sucesivamente a cada válvula de los distintos cilindros, de acuerdo con el orden de inyección. DIAGRAMA VALVULAR La maniobra de válvulas (o distribución por válvulas) tiene por objeto regular la entrada del aire puro y la salida de los gases de la combustión. Es pues necesario que en el instante preciso la válvula de admisión o la de escape se abra o se cierre.

Figura Nº 38 Diagrama valvular. Los tiempos de maniobra de válvulas Indican cuando se abren y cierran las válvulas. La válvula de admisión se abre antes del PMS y se cierra después del PMI; la de escape se abre antes del PMI y se cierra después del PMS. Los tiempos de maniobra de válvulas se dan en grados de cigüeñal o en milímetros de arco. Se miden en el volante de impulsión a partir del PMS o del PMI. Los tiempos de maniobra de válvulas se representan en los diagramas de distribución.

DIAGRAMAS DE DISTRIBUCION Ciclo de trabajo.- Teóricamente en el motor las válvulas se abren y se cierran en los puntos muertos superior e inferior del pistón, a lo que se denomina ciclo teórico de funcionamiento En realidad, cuando funciona el motor existen variaciones en la apertura y cierre ciclo práctico o real.

Figura Nº 39 Diagrama valvular.

Instructor



Variaciones de las válvulas de escape.- Al producirse la expansión en el interior del cilindro se origina la carrera de trabajo del pistón desde el punto muerto superior al inferior. Antes que el pistón llegue al punto muerto inferior, la válvula de escape comienza a abrirse, permitiendo la evacuación de una parte de los gases quemados que provienen de la combustión: Esta anticipación se denomina avance a la apertura de escape (AAE). La válvula de escape permanecerá abierta hasta que el pistón haya pasado el punto muerto superior, lo que se denomina retraso al cierre de escape (RCE).

Figura Nº 40 Variación de la válvula de escape.

Variaciones de las válvulas de admisión.- El avance de la apertura de la válvula de admisión (AAA), para aprovechar la depresión producida por la rápida salida de los gases de escape, con el objeto de darle mayor velocidad de entrada al aire de admisión. La válvula permanecerá abierta durante todo el tiempo de admisión, hasta que el pistón haya pasado el punto muerto inferior y de comienzo a la carrera de comprensión: esto se denomina retraso al cierre de admisión (RCA). Con esto se logra introducir una mayor cantidad de aire al interior de! cilindro, aprovechando el impulso de entrada generado por la carrera de admisión del pistón.

Figura Nº 41 Variación de la válvula de admisión. Gráficamente, el ciclo de cuatro tiempos, con la apertura y cierre de las válvula, se representan con diagramas circulares. Tipos.- La distribución puede ser de tres tipos: 1. Abierta 2. Cerrada 3. Cruzada Distribución abierta En este tipo, la válvula de admisión, se abre cuando el pistón ha pasado por el punto muerto superior, y la válvula de escape Cierra antes de llegar el pistón al PMS.

Figura Nº 42 Distribución abierta.

Distribución cerrada La válvula de admisión abre en el PMS, y (a válvula de escape cierra en el PMS.

Figura Nº 43 Distribución cerrada. Distribución cruzada En este tipo, la válvula de admisión abre antes de llegar el pistón al PMS, y la válvula de escape cierra cuando el pistón ha pasado el PMS.

Figura Nº 44 Distribución cruzada.

Instructor



ELEMENTOS FIJOS DEL MOTOR CULATA Es un elemento del motor; montada en la parte superior del bloque; que cubre los cilindros y forma la cámara de compresión con la cabeza del pistón. Sirve como tapa de los cilindros, y como alojamiento del mecanismo de válvulas y de la cámara de combustión. Se fija al bloque por medio de tornillos o espárragos. Nomenclatura.- La culata presenta numerosas perforaciones y partes mecanizadas, destinadas a reducir algunas piezas postizas, accesorios del motor y diversos conductos. 1. Conducto de escape. 2. Conducto de refrigeración. 3. Guía de válvula. 4. Alojamiento del inyector. 5. Alojamiento de cámara de precombustión y tapa. 6. Superficies rectificadas. 7. Sello de la cámara de agua. 8. Tapón de cámara de agua 9. Conducto de admisión.

Figura Nº 45 Culata. Tipos.- Según el sistema de refrigeración en los motores, las culatas se pueden clasificar en dos tipos generales: a) Las que se utilizan en motores refrigerados por agua, y

Figura Nº 46 Culata refrigerada por agua.

b) Las usadas en motores refrigerados por aire

Figura Nº 47 Culata refrigerada por aire. Existen motores Diesel equipados con una sola culata para todo el bloque; o bien con una culata para cada grupo de dos o tres cilindros, o una para cada cilindro. Construcción.- Generalmente, se les construye de una sola pieza de hierro fundido o de aleaciones de aluminio. Su diseño es robusto, para soportar las levas presionadas de comprensión. Características.- Las culatas de hierro fundido presentan características propias del metal con que se ¡as construye; son de mayor peso y menor capacidad de disipación del calor; pero también es menor su coeficiente de dilatación. Las culatas de aleaciones de aluminio son más livianas y con mayor capacidad de disipación del calor, pero con más alto coeficiente de dilatación, lo que obliga a extremar las precauciones cada vez que se realiza una operación en este tipo de culata. Usos y condiciones de uso,- Las superficies de contacto de la culata deben estar en buenas condiciones. Las superficies planas mecanizadas no deben presentar irregularidades. Los asientos de válvulas deben estar rectificados. Los conductos de refrigeración, lubricación, escape y admisión deben estar limpios. La culata debe conservar perfectas condiciones de estanqueidad interiormente y entre las superficies de contacto con el bloque. La estanqueidad entre el bloque y la culata se logra con empaquetaduras metaloplásticas o con superficies encajadas. Mantenimiento.- La culata se debe reajustar, y regular las válvulas, según las especificaciones del fabricante. Precauciones: - Evite el recalentamiento. - No aplique agua fría con el motor sobrecalentado. - No suelte los tornillos de la culata con el motor caliente, a fin de evitar deformaciones. - De acuerdo a su peso, debe ser manipulada con tecle.

Instructor



MONOBLOCK Ó BLOQUE DEL MOTOR Es el cuerpo del motor. En su Interior se montan los elementos del conjunto móvil, el sistema de lubricación y parte del sistema de distribución. También sirve de apoyo de otros sistemas del motor. Constitución.- Generalmente, el bloque del motor está constituido por las siguientes partes: 1. Bloque 2. Cilindros o Camisas. 3. Bancadas principales. 4. Alojamiento del árbol de levas. 5. Galerías de refrigeración. 6. Conductos de lubricación.

Figura Nº 48 Monoblock. Construcción.- Normalmente, el bloque de los motores Diesel se fabrica de hierro fundido o aleaciones de aluminio. Las superficies superior e inferior son mecanizadas, para obtener un cierre hermético, así como las partes donde se apoyan el cigüeñal y el árbol de levas, las cuales requieren una correcta alineación para su funcionamiento. En un extremo del bloque se encuentran, además, los conductos de refrigeración y de lubricación, que se comunican con el exterior, para su limpieza, a través de sellos y tapones. TIPOS. Se clasifican: Según el ciclo trabajo a) Motores de cuatro tiempos b) Motores de dos tiempos. Según la disposición de los cilindros a) Motores en línea b) Motores "en v" c) Motores de cilindros opuestos. d) Motores en cilindros radiales. Según el número de cilindro a) Monocilíndricos b) Policilíndricos

De acuerdo a la refrigeración a) Motor refrigerado por agua b) Motor refrigerado por aire El bloque refrigerado por agua presenta dos alternativas: La primera, cuando el bloque se construye para la colocación de camisas húmedas.

Figura Nº 40 camisa de cilindro húmeda. En el segundo caso, el bloque se fabrica para la instalación de camisas secas.

Figura Nº 41 Camisa de cilindro seco. En los motores refrigerados por aire generalmente los cilindros no son parte integral del bloque: son superpuestos, fijados en el bloque con tornillos o espárragos.

Instructor



Figura Nº 42 Cilindro refrigerado por aire. Características. - Las más Importantes se resumen en: gran rigidez y estabilidad dimensional La primera se consigue por medio de aleaciones y procesos especiales de fundición. La segunda, utilizando refuerzos internos y externos, nervaduras dispuestas de modo y en números adecuados, según el tipo, fundición y potencia del motor. Ventajas y desventajas. - El bloque con cilindro mandrilado tiene la desventaja de no poder cambiar los cilindros cuando presentan desgaste: es necesario desarmar todo el motor, para la rectificación de los cilindros a una sobre medida. Tiene la ventaja de evitar los riesgos de discontinuidad, desde el punto de vista térmico, entre el cilindro y el bloque. Los bloques con camisas permiten la utilización de materiales diferentes en la fabricación de las camisas,

que tienen características ventajosas sobre el bloque. Cambiando las camisas en estos bloques, se restituye el diámetro original en los cilindros. Los bloques con camisas secas tienen la ventaja de mantener la rigidez y no presentar problemas de estanqueidad. Los bloques con camisas húmedas tienen !a ventaja de presentar óptimas condiciones de refrigeración, debido a que la camisa está en contacto directo con el agua. En consecuencia, al presentar menor dilatación, no transmiten cargas excesivas sobre el bloque. Otra ventaja reside en la instalación relativamente fácil. Como desventaja, se puede citar la poca rigidez que presenta el bloque. Además, es necesario dar un cuidadoso mecanizado a los alojamientos de las camisas, para lograr su estanqueidad. Uso y condiciones de uso.- Cada vez que se desarma un motor, el bloque debe reunir ciertas condiciones para ser usados nuevamente: - La bancada principal debe estar afincada. - No deben presentarse fugas por taitas de estanqueidad. - Las superficies interior y superior deben estar libres de rayaduras, recalentamiento y completamente planas. - Las camisas deben estar dentro de las tolerancias indicadas por el fabricante, como también libres de rayaduras y recalentamiento. Precaución.- Las tapas de la bancada principal de un motor no deben ser usadas en otro bloque, debido a que son mecanizadas conjuntamente.

CONSTITUCIÓN Y CARACTERISTICAS DE VÁLVULAS, GUÍAS, RESORTES Y ASIENTOS DE VÁLVULA DEL

MOTOR DIESEL Los elementos de sistema de distribución. Se estudian juntos. Aunque tiene características diferentes. Válvulas Constitución.- Las válvulas constan de las siguientes partes: 1.- Cabeza o parte circular de la válvula. Puede ser plana, convexa o cóncava 2.- Margen o espesor que presenta la válvula entre la cabeza y su cara. para evitar que por efecto del calor se deforme o se queme. 3.- Cara de asiento o parte de la válvula que se apoya sobre el asiento y se produce un cierre hermético. El ángulo de la cara, normalmente, es de 30° o 45°. 4.- Vástago o parte cilíndrica de la válvula. Se desplaza en la guía y tiene en su extremo las ranuras de fijación de los seguros.

Figura Nº 43 Válvula.

Cabeza plana Cabeza convexa cabeza concava

Instructor



Tipos.- Hay diversos tipos, pero la más usadas en la válvula llamada "Hongo" por la forma de su cabeza. Se clasifican, según su función que desempeñan, en. a) Válvulas de admisión, y b) Válvulas de escape. La válvula de admisión es la encargada de permitir la entrada del aire al interior de los cilindros. La válvula de escape permite la salida de los gases. Construcción: a) Válvulas de admisión.- Normalmente se construye de acero-cromo-níquel. Algunas poseen un deflector, cuya finalidad es crear o mejorar la turbulencia del aire durante la admisión.

Figura Nº 44 Válvula de admisión.

En algunos tipos, la cara de asiento de las válvulas es recargada con estelita (aleación de cero con cromo, tungsteno y carbono), la cual se aplica por medio de soldaduras, Mediante este sistema se obtiene mayor endurecimiento y resistencia para disminuir el desgaste y prolongar la duración.

Figura Nº 45 Construcción de una válvula. Cuando las válvulas es sometida a este tratamiento requiere un asiento de características idénticas, y no puede ser esmerilada o pulida en la forma normal, sino por medio de materiales abrasivos especiales. b) Válvulas de escape.- Los materiales son similares a los de admisión, pero se les agrega tungsteno para soportar las altas temperaturas. Los vástagos de las válvulas son prácticamente iguales en diversos modelos; se usa cero y níquel para los vástagos de las válvulas de admisión, y aleaciones diversas de cero para los vástagos de las válvulas de escape.

Figura Nº 46 Válvula de escape. En algunos casos, los vástagos de las válvulas de escape Tienen una zona de menor diámetro cerca de la cabeza, que tiene la finalidad de evitar que se acumule exceso de carbón en el vástago y pueda trabajar el movimiento de la válvula. En el extremo del vástago esta situada la ranura que aloja tos seguros.

Figura Nº 47 Zona de seguros. Los tipos de ranuras son muy diversos, tal como se aprecia en la figura adjunta.

Figura Nº 48 Tipos de ranuras de seguros.

Características.- válvula de admisión ser caracteriza por tener cabeza de mayor diámetro que la de escape. La válvula de escape tiene la cabeza de un diámetro menor, pero sus materiales resisten elevadas temperaturas. Ubicación.- Las válvulas de los motores Diesel se instalan en la culata y pueden ser dos, tres o cuatro por cilindro, según el diseño del motor. Y en algunos casos, están dispuesta verticalmente a causa de la forma plana de la cámara de combustión. Se acciona por buzos, varillas y balancines, o bien directamente,

Instructor



cuando el árbol de levas está situado en la culata. Accesorios.- Algunos tipos de válvulas son diseñadas de manera que se les pueda adaptar un dispositivo rotador especial, que hace girar la válvula durante los momentos de cierre y apertura.

Figura Nº 49 Rotador de válvula. Este movimiento giratorio mantiene el asiento y la cara de la válvula libre de carbón y otros residuos, y ayuda a mantener un asentamiento más eficiente entre la válvula y el asiento. Uso y condiciones de uso.- deben presentar un cierre hermético entre el asiento y la cara de la válvula.

Figura Nº 50 Asiento de válvula. Mantenimiento.- Se deben desmontar, limpiar, rectificar o asentar, según indicaciones del fabricante y de acuerdo con el estado que presentan después de cierre cantidad de horas de trabajo del motor. Igualmente, se debe comprobar la regulación de las válvulas. Válvulas especiales: a) Válvulas con relleno de sodio: Para resolver el problema del calentamiento, se usan válvulas con vástagos huecos, rellenos con sodio metálico, que al licuarse transmiten rápidamente el calor a las guías y cámaras de refrigeración. Estas válvulas se construyen con un tratamiento especial que les de un mayor endurecimiento. Para rectificarlos o pulirlas se requiere materiales abrasivos de una dureza correspondiente a la válvula. Se debe evitar usar este tipo de válvulas para construir herramientas, debido a que es estado puede explotar al tener contacto con chispas.

Figura Nº 51 Válvula especial. b) Válvulas bimetálica: Algunos fabricantes usan dos tipos o metales diferentes para construir las válvulas: un a clase del metal para la cabeza, y otra para el vástago. Se usan metales resistentes a las altas temperaturas para la cabeza, y otros resistentes a la corrosión, para el vástago. Los metales se unen por procedimientos especiales de función. Asiento de válvulas Tipos.- Existen dos tipos de asiento: a) El fijo, mecanizado en la culata.

Figura Nº 52 Asiento fijo. b) El de asiento removible o postizo consiste en un anillo metido a presión en el alojamiento de la culata. Los asientos de las culatas de aleación ligera son siempre postizos.

Figura Nº 53 Asiento removible o postizo. El asiento fijo esta mecanizado en la culata; en cambio, el postizo consiste en un anillo metido a presión en el alojamiento de la culata. Los asientos de las culatas de aleación ligera son siempre postizos.

Instructor



Características.- La característica principal de los asientos, sean fijos o postizos, es que deben ser: a) Paralelos a la cabeza de la válvula

Figura Nº 54 Asiento paralelo a la cabeza. b) Concéntricos, con respecto a la guía

Figura Nº 55 Asiento concéntrico. Ventajas.- Los asientos postizos tienen las ventajas siguientes: - Permiten el ejemplo de metas al de la culata, tiene mejores características para soportar las condiciones de trabajo. - Se pueden cambiar los asientos dañados para reutilizar la culata. Mantenimiento.- Cada vez que se desmonten las válvulas, los asientos se deben limpiar, pulir o rectificar su estado. Guías de válvulas TIPOS.- Hay dos tipos de guías: a) La fija, b) La postiza.

Figura Nº 56 Guías postizas. Construcción.- Generalmente se construyen de hierro fundido. En algunos casos, la superficie interior está cubierta con grafito para mejorar las condiciones de lubricación. La guía fija es mecanizada en la culata. Ventajas.- Las guías postizas se pueden cambiar cuando están dañadas. Accesorios.- Para evitar la entrada de aceite en los cilindros, se usan retenes que se colocan a presión sobre el extremo de las guías o en el vástago de las válvulas.

Figura Nº 57 Reten de válvula. Mantenimiento.- Las guías fijas se pueden rectificar cuando están desgastadas, para adaptarles válvulas con vástago sobre medida. Este procedimiento no es recomendable en las guías postizas. Resortes de válvulas Tipos.- El tipo usado normalmente en los motores es el resorte helicoidal. Existen: a) Resortes cilíndricos o rectos y b) Resortes cónicos

Figura Nº 58 Resorte cilíndrico, cónico.

Instructor



Construcción.- Se fabrican normalmente con alambre de acero estriado, hierro puro sueco o aleaciones especiales. Características. - Los resortes se caracterizar por la forma de sus espiras. En algunos están uniformemente espaciadas; en otros, hay un número de espiras unidad en ambos extremos. Uso y condiciones de uso.- Antes de instalarlos, se debe comprobar que los resortes tengan la altura y la tensión especificadas por el fabricante.

Los resortes cilíndricos deben estar rectos. Conservación.- Para proteger los resortes, algunos fabricantes los recubren con pintura a prueba de ácidos o les dan otro tipo de protección para evitar corrosión y disminuir las posibilidades de rotura. Cuando los resortes presentan signos de corrosión se deben cambiar debido a que pueden romperse con facilidad.

BUZOS, VARILLAS Y BALANCINES

Son elementos que transmiten el movimiento del árbol de levas hasta las válvulas para que estas realicen su cierre y su apertura durante los ciclos de trabajo correspondiente. Buzos

Constitución.- Constan de un cuerpo de forma cilíndrica, que en ayunos casos dispone de huecos con lados abiertos, que tienen por finalidad reducir el peso de la pieza.

Tipos.- Generalmente, los motores Diesel usan dos tipos de buzos: a) El cilíndrico, y b) El de cabeza

Figura Nº 59 Tipos de buzos o levantadores. Actualmente, los buzos hidráulicos son de poso uso en los motores Diesel. Construcción,- Se fabrican de acero-cromo-níquel. La parte de contacto con la leva se endurece parra resistir la presión y la fricción. Características.- Para facilitar su rotación, en algunos casos, el buzo se encuentra descentrado con respecto a la leva. Otros tipos tiene la superficie de contacto ovalada para lograr la misma finalidad.

Figura Nº 60 Centrado del buzo.

Uso y condiciones de uso.- La superficie de contacto con la leva debe estar plana y pulida. El cuerpo y la superficie de contacto con la varilla no deben tener rayaduras o desgastes. Mantenimiento.- Después de un número considerado de horas de trabajo en el motor, los buzos deben ser desmontados para reacondicionar la superficie de contacto con la leva, trabajo que se ejecuta con la rectificadora de válvulas. O b s e rv a c i o n e s: 1. Algunos fabricantes no recomiendan la rectificación de la superficie de contacto, debido a que se pierde la dureza. 2. Los motores que tienen el árbol de levas en la culata usan buzos especiales; otros motores de este tipo utilizan un mecanismo que no requiere buzos. Varillas.- Son piezas rectas construidas de acero. Los extremos son terminados de forma que puedan adaptarse a las superficies de apoyo de los buzos y los balancines. La forma más común es la mostrada en la figura

Instructor



adjunta, donde un extremo termina en forma de semiesfera, y el otro en una especie de copilla. Las dimensiones de las varillas varían de acuerdo con las características de cada motor. Y su función es la de transmitir e! movimiento de los buzos a los balancines. Es requisito indispensable para su utilización que sean rectas.

