Facultad de Tecnología Carrera de Mecánica Automotriz

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Evaluación Teórico - Práctica Del Rendimiento Mecánico y Análisis Ambiental Del Motor Diesel Nissan FD6-T

UNIVERSIDAD MAYOR DE SAN ANDRÉS

Facultad de Tecnología

Carrera de Mecánica Automotriz

Evaluación Teórico - Práctica Del Rendimiento

Mecánico y Análisis Ambiental Del Motor Diesel

Nissan FD6-T

Presentado por:

Favio José Morales Calle

Tutor:

Ing. Ricardo Paz Zeballos

La Paz - 2014

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3


UNIVERSIDAD MAYOR DE SAN ANDRÉS

Facultad de Tecnología

Carrera de Mecánica Automotriz

Evaluación Teórico - Práctica Del Rendimiento Mecánico

y Análisis Ambiental Del Motor Diesel Nissan FD6-T

PPrreesseennttaaddoo ppoorr::

FFaavviioo JJoossee MMoorraalleess CCaallllee

Requisito para la obtención del grado de

Licenciado en Mecánica Automotriz

DDiirreeccttoorr::

Ing. Cedric Rua Rodriguez -----------------------------------

TTrriibbuunnaall::

Ing. Juan F. Quispe Medrano -----------------------------------

Ing. Justiniano Zegarra Verastegui ----------------------------------

Ing. Víctor H. Herrera Cusicanqui ----------------------------------

TTuuttoorr::

Ing. Ricardo Paz Zeballos -----------------------------------

CCaalliiffiiccaacciióónn ----------------------------------

iv


Este proyecto está dedicado a:

Dios Todopoderoso, que me cuida siempre y me

da fortaleza para no darme por vencido y lograr

la culminación de una etapa de estudiante.

Mi familia, mis padres; Bernabé Morales y

Victoria Calle. Por su amor y dedicación. Ustedes

son el mejor y más grande ejemplo de sabiduría,

persistencia, esfuerzo y trabajo. Sin ustedes nada

de esto hubiera sido posible, a mis hermanas y

hermanos gracias por su comprensión

v


Un agradecimiento para todos los docentes de la carrera

mecánica automotriz de la facultad de tecnología que

nos contribuyen con sus conocimientos y sabiduría, en

especial al ing. Ricardo Paz Zeballos asesor y tutor que

supo guiarme de la mejor manera en la realización de

este proyecto. Al compañero y amigo Efraín J. Mamani

que me ayudó a realizar la parte práctica en este

proyecto y a las personas que me apoyaron de una u

otra manera para culminar estos estudios con éxito.

vi


El desarrollo del proyecto menciona de forma clara el Análisis práctico y teórico del

rendimiento mecánico para un motor de combustión interna diesel Nissan FD6-T, desde la

reparación de las partes más importantes hasta las pruebas y ensayos que se realizaron con

un dinamómetro hasta un análisis de los gases residuales de este motor, en la carrera de

Mecánica Automotriz de la Facultad de Tecnología.

El presente proyecto engloba una serie de capítulos los cuales siguen una secuencia

correcta para la evaluación del rendimiento mecánico y un análisis ambiental del motor de

combustión interna diesel Nissan FD6-T.

En el Primer Capítulo (Introducción), se realiza una introducción sobre los objetivos

del proyecto, antecedentes, situaciones y la justificación del porque es importante la

evaluación teórico práctica del rendimiento mecánico y el análisis ambiental del motor de

combustión interna diesel Nissan FD6-T en la carrera de Mecánica Automotriz.

En el Segundo Capítulo (Marco Teórico), dá el énfasis de la base teórica con que se

realizará el proyecto en conceptos claros de: Una descripción de los sistemas del motor diesel,

parámetros indicados y efectivos (que se aplica en la evaluación teórica del motor), el ciclo

de trabajo de un motor diesel, el estudio de los gases residuales, Además mostrar el

dinamómetro hidráulico que se utilizara, en síntesis la base teórica de cómo se lograran los

objetivos específicos planteados.

En el Tercer Capítulo (Marco Práctico), muestra las condiciones de funcionamiento

del motor de combustión interna diesel Nissan FD6-T y el concepto de lubricación definiendo

que el desgaste entre las piezas del motor es inevitable (visto en marco teórico), dando paso

a la reparación y el cambio de las partes más importantes del motor. Donde al final se denota

la calibración de la bomba de inyección y los inyectores.

En este capítulo, también se muestra claramente la instalación descripción y la operación del

dinamómetro hidráulico, donde menciona los pasos de la instalación del dinamómetro, el

acople de este al motor, la instalación de la recirculación de agua, la instalación de los sensores

para el software de Acuudyno y finalmente la descripción de la manipulación de este y la

realización de ensayos por barrido.

Y al final de este capítulo, trata del trabajo que se realizó en la evaluación de los gases

residuales y el análisis ambiental del motor de combustión interna diesel Nissan FD6-T

denotando los equipos que se usaron para realizar las pruebas con datos y resultados

confiables respecto a estas pruebas y ensayos.

vii


Cuarto capítulo (Cálculos y Resultados), muestra las mediciones que se realizó y el

cálculo de parámetros indicados y finalmente el cálculo del rendimiento mecánico así como

también el índice de elasticidad del motor reparado y el motor de referencia (motor según

manual) culminando con un resultado y los datos de cuadros y tablas adquiridas en esta parte.