Figura Nº 61 Varilla semiesférica, y de copilla. Observación. - Los motores que tienen el árbol de levas en la culata no usan varillas de empuje. Balancines Construcción.- Se fabrica de diversos materiales, por proceso de estampado, fundición y forja. Normalmente están alojados en lo que se denomina árbol de balancines. Constitución.- Consta de: 1. Balancín. 2. Bocina de balancín. 3. Resorte de separación. 4. Tornillo y tuerca de regulación de válvulas. 5. Eje de balancines, 6. Soporte. 7. Tornillo de fijación. 8. Tapón. 9. Resorte de retén. 10. Retén de seguridad.

Figura Nº 62 Eje de balancines.

Tipos." Hay dos tipos generales de balancines. a) Contacto fijo. Cuyo contacto con el talón de la válvula causa frotamiento.

Figura Nº 63 Balancín de contacto fijo. b) Contacto con rodillo, este contacto se produce por medio de un rodillo, motivo por el cual es más empleado en los motores Diesel.

Figura Nº 64 Balancín de rodillo. El balancín de rodillo tiene menos desgaste, debido a la rotación del rodillo; lo que permite repetir el área de contacto y evitar que la fricción y la presión se produzca continuamente en un mismo sitio. Uso y condiciones de uso.- Las superficies de contacto de todo balancín, debe permanecer en buen estado, así como también la bocina o el alojamiento para el eje. Mantenimiento.- Después de un número considerable de horas de trabajo en el motor, deben ser desmontados para reacondicionar la superficie de contacto con la válvula, utilizando para este trabajo la rectificadora de válvulas o reemplazando el rodillo.

Figura Nº 65 Mantenimiento del balancín. Observación.- Algunos fabricantes no recomiendan la rectificación de la superficie de contacto, debido a que se pierde la dureza. En la práctica se utilizan hasta reemplazarlos por otras. Función." La función de los balancines es la abrir las válvulas. Algunos motores disponen de un balancín para accionar el inyector. El eje del conjunto de balancines, bien pulido, generalmente es hueco, con orificios para la lubricación

Instructor



y para los tornillos de fijación de los soportes. Por el eje de balancines circula el aceite que lubrica los balancines y los vástagos de las válvulas. El largo del eje depende del tipo de motor. Los tornillos de fijación, en algunos casos tienen rosca

en la cabeza, y sirve para alojar el tornillo de la tapa de balancines. También es común que algunos de estos tornillos sean huecos, para permitir la entrada del aceite lubricante desde los conductos de lubricación del bloque al eje de balancines.

EMPAQUETADURAS

Tienen por objeto efectuar un cierre hermético entre dos piezas metálicas para impedir el escape de gases o líquidos.

Figura Nº 66 Empaquetaduras. Materiales.- En los mecanismos del motor hay empaquetaduras que están sometidas a diversas presiones y condiciones de trabajo, por lo cual su

material constituido y su forma varían de acuerdo a su aplicación.

Figura Nº 67 Usos de empaquetaduras.

Las empaquetaduras pueden ser: - Papel. - Corcho. - Tela de asbesto comprimido. - Material sintético. - Amianto. Aplicaciones

Instructor



MATERIAL SIRVE PRINCIPALMENTE PARA USADO EN Papel Líquidos a baja presión Bombas de agua y aceite

Corcho Líquidos a baja presión Carter, tapa de válvulas Tela de asbesto Todos los servicios y alta temperatura Múltiple de admisión y escape. Culata.

Metal Altas presiones y temperaturas Culata material sintético Líquidos, bajas temperaturas y presiones Bomba de combustible, reten posterior del eje

cigüeñal Amianto Altas temperaturas Múltiples y salidas de escape. Culata

Condiciones de uso.- Las empaquetaduras deben tener la misma forma de las superficies a sellar y utilizarse de acuerdo a las especificaciones del fabricante. Las superficies de contacto del bloque y de la culata deben ser perfectamente planas. Al montaje, se debe untar al empaque de aceite motor, o aceite de lino, a fin de permitir el deslizamiento de este al apretar los pernos de la culata, y durante las variaciones de temperaturas del motor. Cuando se desmonta una empaquetadura no es recomendable volver a utilizarla, dado que su espesor disminuye por efecto de presión a que ha sido sometida.

Figura Nº 68 Condición de uso. Precaución: AI ajustar el cambio de empaquetaduras, es muy importante verificar las superficies de las piezas metálicas a sedar y utilizar un pegamento adecuado, para obtener unión a prueba de fugas!

ELEMENTOS MÓVILES DEL MOTOR

Son los elementos del motor que tienen la misión de transmitir la fuerza de movimiento durante el tiempo de expansión o trabajo al sistema de transmisión. Componentes:

Figura Nº 69 Conjunto móvil.

Instructor



PISTÓN El pistón es la pieza móvil del motor, sobre la que ejercen presión los gases de la combustión, que lo impulsan durante el tiempo de expansión que constituye et tiempo útil del ciclo de trabajo. Constitución." Está constituido por las siguientes partes: 1. Cabeza 2. Zona de anido 3. Alojamiento del pín 4. Falda

Figura Nº 70 Pistón. 1. Cabeza. Es al parte del pistón que recibe el impulso de los gases. 2. Zonas de anillo. Es la sección del pistón donde están mecanizadas las ranuras en las que se instalan los anillos. 3. Alojamiento. Es la perforación que atraviesa el pistón y aloja el pin de conexión a la biela. 4. Falda. Es la parte del pistón que forma la superficie de deslizamiento y sirve como guía del pistón dentro del cilindro. Construcción.- El pistón puede ser construido de aleación de aluminio o de hierro fundido. Generalmente, los pistones de aluminio son usados en los motores rápidos con régimen de alto número de revoluciones; los de hierro fundido, en motores lentos con régimen de bajo número de revoluciones. Durante su funcionamiento, el pistón es sometido a tensiones mecánicas y térmicas que tienden a modificar su forma, tanto en su longitud cono en su diámetro. Para atenuar estas deformaciones, es necesario que durante su

fabricación se le rectifique, quitándole material convenientemente según su diseño, de manera tal que los efectos del calor y la presión no lo dañen, y que durante el funcionamiento a temperaturas normales de trabajo mantenga una forma cilíndrica. Cuando el pistón está frío representará una forma compleja. Actualmente, es común la aplicación de una protección en la falda, para facilitar el deslizamiento y evitar que el pistón se agarrote por falta de aceite, cuando a baja temperatura sufre una sobrecarga momentánea.

Figura Nº 71 Características de anillos. Los pistones usados en motores con cilindradas razonablemente grandes y con régimen de baja velocidad, utilizan porta anillos de hierro fundido, que corresponde a las primeras ranuras de fijación de los anillos de compresión. La finalidad de este porta anillos es disminuir el desgaste de la ranura, que se produce por el movimiento alternativo y el cambio de posición del pistón, al pasar por los puntos muertos superior e inferior. En casos especiales, se usa un sistema de refrigeración instalado en la parte alta de la cabeza del pistón, para que la temperatura no sobrepase los valores determinados. Características.- Los pistones se pueden caracterizar de acuerdo a: a) el perfil de la cabeza. b) la colocación de las ranuras, y c) la posición del pasador

Figura Nº 72 Características de los pistones. La cabeza del pistón se construye en forma especial, de acuerdo con el tipo del motor. Así tienen influencia,

mayormente, la disposición de tas válvulas en la culata, y la forma como se efectúa la combustión. Por ejemplo, en el

Instructor



primer caso, cuando las válvulas sobresalen de la superficie de la culata, el pistón debe tener unos rebajes para que las cabezas de válvulas no choquen contra el pistón. En el segundo caso, tiene mucho que ver el tipo de inyección de combustible que se utilice. En algunos motores, el pistón tiene formas especiales que ayudan a la turbulencia del aire.

Figura Nº 73 Pistones especiales. En los motores de inyección directa, es necesario que el pistón posea espacio suficiente en la cabeza, para que los chorros de combustible se distribuyan uniformemente sobre la cabeza del pistón, predominando en este caso el perfil curvo. Las ranuras son mecanizadas para alojar los anillos de compresión y aceite, y su localización presenta dos alternativas; la primera, consiste en que todas las ranuras están por encima del pin del émbolo; en la segunda, una parte está por encima del pasador y otra por debajo.

Figura Nº 74 Ranuras mecanizadas. Las ranuras que corresponden a los anillos de lubricación, contiene orificios que permiten el retorno al cárter del aceite recogido por los anillos. El alojamiento del pasador del pistón tiene tres alineamientos: uno en relación con la altura, otro con relación al eje de simetría del pistón, y el tercero, en relación con la biela. El primer alineamiento tiene la finalidad de eliminar el efecto basculante cuando el pistón alcanza el PMS. El segundo caso se refiere a la relación de alineamiento que debe existir entre los ejes de simetría del pistón y de la biela, con respecto a la posición del eje cigüeñal. Los motores actuales están siendo proyectados con variación entre los ejes de simetría. Con el propósito de facilitar la rotación del motor y eliminar algunos ruidos durante su funcionamiento. En el tercer caso, el alojamiento deberá estar hecho de manera que el pin una vez que esté colocado en el pistón, se mantenga paralelamente al orificio del pie de biela. Ventajas y Desventajas.- Los pistones de aleación de

aluminio presentan como condiciones ventajosas, bajo peso específico, gran disipación de calor y relativamente, gran resistencia; pero tienen gran coeficiente de dilatación como factor negativo. Para disminuir este factor se usan aleaciones con otros materiales. Los pistones de hierro fundido tienen gran peso específico y bajo coeficiente de dilatación. Que son factores ventajosos en un motor lento, pero deben tener un sistema de refrigeración efectivo para disminuir el calor. Uso y condiciones de uso.- Cada vez que se instale un pistón, es importante tomar las medidas de acuerdo con las especificaciones del fabricante, verificar las tolerancias en relación con el cilindro y controlar su peso. Precaución.- Cuando se instala el pin del pistón el proceso el proceso debe ejecutarse con el extractor de pines para evitar que se deforme el alojamiento en el pistón o se altere la forma del pin en sus extremos.

PIN DEL PISTÓN Es una pieza de acero que sirve para lograr la unión articulada entre el pistón y la biela.

Figura Nº 75 Pín de pistón. Construcción.- El pasador está hecho de acero, tratado térmicamente, de tal forma que solamente la superficie es endurecida con un proceso de cementación, permaneciendo su interior con otras características para lograr un determinado grado de flexibilidad. Puede ser enterizo o hueco. Tipos de fijación.- Existen tres alternativas de conexión entre el pistón y el pie de biela. a) Flotante: Ubre, tanto en la biela corno el pistón, es el que generalmente se usa en los motores Diesel. En este tipo de fijación se usan seguros o anillo de traba, para evitar que el pasador roce con las paredes de la camisa o cilindro.

Figura Nº 76 Pin flotante.

Instructor



b) Fijo en el pie de biela, libre en el pistón: El pín de biela queda enclavado al píe de biela, mediante un tomillo que, al apretar la abrazadera formada por el pie de biela, se encaja en la escotadura del bulón. Quedando este prisionero de la biela, pero girando libremente en los apoyos del embolo.

Figura Nº 78 Pin fijo.

c) Fijo en el alojamiento del pistón, libre en el pie de biela; El pín queda enclavado en el alojamiento del pistón por medio de un espárrago ó tornillo cuya cabeza se sujeta, a su vez, con un pasador para que no pueda caerse.

Figura Nº 79 Pin semiflotante. Condiciones de montaje.- La facilidad o dificultad con que el pasador pueda entrar en su alojamiento dependiendo del tipo de ajuste. Teniendo en cuenta el tipo de fijación, será necesario calentar el pistón o enfriar el pasador para efectuar el montaje. En la mayoría de los motores Diesel, los pasadores son introducidos con facilidad a la temperatura ambiente. Tornando en consideración la carga transmitida entre el pistón y la biela, los valores de fricción entre el pasador y el buje podrían ser muy altos. Para reducir al mínimo posible la fricción, es necesario asegurar una buena fuente de lubricación, la cual puede ser de tres formas: a) Mediante una perforación que atraviesa la biela desde la cabeza hasta el pie. b) Mediante orificios abiertos en la cabeza de la biela y orientados de tal manera que el aceite llegue hasta el pin y su bocina. c) Produciendo una nube de aceite proveniente de la evaporación del mismo. En el primero y segundo casos se

aprovecha la presión del sistema de lubricación Precaución.- De acuerdo con el tipo de conexión, se debe preparar convenientemente el pin o el pistón. Cuando se calientan los pistones, no se deben sobrepasar las temperaturas especificadas por el fabricante.

ANILLOS Son elementos que forman parte del conjunto móvil. Van instalados en las ranuras del pistón. Construcción.- Se fabrican de hierro fundido de alta calidad. Su forma corresponde a una curva para tener una tensión natural, que puede ser reforzada con resortes que se colocan debajo de los anillos. Regularmente, el primer anillo de compresión lleva una protección de cromo duro en la cara de contacto.

Figura Nº 80 Anillos. Tipos.- Los anillos de acuerdo con su finalidad, son: a) de compresión, y b) de lubricación. Los anillos de compresión tienen la función de mantener la estanqueidad entre la cámara de combustión y el cárter. Además disipan gran parte del calor producido en la cabeza del pistón, transfiriéndolo a las paredes refrigeradas de los cilindros. Para desempeñar estas funciones, los anillos de compresión tienen comúnmente la sección cuadrada o trapezoidal. En algunos casos tiene formas especiales (la figura, muestra los tipos más comunes).

Figura Nº 81 Anillos de compresión.

Instructor



El primer anillo de compresión está sometido a grandes presiones y altas temperaturas, por lo tanto está expuesto a mayor desgaste, siendo necesario protegerlo con una película de cromo para aumentar su resistencia. Algunas veces este anillo lleva un perfil especial. Los anillos de lubricación tienen la función de controlar la formación de una película lubricante en la falda del pistón, para facilitar el deslizamiento del pistón dentro del cilindro. Existen anillos con diferentes perfiles, tai corno muestra la figura. También permiten el retorno del aceite hacia el cárter, a través de los orificios del fondo de las ranuras del pistón.

Figura Nº 82 Anillos de lubricación. Actualmente, en lugar de un anillo de una sola pieza (enterizo) se utiliza un conjunto de láminas de acero, cromadas y con resorte separador y expansor entre las láminas. Figura Nº 83 Anillos lubricadores con resorte separador. Características.- Las principales son: - Diámetro exterior, fabricado para adaptarse perfectamente al diámetro del cilindro. - Espesura radial, que permite la distribución uniforme de la presión contra las paredes del cilindro. - Juego entre puntas, que compensa el alargamiento producido por la dilatación sin que el anillo pierda su flexibilidad. - Forma de la sección, predominando los perfiles cuadrados o trapezoidales y que durante su asentamiento reducen al mínimo las fugas de compresión.

Uso y condiciones de uso." Para el montaje de los anillos deben ser observados los siguientes aspectos: - Juego lateral en las ranuras. - Juego entre puntas. - Distribución de las aberturas en el pistón (observando el principio de laberinto).

Figura Nº 84 Montaje de anillos. Precaución.- Se deben tomar precauciones para no romper o deformar los anillos durante el montaje en el pistón y dentro del cilindro, usando herramientas especiales para su instalación.

Figura Nº 85 Precaución de montaje.

BIELAS La biela es el elemento del motor que se encarga de convertir el movimiento rectilíneo alternativo del pistón en movimiento circular continuo del cigüeñal. Constitución.- la biela esta constituida por: 1. Cabeza 2. Cuerpo 3. Pie

Figura Nº 86 Biela.

Instructor



1. Cabeza. Se fija al muñón del cigüeñal. Está dividida en dos partes: la cabeza propiamente dicha y la tapa de fijación. 2 Cuerpo. Es la parte media de la biela. 3. Pie. Es la parte que conecta el pistón, por intermedio del pasador. Tipos.- Las bielas se pueden clasificar por las siguientes características: a) Por la forma del cuerpo: - Sección en doble "T" - Sección "tubular"

Figura Nº 87 Bielas por la forma del cuerpo. b) Por la forma como va unida al pistón: - Directa. Es utilizada en la mayor parte de motores diesel medianos y pequeños.

Figura Nº 88 Biela con unión directa.

- En dos partes separadas. Este uso generalizado en los grandes motores diesel. En este caso se instalan suplementos que permiten regular la altura de pistón con relación al espacio muerto.

Figura Nº 89 Bielas seccionadas.

c) Por el tipo de unión en la cabeza de la biela: - Recto - Oblicuo - Articulado

Figura Nº 90 Bielas por la unión de la cabeza. Características.- La longitud del cuerpo, al radio de la cabeza y al del pin del pie, determinan el entre eje, que constituye una características del motor. Un motor con carrera larga tendrá las bielas con un gran entre eje; en cambio, los motores cuadrados o súper cuadrados tendrán bielas con entre ejes cortos. Otra característica la constituye el hecho de que los ejes de la cabeza y el pie son paralelos. Construcción.- Las bielas se construyen de acero especial y pueden recibir tratamientos especiales. En entre eje se realiza con gran precisión. El asiento para los cojinetes en la cabeza y el pie se mecanizan con cuidado, para obtener un ajuste de interferencia preciso en el pie y un margen de presión adecuado en la cabeza. Igualmente, el mecanizado de la bocina del pie de biela se hace con precisión, para lograr un montaje suave del pin. Las tolerancias de peso entre las bielas de un mismo motor, varían según los fabricantes.

Figura Nº 91 Mecanizado del asiento de cojinete. En algunos casos, en el montaje del estampado, se dejan unos resultados en el pie y la cabeza, que o pueden rebajarse cuidadosamente para igualar el peso, sin perjudicar el equilibrio.

Figura Nº 92 Lubricación del pin.

Instructor



Para facilitar la lubricación del pin y su bocina se usan dos formas: la primera consiste en perforar la biela desde la cabeza hasta el pie; la segunda, en perforar por un lado de la cabeza, de manera que el orificio quede orientado hacia el sitio que se desea lubricar. Cuando la cabeza de la biela se construye con la unión oblicua, da origen a un efecto de cizallamiento que perjudica la duración de los cojinetes de biela. Para evitar este inconveniente, hay que prever una sólida unión de la tapa con la cabeza, por medio de guías, estrías y encastres. La tapa de la biela va unida por medio de tomillos o espárragos de acero especial con tuercas, fijadas por seguros de distintos tipos.

Figura Nº 93 Efectos de cizallamiento de las bielas. Ventajas.- La unión oblicua de la cabeza de la biela se adopta como solución para reducir el tamaño de la cabeza y permitir su paso por el interior de la camisa, logrando, de esa manera el desmontaje por la parte superior del motor.

Uso y condiciones de uso." Cada vez que el mecánico desarme un motor, deberá cerciorarse de las condiciones en que encuentran la biela, teniendo cuidado de comprobar el paralelismo y el desgaste de los cojinetes. Si se comprueba que un cojinete ha girado en su asiento, rayándolo o deformándolo, será necesario reemplazar la biela o rectificado en un taller especializado.

Figura Nº 94 Condiciones de uso de las bielas. Cuando se instalen bielas nuevas o rectificadas, será necesario comprobar el peso de las mismas, que no deberá exceder el límite indicado por el fabricante. Cuando se rima la bocina del pie, se deberá tener sumo

cuidado para que su diámetro quede dentro de las tolerancias recomendadas por el fabricante. Precaución.- Para hacer rectificaciones en las bielas se requiere de equipos especiales y experiencias en el trabajo.

CONSTITUCIÓN, CARACTERÍSTICAS Y MATERIALES DE CILINDROS Y CAMISAS DEL MOTOR DIESEL

CAMISAS DE MOTORES Son piezas en forma de tubo de poco espesor. En su interior, cilíndrico y liso, se desliza el pistón. Construcción.- Las camisas pueden construirse con materiales diferentes a los del bloque, utilizando en su fabricación hierro fundido, acero, tubo estirado y cromado, y aleaciones especiales. En algunos casos, para facilitar el montaje del pistón con los anillos, la parte alta de las camisas se tornea cónica en una pequeña sección. Así, durante el montaje los anillos van cerrándose por esta conicidad y no requiere herramientas especiales para el montaje. Tipos." Hay dos tipos de camisas: la húmeda y la seca. Ambas se usan en motores de cuatro tiempos y dos tiempos. Características.- La característica principal de la camisa húmeda reside en que, entre el bloque de cilindros y la superficie externa de la camisa, queda un espacio por donde

circula el agua que refrigera la camisa. Para lograr la estanqueidad, se instalan aros de goma o cordones sellantes, de modo que quedan apretados entre la camisa y el bloque, evitando de esta manera las fugas de agua. La parte alta no precisa de empaques o sellos, debido a que el asiento se efectúa entre dos superficies mecanizadas y firmemente apretadas por el efecto que ejerce la culata sobre la pestaña de la camisa; no obstante, cuando se utilizan tainas o suplementos de ajuste, éstos actúan como sellos.

Instructor



Figura Nº 95 Camisa húmeda. La camisa seca se caracteriza porque no esta en contacto con el agua de refrigeración y tiene menor espesor que la húmeda. Algunos tipos no presentan pestaña.

Figura Nº 96 Camisa seca. Las camisas de los motores de dos tiempos, tanto húmedas como secas, llevan orificios alrededor, que sirve para efectuar et barrido y el escape, se da el caso de algunas camisas que solo llevan lumbreras u orificios de admisión, debido a que disponen de válvulas de escape en la culata.

Figura Nº 97 Camisa de motor de dos tiempos.

Figura Nº 98 Motor de dos tiempos. Montaje.- Regularmente, las camisas húmedas y algunas camisas secas del tipo flotante, se montan y desmontan con cierta facilidad, utilizando herramientas especiales de extracción y montaje. Para el proceso de desmontaje y montaje de las camisas secas que entran a presión, se requiere prensas hidráulicas o herramientas especiales. El proceso de instalación de estas camisas es más delicado y se deben tomar determinadas precauciones para evitar su deformación.

Figura Nº 99 Herramienta de desmontaje de camisas. Algunos fabricantes que usan un montaje muy ajustado, prevén un exceso de 0,5 mm en el diámetro interior de las camisas, con la finalidad de rectificarlas una vez que estén montadas, y después de comprobar que la altura entre la pestaña y la superficie del bloque es correcta. Ventajas y desventajas: Camisa Húmeda Ventajas: - Debido a su contacto directo con el agua de refrigeración, la camisa húmeda tiene una buena disipación del calor. - Se puede cambiar, devolviendo la medida de origen al cilindro, alterar las características generales del motor. - Para el mismo bloque, se pueden instalar diversos juegos de camisas, a fin de aumentar o disminuir el diámetro interior y obtener cilindradas distintas.

Instructor



Desventajas: - La pestaña de la parte superior requiere un mecanizado bastante delicado. - Ciertos motores (poco corrientes) tienen un apoyo en la parte baja de la camisa para facilitar la instalación de los sellos, que en caso de dilatación, pueden causar la deformación de la camisa. - Para evitar los riesgos de corrosión, las paredes exteriores de la camisa deben ser sometidas a tratamientos especiales. Camisa seca Ventajas: - Permite mayores diámetros de cilindros y válvulas en la cabeza de mayor diámetro. - No presenta problemas de estanqueidad; por tanto no lleva sellos. - Se puede adaptar a bloques con cilindros integrales para lograr el diámetro de origen de loa cilindros. - No tienen peligro de corrosión externa. Desventajas: - El montaje de la camisa seca a presión requiere un procedimiento más cuidadoso y, en algunos casos, un rectificado posterior. - El mecanizado exterior debe hacerse con tolerancias muy estrictas, con la finalidad de lograr un contacto perfecto con el bloque, evitar puntos de concentración térmica, y la ascensión por capilaridad del aceite del cárter entre el bloque y la camisa. Uso y condiciones de uso.- Al instalar una camisa, el mecánico debe tomar en cuenta los aspectos siguientes: - El diámetro interno debe estar dentro de las tolerancias indicadas por el fabricante. - La referencia de altura, entre la camisa y la superficie del

bloque, debe guardar la relación indicada por el fabricante, con la finalidad de que al colocar la culata en el cilindro quede asentada sobre la camisa, asegurándola firmemente. Hay que evitar que pueda moverse de su posición, sobre todo en camisas flotantes. - La superficie interior de la camisa no debe presentar ralladuras o recalentamiento. - Durante el proceso de montaje se debe cuidar que estén bien alineadas y que los sellos de las camisas húmedas no se dañen.

Figura Nº 100 Referencia de altura de la camisa.

CONSTITUCIÓN, CARACTERÍSTICAS Y MATERIALES DEL CIGÜEÑAL Y EJE DE LEVAS DEL MOTOR DIESEL CIGÜEÑAL Es la pieza móvil del motor que, recibiendo el impulso del conjunto pistón-biela, describe un movimiento circular continuo. Constitución." Está formado por las siguientes partes principales.

Figura Nº 101 Cigüeñal. 1. Muñones de los cojinetes principales. 2. Muñones de las bielas. 3. Codos o brazos. 4. Caras del brazo. 5. Contrapesos. 6. Brida.

1. Muñones de los cojinetes principales. Son secciones torneras u pulimentadas que encajan en la bancada del bloque. 2. Muñones de las bielas. También son secciones torneadas y pulimentadas donde se conectan las bielas. 3. Codos o brazos. Son las secciones situadas entre los muñones de las bielas y de los cojinetes principales. 4. Cara del brazo. Son los lados de los brazos que están en contacto con los cojinetes. 5. Contrapesos. Son masas de material, postizas o fundidas, que tiene por objeto lograr el equilibrio del cigüeñal. 6. Brida. Es una sección de forma circular en el extremo del cigüeñal. Sirve para fijar la volante y como superficie de deslizamiento para el retén del aceite. Tipos.- El cigüeñal se puede clasificar atendiendo a los siguientes aspectos: a) Por el número de cilindros, a partir de uno, estableciéndose cantidades mayores de acuerdo a los diseños y alineamiento técnicos, según tos fabricantes. b) Por el tipo de construcción, que pueden ser: - Enterizo, destinados generalmente a motores pequeños y medianos, o - Construidos en secciones, desatinados a motores grandes. Cada sección esta diseñada par un determinado número de

Instructor



cilindros y terminan en un plato de acople fijado por tornillo. La unión de las secciones forma el cigüeñal. Construcción.- se fabrica de acero forjado de gran resistencia. En su composición puede entrar el níquel, el cromo, el molibdeno, el magnesio y el silicio. Los muñones se tratan térmicamente para darles mayor dureza. Cuando su tamaño lo permite, el cigüeñal viene perforado por su interior para facilitar la lubricación en los muñones.

Figura Nº 102 Conductos de lubricación del cigüeñal. Características." El cigüeñal debe reunir serie de condiciones para que pueda trabajar satisfactoriamente. Algunas de las más importantes son: - El número de cilindros de motor con su origen de trabajo, permite que los esfuerzos ejercidos quedan repartidos de manera uniforme en su longitud. Los esfuerzos durante el funcionamiento, no actúan al mismo tiempo, lográndose el equilibrio para que a grandes velocidades no se produzcan vibraciones que perjudiquen el motor. Para eliminar este inconveniente los muñones de bielas van repartidos unos con otros, en determinado ángulo, para que la suma de estos ángulos equivalgan a 360° en un motor de dos tiempos y a 720° en uno de cuatro tiempos.

Figura Nº 103 Áreas criticas del cigüeñal. De esta forma, solo hay un muñón recibiendo la carga del pistón en el periodo de fuerza, mientras que los restantes estarán en admisión, comprensión o escape. Además, el orden de trabajo no es correlativo a la posición de los cilindros, sino que es distribuido para repartir los esfuerzos. - Cuanto mayor sea el número de cilindros, más - El cigüeñal debe estar equilibrado, lo que se logra teniendo cuidado de que su construcción será más correcta, empleando materiales adecuados para que el peso de todas las piezas que lo forman sea repartido uniformemente y usando los contrapesos. - La fortaleza de se construcción.

Uso y condiciones de uso.- cada vez que el mecánico desmonta un cigüeñal, se deben comprobar los aspectos siguientes: - Los muñones deben estar exentos de rayaduras, grietas, recalentamiento o deformaciones y dentro de los límites de desgastes indicados por el fabricante.

Figura Nº 104 Formas de desgaste del cigüeñal.

Figura Nº 105 Concentricidad del cigüeñal. - Verificar las líneas de eje para comprobar que no está torcido. - Verificar que los conductos de lubricación estén libres. Precauciones - Cuando el cigüeñal no esta instalado, se debe mantenerlo en posición vertical. Si es necesario mantenerlo en la posición horizontal. Se debe prever un embalaje que lo soporte en los muñones de los cojinetes principales. - Durante su instalación, se deben seguir las normas de montaje, así como torsión de ajuste recomendada por el fabricante.

Instructor



EJE DE LEVAS Es un eje con una serie de resaltos denominados levas. Está conectado al cigüeñal por medio de engranajes (mando

directo) o por cadena (mando indirecto) como se muestra en la figura.

Figura Nº 106 Tipos de sistema de distribución. Constitución." Consta de las siguientes partes:

Figura Nº 107 Eje de levas. Levas.- Son los resaltos que accionan el mecanismo de las válvulas, bombas de inyección individuales, unidades inyectoras, inyectores mecánicos y válvulas de aire para el arranque del motor.

Figura Nº 108 Levas. Apoyos.- Son superficies circulares mecanizadas que sirven de soporte al árbol de levas. Se alojan en cojinetes. Los cojinetes, al igual que los apoyos, son de mayor dimensión que las levas, para que el eje pueda desmontarse fácilmente. Engranaje auxiliar- Es un engranaje que, en algunos motores, acciona la bomba de combustible o lubricante. Alojamiento del engranaje de distribución." Es la parte donde

se conecta el engranaje que acciona el árbol de levas. Se solidariza al engranaje por medio de chavetas o cuñas. El engranaje puede fijarse con tuercas o tornillos bloqueados con seguros. En el montaje del árbol de levas, se usan placas de encastre que limitan el juego longitudinal y evitan que el eje salga de su alojamiento. Clasificación.- Puede clasificarse según los aspectos siguientes: Por el ciclo de funcionamiento del motor a) Para motores de cuatro tiempos. b) Para motores de dos tiempos. Por la estructura del eje a) Árbol de levas enterizo, que usa un solo eje para todo el motor. b) Árbol de levas seccionado, que se usa en grandes motores. Son ejes cortos que se instalan por secciones en el motor. Cada sección comando un cilindro o un grupo de ellos. Construcción.- Se fabrica de acero de una sola pieza, o también con levas postizas, que van fijadas al eje por medio de tornillos.

Instructor



Figura Nº 109 Levas postizas. Ubicación.- El árbol de levas puede estar alojado en el bloque del motor o en la culata. En los motores "en V", está instalado en el vértice de la V.

Figura Nº 110 Accionamiento del eje de levas. Características de funcionamiento." En los motores de cuatro tiempos Policilindricos, el árbol de levas gira a la mitad de la rotación del cigüeñal. En algunos motores Monocilíndricos, la rotación del árbol del árbol de levas es la cuarta parte de la del cigüeñal. Por eso, el árbol de levas se construye con dobles levas, diametralmente opuestas, y se

usa cuando la manivela de arranque se acopla al árbol de levas. Se logra así, que el cigüeñal gire más de prisa durante el arranque, para facilitar el funcionamiento del motor. En los motores de dos tiempos, el árbol de levas gira a la misma velocidad del cigüeñal. Algunos motores, usan dos ejes de levas, uno para las válvulas y otro para el sistema de inyección y bombas auxiliares. Ventajas y desventajas.- El árbol de levas en la culata presenta algunas ventajas: reducción del peso en el mecanismo de las válvulas, con aumento de las revoluciones por minuto (rpm) del cigüeñal, eliminación del uso de los buzos, varillas y, en algunos casos, no se utilizan balancines. Uso y condiciones de uso.- Cada vez que se desarma un motor, se debe comprobar que el árbol de levas esté alineado y no presente rayaduras o quemaduras. Los apoyos y levas deben estar dentro de los límites de desgaste, indicados por el fabricante.

Figura Nº 111 Alzada de la leva.

COMPENSADORES ARMÓNICOS (AMORTIGUADOR DE VIBRACIONES) Es una pieza instalada en la parte delantera del cigüeñal, formando parte de la polea. Tiene como finalidad reducir la influencia de las vibraciones torsionales, que se presentan como consecuencia de los impulsos de las combustiones. Mientras más largo sea el cigüeñal, mayor será el punto crítico de vibraciones.

Figura Nº 112 Amortiguador de vibraciones.

Por la necesidad de motores de alta potencia, se construyeron los motores radiales, y "en V", con el objeto de volverlos lo más compactos posibles, y con el cigüeñal relativamente corto. Debido a esto, los amortiguadores de vibraciones se utilizan principalmente en los motores en línea. Clasificación." Por su construcción, se clasifican en: - Mecánicos, - Elásticos, e - Hidromecánicos. Constitución a) El amortiguador mecánico está compuesta por dos discos de metal, separados por un cierto número de resortes y destinados a provocar el arrastre del conjunto por fricción.

Instructor



Figura Nº 113 Amortiguador mecánico. b) El amortiguador elástico consta de un disco de caucho vulcanizado, entre dos piezas de metal, estando uno acoplado al cigüeñal y el otro, solamente unido al caucho.

Figura Nº 114 Amortiguador elástico. Este amortiguador es uno de los más simples, pues una ligera fuerza torsional es absorbida por el caucho. c) El amortiguador hidromecánico está constituido por una carcaza de metal, herméticamente cerrada, que contiene un anillo de acero de sección rectangular. Es espado comprendido entre la carcaza y el anillo está Heno de un liquido con alto índice de viscosidad, que no permite modificaciones con los más diversos cambios de temperatura.

Figura Nº 115 Amortiguador hidromecánico. Funcionamiento.- Amortiguador Mecánico. Cuando el cigüeñal gira a una

velocidad uniforme y regular, no hay deslizamiento entre las piezas, separadas por el anillo de caucho a los resortes. Cuando aparecen las vibraciones torsionales en el extremo del cigüeñal, el disco tiende a oscilar en sentido contrario sobre el eje, pero por su inercia, no acompaña al cigüeñal; entonces, se presenta un movimiento relativo entre las dos piezas del amortiguador, que provoca una fricción entre ellas, amortigua las oscilaciones, haciendo que disminuya su intensidad e. incluso, que desaparezca las vibraciones. Amortiguador Hidromecánico. La carcaza está montada directamente en el cigüeñal, al que acompaña en todos sus movimientos. El anillo de acero que está suelto dentro de la carcaza, gira a la misma velocidad, como producto de la inercia. Al parecer, las vibraciones torcionales en el cigüeñal crean una diferencia de velocidad entre el anillo y la carcaza La resistencia ofrecida por el líquido sirve para igualar las velocidades. Como la carcaza está unida al cigüeñal, esta igualdad amortigua las vibraciones, evitando la rotura o torcedura del cigüeñal y el desequilibrio del funcionamiento del motor. Observación." Los amortiguadores hidromecánicos exigen un máximo de cuidado en su mantenimiento, ya que un pequeño golpe en su carcaza podría trabar el anillo, destruir su efecto amortiguador y provocar la rotura del cigüeñal. Mantenimiento.- En cuanto al amortiguador mecánico, es necesario observar periódicamente los resortes o el caucho vulcanizado, pues el endurecimiento del caucho o el daño de los resortes lo transforman en una pieza ineficaz, dejando al cigüeñal sin protección alguna. EJES BALANCEADORES Tienen la finalidad de neutralizar la fuerza de trepidación vertical, que tiende a sacudir al motor de arriba abajo, permitiendo un funcionamiento más suave. No debe confundirse al balanceador con el amortiguador de vibraciones del cigüeñal, pues tienden a anular un tipo diferente de vibraciones. Para neutralizar o equilibrar esta fuerza de trepidación vertical, se aplica una fuerza igual en sentido opuesto, utilizando los balanceadores de engranajes.

Figura Nº 115 Balanceadores. En los motores de cuatro cilindros, generalmente se utilizan barras balanceadoras o ejes Cuando dos émbolos cualesquiera están en PMS, las masas de los contrapesos de los ejes están abajo. En los motores "en V" de 600, se utilizan los balanceadores excéntricos, así denominados porque su centro de gravedad no está sobre la línea central del eje.

Instructor



Funcionamiento." Los contrapesos o los ejes desbalanceados, girando en direcciones opuestas y con la doble rotación del motor, introducen una fuerza igual y opuesta a la fuerza de trepidación vertical. Ellos ejercen fuerza hacia abajo, cada vez que dos émbolos están en el PMS. Observación." Las marcas de sincronización estampadas en los engranajes, aseguran una sincronización correcta, de modo que las masas de los contrapesos de los engranajes o ejes queden hacia abajo, cuando dos émbolos cualesquiera estén en el PMS.

Figura Nº 116 Marcas de sincronización.

SISTEMA DE LUBRICACIÓN Y DE REFRIGERACIÓN EL SISTEMA DE LUBRICACIÓN Entre tos diferentes órganos que constituyen el Sistema de Lubricación, podemos distinguir: - Los órganos principales (cárter de aceite o depósito según el caso, canalizaciones, bomba y limitador de presión); - Los aparatos de control y seguridad; - Los filtros.

Figura Nº 117 Sistema de lubricación. Componentes: 1. Bomba de aceite 2. filtro previo de aspiración 3. varilla indicadora de nivel 4. válvula de sobrepresión 5. filtro de aceite 6. Canalizaciones 7. tapón de llenado 8. manómetro 9. Cárter Cárter El cárter sirve de depósito y debe presentar, por tanto, una estanqueidad absoluta; juega un papel importante en la temperatura del aceite, el cual, después de haber pasado por el motor, es refrigerado por radiación en el cárter; este está provisto de un tapón de vaciado. El orificio de llenado está situado en el semicárter superior o en la tapa de balancines, según los casos.

Figura Nº 118 Carter. A veces, es común con el respiradero del cárter y puede estar provisto de un filtro. La función del respiradero es evitar las sobrepresiones en el interior del cárter, Está situado bastante alto para permitir la condensación de los vapores de aceite. En los motores empleados en atmósferas polvorientas, el respiradero está generalmente provisto de un filtro especialmente concebido a este efecto. Canalizaciones Han de tener un a sección suficiente para no ser obstruidas por las impurezas y para evitar cualquier pérdida de carga en el circuito. Las condiciones exteriores o los órganos son generalmente de latón, cobre o acero. Las que unen los órganos que tienen movimientos relativos entre ellos son flexibles. Completa el circuito una red de conducciones internas, unas mecanizadas y otras obtenidas de fundición. Bomba de aceite Se pueden distinguir tres tipos de bomba de aceite: - De engranajes (rectos o helicoidales); - De rotores - De paletas. Bomba de engranajes: Descripción: Está constituida por dos piñones idénticos con dientes rectos o helicoidales, que engranan en el interior del cuerpo de la bomba que tiene de entrada y otro de salida, Uno de los piñones está accionado mecánicamente por un árbol desde el árbol de levas, o por un piñón accionado por el cigüeñal (otras disposiciones son también posibles).

Instructor



Figura Nº 119 Bomba de engranajes. El otro engranaje montado sobre su eje, es accionado por el primero, girando en sentido contrario. Funcionamiento: La bomba esta montada generalmente en el punto más bajo del cárter para facilitar su cebado. La entrada de aceite está protegida siempre por un filtro o alcachofa, a fin de impedir que las impurezas o partículas que hayan podido depositarse en el fondo del cárter puedan dañar los engranajes.

Figura Nº 120 Funcionamiento de la bomba de engranajes.

En este tipo de bomba los espacios 4 y 3 constituyen las cámaras de aspiración y de comprensión, respectivamente. El aceite entra en la cámara de aspiración, es decir, la del lado en que los dientes se separan, llena el espado comprendido entre el cuerpo y los dientes, se ve se ve arrastrado por estos y luego es expulsado a la cámara de comprensión situada en la parte opuesta a la entrada. El caudal de la bomba es teóricamente igual al volumen de los dientes de los engranajes. Esta bomba puede dar una presión elevada, incluso a pequeña velocidad, por lo que necesita un limitador de presión. Por el contrario, sus posibilidades de aspiración son pequeñas, por lo que generalmente está situada sumergida en el fondo del cárter. Bomba de rotores Descripción: La bomba se compone de dos rotores situados en el cuerpo. El rotor interior está accionado por el árbol de mando y tiene cuatro lóbulos mecanizados. El rotor exterior tiene cinco alojamientos interiores y está descentrado respecto al rotor interior y al árbol de

accionamiento. La rotación del rotor interior hace girar al rotor exterior en el interior del cuerpo de la bomba.

Figura Nº 121 Bomba de rotores. Funcionamiento: En la posición A, el aceite es aspirado y pasa al espacio comprendido entre tos rotores interior y exterior. Al girar, el aceite se ve forzado hacia la posición B. Y debido a la excentricidad de los rotores, el espacio entre ellos disminuye de manera que el aceite es impulsado bajo presión hacia las conducciones de aceite del motor. Como esta bomba puede dar una presión elevada, es necesario añadir una válvula reguladora de presión.