Quinto capítulo (Conclusiones y Recomendaciones), se redacta las conclusiones según

el logro de cada objetivo específico (un párrafo para cada objetivo específico y un párrafo

como conclusión final); en la parte de recomendaciones indica conceptos para trabajos

futuros y sugerencias para realizar otros ensayos.

viii


Pág.

Dedicatoria IV

Agradecimientos V

Resumen VI

Índice VIII

Índice De Figuras XII

Índice De Cuadros XV

Índice De Tablas XVI

CAPÍTULO I 2

INTRODUCCIÓN 2

1.1 Antecedentes 2

1.2 Planteamiento del problema 3

1.2.1 Identificación del problema 3

1.2.2 Formulación del problema 3

1.3 Objetivos 3

1.3.1 Objetivo general 3

1.3.2 Objetivos específicos 3

1.4 Justificación 4

1.4.1 Justificación económica 4

1.4.2 Justificación ambiental 5

CAPÍTULO II 7

MARCO TEÓRICO 7

2.1 Principio de funcionamiento 7

2.1.1 Descripción de los sistemas 7

2.1.1.1 Sistema de alimentación 7

2.1.1.2 Sistema de distribución 10

2.1.1.3 Sistema de lubricación 10

2.1.1.4 Sistema de refrigeración 11

2.2 Diagnostico del motor 11

2.2.1 Concepto de desgaste (Lubricación) 12

2.3 Banco de pruebas (Dinamómetro) 14

2.3.1 Dinamómetro hidráulico 14

2.3.2 Dinamómetro MWD (Accudyno) 15

2.3.3 Numero de pruebas y grado de precisión 16

2.4 Índices del ciclo de trabajo 19

2.4.1 Parámetros indicados 19

2.4.2 Parámetros efectivos 22

2.4.3 Rendimiento 22

2.4.4 Rendimiento mecánico 22

2.4.5 Zona elástica de operación del motor 23

ix


2.5 Análisis ambiental 24

2.5.1 Estudio de los gases residuales 25

2.5.2 Opacidad 26

2.5.3 Referencia en nuestro medio 27

2.6 Ciclo diesel 28

2.6.1 Proceso de admisión 29

2.6.2 Proceso de Compresión 31

2.6.3 Proceso de combustión 32

2.6.4 Proceso de expansión y escape 35

2.6.5 Diferencia entre ciclo real y ciclo teórico 36

CAPITULO III 39

MARCO PRACTICO 39

3.1 Caracterización del motor Nissan FD6-T 39

3.1.1 Inspección del estado del motor Nissan FD6-T 40

3.2 Rehabilitación del motor Nissan FD6-T 41

3.2.1 Desensamble de los elementos del motor 41

3.2.1.1 Desensamble del extremo superior 42

3.2.1.2 Desensamble del extremo frontal 42

3.2.1.3 Desensamble del extremo inferior 44

3.2.2 Limpieza de las partes del motor 46

3.2.3 Comprobación de las partes del motor 46

3.2.3.1 Comprobación de la culata 46

3.2.3.2 Comprobación del block del motor 47

3.2.3.3 Comprobación del cigüeñal 48

3.2.3.4 Comprobación de las válvulas y sus asientos 49

3.2.4 Armado del motor 50

3.2.4.1 Armado del extremo inferior 50

3.2.4.2 Ensamble de los pistones y bielas 51

3.2.4.3 Armado del extremo frontal 52

3.2.4.4 Armado del turbocompresor 52

3.2.4.5 Armado del extremo superior 53

3.2.5 Sistema de inyección de combustible 54

3.2.5.1 inspección de la bomba de alimentación 54

3.2.6 Reparación de la bomba de inyección 55

3.2.6.1 Desmontaje de la bomba de inyección 55

3.2.6.2 Armado de la bomba de inyección 60

3.2.6.3 Calibración de la bomba de inyección 64

3.2.7 Inyectores 67

3.2.7.1 Desmontaje de los inyectores 68

3.2.7.2 Armado de los inyectores 69

3.2.7.3 Calibrado de los inyectores 69

3.3 Instalación, descripción y operación del dinamómetro 69

3.3.1 Aplicación 69

x


3.3.2 Característica de operación 70

3.4 Instalación 71

3.4.1 Montaje del dinamómetro 71

3.4.2 Acoplamiento del motor al dinamómetro 72

3.4.3 Instrumentación 73

3.4.4 Sistema de recirculación de agua 75

3.4.5 Instalación de los sensores para el software de ACCUDYNO 76

3.5 Descripción del software 79

3.5.1 Pantalla 79

3.5.1.1 Pantalla principal 79

3.5.1.2 Ficha de datos 82

3.5.1.3 Gráficos 84

3.5.1.4 Listados 87

3.5.2 Procedimientos principales 89

3.5.2.1 Como realizar un ensayo 89

3.5.2.2 Configuración del sistema 90

3.5.2.3 Calibración del sistema 91

3.5.3 Configuración general 93

3.5.3.1 Configuración de señales 93

3.5.3.2 Configuración de canales 94

3.5.3.3 Configuración de instrumentos 96

3.5.3.4 Normas 97

3.6 Operación 97

3.6.1 Medición de la potencia (por Barrido) 98

3.6.2 Número de pruebas mínimo 101

3.7 Análisis de los gases residuales 104

3.7.1 Análisis de la opacidad 104

3.7.2 Aplicación del analizador de gases 105

CAPITULO IV 108

CALCULOS y RESULTADOS 108

4.1 Evaluación del ciclo de trabajo del motor Nissan FD6-T 108

4.1.1 Medición de la temperatura de aire en el proceso de admisión 108

4.1.2 Medición de la presión de aire en el proceso de admisión 108

4.1.3 Cálculo de la cantidad total de productos de combustión 109

4.1.4 Cálculo en cada punto del diagrama P-V del motor 110

4.1.4.1 Motor después de la reparación 110

4.1.4.2 Motor con datos del manual (asumiendo que es nuevo) 113

4.1.4.3 Comparación del diagrama P-V del motor (según manual y reparado) 117

4.1.5 Cálculo de parámetros indicados y efectivos 118

4.2 Cálculo del rendimiento mecánico 120

4.3 Cálculo de la zona elástica e índice de elasticidad 121

4.2.1 Diagramas característicos (según manual) 121

4.2.2 Diagramas característicos (pruebas del dinamómetro) 123

xi


CAPITULO CINCO 127

CONCLUCIONES y RECOMENDACIONES 127

5.1 Conclusiones 127

5.2 Recomendaciones 131

BIBLIOGRAFIA A

ANEXOS B

Anexo"A" Manual De Calibración Del Motor Nissan FD6-T C

Manual Del Banco De Pruebas "Magasa" F

Anexo"B" Otras Pruebas Realizadas Con El Dinamómetro I

Anexo"C" Otras Pruebas Realizadas De opacidad S

Norma de gases residuales IBNORCA T

Anexo"D" Tablas que se usaron para el cálculo del ciclo de trabajo del motor U

xii


Pág.