Figura Nº 122 Funcionamiento de la bomba de rotor. Bomba de paletas Descripción: En un cuerpo de bomba cilíndrico con orificios de aspiración y de impulsión, gira un rotor cilíndrico cuyo eje de rotación es excéntrico respecto al del cuerpo. Dos o cuatro paletas, según los casos, deslizan por unas entalladuras mecanizadas diametralmente en el núcleo. Estas paletas se mantienen aplicadas sobre el cuerpo de la bomba por fuerza centrífuga durante el funcionamiento de la bomba, y por muelles cuando está parada.

Instructor



Figura Nº 123 Bomba de paletas. Funcionamiento: El rotor gira en el sentido de la flecha; debido a la excentricidad de este último respecto al cuerpo de la bomba, el espacio comprendido entre el rotor y el cuerpo de la bomba y la cara posterior de la palanca (4) aumenta progresivamente, creando así una depresión, bajo cuyo efecto el aceite es aspirado hacia el espacio (5). Cuando la paleta (3) alcanza el espacio (5). El aceite que se encuentra allí encerrado es impulsado a presión elevada hacia el orificio de impulsión (2) y volviendo a comenzar el ciclo otra vez.

Figura Nº 124 Funcionamiento de la bomba de paletas. Bomba de recuperación Ciertos motores, previstos para trabajar bajo ciertos ángulos (maquinaría de obras públicas, motores marinos, etc...), están provistos de bombas de recuperación (o de vaciado), destinadas a recuperar el aceite de retorno en las cavidades alejadas del depósito del cárter principal y bombeado hacía éste, desde el que será aspirado por la bomba de presión. Se ha representado en la figura una disposición como la que acabamos de indicar.

Figura Nº 125 Bomba de recuperación. Engrase por cárter seco Con el fin de reducir el tamaño del motor y también para asegurar un buen engrase de todos los órganos aun bajo fuertes inclinaciones, algunos motores llevan cárter seco. En esta disposición, se encuentran generalmente una o dos bombas de recuperación que bombean el aceite de retomo del en grase hacia un depósito separado, a partir del cual se alimenta la bomba de presión. Intercambiador de calor En los grandes motores en los que el volumen del aceite de engrase es grande, o cuando están destinados a utilizaciones especiales, puede preverse un dispositivo para el intercambio de calor. El dispositivo consiste en un serpentín en el que circula el aceite bajo presión, antes de alcanzar los órganos del motor. Este elemento está situado en un depósito en el que circula el agua de refrigeración. Según las condiciones de marcha del motor, se produce un intercambio de calor entre el aceite y el agua, de manera que se mantenga la temperatura óptima del aceite, sean cuales sean las condiciones del trabajo.

Figura Nº 126 Intercambiador de calor. Válvula de descarga La presión del aceite es función de su viscosidad y de la velocidad de la bomba. Para evitar cualquier sobrepresión en el circuito, el sistema de engrase está provisto de un dispositivo de seguridad,

Instructor



llamado válvula de descarga, situado en el circuito de impulsión de la bomba. En la mayoría de los casos, la válvula está constituida por una bola que se mantiene sobre su asiento gracias a la presión de un resorte tarado y a veces regulable por un sistema de tomillo que permite comprimirla más o menos. Mientras la presión no alcance el valor previsto, la válvula obtura un orificio de retomo al cárter. En cuanto la presión se eleva por encima del valor tarado previsto, la válvula se levanta de su asiento y permite el paso directo de una parte del aceite a presión producido por la bomba hacia el cárter, evitando así cualquier sobrepresión en el circuito.

Figura Nº 127 Válvula de descarga.

Aparatos de control y seguridad Es importante que el conductor esté informado en todo momento de la presión que reina en el interior del sistema de engrase, y para ello dispone de un manómetro situado en el tablero o de una lámpara piloto que se enciende en cuanto la presión baja de un valor mínimo de seguridad. A este efecto, el sistema tiene un mano-contact (interruptor de presión de aceite) constituido por una membrana tarada, sometida a la presión del aceite del circuito. Esta membrana, al deformarse, acciona un contacto eléctrico. El mano-contact (interruptor de presión de aceite) cierra el circuito de la lámpara mientras la presión del aceite no alcance un cierto valor o cuando la presión disminuya anormalmente. La lámpara se enciende y advierte al conductor en el momento de la caída de presión y debe apagarse cuando la presión normal ha sido alcanzada de nuevo.

EL FILTRADO DE LUBRICANTES

La polución del aceite Examinemos rápidamente como reproduce la polución del aceite de engrase de un motor y cuales pueden ser los inconvenientes o los accidentes provocados por un aceite que contiene impurezas en suspensión. Primero ¿de donde las impurezas? Y ¿como clasificarlas? a) Algunas partículas sólidas procedentes del exterior y mejor o peor retinadas por el filtro de aire, penetran por la admisión. Otras lo hacen por el orificio orientado de aceite o por el respiradero. b) Algunas impurezas liquidas, generalmente agua, que puede llevar añadido antícongelante, pueden penetrar en el motor por la junta de culata o una junta de camisa defectuosa y mezclarse con el aceite, alternado sus características, c) Deposito que se forma en el interior del cárter y que merecen un examen más detallado. En efecto las modificaciones de aspecto que presenta el aceite de engranaje de un motor, después de un cierto tiempo de funcionamiento, no son debidas únicamente, como se ha creído durante mucho tiempo a la descomposición o alternación, sino que resultan sobre todo de su contaminación por las impurezas que proviene de una combustión defectuosa del carburante y del desgaste del motor. Los métodos actuales permiten un análisis muy preciso de estas impurezas y su clasificación. Es también posible determinar el contenido de materiales silícicas (arena y polvo) que son las más abrasivas y, por tanto, las más necesarias de eliminar. Polución debida a la combustión Sobre todo al principio, y mientras el motor no ha alcanzado

su equilibrio térmico, se producen imperfecciones de la estanqueidad de los segmentos de los cilindros. En estas condiciones, una parte de los gases inflamados llega a pasar al cárter antes que su combustión sea total, enfriándose allí y condensándose. Los productos así formados se mezclan con el aceite en forma de resinas, carbonilla y agua de condensación. Los polvos arrastrados por estos gases llegan igualmente al cárter, añadiéndose a los que pueden haberse introducido por el respiradero u otros orificios de ventilación. En los motores Diesel en los que el encendido se obtiene por comprensión y a pesar de las formas particulares dadas a las cámaras de combustión para obtener la turbulencia necesaria para mezclar el combustible inyectado con el aire a baja presión, la mezcla no es nunca perfectamente homogénea. Un gran exceso de aire es necesario par que las gotitas de combustible, cuyas dimensiones y reparto son función de la pulverización, encuentren alrededor de ellas cantidad suficiente de aire que asegure su combustión. Estas gotitas no se vaporizan completamente Empiezan a arder en estado líquido, encerrando núcleos constituidos por carbono y productos de oxidación, una parte de las cuales se mezcla con el aceite de engrase y lo espera progresivamente. El hollín es el tipo de impureza que predomina en los aceites de engrase de los motores diesel, pero se encuentra igualmente productos de oxidación cuya polimerización esta favorecida por el azufre que contiene el combustible. Son estos productos polimerizados los responsables de la formación de lacas y residuos asimilables a plásticos, que se depositan sobre las piezas mecánicas.

Instructor



Influencia del medio Los motores de los vehículos que circulan por carretera funcionan generalmente en una atmósfera poco cargada de polvo. No ocurre lo mismo en los motores utilizados en la agricultura, obras publicas, canteras o que circulan sobre rutas no pavimentadas. En estas ultimas, particularmente en África, abunda la "laterita", polvo rojo muy fino y penetrante, compuesto de arcilla y óxido de hierro. Este polvo atraviesa la mayor parte de los filtros de aire o respiraderos, y algunos motores han visto obstruido los conductos de engrase del cigüeñal solo al cabo de los 10.000 Km. La temperatura ambiente, en fin, tiene una gran influencia sobre las condiciones de combustión de los motores; la circulación en invierno y a baja velocidad constituye la pero condición parea cualquier motor, sea cual sea su tipo. Finalidad del filtrado El filtrado en los motores de combustión ha de realizar una triple función: - Proteger el motor; - Retener los elementos perjudiciales para la lubricación; - Dejar pasar los elementos útiles. Relación entre el filtrado del aire y del aceite Existen, como han demostrado las pruebas, una relación estrecha entre los dos filtrados: - La rapidez de los desgastes producidos es proporcional al grado de polución del aire. - En las mismas condiciones de polvo y velocidad de rotación del motor, el desgaste crece con la carga a que está sometido. - Si en lugar de introducir polvo en el aire aspirado, se le mezcla al aceite del cárter, se observa, con un mismo tipo de polvo, fenómenos análogos a los mencionados antes. - Con los polvos silícicos introducidos en la aspiración, el desgaste se manifiesta sobre todo en los segmentos superiores del pistón. El desgaste se detiene en cuanto cesa la introducción. Si el mismo polvo está mezclado con aceite del cárter el desgaste prosigue después de terminar la introducción del polvo. Toda partícula dura, con un diámetro superior a 5 micras, transportada por el aceite de engrase, deteriora el revestimiento a base de metales blandos que recubre el cupro-plomo o la aleación especial de los cojinetes.

Igualmente, toda partícula que esté ocluida en el revestimiento del cojinete (revestimiento cuyo espesor puede variar de 5 a 20 micras) y que sobrepasa la superficie de éste en más 5 micras, es capaz de dañar las muñequillas del cigüeñal. En resumen, la depuración del aire aspirado por un motor es insuficiente: debe estar completada por una depuración del aceite. Retención de los elementos perjudiciales a la lubricación He aquí los principales elementos perjudiciales que deben ser detenidos por el filtrado; - Limaduras metálicas (sobre todo de hierro); - Herrumbre; - Fibras, insectos; - Carbono duro o blando (carbonilla, grafito, etc.); - Hollín (sobre todo en los motores Diesel); - Polvos abrasivos (saílex y calcáreos); - Arenas (lodo); - Ácidos orgánicos e inorgánicos; - Agua; - Carburantes; - Peróxidos, etc. En la práctica, no se puede tener una depuración suficiente más que separando los sólidos del fluido por paso a través de una pared porosa, que detiene los primeros y dejar pasar el fluido. Esta es la principal función de filtro. El problema puede parecerse al momento simple. En realidad, es muy complejo y exige un perfecto conocimiento en algunos factores, entre otros: - Las características de los sedimentos al retener, sus dimensiones y concentración; - Las características del fluido que los transporta, su densidad, su viscosidad,. Presión y naturaleza; - El grado de filtración a obtener; - La curva de pérdida de carga en el tiempo y su límite superior. La determinación de un filtro, su constitución y las dimensiones que puede tener no pueden determinarse más que por la experiencia y un perfecto conocimiento de la granulometría de las partículas que puede tener.

DISPOSITIVOS DE FILTRADO

Para filtrar el aceite se emplean filtros en simultáneas. 1° Filtro en derivación A través de un filtro en derivación no circula más que una parte del caudal del aceite impulsado (flujo secundario), por que se encuentra en un ramal paralelo al conducto principal. De esta manera, a los puntos de lubricación puede llegar aceite sucio. Por esta razón se mejora la finura del filtro y el aceite limpia, ciertamente, con mayor lentitud pero con más intensidad. Como sólo pasa una parte del aceite por el circuito secundario, no necesita válvula de desvió. Los filtros obstruidos no pueden bloquear el flujo de aceite hacia los puntos de lubricación. En una hora de funcionamiento, toda la carga de aceite del motor pasa de 6 a 8 veces a través del circuito secundario. Estos filtros suelen estar formados por papel de filtro plegado en estrella (gran superficie).

Figura Nº 128 Filtro de derivación.

Instructor



2° Filtro en serie Normalmente se montan en el circuito principal porque así todo el caudal impulsado pasa a presión por el filtro antes de llegar a los puntos de lubricación y se eliminan previamente las impurezas. Una válvula de desvío colocada delante del filtro del circuito principal garantiza que, en caso de obstrucción del filtro, el aceite puede llegar, sin filtrar, a los puntos de lubricación a través de un conducto de derivación (by - pass), La válvula de sobrepresión situada a continuación de la bomba de aceite impide que la presión en los conductos de aceite resulte inadmisible, cosa que puede ocurrir, especialmente en el arranque en frío. Una válvula de retención situada después de la bomba impide que se vacíen los conductos de alimentación con el motor parado.

Figura Nº 129 Filtro en serie.

3° Filtros Combinados Los filtros de aceite se sitúan en el circuito principal y el circuito secundario en un sistema de tuberías a modo de filtro combinado consiguiendo de esta forma una limpieza más rápida y fina del aceite. En este caso se necesita también una válvula de sobrepresión en el filtro del circuito principal.

Figura Nº 130 Filtros combinados. 1. Filtro previo (prefíltro) 2. Bomba de aceite 3. Filtro magnético montado en serie 4. Filtro de tela metálica incorporado al filtro magnético 5. Enfriador de aceite (intercambiador de calor) 6. Depuradores montados en derivación TIPOS DE FILTRO Pueden distinguirse dos tipos distintos de de filtros de aceite: los filtros estáticos y los filtros dinámicos. 1. Los filtros estáticos. Pueden ser de varios tipos: - De tela mecánica; - De filtro magnético; - De discos apilados; - De elementos filtrantes por superficies;

- De elementos filtrantes en profundidad. Filtros de tela mecánica: Los elementos filtrantes están constituidos de telas mecánicas de mallas muy finas, cuyas combinaciones pueden tener diferente grado de filtración, según las necesidades. El grado de filtrado puede alcanzar las 5 mieras. En ciertas realizaciones (filtros Moatti, especialmente) en los que reemplean tela mecánica de mallas muy finas, estás ultimas están incorporadas por un procedimiento especial a un os soportes de aleación ligera. Estos tipos de filtro tienen también por adherencia las emisiones de naturaleza gelatinosa. Es decir, los lodos (sludge) y, por tanto, requiere una vigilancia atenta y una limpieza periódica. Están provistos de un sistema de sobrepresión (válvula by-pass).

Instructor



Figura Nº 131 Filtros de tela metálicas. Filtro magnético: La parte esencial de este aparato es un imán (una corona de imanes) situado en el interior de un caucho que se coloca en el circuito de aceite. Este tipo e filtro tiene tas partículas ferrosa e igualmente por cohesión, los restos de bronce y otros metates no magnéticos.

Figura Nº 132 Filtro magnético. Discos apilados: Un gran numero de discos de papel metálicos superpuesto unos sobre otros dejando un espacio muy pequeño entre ellos constituyen una columna filtrante. El paso del aceite se realiza por unos cortes laterales de los discos; los depósitos, a veces de dimensiones notables, se reúnen en el exterior de la columna, mientras que una parte de las impurezas más finas se detiene en los espacios entre los disco. Los depósitos reunidos alrededor de las columnas dejan entre ellos pasos cada vez más pequeños y constituyen a su vez conductos filtrantes que aunque aumentan la finura del filtrado disminuyen el caudal.

Figura Nº 133 Discos apilados. Elementos filtrantes por superficie: El elemento se presenta bajo la forma de una hoja

permeable; la dimensión de sus poros condiciona la finura del filtrado. Con el fin de reducir la pérdida de carga, se aumenta el máximo la superficie filtrante y se procura situarla en un volumen mínimo. A este efecto, la hoja puede estar doblada numerosas veces sobre ella misma, generalmente en forma de acordeón, y mantener su forma por medio de una armadura metálica unida al circuito de engrase. La materia filtrante puede ser fieltro o un papel especial; el papel esta generalmente impregnado con un producto destinado a aumentar su resistencia mecánica y. también, a veces, modificar sus propiedades de atracción respecto al agua, a fin de evitar una obturación demasiado rápida. En los dos casos, el elemento filtrante no puede limpiarse y debe reemplazarse por uno nuevo cuando se produce la obturación.

Figura Nº 134 Elemento filtrante por superficie. Elementos filtrantes en profundidad: La materia filtrante esta constituida por fibra de naturaleza diversa: lana, fieltro, lana de vidrio, etc..., apiladas en una especie de red, de manera que forme un tubo de gran espesor. Las fibras, dispuestas en todos los sentidos, dejan entre ellas intersticios de dimensiones muy variable y constituyen un sistema filtrante en el que depositan progresivamente las impurezas: las mayores son detenidas cerca de la entrada; la finura de filtrado aumenta progresivamente según la profundidad de penetración. El cartucho se obtura poco a poco, en todo su espesor; como los precedentes, debe ser reemplazado periódicamente.

Figura Nº 135 Elemento filtrante en profundidad.

Instructor



2. Los filtros dinámicos Están caracterizados por los filtros centrífugos. Depuradores centrífugos; El principio de la fuerza centrifuga ha sido objeto de numerosas aplicaciones; todo el mundo conoce la centrifugadora que separa de la leche las materias grasa que constituyen la mantequilla. Los aparatos centrífugos son empleados en numerosas aplicaciones industriales, entre otras, para depurar los combustibles líquidos: gasoil, fuel-oil, así como los aceites de engrase usados. Los purificadores centrífugos exigen una construcción muy cuidadosa y un equilibrado perfecto. Son aparatos caros, reservados generalmente a los motores de gran tamaño y a las instalaciones industriales Filtro centrifugo "GLACIER" El depurador puede actualmente aplicarse también a los motores de automóviles, gradas a una nueva concepción basada en el mismo principio que los cohetes intercontinentales y los propulsores de aviones a reacción. Descripción y funcionamiento: El filtro centrífugo "GLASIER" se compone de un cuerpo cilíndrico o caja cerrada por una tapa, en el interior del cual se encuentra un rotor; éste gira alrededor de un eje hueco solidario de caja y que esta perforado por unos orificios que ponen en comunicación la canalización de llegada del aceite del motor con el interior del rotor.

Figura Nº 136 Filtro centrífugo “glaciar” Dos conductos verticales, formando cuerpo con el roto y provistos de una tela metálica, permiten escaparse al aceite por dos toberas situadas bajo el rotor. Cuando el aparato esta conectado al circuito de engrase de un motor, el aceite a presión penetra en el rotor, este se llena y luego finalmente pasa por los tubos verticales. En razón de la presión que reina en el interior del rotor, el aceite

sale a gran velocidad por las toberas y. por reacción, hace girar el rotor. La fuerza centrifuga que resulta de este movimiento, proyecta las impurezas contra la pared interna del rotor sobre la cual se depositan. El aceite purificado se escapa por las toberas y se dirige hacia el cárter por un gran orificio situado en la base de la caja. La velocidad de rotación normal del rotor es del orden de 45 a 60.000 rpm. Y está condicionada al valor del par de reacción que depende de; - Las características constructivas: diámetro de las toberas y distancia que las separa; - Las condiciones de ejemplo: valor de la presión, viscosidad y temperatura del aceite en circulación. Al parar el motor, el rotor todavía continúa girando cierto tiempo y debe, por tanto oírse un ligero ronroneo. Si este ruido es audible es que el rotor se frena rápidamente, lo que índica la obturación del filtro o una anomalía mecánica. Filtro "CICLÓN" Este tipo de filtro, cuya utilización está poca extendida, se monta en directo sobre el circuito de engrase. Está acoplado a un filtro centrífugo montado en derivación. El aceite a presión penetra primero en el filtro "CICLÓN", en el cual sus impurezas más pesadas son proyectadas contra las paredes y luego son arrastradas hacía la parte inferior de la comente de aceite. Pasando por una canalización interior del filtro "CICLÓN" el aceite todavía no purificado va entonces al filtro centrífugo, en el cual las partículas extrañas que todavía quedan en el aceite son proyectadas sobre la pared del cárter sobre la que se depositan. Este aceite purificado vuelve al cárter de aceite. Como el aceite que se encuentra en la parte central del "CICLÓN" esta exento de impurezas, existe un conducto apropiado para transmitirlo a los últimos órganos del motor.

Figura Nº 137 Filtro “Cilclon”

Instructor



SISTEMA DE REFRIGERACIÓN DIESEL La temperatura de combustión alcanza los 2.000° C y los gases de escape a su salida del cilindro, conservan todavía una temperatura del orden de 800° C. por encima de los 350° C, el aceite de engrase que alcanza la parte alta de los cilindros, se descompone y puede llegar incluso a hacerse combustible. Conviene, por lo tanto, para asegurar un engrase normal y evitar especialmente el engomado de los segmentos de fuego y de los vastagos de las válvulas de escape, no superar temperaturas del orden de 200 a 220° C, en las paredes que estén en contacto con el aceite de engrase. Los balances térmicos establecidos para el estudio de la refrigeración de los motores Diesel indican que aproximadamente el 34% de la energía producida por la combustión es recogida por el cigüeñal. El 35% de la energía total se disipa en los gases de escape, el 21%, se pierde en forma de calor en la refrigeración y el 10% se pierde por rozamiento, radiación, etc., aunque además hay que considerar que para asegurar esta refrigeración, será necesario absorber una cierta potencia para accionar el ventilador o la turbina, la bomba de agua y asegurar la disipación en el aire de este calor transmitido a las paredes.

Figura Nº 138 Utilidad del sistema de refrigeración. El aceite de engrase juega igualmente un importante papel en la refrigeración, puesto que transporta una parte del calor que ha almacenado en el contacto con las paredes calientes y la superficie de frotamiento, y se pierde durante su paso por el cárter, o eventualmente en un radiador. El sistema de refrigeración se determina a partir del número de calorías que han atravesado las paredes de la cámara de combustión y puede conseguirse de dos maneras distintas: - Evacuación directa de las calorías, aumentando las superficies externas por medio de aletas de ventilación apropiadas. Este es el sistema llamado de refrigeración directa o por aire; - Refrigeración de las paredes calientes por circulación continúa de un líquido que se refrigera a continuación. Esta es la refrigeración indirecta o refrigeración por agua. 1. Refrigeración directa o refrigeración por aire Desde hace unos 20 años se ha desarrollado la refrigeración directa o por aire en los motores Diesel destinados al transporte por carretera, tractores agrícolas e instalaciones fijas. Este tipo de refrigeración consiste en dotar a las culatas (y

eventualmente a tas cámaras de precombustión) y a los cilindros de superficies radiantes suficientes para poder evacuar el calor engendrado por el funcionamiento del motor. Estas superficies radiales consisten en aletas dispuestas adecuadamente y que arrancan de la masa del metal. Se llega así a mantener en un límite aceptable la temperatura de los cilindros, sin llegar en ninguna ocasión a superar los 250° C. Disminuyendo la separación de las aletas y aumentando su tamaño, la superficie de refrigeración puede aumentarse en grandes proporciones. Sometiendo estas aletas a una corriente de aire, el aire circular a una velocidad mucho mayor en el extremo de las aletas que en su base, lo que provoca una disminución de la refrigeración es, pues, necesario canalizar eficazmente el aire por medio de capots y deflectores apropiados a lo largo y a través de las aletas de los cilindros y de las culatas.

Sección de un cilindro con refrigeración directa. Nótese el tamaño de las aletas de la culata respecto a las del cilindro.

Figura Nº 139 Refrigeración por aire. Las elevadas velocidades del aire entre las aletas de refrigeración necesitan, por otro lado, presiones relativamente grandes, capaces de absorber la resistencia a! frotamiento de las superficies refrigeradas. La mayor parte de los constructores emplean la turbina para impulsar o aspirar el aire en la canalización, según las necesidades de instalación del motor. Los sistemas termostaticos gobernados por la temperatura de aceite del motor permiten accionar un sistema de persianas que asegura la regulación del caudal de aire de la turbina en función de la carga solicitada al motor Otras marcas han realizado interesantes disposiciones utilizando el efecto de depresión de los gases de escape. Los gases de escape desembocan en el eje de una tobera solidaria de una cubierta que rodea los cilindros. El aire de refrigeración es aspirado en cantidad proporcional al régimen de un motor y evacuado por un conducto junto con los gases de escape.

Instructor



Figura Nº 140 Refrigeración por turbina. Figura Nº 141 Refrigeración por efecto de de depresión. Problemas planteados en el diseño del motor refrigerado por aire. - Fundición.- La colada de los cilindros de aletas muy juntas debe efectuarse con una fundición muy sana y suficientemente dura. Las culatas de aluminio deben ser fundidas en coquilla. - Mecanizado.- Como los saltos térmicos son importantes, todos los juegos deben ser calculados con el mínimo error. - Montaje.- Debe dedicarse una particular atención al montaje, puesto que las juntas de estanqueidad de aceite son más numerosas que en un motor refrigerado por agua. Ventajas: - Simplificación del mantenimiento por la ausencia del líquido de refrigeración. - Seguridad de empleo en invierno (no son necesarios anticongelantes). - Equilibrio térmico alcanzado rápidamente. - Poco sensible a la elevación de la temperatura ambiente. - Ausencia de averías debidas a los escapes del líquido de refrigeración, sobre todo en el interior del motor. - Menor peso. - Mejor conservación de los órganos (especialmente las válvulas). Desventajas: - Motor más ruidoso. - Regulación más delicada. - Realización más costosa. - Absorción de potencia por la turbina. 2. Refrigeración indirecta o refrigeración por agua En este sistema se emplea agua, o líquidos de gran capacidad calorífica y que sean muy untuosos. Las paredes de las cámaras que rodean (os cilindros y la

culata deben ser de pequeño espesor y presentar la mayor superficie de contacto posible con el agua de refrigeración. El agua circula y se calienta al contacto de las paredes calientes, pasando luego por una tubería a un radiador en el que cede su calor al aire ambiente. A continuación, vuelve a pasar por los cilindros y luego a la culata. El agua puede absorber así una gran cantidad de calor y sin una exagerada elevación de su temperatura, pues su capacidad calorífica es muy elevada, alrededor de seis veces más que la del aire. La extensión de la superficie en contacto del conjunto del circuito de agua y la velocidad de circulación del liquido deben calcularse de manera que el agua no pueda alcanzar una temperatura superior a la de ebullición (100° C). Esta temperatura de ebullición puede aumentarse ligeramente, cuando sea necesario para mejorar el rendimiento del motor, gracias a un dispositivo especial del conjunto del circuito (Circuito a presión con válvula tarada). Esta disposición esta adoptada por la mayoría de los constructores. La circulación del agua puede obtenerse de diversas maneras: por termosifón, por bomba o por termosifón acelerado con bomba. Circulación por termosifón No vamos a extendernos en el circuito por termosifón, pues este sistema ya no se emplea actualmente. Recordaremos tan sólo el principio de funcionamiento. En este procedimiento se utiliza la diferencia de densidad que existe entre el agua caliente y el agua fría. En el motor. La columna de agua caliente esta constituida por el agua que rodea las camisas, y la columna de agua fría por el agua del radiador. En este sistema es necesario disponer de un circuito que ofrezca poca resistencia a la circulación de agua.

Figura Nº 142 Circulación por termosifón. Puede activarse esta circulación aumentando la altura del radiador. El depósito superior del radiador debe tener una gran capacidad, puesto que si el nivel de agua en este, a consecuencia de la evaporación, desciende por debajo del orificio de llegada al radiador, se detiene la circulación. Puede colocarse un ventilador para acelerar la refrigeración del agua a través del radiador. Circulación de agua por termosifón acelerado por bomba. En este sistema, que es derivado del precedente, una bomba generalmente montada sobre el mismo eje que el ventilador, permite una aceleración de la circulación del líquido de refrigeración.

Instructor



La bomba puede disponerse; - Cerca de la salida del agua caliente, impulsando entonces el agua hacia la parte superior del radiador. - A la llegada del agua fría, en los cilindros. La bomba de agua es de paletas o de rodete. En caso de parda accidental de la bomba. La circulación no se interrumpe, solamente disminuye. Circulación de agua por bomba. En este disposición, se utiliza una bomba colocada en un punto bajo del circuito del agua entre el radiador y el motor, de manera que este constantemente bajo carga. En principio, la velocidad del agua no debe superar un metro por segundo, a fin de limitar los frotamientos de los conductos.

Figura Nº 143 Circulación de agua por bomba. Este sistema hace tributario de la bomba todo el circuito de agua. En consecuencia, la bomba y su accionamiento (por correa trapezoidal o engranajes) deben presentar el máximo de robustez y seguridad. El ventilador puede montarse en el extremo del eje de la bomba o montarse separadamente ÓRGANOS Y ACCESORIOS DEL CIRCUITO DE REFRIGERACIÓN POR AGUA El radiador El radiador esta encargado de evacuar el calor transmitido por el agua que rodea los diferentes órganos del motor: culata, bloque, etc. La cantidad de calor que puede evacuar et radiador es proporcional a: - La diferencia existente entre la temperatura del aire ambiente y la temperatura del agua; - La superficie frontal del radiador; - La profundidad de los paneles y su superficie de paso (según el tipo del radiador). La profundidad de estos paneles debe, en principio, superar los 150mm; - Tiempo durante el cual el agua permanece en contacto con la superficie radiante (la velocidad de circulación no debe superar un metro por segundo). Constitución del radiador El radiador se compone de un deposito superior y otro inferior unidos entre ellos por un panel de tubos provistos de aletas. El depósito superior tiene un orificio que permite efectuar el llenado del circuito y otro que pone este deposito en comunicación con el agua caliente que proviene del motor por una conducción adecuada.

Igualmente, hay una conducción que sale de parte superior del radiador y que tiene la finalidad de evacuar el exceso de agua. Desembocando al aire libre o en un deposito de compensación. El deposito inferior del radiador esta unido por una canalización a la parte baja de los cilindros, hacia la cual dirige el agua que ha sido refrigerada a su paso por el radiador.

Figura Nº 144 Partes del radiador. Los paneles del radiador pueden ser "tubulares", de "nido de abejas" o de "laminillas". Los tubos pueden ser verticales y a veces horizontales o circulares. Su sección es redonda, ovalada, cuadrada o hexagonal. El panel de nido de abejas ha sido completamente abandonado actualmente, tanto para refrigerar los motores estacionarios como los de vehículos.

Figura Nº 145 Panel nido de abejas. El panel de laminillas se utiliza todavía en ciertos casos, pero se encuentra en vías de desaparición, debido a su fragilidad aunque la fijación del radiador al chasis y los medios de unión al motor hayan sido muy mejorados. Por el contrario, el panel de tubos con aletas tiende a generalizarse.

Figura Nº 146 Panel de laminillas.

Instructor



Puede estar constituida por tubos rodeados de aletas dispuestas en espiral o atravesadas una a una y soldadas. Otra disposición del panel de tubos consiste en disponer estos en línea o formando una pared, y sustituir las aletas por laminillas que tienen a veces ondulaciones, a fin de aumentar el coeficiente de radiación del panel.

Figura Nº 147 Panel de tubos y aletas. Se distingue Igualmente el panel de tubos lisos verticales, entre los que están dispuestos apilamientos de tubos horizontales (falso nido de abejas), en el interior de los cual circula el flujo de aire.

Figura Nº 148 Panel de tubos.

Aunque son más resistentes que los haces de laminillas, son menos adecuados que tos tubos de aletas para la realización de radiadores para circuitos a presión, que tienden a generalizarse y cuyo interés desde el punto de vista térmico es evidente. En el circuito a presión, el tapón del radiador esta provisto de una válvula tarada aproximadamente a 0,280 kg/cm2, lo que permite, gracias a la sobre presión a la que esta sometida todo circuito, aumentar la temperatura de ebullición del agua. De 100° C pasa a 107/112° C.

Figura Nº 149 Tapa del radiador. Por tanto, puede admitirse una temperatura de funcionamiento del motor más elevada sin el riesgo de evaporación y reducir así sensiblemente las dimensiones del radiador y la velocidad de circulación del agua a través de este. Por el contrario, el circuito bajo presión está más solicitado mecánicamente y el radiador, las condiciones de agua y las juntas de estanqueidad deben proyectarse en consecuencia. Circuito de refrigeración sellado

El circuito de circulación sellado es un circuito a presión que se distingue del precedente por la disposición de un pequeño deposito complementario llamado deposito de expansión, que está comunicado por medio de una tubería con el deposito superior del radiador, que no tiene tapón con válvula tarada como en el circuito a presión. En descanso y en frió, el deposito de expansión contiene una cierta cantidad de liquido de refrigeración (solución de agua y anticongelante permanente) y una capacidad de aire. En caliente, una parte del agua del circuito, es impulsada por expansión a este depósito, en el que se eleva la presión. Esta presión se regulariza por una válvula tarada a 630 g aproximadamente. Cuando la temperatura del agua del circuito disminuye, la presión existente en e( depósito de expansión impulsa el líquido de refrigeración hacia el radiador. No es posible en ningún caso, que existirá una depresión importante en el depósito, pues hay una válvula de depresión tarada de O a 50 g/cm2 que deja entrar aire, en caso necesario. Esta válvula de depresión que se encuentran en todos los tapones del circuito a presión. El circuito sedado y a presión permite aumentar sensiblemente la temperatura óptima del liquido de refrigeración. Por no necesitar ningún complemento periódico de líquido y por estar provisto de origen de una solución de agua neutra y anticongelante, el circuito sellado excluye todo riesgo de corrosión y de incrustación. El tapón de llenado de este tipo de circuito está sallado a veces. 1. Tapón de vaciado, 2. Bomba de agua, 3. Toma para la calefacción, 4.

Grifo de vaciado, 5. Conducto de agua, 6. Termostato, 7. Retorno de calefacción, 8. Depósito de expansión, 9. Tapón de llenado presurizado,

10. Conducto de agua. Figura Nº 150 Refrigeración sellada.

Instructor



REGULACIÓN DE LA REFRIGERACIÓN Todos los motores térmicos necesitan una regulación del sistema de refrigeración para tener un funcionamiento normal. Esta regulación puede obtenerse de varias maneras, ya sea cortocircuitando el radiador, parda! o completamente, o reduciendo la intensidad del flujo de aire que atraviesa el radiador (o el caudal de la turbina), obturando la llegada de aire (o su salida) por válvulas adecuadas, o Incluso adoptando uno de los dispositivos que permiten reducir la velocidad o (a eficacia del ventilador (o la turbina), según la temperatura del agua (o del aire) de refrigeración. Según las disposiciones adoptadas, la finalidad de la regulación es alcanzar las condiciones del régimen del motor desde el momento de arranque, reduciendo momentáneamente la eficacia del sistema de refrigeración; y luego mantener la temperatura óptima de funcionamiento de 80 a 85° cuales quiera que sea las condiciones de utilización del motor. Otra condición ideal del buen funcionamiento del motor con refrigeración indirecta, es la de obtener una diferencia de temperatura entre la entrada y la salida del agua del radiador del orden de 6 a 8° C. La necesidad de regulación de la refrigeración se impone más en un motor Diesel porque es más sensible que el motor de gasolina a las variaciones de temperatura. En efecto, cuando un vehículo desciende de una pendiente y el motor retiene, el motor de gasolina aspira muy poco aire que, además, esta calentando y la carburación continua produciéndose, mientras que el Diesel, en las mismas condiciones, sin mantener aire fresco en gran cantidad, sin mantener la combustión, puesto que el caudal de la bomba es prácticamente nulo, por lo que el motor se refrigera más rápidamente, Esto explica el golpeteo característico del motor Diesel al

acelerar después de un largo descenso o un prolongado funcionamiento al ralentí. Hay que indicar a este respecto, que el empleo de un ralentizador hidráulico (que recoge del circuito de agua o de aceite el líquido necesario para su funcionamiento) presenta un cierto interés. En efecto, el liquido (agua o aceite) que entra en el ralentizador hidráulico (que funciona como un acoplador hidráulico, cuyo estator estuviera fijo) se calienta y pierde luego su calor al pasar por e! radiador (o por el cárter) manteniendo de esta manera el agua del circuito de refrigeración a una cierta temperatura o el aceite de engrase del motor, en idéntico estado. Como puede obtenerse la regulación de la refrigeración. Nota: Solo se tratara aquí el caso de la refrigeración indirecta, aunque algunas de las soluciones adoptadas pueden aplicarse a la refrigeración directa (refrigeración). La regulación de la refrigeración del motor puede obtenerse de varias maneras: - Regulación de la circulación del agua por termostato; - Ventilador embargable que permita regular el flujo de aire aspirado a través del radiador y el del que es impulsado hacia el motor; - Persianas obturadas del radiador para reducir la circulación del aire a través de éste. Ciertas disposiciones mixtas o especiales han sido adoptadas por ciertos constructores para intentar alcanzar la regulación ideal del sistema de refrigeración. Así pueden encontrarse: termostatos, ventiladores desembrágables y persianas obturadoras asociadas, en variadas condiciones. El ventilador puede ser de accionamiento hidráulico, controlado térmicamente (sistema Serk-Berhr).

Figura Nº 151 Sistema Serk-Behr.

LOS TERMOSTATOS La finalidad esencial del termostato es la de obturar el circuito de refrigeración de forma de que se desconecta al radiador en el momento del arranque en frió del motor, a fin de alcanzar más rápidamente la temperatura de régimen y eventualmente, activar la puesta en marcha de la calefacción y del sistema antivaho.

Durante la utilización, el termostato puede frenar parcialmente la circulación del agua para mantener la temperatura de esta entre 75 y 85° C, que es la temperatura ideal para el mejor funcionamiento del motor. Corrientemente se emplean dos tipos diferentes de termostatos: el de caja aneroide o de fuelle metálico y el de cápsula de resina.

Instructor



Figura Nº 152 Ubicación del termostato. Termostato de caja aneroide Este aparato consta de un fuelle extensible sujeto a una armadura. El fuelle gobierna una válvula o compuerta. El conjunto ocupa la totalidad de la tubería de salida del agua del motor. El termostato esta dispuesto de tal manera que la compuerta o válvula se encuentra del lado del radiador y la cápsula del lado del motor. Al estar esta sometida a la temperatura del agua que sale del motor, acciona la

compuerta cuando dicha temperatura alcanza los 75-80° C. la plena apertura de la válvula se obtiene hacia los 85-90° C (estos datos varían según los constructores). Estos termostatos son fáciles construir, robustos y bastantes sensibles a la diferencia de temperatura, pero su funcionamiento puede verse afectado por un circuito sometido a presión. En este caso, son más adecuados los termostatos de cápsula de resina.

Figura Nº 153 Termostato de caja adenoide.

Termostatos de cápsula de resina Estos termostatos tienen un tiempo de respuesta más rápido y un funcionamiento más estable que los precedentes. Además, son insensibles a la presión que haya en el circuito. Siguen el mismo principio que los precedentes, pero el fuelle esta reemplazado por una cápsula que contiene cera o resina de un coeficiente de dilatación elevado. Esta cápsula se comporta como un pequeño gato que permite accionar la compuerta o válvula. La estanqueidad del vástago está asegurada por una guarnición de caucho o de nylon. Las válvulas de los dos tipos de termostatos tienen un orificio de escape para evitar las bolsas de aire en el momento de llenado del circuito y los excesos de presión en el momento del arranque.

Figura Nº 154 Termostato de cápsula de resina.

Instructor



Termostatos para gobierno de las persianas del radiador Estos termostatos se comportan como un gato hidráulico en el que se ha reemplazado el liquido del cilindró por una cera especial con un coeficiente de dilatación elevado (0,5% por grado). Algunos pueden tener carrera de 15mm y un empuje de 60 kg con 5,5g de cera solamente. Intercambiador de calor Debido a la adopción de circuitos de refrigeración a presión. Se ha obtenido un aumento relativo de la temperatura de funcionamiento de los motores. La temperatura del Aceite de engrase, que como hemos visto anteriormente juega un importante papel en la refrigeración, se ha elevado también como consecuencia de ello, lo que conduce, en ciertos motores de grandes cilindradas, a hacer necesaria su refrigeración. Son posibles varías soluciones. En los motores de refrigeración por aire se emplea un radiador de aceite parecido, en cuanto al principio de funcionamiento, al radiador de agua de circuito, con la diferencia de que esta debe proyectarse para resistir presiones más elevadas. Esta montado generalmente en derivación sobre el circuito de engrase, y alimentado por medio de una válvula by-pass. El aceite refrigerado vuelve al cárter.

Figura nº 155 Intercambiador de calor. Otra disposición consiste en colocar un intercambiador de calor en el circuito de engrase. El aceite, al atravesar este cambiador, se refrigera gracias al agua y pierde el exceso de calor. El principio se emplea el agua del circuito de refrigeración del motor, lo que contribuye a un equilibrio satisfactorio de las temperaturas de los circuitos de agua y aceite: pero en grandes unidades puede ser necesario el empleo de un circuito distinto, refrigerando el radiador de aceite con agua a relativamente baja temperatura o por aire que Juego se emplea para refrigerar el radiador de agua.

Figura Nº 156 Funcionamiento del intercambiador.