FIGURA 1 Diagrama del Sistema de alimentación 7

FIGURA 2 Despiece de un Inyector 8

FIGURA 3 Bomba de alimentación 9

FIGURA 4 Turbo-compresor 9

FIGURA 5 Superficies cargadas separadas por un fluido 12

FIGURA 6 Superficies de los cuerpos que presentan irregularidades 13

FIGURA 7 Dinamómetro hidráulico 15

FIGURA 8 Esquema del motor sobrealimentado por turbocompresor 30

FIGURA 9 Diagrama del motor Nissan FD6-T 40

FIGURA 10 Motor Nissan FD6-T 41

FIGURA 11 Desensamble del extremo superior 42

FIGURA 12 Desensamble del carter 43

FIGURA 13 Sincronización del motor Nissan DD6-T 43

FIGURA 14 Desensamble de la bomba de inyección 43

FIGURA 15 Tamiz de coladera en el carter del motor 44

FIGURA 16 Desmontaje de los pistones 44

FIGURA 17 Desmontaje de las bancadas 45

FIGURA 18 Desmontaje del cigüeñal 45

FIGURA 19 Desmontaje de las partes de la culata 45

FIGURA 20 Verificación de planitud de la culata 47

FIGURA 21 Verificación de conicidad de los cilindros 47

FIGURA 22 Pistones en mal estado 48

FIGURA 23 Pistones nuevos 48

FIGURA 24 Comprobación de las válvulas y sus asientos 49

FIGURA 25 Esmerilizado de las válvulas 49

FIGURA 26 Armado de los cojinetes de bancada 50

FIGURA 27 Medición de la holgura de los cojinetes 50

FIGURA 28 Instalación de los pistones y anillas 51

FIGURA 29 Sincronización de la bomba de inyección y la distribución 52

FIGURA 30 Turbocompresor 52

FIGURA 31 Instalación del nuevo turbocompresor 53

FIGURA 32 Armado del extremo superior del motor 53

FIGURA 33 Bomba de inyección en línea 54

FIGURA 34 Desmontaje de la bomba de alimentación 54

FIGURA 35 Inspección de la bomba de cebado 54

FIGURA 36 Desmontaje del variador de avance 55

FIGURA 37 Desmontaje del variador de avance 55

FIGURA 38 Desmontaje del regulador 56

FIGURA 39 Desmontaje de los resortes y la tapa del regulador 56

xiii


FIGURA 40 Desmontaje de la tapa 56

FIGURA 41 Verificación del eje de levas y la cremallera 57

FIGURA 42 Desmontaje de los empujadores de los cilindros 57

FIGURA 43 Desmontaje del árbol de levas 57

FIGURA 44 Desmontaje de los émbolos 58

FIGURA 45 Desmontaje de los resortes y camisas 58

FIGURA 46 Desmontaje del asiento de válvulas 58

FIGURA 47 Desmontaje de la válvula de impulsión 59

FIGURA 48 Desmontaje de los cilindros 59

FIGURA 49 Desmontaje de la cremallera de regulación 59

FIGURA 50 Revisión de la caja de la bomba de inyección 60

FIGURA 51 Instalación de la cremallera de regulación 60

FIGURA 52 Émbolos y cilindros nuevos para la bomba 61

FIGURA 53 Instalación de la válvula de impulsión 61

FIGURA 54 Extractor del émbolo 61

FIGURA 55 Instalación del émbolo 62

FIGURA 56 Instalación del árbol de levas 62

FIGURA 57 Sentido de instalación del árbol de levas 62

FIGURA 58 Instalación de la tapa de cojinetes 63

FIGURA 59 Instalación de la tapa de cojinetes 63

FIGURA 60 Instalación del variador de avance 64

FIGURA 61 Instalación del regulador 64

FIGURA 62 Alineación de la tapa del regulador 64

FIGURA 63 Montaje de la bomba en el banco de pruebas 65

FIGURA 64 Calibrado de la pre-carrera 66

FIGURA 65 Prueba de faseo 66

FIGURA 66 Calibración del suministro de caudal 67

FIGURA 67 Desmontaje de los inyectores del motor 67

FIGURA 68 Inyectores en mal estado y conjunto de toberas 68

FIGURA 69 Desmontaje de los Inyectores 68

FIGURA 70 Calibrado de los Inyectores 69

FIGURA 71 Celda de carga fijado en el dinamómetro 70

FIGURA 72 Montaje del dinamómetro al piso 72

FIGURA 73 Acoplamiento motor – dinamómetro 72

FIGURA 74 Alineamiento motor - dinamómetro 73

FIGURA 75 Conexión de las mangueras al dinamómetro 73

FIGURA 76 Instalación de llave de paso 74