VENTILADOR El agua que llega al ventilador se enfría con la corriente de aire que lo atraviesa. Esta corriente de aire está activada, o incluso cerrada, por un ventilador con un número variable de paletas (3, 4, 6, etc.), orientadas de tal manera que el aire es aspirado o impulsado a través del panel del radiador. El ventilador puede estar montado sobre un eje especial, o bien sobre el eje de la bomba, accionado por la polea motriz del cigüeñal mediante una faja trapezoidal, o en forma independiente mediante un motor eléctrico.

Figura Nº 157 Impulsión por faja. Para aumentar el volumen de aire aspirado o impulsado, es necesario poner el ventilador lo más cerca posible del radiador. Además, la colocación de una coraza alrededor del ventilador permite, al canalizar la corriente de aire, una mejor refrigeración, evitando también el paso de aire ya caliente.

Figura Nº 157 Impulsión por motor eléctrico. La potencia absorbida por un ventilador de un camión de gran tonelaje, puede, en ciertas circunstancias, representar una fracción no despreciable de la potencia producida por el motor (a veces de 25 CV). En la utilización normal y a la temperatura ambiente media, no es necesario que la acción del ventilador sea continua (a veces menos del 10% del tiempo de funcionamiento del motor).

Instructor



Figura Nº 158 Potencia absorbida por el motor. CONSTRUCCIÓN Los ventiladores e construyen de acero laminado, de aleaciones de aluminio o material plástico. Tienen poco peso y pueden tener de dos a ocho aspas. Están equilibrados dinámicamente de fábrica con la finalidad de reducir las vibraciones sobre sus cojinetes. Una simple desviación de las aspas puede interferir el flujo continuo de la corriente de aire, disminuyendo su rendimiento. El flujo de aire es directamente proporcional al número de aspas acorde con las características técnicas del motor. La distribución de las aspas en forma asimétrica tiene la finalidad de evitar o reducir el zumbido que se presenta con el movimiento giratorio, acentuado en altas revoluciones. Es pues, muy interesante buscar los medios adecuados para regular la acción o la velocidad del ventilador en función de la temperatura que se desea obtener. FUNCIONAMIENTO En el sistema impulsado por faja, el ventilador recibe el movimiento del cigüeñal en forma continua mientras funciona el motor. Cuando el motor funciona con bajas revoluciones, el flujo de aire que impulsa el ventilador es limitado si es tiempo de verano. Pero, en invierno o lugares fríos, el flujo de aire puede provocar un enfriamiento excesivo. Cuando el motor funciona con altas revoluciones, el ventilador lo hace con el mismo régimen; su resistencia a la rotación de incrementa simultáneamente, haciendo mas ruido y consumiendo mayor potencia del motor. En el sistema impulsado por motor eléctrico, el ventilador funciona solo cuando el refrigerante alcanza una temperatura predeterminada que activa un sensor de temperatura. Esto indica que el motor de combustión interna puede alcanzar su temperatura de operación en un tiempo más corto. El ventilador funciona sólo cuando es necesario, lo que ayuda a reducir el ruido que produce durante su accionar. Se caracteriza por su sencillez y ahorro de espacio para la instalación. CLASIFICACIÓN De acuerdo con el flujo de aire que hacen circular, los ventiladores se clasifican en; aspirantes e impelentes. Los ventiladores aspirantes son los que atraen el aire del exterior a través del radiador hacia el motor. Se usan en vehículos.

Figura Nº 159 Ventilador aspirante. Los ventiladores impelentes tienen aspas orientadas a la inversa de ventiladores aspirantes. Expulsan el aire a través del radiador, desde el motor hacia el exterior. Se usan en motores estacionarios.

Figura Nº 160 Ventilador impelente. Los fabricantes de motores de combustión interna buscan los recursos técnicos más convenientes para controlar la operatividad del ventilador en función de la temperatura que desea obtener. Por esto se utilizan los ventiladores de conexión automática, que comienzan a funcionar cuando el refrigerante alcanza el límite de la temperatura de régimen. Estos se accionan de diversa manera por acoplamientos que pueden ser: Por fricción, hidráulicos, magnéticos, electromagnéticos y eléctricos, Los ventiladores de acoplamiento por fricción tienen un termostato ubicado al centro del ventilador, que se calienta por la radiación térmica del radiador y por el aire caliente circundante cuando el motor está en funcionamiento.

Instructor



Figura Nº 161 Ventiladores de acoplamiento por fricción. Al reforzarse la circulación del aire por el ventilador acoplado. el refrigerante (Agua) y el termostato del ventilador se enfrían. El pistón del termostato retorna a su posición de reposo y a lámina metálica elástica se libero cuando cesa la presión sobre ella, dejando libre al ventilador. En esta posición el ventilador está desembragado. Los ventiladores de acoplamiento por fluido termocontrolado, llamados también de autoenfriamiento, varían su velocidad automáticamente según la temperatura del aire que pasa por el radiador. El control de la velocidad del ventilador se logro mediante el bimetal que detecto la temperatura del aire y el intercambio de la cantidad de fluido hidráulico (Aceite de silicona) en el acoplamiento fluido. Cuando la temperatura del aire es baja, la velocidad del ventilador se mantiene lenta y esto permite disminuir su ruido o zumbido. Al motor le permite alcanzar su temperatura de operación con rapidez.

Figura Nº 162 Ventilador por acoplamiento

termocontrolado. Cuando la temperatura del aire alcanza el valar aproximado de 40° C a 50° C. el bimetal de tipo espiral, ubicado en el extremo frontal del acoplamiento, se deforma y activa el paso del fluido hidráulico por el orificio de entrada hada la cámara del motor. Como se produce un aumento de viscosidad del fluido, la velocidad del ventilador también

aumenta, funcionando más rápido y produciendo un enfriamiento más eficiente. Es decir que la viscosidad del fluido hidráulico actúa como la fuerzo de fricción paro transmitir el movimiento. Si la temperatura del aire que pasa por el radiador, disminuye por debajo del valor especificado (40° C). El bimetal recobra suposición inicial bloquea el paso del fluido. La evacuación del fluido hidráulico se obtiene por acción de la fuerzo centrifuga, cuando la acción del ventilador ya no es necesaria.

Figura Nº 163 Acoplamiento por fluido. Persianas de radiador accionadas por gato termostático Hemos visto un poco antes cómo estaba constituido un gato termostático. Su pequeño tamaño, su gran potencia y su gran sensibilidad a las variaciones de temperatura han permitido utilizarlos para asegurar la maniobra automática de las persianas dispuestas delante del radiador, cuyo principio no es nuevo, pero que tenían un dispositivo de accionamiento que no presentaba la seguridad requerida, sobre todo en los vehículos de transporte.

Figura Nº 164 Persianas.

Instructor



Las persianas obturadas del radiador permiten obtener muy rápidamente una temperatura normal de funcionamiento y mantenerla en el intervalo de 80 a 95° C. Estas condiciones son a veces difíciles de mantener en climas rigurosos. Las persianas obturadoras se emplean actualmente en numerosos casos cuando la regulación de la refrigeración es insuficiente, empleando otros dispositivos. Pueden, por otro lado, utilizarse conjuntamente con el ventilador de accionamiento hidrostático o electromagnético o cualquier otro dispositivo de regulación, tales como los que se han descrito en este capitulo. Ventajas: - Regulación más fácil de realizar, - Permite una mejor refrigeración de los puntos calientes (culata, válvulas e inyectores), pues la temperatura del agua es uniforme.

- Realización menos costosa (Bloque) a pesar de tener más componentes, tales como el radiador, la bomba y los conductos de agua. Desventajas: - El circuito de refrigeración por agua necesita una mayor atención o mantenimiento, a fin de evitar los escapes, la corrosión y la incrustación. - La adición de un producto anticongelantes es indispensable para temperaturas inferiores a 0°. - La pequeña diferencia entre la temperatura de ebullición del agua y la temperatura ideal de funcionamiento del motor 80 a 90 ° C puede representarse la aparición de ciertos problemas (presurización del sistema). - Ciertos fenómenos de cavitación y corrosión, todavía mal conocidos, han de tenerse en cuenta en este sistema de refrigeración

TÉCNICAS DE ARMADO DEL MOTOR Para empezar a armar un motor se debe tener en consideración lo siguiente: 1° La limpieza rigurosa de los componentes Comience sumergiendo el bloque de cilindros o monoblock en un tanque que contenga un buen disolvente limpiador. La limpieza puede mejorarse si el disolvente en el tanque se agita con algún objeto para impartirle una acción de ola. Si los pasajes de agua están muy incrustados, es necesario que se limpien para quitar la mayor cantidad de depósitos de minerales que sea posible, a fin de obtener el máximo enfriamiento. Limpie los pasajes de aceite. Todos los agujeros y pasajes de aceite en el bloque de cilindros deben limpiarse por completo. Un cepillo redondo pequeño y aire comprimido son herramientas muy útiles para dicha limpieza. 2° Compruebe la alineación del túnel de bancada del monoblock. Técnica del eje rectificado.- Coloque un eje rectificado con toda precisión dentro de los asientos. El eje debe tener 0.001" menos de diámetro que el límite inferior de la especificación del túnel de bancada. Una vez que el eje esta en posición, monte las tapas de cojinetes principales sin sus cojinetes, y apriete los pernos de las tapas de cojinetes principales sin sus cojinetes, y apriete los pernos de las tapas a la especificación de torsión recomendada. Hecho esto haga girar el eje usando una barra de aproximadamente un pie de largo. Si el eje no gira, una de las bancadas o más pueden que tengan deformación circunferencial, o el asiento al lado del monoblock esta alabeado. En cualquiera de los dos casos, el defecto debe corregirse antes de armar el motor. Técnica de la regla metálica.- Si no se dispone de un eje apropiado, la alineación del asiento puede comprobarse con una regía metálica. Coloque la regla en los asientos como se muestra, y mediante el empleo de un calibrador de laminillas que es la mitad del máximo especificado para huelgo de aceite, trate de deslizar el calibrador debajo de la regla. Si esto puede hacerse en cualquier asiento, los asientos están desalineados y el bloque debe rectificarse. Técnica del azul de prusia y cigüeñal.- Al usar esta técnica, debe comprobarse de acuerdo con los limites máximos permisibles de ovalamiento y conicidad del cigüeñal, además las superficie deben estar libres de melladuras y rayaduras. Cubra por completo todos los cojinetes principales con una capa delgada de azul de

prusia. Instale en el bloque todos los cojinetes principales y tapas, y asegúrese de que todas las orejas localizadoras se alojan correctamente en las cavidades maquinadas. Con sumo cuidado, coloque el cigüeñal en el bloque y ponga las tapas con los cojinetes inferiores en sus posiciones respectivas, y apriete todos los pernos alternadamente a la especificación de torsión recomendada. Haga girar el cigüeñal en dos revoluciones. Si el motor esta montado en un pedestal, déle vuelta al motor y haga girar el cigüeñal otras dos revoluciones. Al hacer esto, el peso del cigüeñal recae en ambas mitades superior e inferior. Saque el cigüeñal del bloque, con sumo cuidado en una dirección vertical. Todas las zonas de contacto entre los muñones y (os cojinetes de bancada estarán pavonadas, El setenta y cinco por ciento del área de cojinete debe estar pavonado para alineación aceptable, y un ochenta y cinco por ciento es excelente. Un área pequeña de aproximadamente 3/8", en uno u otro lado de la línea de separación puede que no se pavone debido a excentridad del cojinete. El contacto azul normal debe ser en el área de la línea central que comprende aproximadamente un arco de 90 grados. 3° Limpie los asientos del monoblock Si las tapas de cojinetes principales están en su sitio por un paso previo, sáquelas. Limpie cada asiento con un paño limpio. 4° Instale las mitades de cojinetes principales superiores Limpie el dorso de cada mitad de cojinete y a continuación póngalo a presión en el asiento del monoblock. Asegúrese de que cada oreja localizadora ajusta en su cavidad. Ponga unas cuantas gotas de aceite limpio en cada cojinete y extiéndalo sobre la superficie con un dedo limpio. 5° Limpie el cigüeñal Déle otra limpieza completa al cigüeñal, particularmente si ha sido rectificado. Limpie todos los agujeros para aceite, usando un cepillo pequeño y aire comprimido. Un lavado final con disolvente limpio es aconsejable. 6° Coloque el cigüeñal en el monoblock Lentamente baje el cigüeñal para ponerlo en posición en los cojinetes principales. Tenga cuidado de sujetar el cigüeñal paralelo a la bancada del monoblock para impedir que los cojinetes se dañen. 7° Monte las mitades de cojinetes principales inferiores en las tapas

Instructor



Limpie cada ánima de tapa de cojinete principal y el dorso de cada mitad de cojinete principal inferior, usando para ello un paño limpio. Coloque las mitades de cojinete dentro de sus asientos y asegúrese que las orejas localizadoras ajustan correctamente en sus cavidades. Ponga unas cuantas gotas de aceite en cada cojinete y extienda dicho lubricante sobre la superficie. 8° Instale las tapas de cojinetes principales Compruebe el número marcado en cada tapa con la posición de la tapa en el monoblock. Primero apriete con los dedos tas tuercas o tornillos de tapa. A continuación, golpee ligeramente cada tapa a fin de que descanse en su posición normal. 9° Fuerce el cigüeñal hacia delante Mediante el empleo de un destornillador grueso o barra de palanca, fuerce el cigüeñal hacia delante hasta que las superficies traseras de las bridas de empuje estén alineadas correctamente. 10° Apriete las tuercas de tapas de cojinetes principales Apriete todas las tuercas o tomillos de tapas alternadamente desde el centro hacia los extremos hasta que queden bastante ajustadas. A continuación, usando una llave de torsión, apriete al límite de torsión final que se especifica en el manual del fabricante del motor. 11° Compruebe rotación del cigüeñal Déle vueltas al cigüeñal a mano, para tener la certeza de que gira libremente. Si se traba, detenga la operación y averigüe cual es la causa del defecto. 12° Compruebe el juego longitudinal del cigüeñal Use un calibrador de laminillas para tener la seguridad de que el juego longitudinal del cigüeñal cumple los límites especificados. 13° Monte las mitades de cojinetes de biela inferiores Limpie los dorsos de cojinetes y asientos de cojinetes con un paño limpio. Ponga el cojinete en su sitio, y asegúrese de

que las orejas localizadoras ajustan en su sitio correctamente. Aplique una capa delgada de aceite a las superficies de los cojinetes. 14° Monte las mitades de cojinetes de biela superiores Siga el mismo procedimiento que se usa para las mitades inferiores 15° Instale los conjuntos de Pistón y biela A medida que se instalan los conjuntos de pistón, compruebe las marcas de referencia para asegurarse de que cada conjunto está en el sitio correcto. Una buena práctica consiste en cubrir los espárragos roscados, con tapas plásticas, a fin de no dañar (as superficies del muñón al asentar la biela. 16° Monte las tapas de bielas Asegúrese de que las marcas de tapa de biela y cuerpo de biela están en et mismo lado. Apriete tas tuercas con los dedos. 17° Apriete las tuercas de biela Con un mazo de plástico o de madera, golpee ligeramente cada tapa para asentarla en su posición correcta. Luego, apriete alternadamente todas las tuercas, con una llave de torsión, al límite especificado. 18° Compruebe la rotación del cigüeñal Asegúrese de que el cigüeñal gira libremente después que todos los cojinetes y tapas están en su sitio. Si fuese necesario, instale contratuercas.- 19° Monte otras partes Instale la bomba de aceite y luego ponga el motor en posición de pie para instalar el filtro de aceite con un nuevo cartucho. Agregue las otras partes que sean necesarias. Es aconsejable que se compruebe el trabajo terminado con un prelubricador de motor. Este paso también llena todas las partes del sistema de lubricación, impidiendo la posibilidad de una arrancada en seco.

MOTORES DIESEL DE INYECCIÓN DIRECTA E INDIRECTA, CÁMARAS DE COMPRESIÓN

MOTORES DE INYECCIÓN DIRECTA Son motores en donde la inyección del combustible se realiza directamente en la cámara de combustión, sin utilizar otros medios auxiliares. Tipos.- Pueden clasificarse en dos tipos generales: a) Sin turbulencia, donde la inyección del combustible tiene lugar en la cámara de combustión con un movimiento relativamente tranquilo del aire; y

Figura Nº 165 Inyección directa sin turbulencia.

b) Con turbulencia, donde la inyección del combustible se produce en una corriente de aire creada en la cámara de combustión, para facilitar la mezcla del aire con el combustible.

Figura Nº 166 Inyección directa con turbulencia.

Instructor



Ubicación en la cámara de combustión." La mayoría de los MID tiene la cámara de combustión en una cavidad mecanizada en la parte superior o cabeza del pistón. La cámara puede tener distintas formas: garganta circular, esférica, troncocónica y otras. Para lograr la turbulencia, antes que el pistón llegue al PMS, se requiere un adecuado diseño de los múltiples de admisión, una forma muy bien estudiada de la cámara de combustión y. en muchos casos, válvulas de admisión con deflectores. Características de funcionamiento." En el MID sin turbulencia, el inyector reparte el combustible. Por tanto, necesita una posición que et permita distribuir el combustible uniformemente y protegerse del calor, porque debido a su proximidad a la cámara es difícil de refrigerar. Con la finalidad de favorecer y acelerar la vaporización y mezclar rápidamente el combustible con el aire, se estudia la forma del chorro y de la cámara, para lograr que el combustible finalmente pulverizado se disperse por toda la cámara y se logre una combustión completa. De no conseguirse la dispersión adecuada del combustible, necesitaría, mayor cantidad de aire para producir una combustión eficiente. En el MID con turbulencia se crea un remolino de aire, o se produce una corriente de éste; y en algunos casos, se aplica la combinación de ambos movimientos. El combustible se inyecta en forma de fina película sobre la parte caliente de la cámara de combustión formada por una cavidad en la cabeza del pistón. Una pequeña parte del chorro se orienta hada el centro de la cámara, donde se encuentra la masa de aire caliente, allí se inicia la combustión que se propaga luego en forma progresiva. En ambos motores, la posición del inyector y la dirección del chorro de combustible son factores primordiales. El inyector que usa estos motores es del tipo de varios orificios. Ventajas: - Mayor rendimiento térmico que los motores con cámara de precombustión. - Menor consumo de combustible. - Facilidad de arranque, sin precalentamiento del motor. - Alta potencia específica. Desventaja: - Requiere una sincronización perfecta del avance de la inyección. - Tiene un funcionamiento ruidoso. - Los orificios de los inyectores se obstruyen fácilmente, lo que modifica la dirección de los chorros de combustible, con tendencia a la producción de humos. MOTORES DE CÁMARAS DE PRECOMBUSTIÓN Son motores en donde la cámara de combustión tiene dos partes; en un de las cuales se inyecta el combustible para producir una combustión parcial. Características.- La cámara de precombustión representa un tercio aproximadamente de la totalidad de la cámara. Se comunica con la cámara de combustión propiamente dicha por medio de uno o varios orificios pequeños. La relación de compresión de estos motores oscila, generalmente, entre 15 a 1 y 18 a 1,y es poco más alta que en los motores de inyección directa, mientras que la presión de inyección es mucho menor, y está entre 100 Kg/cm2 y 150 Kg/cm2. Con este tipo de cámara, regularmente de usa inyectores de tobera de un solo orificio.

Ubicación.- La cámara de precombustión se ubica en la culata, y su disposición varía según el tipo de motor. En muchos casos, está situada entre las válvulas coincidiendo con el centro del cilindro.

Figura Nº 167 Cámara de precombustión.

En los motores de régimen rápido, generalmente, se coloca oblicuamente en un lado de la culata, para permitir válvulas con cabezas de mayor sección y asegurar una buena refrigeración de la precámara.