FIGURA 77 Montaje de la válvula de alivio y del manómetro 74

FIGURA 78 Esquema de la recirculación del agua 75

FIGURA 79 Sensor de carga y sensor de RPM 76

FIGURA 80 Cable de pulsador para el ensayo 76

FIGURA 81 Central atmosférica 76

FIGURA 82 Central de carga de carga 77

xiv


FIGURA 83 Computadora para accudyno 77

FIGURA 84 Esquema conexión de sensores 78

FIGURA 85 Ficha de datos 82

FIGURA 86 Opciones de gráficos 86

FIGURA 87 Asignación de ejes “y” en el gráfico 87

FIGURA 88 Solapa grilla en opciones de gráfico 87

FIGURA 89 Calibración del torque 92

FIGURA 90 Solapa calibración del torque 92

FIGURA 91 Solapa de configuración de señales 93

FIGURA 92 Solapa de configuración de canales 94

FIGURA 93 Solapa de calibración 95

FIGURA 94 Solapa de Instrumentos 96

FIGURA 95 Solapa de Normas 97

FIGURA 96 Medidor de opacidad BEAR 104

FIGURA 97 Opacidad del motor Nissan FD6-T 105

FIGURA 98 Medidor de gases 106

FIGURA 99 Instalación de la termocupla 108

FIGURA 100 Medición de la temperatura en la admisión 108

FIGURA 101 Instalación del manómetro 108

FIGURA 102 Esquema del motor sobrealimentado por turbocompresor 113

xv


Pág.

Cuadro 1 Diagrama de distribución normal para obtener una prueba exitosa 18

Cuadro 2 Diagrama en coordenadas P-V del ciclo del motor 19

Cuadro 3 Diagrama indicado P-V del motor diesel 28

Cuadro 4 Diagrama del proceso de intercambio de gases de un motor diesel 29

Cuadro 5 Tendencias típicas del proceso de combustión en el motor diesel 33

Cuadro 6 Diagrama P-V del motor diesel (dif. Ciclo real y teórico) 36

Cuadro 7 Diagramas característicos del motor Nissan FD6-T 39

Cuadro 8 Pantalla de gráficos 84

Cuadro 9 Diagrama característico del ensayo en el motor 100

Cuadro 10 Interpretación de los ensayos (distribución normal) 102

Cuadro 11 Análisis de gases residuales 106

Cuadro 12 Diagrama del ciclo diesel con suministro de calor a P=cte. 117

Cuadro 13 Diagrama del ciclo diesel en condiciones: a nivel del mar y la Paz Bolivia 118

Cuadro 14 Zona elástica del motor Nissan FD6-T (según manual) 122

Cuadro 15 Diagrama de potencia y torque (corregido) vs rpm según el ensayo realizado 124

Cuadro 16 Zona elástica del motor (ensayo realizado de potencia y torque corregido) 124

Cuadro 17 Diagrama de potencia y torque (real) vs rpm según el ensayo realizado 125

Cuadro 18 Zona elástica del motor (ensayo realizado de potencia y torque real) 125

xvi


pág.

TABLA 1 Compuestos emitidos al medio ambiente 25

TABLA 2 Límites máximos de opacidad para motores diesel 28

TABLA 3 Datos técnicos del motor Nissan FD6-T 39

TABLA 4 Datos técnicos para la calibración del caudal 66

TABLA 5 Datos de la calibración del caudal en (cc) 67

TABLA 6 Barra de botones en la pantalla principal 80

TABLA 7 Barra de botones 85

TABLA 8 Tabla con valores adquiridos (ejemplo) 88

TABLA 9 Promedio de máximos y mínimos 89

TABLA 10 Valores adquiridos en el ensayo del motor 99

TABLA 11 Promedio de máximos y mínimos del ensayo en el motor 99

TABLA 12 Ensayos previos realizados en el motor 101

TABLA 13 Pruebas del analizador de gases 106

TABLA 14 Ciclo de trabajo del motor en condiciones a: Nivel del mar y de La Paz 117

TABLA 15 Rendimiento mecánico de diferentes motores 121

TABLA 16 Datos del diagrama característico del motor Nissan FD6-T 122

TABLA 17 Datos adquiridos del ensayo realizado con el motor y el dinamómetro

1 Evaluación Teórico - Práctica Del Rendimiento Mecánico y Análisis Ambiental Del Motor Diesel Nissan FD6-T


INTRODUCCIÓN

El motor diesel es un motor térmico de combustión interna cuyo encendido se logra

por la temperatura elevada que produce la compresión del aire en el interior del cilindro.