Figura Nº 168 Refrigeración de la precámara. El orificio o los orificios de la cámara de precombustión que comunican con el cilindro, se orientan para asegurar la dispersión del combustible o alcanzar la parte superior del pistón de un punto determinado. Funcionamiento.- Mediante el uso de la cámara de precombustión o precámara se intenta producir la presión de inyección dentro del cilindro por medio de la combustión, casi instantánea, de una parte del combustible inyectado y mezclado con el aire dentro de esta cavidad. Este proceso de precombustión, se realiza mientras el combustible atraviesa la precámara. El aire se comprime en lo dos espacios que forman la cámara de combustión y que se comunican entre sí. El comienzo de la inyección se produce con un avance que está sincronizado con el momento en que la presión del aire, en el recinto de la precámara, es la máxima; el combustible se inflama, pero no puede quemarse totalmente por falta de tiempo y porque no hay suficiente aire, ya que el resto se encuentra en el otro espado de la cámara. Esta precombustión provoca la expulsión de la mezcla combustible hacia el otro espacio que queda encima del pistón, igual que si de tratara de una inyección, en seguida,

Instructor



se produce la combustión normal por la aportación del aire de la segunda cámara y sin causar elevación brusca de la presión, debido a la doble fase y a la baja presión de combustión. Ventajas: - Este tipo de combustión en dos fases es menos ruidoso, - No requiere una presión de combustión tan elevada como en los motores de inyección directa. Desventajas: - Requiere precalentamiento del aire de admisión, para el arranque del motor cuando está frío. - El consumo de combustible es elevado. MOTORES CON CÁMARAS DE TURBULENCIA Las cámaras de turbulencia se parecen a las cámaras de precombustión, y presentan alguna similitud con la de inyección directa. Se diferencian de las cámaras de precombustión por su forma y su volumen. Características.- a) La cámara de turbulencia representa, aproximadamente, un 60 % de la cámara de combustión. b) Es de forma esférica, y algunas veces cilindrica. c) La comunicación con la propia cámara de combustión se hace por una tobera de forma aerodinámica de gran sección, El inyector está dispuesto en forma que el combustible se oriente hacia las paredes del cilindro; en algunos motores, el chorro tiene doble orientación. d) La relación de compresión de estos motores oscila entre 18 a 1 y 22 a 1. e) El consumo de combustible, normalmente es menor que el de los motores con cámara de precombustión, y mayor que en los motores de inyección directa. f) Debido a ciertas formas especiales de diseño y al procedimiento de inyección que se utilice, algunos motores con cámaras de turbulencia son clasificados en la categoría de inyección directa, y en algunos casos, llevan el nombre de "cámara de inyección directa combinada". Ubicación.- La cámara de turbulencia se ubica en un lado del bloque de cilindros, o bien en la culata, presentando dos alternativas: - la primera consiste en que la cavidad es fundida junto con la culata y - la segunda, es una cubierta superpuesta en un lado de la culata. En algunos casos especiales, la cámara de turbulencia se ubica en la cabeza del pistón.

Figura Nº 169 Cámara de turbulencia. Funcionamiento." Debido a la gran capacidad de está cámara, la combustión se realiza casi toda en ella, y su principio de funcionamiento es sencillo. Al efectuarse la compresión, el aire penetra en la cámara de

turbulencia y por la forma cilindrica o esférica de ésta, producen remolinos turbulentos de aire que giran a grana velocidad; el combustible es inyectado en la masa de aire caliente dentro de la cámara de turbulencia, iniciando la mayor parte de la combustión. La reacción turbulenta de tos gases es dirigida por medio de una tobera aerodinámica hacia la cámara de combustión propiamente dicha, donde esta concluye su proceso. Ventajas: - Tiene funcionamiento suave, porque no requiere una presión de combustión tan elevada como en los motores de inyección directa. - Alcanza velocidades de 5 000 rpm. o más. - En buenas condiciones mecánicas, el motor tiende a disminuir la formación de humos en el escape. Desventajas: - Se requiere precalentamiento del aire de admisión para el arranque del motor cuando está frío. - El consumo de combustible es mayor que en los motores de inyección directa. MOTORES CON CÁMARAS DE ACUMULACIÓN DE AIRE Conocidos también como motores con célula de energía pueden considerarse como los más típicos entre los modelos que usan cámaras auxiliares. Características.- La cámara de acumulación puede ser doble o sencilla, y en algunos casos está dividida en dos partes que se comunican entre sí por un estrangulamiento. El inyector está separado de la cámara de acumulación, y normalmente se orienta de manera que el chorro esté dirigido hacia la entrada de la cámara o formando un ángulo.

Figura Nº 170 Cámara de acumulación de aire Sencilla (izquierda), Formación de ángulo (derecho).

La presión de compresión y la inyección son variables, según la aplicación del motor, pero generalmente son bastantes parecidas a tas de las de los motores con cámaras de precombustión. Ubicación.- La cámara de acumulación de aire está en la culata del motor. Funcionamiento.'' El funcionamiento de la cámara de acumulación de aire es sencillo y sensiblemente igual para las cámaras dobles y sencillas. Al efectuarse la compresión, una parte del aire caliente penetra en la cámara de acumulación. Casi al final de la carrera, y en el momento en la presión de la cámara de acumulación es algo inferior a la de la cámara de combustión, se inyecta el combustible pulverizado: una parte del combustible penetra en la cámara de acumulación: El

Instructor



encendido se produce primero en la cámara de combustión y, casi simultánea, se origina también en la célula de energía. Esta doble combustión provoca una expulsión violenta de la mezcla encendida, y crea una gran turbulencia que se prolonga durante una parte de la expansión. La combustión de la mezcla almacenada en la célula de energía, o cámara de acumulación de aire, favorece y aumenta la turbulencia en la cámara de combustión; de esta forma, el combustible se mezcla bien y se logra una combustión eficiente.

Ventajas y Desventajas - La mayoría de estos motores no requieren precalentadores para el arranque en trío. - En algunos motores, el consumo de combustible es igual el de los motores de inyección directa. - Además de las ventajas citadas, estos motores tienen algunas de las ventajas e inconvenientes de los motores con cámaras de precombustión.

TÉCNICAS Y PROCEDIMIENTOS DE ARMADO EN LOS MOTORES DIESEL El armado de los motores Diesel requiere del uso de técnicas y procedimientos para lograr una buena reparación. Una buena reparación por ejemplo depende mucho de la instalación correcta de cojinetes, el cual es un trabajo complejo y preciso. La duración de servicio de cojinetes depende grandemente del grado de exactitud y de cuidado que se ejercite durante el procedimiento de reemplazo completo. Una ligera desviación de los límites recomendados en una medida no solo habrá de aumentar la cantidad de desgaste de la pieza en cuestión sino que puede fácilmente dar lugar a una reacción en cadena que finalmente habrá de incluir muchas otras partes del motor. En el campo automotriz, el mecánico con frecuencia debe ceñirse en su trabajo a medidas muy limitadas, a menudo a diezmilésimas (0,0001") de una pulgada. Una milésima de pulgada (0,001") tiene aproximadamente el espesor del celofán que se usa para cubrir una cajetilla de cigarrillos. Las medidas con este alto grado de precisión sólo pueden tomarse mediante el uso de dispositivos diseñados para indicar estas diferencias de tamaño sumamente pequeñas. Técnica de comprobación de huelgos de cojinetes Una manera fácil, rápida y precisa de comprobar tos huelgos de cojinetes principales y de bielas es mediante el empleo del Plastigage, la marca de fábrica registrada de un producto de Perfect Cirde. Plastigage se compone de dos partes esenciales: el

Plastigage en si, que es un material plástico soluble en aceite, y una escala graduada impresa en el sobre que contiene el Plastigage. La medición de huelgos de cojinete con el Plastigage es muy sencilla. Una vez que se quita la tapa de cojinete y se limpia el aceite del cigüeñal y caso del cojinete, se pone una pieza de Plastigage a través del inserto de cojinete. La tapa de cojinete se reinstala con una llave indicadora de torsión recomendada por el fabricante del motor. Al apretarse la tapa de cojinete, la presión hace que el Plastigage se aplaste. Cuanto menor es el huelgo mayor será su aplastamiento y anchura. Cuando la tapa de cojinete se quita, el ancho se mide por comparación directa con la escala graduada en el sobre de Plastigage. Los números en la escala graduada indican huelgo de cojinete en milésimas de una pulgada ó en centésimas de milímetro. Hay tres tipos de Plastigage, y cada uno comprende una magnitud de huelgo en particular: TIPO PG - 1 (Verde) Magnitud de huelgo.................................0.001"-0.003" TIPO PR -1 (Rojo) Magnitud de huelgo.................................0.002"-0.006” TIPO PB - 1 (Azul) Magnitud de huelgo.................................0.004"-0.009"

TÉCNICAS DE ASENTAMIENTO DE MOTORES DIESEL A.- Control antes del asentamiento del motor 1.- Para poner en marcha un motor reparado, el sistema de arranque debe estar en óptimas condiciones, motivo por el cual debe verificarse su buen funcionamiento y repararse si fuera necesario. Aunque esto no es más que un control de buen funcionamiento es necesario hacerlo también con la mayoría de los conjuntos constitutivos del motor bomba de inyección, alternador, etc., cuya reparación, ensayo y reglaje se debe efectuar en los bancos apropiados. 2.- Controlar niveles del motor antes de ponerlo en marcha: Nivel de aceite, nivel de refrigerante y nivel de combustible. B.- Control durante el asentamiento del motor 1.- En cuanto empiece a funcionar el motor se comprobará el buen funcionamiento de la bomba de aceite y de sus conexiones con ayuda de un manómetro, variable evidentemente según los tipos de motores pero que, en general, se sitúa entre 3 y 6 kg/cm2. Por encima o por debajo, las presiones son peligrosas; por exceso pueden producir la rotura de las canalizaciones o de las juntas. Y por

defecto, son insuficientes. pues cuando el motor está caliente los juegos habrán aumentado por dilatación y las fugas de aceite podrían incrementarse. Conviene, por tanto, reglar en consecuencia la válvula de descarga de aceite que es generalmente accesible y regulable incluso mientras funciona el motor. 2.- Luego se dejará funcionar el motor a régimen lento, de 600 a 800 r.p.m., asegurándose, que funciona bien, sin golpes ni sacudidas (si no, ver los inyectores) y que no produce humos. Es normal que un motor produzca un poco de humo azul, lo que indica la combustión del aceite que asciende hacia la cámara a través de la superficie de contacto de los segmentos, todavía sin pulido de espejo. No obstante, este fenómeno debe desaparecer después de algunas horas de funcionamiento. 3.- Durante el período de asentamiento se recomienda emplear aceite mineral fluido evitando el aceite detergente que no deberá emplearse en los Diesel hasta después del período de asentamiento. En principio, el aceite debe ser cambiado después del período de asentamiento, luego

Instructor



después de 1000 Km. de recorrido y. finalmente, cada 5000 Km. 4.- El aceite quedará rápidamente ensuciado por los residuos de la combustión si ésta no se efectúa completamente y en buenas condiciones. Es conveniente, por tanto, verificar, desde los primeros momentos de funcionamiento del motor, el buen trabajo de los inyectores, que deben ser imperativamente del tipo indicado por el constructor del motor y cuyo estado y tarado deben haberse verificado escrupulosamente. 5.- Las condiciones de calentamiento durante el asentamiento del motor son algo distintas después de haberlo asentado. En consecuencia, será necesario que el sistema de refrigeración este en buen estado de funcionamiento, esto quiere decir que la bomba de agua, radiador, mangueras, termostato, tapa de radiador, refrigerante deben estar en buenas condiciones de trabajo caso contrario deben ser reparados ó cambiados. NOTA: Algunos motores Diesel poseen de serie unos cambiadores de aceite incorporados en el circuito de agua del motor, lo que tiene la doble ventaja de calentar el aceite por el circuito de agua caliente que proviene del termostato desde que empieza a funcionar el motor, y la de mantener la temperatura del aceite idéntica a la del agua. 6.- Después de algunos instantes de funcionamiento a bajo régimen sin carga, se elevara ésta progresivamente a fin de activar el asentamiento. El asentamiento consiste en desgastar sin violencias ni agarrotamiento los puntos de fricción debidos a las rayas microscópicas de rectificación de las piezas en movimiento tales como: Cilindros, pistones, segmentos, cojinetes, etc., a fin de obtener un pulido y una mayor superficie de apoyo, disminuyendo así la carga estática de fricción y favoreciendo el deslizamiento que puede mejorarse, por otra parte, con aditivos en el aceite o en el combustible, tales como el bisulfuro de molibdeno o el grafito coloidal. 7.- A título indicativo, el ciclo que ha de aplicarse para el asentamiento de un motor Diesel de 185 CV a 1.800 r.p.m. puede ser el siguiente;

Tiempo RPM Condición 0 h 30 600 / 700 Sin carga 2 h 900 Sin carga 2 h 1000 A pequeña carga 1 h 1200 A ¼ de carga 1 h 1400 A ½ carga 1 h 1500 A ¾ de carga 0 h 30 1700 A ¾ de carga 8.- Después de esto manteniendo el régimen a 1.750/1.800 r.p.m., aumentar progresiva mente la carga para obtener la potencia nominal de 185 CV aproximadamente a las 2h, según vaya comportándose el motor. Para esto: vigilar cuidadosamente las temperaturas de agua y aceite que debe seguir una curva ascendente lenta en funcionamiento de la carga, y luego estabilizarse a 80°; cualquier evolución brusca que indique un agarrotamiento cualquiera se conocerá rápidamente, ya sea por la aparición de un punto caliente, o por la aparición de humos anormales. Cuando se produce en ruido característico de un agarrotamiento ya es, desgraciadamente demasiado tarde. Entonces solo queda volver a desmontar el motor para reparar las piezas dañadas, pues no hay panacea para este tipo de averia. Es, pues, importante, llevar el asentamiento según el comportamiento del motor. Las indicaciones de la tabla anterior sólo se dan a título indicativo no obstante gracias a

las precisiones de mecanizado actuales y si han sido respetadas las, tolerancias normales de montaje, el asentamiento puede reducirse notablemente, aunque sin llegar á desaparecer totalmente. Como regla general el asentamiento debería ser la equivalencia de marcha de 1.000 a 1 500 Km. sin esfuerzo de rendimiento, pues al principio, según los controles preliminares que hemos descrito anteriormente, se tratará de hacer funcionar el motor rápidamente pero sin esfuerzo, y la potencia requerida no podrá sobrepasar los dos tercios de la carga máxima. La periodicidad y las crestas de potencias habrán de establecerse como siguen. - durante la primera mitad, se alternará para tener en punta entre 1/3 y 1/2 carga; - durante la segunda, de 1/2 a 2/3. Al final del asentamiento y después de una aceleración en vacío, se procederá luego a la verificación de las temperaturas y las presiones, al ensayo a plena carga, y sólo después de este ensayo podrá reglarse la puesta a punto definitiva, a fin de obtener el rendimiento máximo del motor. C.- Controles a efectuar después del asentamiento Después del rodaje y antes de pasar a la puesta a punto será necesario verificar y limpiar el filtro de aceite. 1.- Efectuar una verificación general del motor que consista en: - apriete de todas las tuercas y tomillos; - apriete de la culata con el par indicado por el constructor; - verificación de todas las juntas y racores de los registros de los circuitos de agua y de aceite, de las fugas posibles de los cojinetes anterior y posterior, tensión de las correas (atención, no es conveniente tensar demasiado las correas, pues esto provoca un desgaste rápido de ellas) y de los soportes, arandelas, rodamientos y cojinetes; - verificación de los inyectores con el tarado recomendarlo y comprobar su buena pulverización. 2.- Reglar de nuevo el juego de las válvulas (que habrá podido variar por el machaqueo de las válvulas sobre sus asientos). 3.- Verificar los ángulos de apertura y de cierre de las válvulas con ayuda de un disco graduado que se fija, en general, en la parte anterior del motor sobre el cigüeñal en el lugar de la polea y sobre el cual se traza el punto muerto superior obtenido con ayuda de un disco graduado que se fija, en general, en la parte anterior del motor sobre el cigüeñal en el lugar de la polea y sobre el cual se traza el punto muerto superior obtenido con ayuda de un comparador sobre el pistón haciendo girar alternativamente hacia delante y hacia atrás el cigüeñal. 4.- Verificar el ángulo de catado de la bomba de combustible, es decir, el comienzo el fin de compresión (según el tipo de pistón de la bomba de inyección auto-avance o ranura plana) con ayuda de visor especial atornillarlo sobre la bomba en lugar del tubo del inyector correspondiente al cilindro escogido, en general, el primero o el último. 5.- Ajustar el caudal del aceite de engrase de los balancines (esto es importante). 6.- Verificar las compresiones en cada cilindro con ayuda de un comprobador de compresión, haciendo girar el motor con el arrancador (motor caliente), o sea, aproximadamente a

Instructor



200 r.p.m. Para esto será necesario sacar los inyectores, a fin de no frenar la rotación por las compresiones sucesivas de los cilindros. Existen varios tipos de comprobadores, pero

los más prácticos son los registradores sobre placa o película que permiten confrontar el conjunto de las compresiones.

SINCRONIZACIÓN DE LA BOMBA DE INYECCIÓN

Cómo se realiza la sincronización de la bomba de Inyección al motor Observaciones preliminares. 1a Observación. La sincronización de la bomba de inyección respecto al motor tiene verdadera importancia. Que haya retraso o avance de la inyección, las consecuencias son las mismas: pérdida de potencia y excesivo calentamiento del motor Debe darse bastante

avance para que, a la marcha más lenta, ningún cilindro produzca humo, "blanco amarillento", debido al retraso del encendido. Un exceso de avance da, cerca de la marcha a toda potencia, un color gris en el escape, un diesel puede ser débil con 23° de avance y estar muy bien con 21°. Lo mismo es también cierto para la inversa.

Acoplamiento Lavalette: Izquierda: A. caja, B. Plato de arrastre, C. Palanca. Derecha: A. Semiacoplamiento en la bomba, B. Pieza intermedia, C. Semiacoplamiento en el motor.

Figura Nº 171 Tipos de acoplamientos. La mayoría de bombas de inyección de los motores de 4 a 6 cilindros tiene un árbol de levas único, en el cual éstas accionan los pequeños pistones de la bomba. Este árbol de levas acoplado al árbol intermedio, accionado por una cadena que, a su vez, recibe el movimiento del engranaje (rueda de cadena) montado en el cigüeñal. Figura Nº 172 Árbol de levas de la bomba de inyección. El acoplamiento de la bomba con el motor se compone, por tanto de un semiacoplamiento del lado de la bomba, de un disco de arrastre y un semiacoplamiento del lado del motor. Uno de los dos semiacoplamientos es regulable por agujeros colisos, En los motores de 2 tiempos, el motor y la bomba giran con el mismo número de revoluciones. En los de 4 tiempos, la bomba gira a una velocidad mitad de la del motor.

1. Semiacoplamiento del lado de la bomba, 2 y 4 Pieza (cerrada o abierta), 3 y 5 Semiacoplamiento del lado del motor (regulable).

Figura Nº 173 Acoplamiento CAV Bosch. 2da. Observación. La sincronización de las bombas de Inyección comprende tres operaciones principales: 1. Ajuste del pistón del motor al tiempo de comprensión, respetando la cota avance a la inyección. 2. Ajuste del pistón de la bomba correspondiente al punto de inicio de inyección que corresponde al inicio de la impulsión del combustible. 3. Acoplamiento del árbol de levas de la bomba con el árbol de accionamiento del motor. Generalmente, el motor —cualquiera que sea su marca— lleva sobre la periferia del volante de inercia una marca que indica el P.M.S. de un pistón de referencia y a veces una marca de comienzo de la inyección situada antes de la marca del P.M.S. Igualmente, el sistema de acoplamiento de la bomba de inyección suele llevar unos índices que faciliten la sincronización y la regulación exacta del comienzo de la inyección.

Instructor



Figura Nº 174 Marcas en la volante del motor.

Sincronización de las bombas de inyección Se trata de ajusfar o "calar" la bomba de manera que el comienzo de la inyección (que corresponde al comienzo de la impulsión) tenga tugar en una posición bien determinada del pistón que está llegando al fin de la comprensión.

Instructor

A) Los elementos están en línea

a) Sí no hay marcas Con las bombas Bosch. Lavalette y C.A.V se puede determinar el comienzo de la inyección por el método llamado de "la última gota" que se indica en este mismo apartado. Se destornilla el porta válvula de impulsión, del cilindro no 1 de la bomba, Después de haber así extraído la válvula de impulsión, su resorte y su pasador, de la conexión del cilindro no 1 a la bomba, sin alterar la posición el asiento de la válvula, se vuelve a montar el porta válvula solo. Es de rigor la mayor limpieza. Se llena la bomba de inyección utilizando la pequeña bomba de encebado, hasta que el combustible salga del porta válvula no 1. Como la bomba forma cuerpo con la platina, con tuerca bloqueada en el perno (vertical en la parte izquierda de la figura) alojado en el semiacoplamienío del lado del motor, se hace girar de manera que el pistón de este elemento de bomba se halle en posición baja, que se pueden controlar si la placa lateral, estando quitada, permite ver los resortes. Haciendo funcionar la bomba de cebado, se hace girar lentamente el acoplamiento y, con él, el árbol de la bomba en el sentido de la subida del pistón. Entonces se ve el combustible saliendo por arriba del portaválvula, pero cada vez sale menos.