Fue inventado y patentado por Rudolf Diesel en 1895, del cual deriva su nombre. Fué

diseñado inicialmente y presentado en la feria internacional en 1900 en Paris como el primer

motor para “biocombustible”, como aceite puro de palma o de coco. Diesel también

reivindico en su patente el uso de polvo de carbón como combustible. Al presente se

desarrollan nuevas tendencias de motores que usan combustibles alternativos con el

propósito de preservar el medio ambiente y el ecosistema.

La experimentación y estudios en motores de combustión interna para su desarrollo

solo eran posibles en fábricas de motores, en la actualidad esto no es así, son las universidades

o casas superiores de estudio donde se concentra este estudio, en este caso, la carrera de

Mecánica Automotriz de la Facultad de Tecnología en la Universidad Mayor de San Andrés,

centra y realiza estudios de motores de combustión interna; es por ello que la evaluación

teórico-práctica del rendimiento mecánico de un motor es necesaria y la comparación de

estos parámetros dará datos importantes a nuestro medio, que nos orientara a tomar

previsiones del cuidado de los motores y procedente de los vehículos, esto acompañado del

estudio de un análisis ambiental.

1.1 Antecedentes

La constante evolución o el avance tecnológico de motores de combustión interna y

la fabricación de unidades a gran escala o por cantidad de producción destinada al sector

automotriz, hicieron que su estudio sea permanente debido a grandes factores principales

como son: La pérdida de potencia, consumo de combustible, el rendimiento efectivo y la

contaminación ambiental.

En talleres de la ciudad de La Paz-Bolivia, realizan reparaciones de motores sin un

enfoque analítico ni experimental. En este aspecto la falta de estudio y pruebas que no se

realizan en los motores diesel después de una reparación de las partes más importantes, de

un motor, no se sabe cuánto se recupera en parámetros que inciden en el buen

funcionamiento de estos motores y los vehículos.

En la carrera de Mecánica Automotriz de la Facultad de Tecnología, en el área de

motores, en gran parte las tesis y proyectos presentados realizan estudios en motores de

combustión interna, sin ver las necesidades de los trabajos que se realizan en talleres

automotrices que están fuera de la universidad; para aumentar la eficiencia del parque

automotor al no contar con datos experimentales adecuados, la mayoría de su estudio es

limitado y teórico, además es por ello que ahora con este proyecto se contribuirá al

mantenimiento de los motores diésel.


1.2 Planteamiento del problema

1.2.1 Identificación del problema

Debido a que el motor diesel, se usa en forma tan extensa y generalizada, es necesario

comprender a cabalidad las características de funcionamiento en cuanto a los parámetros se

refiere. Como en talleres fuera de la universidad, realizan reparaciones de motores diésel sin

un análisis practico-teórico y después de ello se desconoce los resultados de mejora obtenida

en la reparación, se necesita determinar el rendimiento mecánico y realizar el análisis

ambiental de un motor diesel, considerando los parámetros en función a la altura de ciudad

de La Paz, esto necesariamente a fin de optimizar las operaciones y más aún si está vinculada

al medio ambiente y económico.

1.2.2 Formulación del problema

La situación descrita configura un problema de investigación que debe ser atendido

desde un punto de vista técnico, teórico y práctico a fin de identificar las medidas que

permitan revertir la situación problemática detectada (conocer y determinar el rendimiento

mecánico y el análisis ambiental de un motor diesel después de una reparación), para cuyo

efecto se formula la interrogante que, de hecho, se constituye en el problema de

investigación: ¿Cómo evaluar un motor diésel para obtener datos tanto prácticos

(experimentales) como teóricos del rendimiento mecánico y realizar un análisis ambiental

después de una reparación completa de las partes más importantes?.

1.3 Objetivos

1.3.1 Objetivo general

Realizar la evaluación teórico, práctica del rendimiento mecánico y el análisis

ambiental, después de la reparación de un motor diesel (Nissan FD6-T).

1.3.2 Objetivos específicos

Analizar las condiciones de funcionamiento del motor Nissan FD6-T.

Reacondicionar el motor diesel Nissan FD6-T.

Instalación, adaptación del dinamómetro y el acoplamiento de este al motor para sus

respectivas pruebas.

Evaluar la potencia, el torque y otros parámetros del motor realizando ensayos por

barrido (aceleración y desaceleración) mediante el uso de dinamómetro hidráulico.

Realizar el análisis de los gases residuales del motor Nissan FD6-T después de su

reparación.

Evaluar el ciclo diesel en el motor Nissan FD6-T, con parámetros experimentales para

las condiciones normales de La Paz-Bolivia.

Pruebas de funcionamiento y análisis de resultados.


1.4 Justificación

El proyecto es de tipo de desarrollo, se realizará el estudio y trabajo de mejorar en

la práctica la obtención de parámetros que nos permitan analizar el funcionamiento del

motor después de una reparación de las partes más importantes, en este caso del motor diesel

Nissan FD6-T.

Definiendo al estudio de los parámetros de funcionamiento de un motor de

combustión interna como toda manifestación cuantificable que determina el estado del

motor; se puede definir a los parámetros cuantificables de motor como la investigación de

los síntomas y acontecimientos que llevan a la determinación de fallos causantes de una

irregularidad en el motor, que se presenta normalmente como una disminución de las

prestaciones. Estas manifestaciones pueden ser variables básicas como: masa, tiempo,

temperatura o variables derivadas como: potencia, torque, fuerza, energía o una

combinación de las anteriores variables como: Consumo de combustible. Algunas de estas

variables son obtenidas de forma directa y otras indirectamente como en el caso de la

potencia efectiva.