Figura Nº 175 Partes de la bomba de inyección.



En vez de montar de nuevo el soporte de válvula de impulsión, se puede conectar en su lugar un tubo de ensayo, fabricado con un tubo de inyección del que se corta el extremo en ángulo agudo. Hay que cuidar de que el tubo posea una junta o un racor que se adapte sobre el fileteado del soporte de la válvula de impulsión.

Figura Nº 176 Prueba de inicio. Precisamente en el momento en que el líquido cesa de salir, se traza con una punta una señal sobre el acoplamiento de la bomba enfrente del índice fijo y se hace el ajuste mediante el tornillo que se halla al lado de las graduaciones en la platina. En cuanto este tornillo está apretado a fondo, la bomba está enlazada positivamente con el motor. Entonces se echa una ojeada para comprobar si las marcas de referencia del volante concuerdan, o los menos aproximadamente, y se acciona de nuevo la bomba de cebado. Método de la primera gota. Difiere poco del anterior. Se destornilla también el racor del tubo de impulsión, pero se deja en su Jugar la válvula de impulsión. Accionar la bomba de inyección alimentada con gasoil por la palanca de la bomba nodriza. En un momento dado, el árbol de levas presenta más resistencia al giro. El comienzo de inyección corresponde a la primera gota de aparece. Compruébese entonces que el gasoil sube todavía ligeramente por el portaválvula núm. 1 cuando se vuelve a accionar la bomba de cebado. Para hacer fácil la comprobación, quítese previamente, con el dedo, una pipeta o un papel secante, una parte del gasoil comprendido entre F y H.

Figura Nº 177 Metodo de la primera gota. Para terminar, se pondrá en su sitio la válvula y su resorte, y se purgará el aire en la bomba y los inyectores. Habrá que asegurarse otra vez de que el perno de acoplamiento y el tornillo de puesta a punto están bien calados. La puesta a punto ha terminado.

Método de la última gota. El comienzo de inyección tiene lugar en el momento preciso en que el pistón de la bomba tapa la entrada del combustible que viene de la bomba de alimentación. En este momento, la impulsión comienza, la presión del gasoil levanta la válvula de impulsión y lo envía hacia el inyector. Para determinar este punto preciso, hay que colocar la varilla de regulación en la posición "pleno caudal". Purgar a continuación la bomba, el filtro y la tubería de aspiración.

Figura Nº 179 Metodo de la ultima gota. b) Hay marcas Basta con hacer coincidir la marca longitudinal grabada sobre la parte cónica del árbol de levas, con las letras R o L (según el sentido de rotación) grabadas sobre el cárter de la bomba; R = derecha, L = izquierda). En caso de bomba con avance a manos, la placa de arrastre del dispositivo de avance a mano debe colocarse de manera que su marca (trazo grabado o entalla) concuerde con la marca R (p L, según el sentido de rotación) del cárter del dispositivo de avance Durante esta operación, la palanca de mando del avance debe encontrarse en el centro de su carrera. Bomba con avance fijo. El semiacoplamiento no regulable debe ser montado sobre el extremo cónico del árbol de levas, de tal forma que el trazo grabado como marca sobre un cubo coincida con la marca R o L de la bomba. Para facilitar el ajuste, ciertas bombas llevan un índice que sobresale, una vez montado el semiacoplamiento. Bomba con avance automático. La placa de arrastre del dispositivo de avance automático debe disponerse de manera que su marca periférica concuerda con la marca grabada sobre el cuerpo de la bomba.

Instructor



Figura Nº 180 Bomba con avance automatico. B) Bombas de inyección rotativas El método de ajuste de una bomba de inyección con distribuidor rotativo es un poco diferente del de una bomba de inyección con pistones en línea. Mientras que en una bomba de pistones en línea es indispensable buscar el comienzo de inyección para poder proceder al ajuste, en una bomba de distribuidor rotativo el comienzo de inyección difícilmente detectable por el método de la "última gota"— es señalado con precisión por el constructor o el dieselista sobre la salida de inyección que corresponde al cilindro No 1 del motor. Además, el piñón de arrastre está marcado y el piñón de mando de la bomba, que está engranado sobre la distribución y la brida de fijación del cuerpo de la bomba, está igualmente dotado de una marca que concuerda con un índice grabado sobre el cárter del motor. En este caso, el ajuste es muy simple, bastando con hacer coincidir las marcas.

Figura Nº 181 Bomba de inyección rotativa. Este tipo de ajuste es válido para los tres tipos de bombas rotativas actualmente empleados en (os motivos diesel para camiones: Sigma, Bosch, y Roto-Diesel (C.A.V). A continuación se describe el método para ajustar "por

marcas" una bomba de inyección rotativa Roto-Diesel (C.A.V.) Ajuste de marcas Si la bomba está montada el cárter con interposición de una junta, deberá reemplazarse para toda intervención que necesite el desmontaje y el remontaje de la bomba. Después de haber puesto el pistón No 1 del motor en posición de avance a la inyección, introducir la bomba en su alojamiento. Un diente de referencia sobre el árbol acanalado permite el montaje correcto de la bomba. Volver a poner a continuación las arandelas y las tuercas, alinear las marcas grabadas sobre el zócalo de la bomba y sobre el cárter del motor, y apretar las tuercas. Verificación del ajuste Hay que retirar la placa de visita de la bomba de inyección (fijada con dos tornillos en el caso de una bomba Roto-Diesel). Hacer girar el cigüeñal del motor en el sentido de la marcha para llevar el pistón No 1 al tiempo de comprensión, la posición precisa correspondiente al comienzo de la inyección. En esta posición del cigüeñal aparece una marca sobre el rotor de la bomba: letra H para las bombas de regulador hidráulico, letra F para las bombas de regulador mecánico. Esta marca debe coincidir con otra marca trazada sobre el anillo elástico o con la arista en ángulo recto de dicho anillo. Los agujeros de fijación de la brida de la bomba permiten corregir el reglaje si éste no es correcto. Nota importante: En el caso de una bomba rotativa, no arrancar nunca el motor antes de haber llenado y purgado la bomba. En qué sentido ha de girar la bomba para que haya avance de la inyección

Instructor



Por definición, hay avance de la inyección si ésta se realiza antes del PMS (punto muerto superior) fin de la comprensión. En otras palabras; si se quiere un avance de la inyección y que el pistón motor esté en el PMS fin de la comprensión, no es necesario que la bomba empiece a suministrar cuando et pistón motor esté en el PMS, sino que la leva ataque al pistón de la bomba unos grados antes. Para ello, se aflojan los agujeros colisos del plato de acoplamiento y se hace girar unos milímetros o grados adelantando en el sentido de rotación de la bomba. Exceso de avance significa que la bomba suministra demasiado pronto. Se debe, pues, para obviar este defecto, hacer "retroceder" el árbol de levas con relación a su sentido normal de rotación, o bien hacer "adelantar" el árbol intermedio.

Figura Nº 182 Sentido de giro de la bomba. Marcas en la bomba de inyección para el ajuste de la misma bomba. Las flechas indican las marcas en la unión y la caja del avance, marcas que deben coincidir cuando el pistón buzo del elemento núm. 1 de la bomba empieza el impulso y la palanca del avance está en la posición del avance máximo, Una escala graduada y una señal de referencia, trazada, respectivamente, en las dos mitades del acoplamiento regulable, permiten un trabajo preciso. Cómo ajustar la bomba con el motor por el método simplista Cuando se conoce el valor del avance de la inyección y está ajustado el acoplamiento "lado del motor", no se tiene señal de referencia, se pone el pistón motor del primer cilindro en el PMS fin de la comprensión (véase la observación del final de este párrafo) y, después de haber desenchufado la tubería, el portaválvula, la válvula y el resorte de la válvula del primer elemento de la bomba, se gira lentamente ésta hasta el momento en que se observa el fin de la impulsión. (Ver núm. 109. Método de "la última gota".) Basta con acoplar los dos árboles. Se acabará (a puesta a punto moviendo el semiacoplamiento del lado motor cuyo desplazamiento angular permitido por los agujeros colisos puede utilizarse. En este método, la puesta a punto se hace con el ojo y con el oído. Se observarán los humos. Si son negros es indicio de una combustión incompleta y de un déficit de rendimiento. A veces también el motor golpetea sordamente, o bien se producen fallos momentáneos en la marcha lenta. El exceso de avance hace golpetear el motor con un ruido claro. Si, mientras se regula, los pernos no tienen más recorrido debido a los agujeros colisos, se impone saltarse un diente del piñón del árbol intermedio accionado por el motor. En un ajuste óptimo, el motor no debe nunca golpetear en régimen estable, no más en llano que en rampa. Una

aceleración brutal (siempre desaconsejable) produce frecuentemente golpeteo y este hecho es tanto más observable cuánto más avance tiene el motor. Las pruebas se hacen en el mismo sitio, después se sale a la carretera con el vehículo (cargado si es posible), si se hacen pruebas a todo consumo, de preferencia en cuesta. A menudo debe añadirse un poco de avance para obtener la potencia máxima, a reserva de notarse a veces un poco de humo cuando se acelera. Observación. Siguen varias maneras de poner un pistón motor en el PMS fin de comprensión: 1. Se hace girar el cigüeñal hasta que el cilindro núm. 1 esté en el PMS fin de comprensión. Basta para ello poner la marca de referencia PMS o TDC o UG u OPT u O frente a la marca fija del cárter. Atraerá la atención el hecho de que el PMS fin de comprensión es distinto del PMS fin de escape. Cuando se halla en el PMS fin de comprensión, las válvulas quedan en su asiento al hacer girar el cigüeñal, sea a izquierda, sea a derecha. Cuando se halla en el PMS fin de escape, las dos válvulas están siempre abiertas, y como, en ambos casos, el PMS está a la misma altura, podría creerse que están cerradas. Basta con hacer girar el cigüeñal en uno y otro sentido para darse cuenta del movimiento de las válvulas. Recuérdese que el PMS fin de comprensión está a una vuelta entera del PMS fin de escape. 2. Se comprueba si la impulsión se hace por la mirilla del inyector o de la resistencia retirada y se introduce una regla (varilla metálica, que se deja caer sobre el pistón y cuyo extremo superior es visible), que no sube más cuando el pistón está en el PMS. Sin embargo, no siempre es posible el uso de la regla. He aquí cómo se procederá entonces. Se introduce un papel de fumar entre el impulsor y la válvula de escape. En el momento en que deja de estar aprisionado, el pistón se halla en el fín de escape. Se traza una raya en la polea del registro o en una polea del ventilador-dinámico, delante de una señal fija. Se vuelve a emprender la misma operación, con el papel de fumar, sobre la válvula de admisión. Cuando esta válvula está al fin de la admisión de este primer cilindro, no se puede sacar el papel aprisionado. En este momento, hay comienzo de admisión y se traza una señal delante de la marca de fa polea. Como el avance a la admisión, en un motor diesel, es igual o sensiblemente igual al retraso del escape, basta con dividir en dos partes iguales la distancia entre las dos señales y colocar la nueva señal delante del punto fijo. El pistón está entonces en el PMS, o bien justo a 1 ó 2 grados aproximadamente. El cilindro simétrico está entonces en fin de comprensión. En un motor de 4 cilindros, 1 y 4, 2 y 3 son simétricos. En un motor de 6 cilindros son simétricos 1 y 6. 2 y 5, 3 y 4. Cómo ajustar la bomba con el motor por el método normal Normalmente, cuando se debe ajustar una bomba con el motor, ya a causa de la regulación, ya después de reparación, el mecánico marca (antes del desmontaje) las posiciones relativas de los árboles y de las piezas de acoplamiento. Lo más frecuentemente, para simplificar su tarea, el mecánico no toca el semiacoplamiento "lado del motor", y se asegura (esto para un motor de 4 tiempos) de que nadie hará girar el motor, pues si no. habría el peligro de un error de media vuelta. Volvamos, por tanto, la regulación al punto inicial y supongamos también que no se procede a hacer ninguna marca. Ya que el lado motor no se ha desajustado, se desenchufa, del lado bomba, el tubo de impulsión del primer

Instructor



elemento y se hace girar lentamente el árbol de levas de la bomba hasta el momento en que empieza la impulsión de gasoil. Se sitúa el pistón del primer cilindro en el PMS fin de comprensión. En estas condiciones, las posiciones relativas de los dos árboles a conectar no están muy alejadas de la regulación primitiva y, en consecuencia, para hallarlo basta con hacer girar un poco el árbol de levas de la bomba en el sentido normal, o bien hacer girar el árbol intermedio, que procede del engranaje de la distribución, en sentido contrario hasta que, habiéndose encarado con sus muescas los dientes, sea posible el acoplamiento. Parece que no es necesario, en el caso puesto conocer el valor del avance a la inyección ni determinar con gran precisión ya el comienzo de la impulsión del gasoil. Ya en el PMS motor. Cómo conectar el varillaje de la aceleración El regulador debe estar conectado con el varillaje del pedal en la posición exacta. Esto se logra maniobrando la palanca de suministro en sentido contrario a la posición de "Stop"; por consiguiente, contra la bomba, hasta que la cremallera se halle contra su tope. A esta posición de la varilla de regulación corresponde la posición "plena carga" de la bomba. Acto seguido se continúa moviendo la palanca de suministro en la misma dirección, hasta que los resortes de regulación en vacío estén comprimidos, es decir, hasta que se siente una gran resistencia. Delimitar esta posición de la palanca de suministro por medio del tomillo de tope graduable de la caja del regulador. Esto hace llevar el pedal de aceleración del asiento del conductor al fondo de su recorrido y conectar la varilla en esta posición extrema con la palanca de suministro del pedal acelerador, de modo que el tornillo de tope de la palanca de suministro no soporte una presión excesiva.

Figura Nº 183 Conexión de la varilla de aceleración. ANÁLISIS DE FALLAS En la mecánica automotriz con frecuencia se habla de averías y desarreglos en las distintas partes que componen el motor: ambas palabras se aplican a las fallas de funcionamiento que presenta el motor o sus distintos sistemas auxiliares, sin embargo, llamamos avería a aquel defecto que inmoviliza el motor impidiendo su funcionamiento totalmente, mientras que llamamos desarreglo a aquellos otros defectos que sin parar completamente el motor o el vehículo hacen que su funcionamiento sea irregular o defectuoso. Generalmente un desarreglo se revela por la presencia de ruidos anormales en el motor, insuficiente potencia del mismo, consumo exagerado de combustible, resistencia excesiva al

movimiento, desgaste anormal de alguno de los órganos o piezas del motor. En general las averías o desarreglos se deben a desgaste, deformación, rotura o desaparición de piezas por perderse al soltarse sus elementos de fijación; estas anomalías pueden presentarse en piezas fundamentales del motor o en elementos auxiliares y a su vez son motivadas por distintas causas: - Calidad defectuosa de los materiales. - Construcción defectuosa: formas mal estudiadas, dimensiones insuficientes, uniones débiles. - Mala utilización del vehículo: condición dura. Sobrecargas excesivas, etc. - Defecto de entretenimiento. - Choques o accidentes. Localización de averías y su Importancia Reparar una avería significa fundamentalmente eliminar las causas de mal funcionamiento del motor. A pesar del creciente perfeccionamiento de los vehículos modernos, la reparación de averías no perderá su importancia, debido al número creciente de vehículos que se utilizan, y, además, al hecho de que siempre habrá averías debidas a descuidos, ignorancia imprudencia de determinados constructores, conductores o mecánicos. La reparación de una avería tiene dos fases fundamentales: 1° Localizar la avería, es decir, averiguar cuál es el sistema mecánico o dispositivo que no funciona correctamente o está averiado. 2° Reparar la avería. Hasta ahora, ha visto ya la forma en que se reparan las averías del motor y sus distintos sistemas, así como de los sistemas auxiliares del motor; aquí trataremos precisamente de cómo se logra la localización de las averías en los mismos. Por muy hábil que sea el mecánico trabajando con las manos y por muy bien que conozca la forma de reparar una avería que le sea indicada, no puede considerarse un mecánico completo a no ser capaz de determinar por si mismo, con un número mínimo de ensayos, el lugar donde se presenta una avería de la cual únicamente se conocen las perturbaciones que produce en el funcionamiento del motor. Fácilmente comprenderá la importancia que tiene, por lo tanto, el estar preparado para la realización de la tarea de localizar una avería. Para la localización de avenas el mecánico debe basarse en el conocimiento de la relación existente entre los síntomas o indicaciones de mal funcionamiento del motor y las averías causantes de estos síntomas: por ejemplo, debe saber que la presencia de humos negros en el escape es indicación de una mala combustión y que las causas o averias que producen esta mala combustión pueden se: Un retardo excesivo en la inyección, una averia de los inyectores ( Aguja desgastada, aguja mal asentada, orificios gastados,etc.), o un defecto en el sistema de alimentación de combustible. Por la reflexión sobre los síntomas que presenta el motor y realizando en caso necesario un pequeño número de pruebas o ensayos bien determinados y escogidos, con un método perfectamente establecido de antemano, puede el mecánico lograr la localización rápida y segura de tas averías o desarreglos que presente el motor. Como debe proceder un mecánico ante un motor averiado o que no funciona bien En primer lugar el mecánico no debe perder la calma y

Instructor



proceder de forma desordenada poniéndose nerviosos. Al preguntar al propietario o conductor del vehículo cuáles han sido los síntomas o indicaciones de mal funcionamiento que el motor presenta o, en su caso, que el motor se haya parado y no se conozca la razón, cuáles han sido, si las ha habido, las anormalidades de funcionamiento que ha presentado antes de pararse el motor, tales como ruidos, irregularidades de marchas, resistencias anormales, etc.; de las indicaciones que le den, el mecánico debe prestar su mayor atención a síntomas concretos, pero no debe prestar demasiada atención a las indicaciones que pueden darle sobre si la avería se localiza en tal o cual aparato, a no ser que el propietario o conductor sea a la vez un entendido en mecánica del automóvil. Una vez que el mecánico conozca los síntomas de avería presentados por el vehículo o motor en cuestión, deberá reflexionar sobre las posibles causas que originen estos síntomas, y no debe lanzarse a desmontar o verificar al azar cualquier parte del motor o de sus sistemas auxiliares, ya que para realizar con éxito la localización de una averia únicamente puede hacerse siguiendo un método racional: procediendo por eliminación de las causas de avería que normalmente no produzcan tos defectos que el motor presenta, siguiendo un orden determinado de antemano. Si el motor no se pone en marcha, no trate de accionar demasiado tiempo el motor de arranque pues se corre el riesgo de descargar completamente la batería y hacer inútiles otras investigaciones posteriores. Antes de comenzare el estudio de la marcha sistemática para determinación de averías, haremos una clasificación de éstas y también una clasificación de los síntomas presentados por el motor que no funciona correctamente o que no funciona en absoluto. Clasificación de averías en el motor Según el lugar o el sistema en que las averías se hallan

localizadas, podemos clasificarías en los siguientes grupos: - Averías en las partes fijas y móviles de producción y transformación de movimiento (cilindro, culata, juntas, conjunto émbolo-biela, cigüeñal, cojinetes). - Averías en la distribución - Averías en el sistema de engrase. - Averías en el sistema de refrigeración. - Averías en la alimentación del combustible. - Averías en el sistema de abastecimiento eléctrico. - Averías en el sistema de inyección. - Averías en el motor de arranque y sus mandos. - Averías ajenas al motor, pero que afectan al funcionamiento de éste. Clasificación de síntomas de avería Los síntomas de avería o desarreglo que puede presentar el funcionamiento de un motor, son muchos y muy variados; en el presente estudio se ha procurado reunir los más frecuentes y de mayor importancia, clasificados en cuatro grupos para sistematizar su estudio: 1) Síntomas presentados por el motor en conjunto. 2) Síntomas presentados por elementos de control del sistema de engrase. 3) Síntomas presentados por los elementos del sistema eléctrico. 4) Síntomas presentados por el arranque eléctrico. En algunos casos un síntoma puede ser indicación de una única avería concreta y determinada; pero en la mayoría de los casos un mismo síntoma puede ser debido a averías muy distintas. Esto es lo que hace que la búsqueda y localización de averías sea difícil y requiera la ejecución de determinados ensayos o pruebas para determinar cuál de ellas es la causante del mal funcionamiento.

Instructor

Combustion_Teoria de Motores de Combustion Interna

Documents

Transcript of Combustion_Teoria de Motores de Combustion Interna