Puede establecerse entonces que la determinación de los parámetros de

funcionamiento del motor puede conllevar a la investigación de: la pérdida de potencia

debido a otros factores como el estado mecánico del motor, la presión atmosférica, consumo

de combustible, contaminación de gases residuales, etc.

Estos parámetros no son posibles obtenerlos en talleres, ya que estos datos o ensayos

no son fiables, esto es debido a que, no se toman en cuenta en la recepción de datos variables

como la temperatura ambiente, densidad del aire, presión atmosférica, ventilación, etc. para

ello se requiere necesariamente un dinamómetro y un analizador de gases, con la utilización

de estos equipos se justifica la importancia de la evaluación del rendimiento mecánico del

motor Nissan FD6-T.

La carrera de Mecánica Automotriz cuenta con una gama de instrumentos que sirven

para una unidad investigativa, estos instrumentos serán aprovechados, con la información

de su uso, por otro lado los equipos e instrumentos como el analizador de gases y

dinamómetro estarán relacionados, se centrará y se realizarán estudios en el motor diesel

Nissan FD6-T con un grado de fiabilidad incuestionable, debido al trabajo realizado.

1.4.1 Justificación económica

En automoción, las desventajas iníciales de estos motores (principalmente son: precio,

costos de mantenimiento y prestaciones).

Las pérdidas económicas originadas no sólo por las demoras en el trabajo por efecto

de las paradas imprevistas debidas a los fallos en el motor diésel, sino también por el

deterioro prematuro de partes, hace necesario realizar estudios experimentales que permitan

evaluar el desempeño del motor diesel Nissan FD6-T y poder ver cuánto de potencia se


recupera después de una reparación de las partes más importantes y así reducir las

probabilidades de que se ocasionen averías importantes en el motor con el siguiente beneficio

por la disminución del costo de reparación y la reducción del tiempo inactivo.

1.4.2 Justificación ambiental

Con el desarrollo del proyecto se podrá aportar al conocimiento de datos calculados

experimentalmente (mediante la práctica de mediciones; de opacidad y el uso de un

analizador de gases), sobre el comportamiento de los gases residuales de un motor diesel

después de una reparación completa de las partes más importantes y con ello se podrá

contribuir al uso racional de recursos y materiales.

Logrando una disminución relativa de los desechos y un menor flujo de líquidos y

fluidos contaminantes hacia el medio. Tal situación justifica su aplicación desde el punto de

vista ambiental.


MARCO TEÓRICO

Un motor diesel constituye una máquina termodinámica formada por un conjunto

de piezas o mecanismos fijos y móviles, cuya función principal es transformar en energía

mecánica o movimiento, la energía química que proporciona la combustión de una mezcla

de aire y combustible diesel, para que se pueda realizar un trabajo útil. Este trabajo se

transmite mediante el desplazamiento lineal de un émbolo, transformándolo en un

movimiento rotativo que impulsa a su vez al cigüeñal, mediante el mecanismo biela –

manivela. De esta manera se consigue transformar mediante un proceso de combustión la

energía química almacenada en un combustible en energía mecánica, que también es la base

de todo motor térmico. 1

2.1 Principio de funcionamiento

El motor diesel funciona mediante la ignición (quema) del combustible al ser

inyectado en una cámara de combustión que contiene aire a una temperatura superior a la

temperatura de auto combustión, sin necesidad de chispa. La temperatura que inicia la

combustión procede de la elevación de la presión que se produce en el segundo tiempo

motor, la compresión. El combustible se inyecta en la parte superior de la cámara de

compresión a gran presión, de forma que se atomiza y se mezcla con el aire a alta

temperatura y presión. Como resultado, la mezcla se quema muy rápidamente. Esta

combustión ocasiona que el gas contenido en la cámara se expanda, impulsando el pistón

hacia el punto muerto inferior (PMI).2

2.1.1 Descripción de los sistemas

2.1.1.1 Sistema de alimentación

11 FFuueennttee:: MMoottoorr ddiiéésseell DDee WWiikkiippeeddiiaa,, eenncciiccllooppeeddiiaa lliibbrree

2Fuente: J.M. Alonzo Pag. 374

Fuente: manual Nissan

FIGURA 1: Diagrama del Sistema de alimentación

http://es.wikipedia.org/wiki/Temperatura_de_autocombusti%C3%B3n

http://es.wikipedia.org/wiki/Pist%C3%B3n


El sistema de alimentación es el encargado de suministrar el combustible necesario para el funcionamiento del motor, pudiéndose diferenciar dos circuitos.

1. Circuito de baja presión: Encargado de enviar el combustible desde el depósito en

que se encuentra almacenado a la bomba de inyección.

El circuito queda formado así (figura 1):

Depósito de combustible.

Bomba de alimentación.

Filtro.

2. Circuito de alta presión: Encargado de impulsar el combustible a una presión

determinada para ser introducido en las cámaras de combustión. El circuito queda formado

de la siguiente manera.

Bomba de inyección: Se encarga de bombear a presión y repartir la cantidad necesaria

de combustible a cada cilindro. Desde la bomba misma hasta los extremos de los inyectores,

la línea de admisión se convierte en un sistema de alta presión que según la inyección varía

entre 195 y 250 bar No obstante, la bomba misma tiene una parte de baja presión (bomba

de alimentación) y una válvula de rebose para el retorno al tanque del diésel excedente.

Inyectores: Consta de dos partes: porta-inyector y el inyector propiamente dicho.

Bomba en línea: Se denomina principalmente bomba de inyección lineal debido a que sus

elementos de bombeo se encuentran en línea y se caracteriza porque el número de elementos

debe ser igual al número de cilindros, las levas están desfasadas según la distribución de la

inyección de combustible para cada cilindro.

La presión en este tipo de bomba está dada por la válvula de retención y por la fuerza

del muelle ubicado en el inyector. La inyección se debe dar a cabo al superar la presión ya

mencionada y pulverizar el combustible mezclándolo correctamente con el aire y así obtener

una mejor combustión.

Fuente: wwwsabelotodo.org

FIGURA 2: Despiece de un Inyector


Los elementos de esta bomba se alojan en una carcasa y reciben movimiento del árbol

de levas de la propia bomba, a través de un impulsor de rodillo.

El eje de levas gira a la mitad de vueltas que el cigüeñal, para que se produzca una

inyección por cilindro cada dos vueltas del cigüeñal. Cada una de las levas acciona un taqué,

que gracias a un rodillo se aplica contra la leva, obligado por un muelle. El empujador a su

vez acciona el émbolo en el interior del cilindro, que recibe el combustible a través de varias

canalizaciones.

Turbo-compresor: Para sobrealimentar los motores se utilizan los turbo-compresores, estos

dispositivos aprovechan la energía de los gases de escape para mover una turbina en cuyo

eje está acoplado un compresor de hélice tal y como se muestra en la fig. 4.

Una mejora del motor Nissan FD6 al motor Nissan FD6-T es que este último lleva

incorporado un sistema de sobre alimentación esto para que desarrolle mayor rendimiento

con menos combustible, que fuerce el aire dentro del motor a una presión más alta que la

atmosférica.



FIGURA 3: Bomba de alimentación

FIGURA 4: Turbo-compresor


Funcionamiento del Turbo-compresor.

Luego que se produce la combustión, los gases del escape penetran en la caja donde

se encuentra la turbina, y aplican fuerza a las hélices de la misma haciéndola girar y después

continúan su camino hacia el sistema de escape.

En el lado opuesto del eje de la turbina se encuentra el compresor del turbo. El

compresor absorbe aire de la atmósfera y lo comprime para aumentar esta presión.

Seguidamente, el aire comprimido es enviado al múltiple de admisión y a los cilindros.

2.1.1.2 Sistema de distribución

Es el sistema que coordina los movimientos del conjunto móvil para permitir el

llenado de los cilindros con la mezcla aire-combustible, su encendido y el vaciado de los

cilindros, a fin de aprovechar al máximo la energía química del combustible.

La función del sistema de distribución es la de permitir la apertura y cierre de las

válvulas en forma sincronizada con los desplazamientos del pistón. Los engranes del sistema

de distribución dan la relación de movimientos del cigüeñal con el árbol de levas. Los

engranes del cigüeñal y árbol tienen marcas del fabricante que deben ser sincronizadas al

montar los engranajes.3

2.1.1.3 Sistema de lubricación

La lubricación forma una parte fundamental de las operaciones del mantenimiento

preventivo que se deben realizar al vehículo para evitar que el motor sufra desgastes

prematuros o daños por utilizar aceite contaminado o que ha perdido sus propiedades. La

lubricación tiene varios objetivos. Entre ellos se pueden mencionar los siguientes:

Reducir el rozamiento o fricción para optimizar la duración de los componentes.

Disminuir el desgaste.

Reducir el calentamiento de los elementos del motor que se mueven unos con

respecto a otros.

Circuito de lubricación en el motor

Cuando la bomba de aceite entra en funcionamiento, esta succiona el aceite a través

de la coladera que está colocada en la parte inferior del cárter y lo envía al filtro de aceite,

de aquí el aceite pasa entre conductos y pasajes, éste al pasar bajo presión por los pasajes

perforados, proporciona la lubricación necesaria a los cojinetes principales del cigüeñal, las

bielas, los balancines y los pernos de los balancines. Las paredes de los cilindros son lubricados

por el aceite que escurre de los pernos de las bielas y de sus cojinetes.

Para permitir que el aceite pase por los pasajes perforados en el bloque del motor y

lubrique el cigüeñal, los cojinetes principales tienen agujeros de alimentación de aceite, de

modo que a cada rotación de éste permite el paso del aceite. Después de que el aceite ha

3 Fuente: Manual Nissan


sido forzado hasta el área que requiere lubricación, el aceite cae nuevamente hasta su

depósito, listo para ser succionado por la bomba y utilizado otra vez.4

2.1.1.4 Sistema de refrigeración

En el interior del motor se alcanzan temperaturas increíbles de hasta 2000 °C. El

sistema de refrigeración está diseñado para disipar parte de la temperatura generada a través

del proceso de combustión del motor, por lo que debe:5

Absorber

Circular

Controlar

Disipar el calor acumulado

El sistema de refrigeración está diseñado para mantener una temperatura homogénea.

Si el sistema no cumple los requisitos que se exigen puede producir los siguientes efectos:

Desgaste prematuro de partes por sobrecalentamiento, en especial en el pistón con

la pared del cilindro.

Daños a componentes del motor o accesorios (radiador, bomba de agua, block del

motor, bielas, cilindros, etc.).

Corrosión de partes internas del motor.

Entrada de refrigerante a las cámaras de combustión.

Fugas de refrigerante contaminando el aceite lubricante.

Evaporación del lubricante.

Formación de películas indeseables sobre elementos que transfieren calor como los

ductos del radiador.

Sobre-consumo de combustible.

Formación de lodos por baja o alta temperatura en el aceite lubricante.

2.2 Diagnóstico del motor

Se debe tener en cuenta que la industria automotriz es la industria más grande que

existe en el mundo y la que más trabajo genera, por ende el funcionamiento y

mantenimiento que se suministre al motor dependerá de las personas que están a cargo.

En la mayor parte de los motores solo se utiliza eficazmente del 23 al 35% de la

energía suministrada por el combustible a los cilindros, el resto se disipa en pérdidas

termodinámicas y mecánicas entre las que se cuenta la fricción, de tal modo que en el par

anillo - émbolo se tiene casi la mitad de estas pérdidas.6 A continuación se establece la noción

de desgaste inevitable mediante el concepto de lubricación, el cambio de las piezas más

importantes que se realizarán y posteriormente la reparación del motor Nissan FD6-T por el

desgaste generado en motores de este tipo desde el inicio de su funcionamiento.

4 Fuente: Manual Nissan 5 Fuente: J.M Alonso; Pág. 201 6 Fuente: M.S.Jovaj; Cap.VIII; Pág. 167


2.2.1 Concepto de desgaste (Lubricación)

El término lubricación se refiere al proceso en el que un fluido se introduce entre las

superficies en contacto de dos cuerpos con movimiento relativo que rozan unidos por una

carga, y este fluido forma una película de separación física entre las superficies de los cuerpos,

que reduce la fuerza de deslizamiento y con ello el desgaste mutuo.

En el proceso de lubricación intervienen muchos factores diferentes que hacen de él

un tema complejo, no obstante, trataremos las cuestiones principales que permitan

comprender su naturaleza.

En la figura 5 de los cuerpos (A) y (B) se muestran esquemas elementales, algo

exagerados para facilitar la comprensión, de dos superficies cargadas, separadas por un

fluido, en la primera parte de la figura de manera estática, no hay movimiento relativo, y

luego en la segunda parte de la figura de manera dinámica con movimiento relativo.

Estado estático

Es evidente que en este estado donde no hay movimiento relativo, el concepto de lubricación

pierde el sentido, no obstante, sirve como punto de partida para facilitar la explicación del

proceso dinámico.

Observe en la figura 5 que la película de fluido se ha representado en láminas. Estas

láminas representan las capas elementales de las que está constituido. La película tiene un

espesor h que corresponde a la distancia a la que están separados los cuerpos A y B.

De esta forma, hemos supuesto que la carga P no es suficiente para retirar todo el fluido de

entre las superficies de contacto, y este es capaz de mantener cierta distancia entre ellas. En

realidad este estado representado es solo temporal, con el paso del tiempo el fluido irá

siendo expulsado de la unión por la fuerza P hasta que el contacto superficial se establezca.

La distancia h y su tiempo de duración dependerán principalmente de la viscosidad del fluido.

Estado dinámico.

Veamos por qué la capa de fluido hace el contacto "resbaloso".

En la segunda parte de la fig. 5 del cuerpo (B) puede verse cómo se comportan las

capas elementales del fluido al moverse uno de los cuerpos a la velocidad V.


FIGURA 5: Superficies cargadas separadas por un fluido

http://www.sabelotodo.org/fluidos/fluidos.html

http://www.sabelotodo.org/fisica/rozamiento.html

http://www.sabelotodo.org/fisica/viscosidad.html


Se ha supuesto que las capas adyacentes a cada cuerpo están adheridas a ellos, y por

tanto, se mueven a sus mismas velocidades.

La naturaleza "fluida" de la película, donde no existe rigidez total de la masa que la

constituye, hace que con muy poca resistencia, unas capas elementales puedan deslizarse

sobre las otras, trayendo como resultado una elevada facilidad de movimiento; el cuerpo A

virtualmente "flota" en el fluido sin contacto con el cuerpo B.

Ahora; teniendo en cuenta lo tratado en el estado estático con respecto al tiempo de

permanencia del fluido en la unión, si no se suministra de manera constante, nuevo fluido,

la capa terminará muy fina o desaparecida y el contacto sólido-sólido tarde o temprano se

produce, con el consecuente aumento de la resistencia al movimiento, y con ello, el desgaste

de las superficies.

Para el análisis de la lubricación hecho hasta aquí hemos considerado que:

Las superficies de contacto son perfectamente planas.

La carga P es constante.

La viscosidad del fluido es constante.

La velocidad V es constante.

La expulsión del fluido de la unión solo depende de la viscosidad.

Estas consideraciones hacen que la lubricación pueda tener solo dos estados:

1. Existe la capa fluida, no hay contacto, la lubricación es perfecta.

2. La capa no existe, hay contacto, no hay lubricación.

En la práctica estas consideraciones no son reales y el problema es más complejo

veamos. Empecemos por decir que en las condiciones reales los factores involucrados en el

proceso de lubricación se apartan del tratamiento teórico hecho, veamos:

Aun con mecanizado muy fino, las superficies de los cuerpos presentan

irregularidades, es decir, puntos más salientes y más bajos del plano promedio de la

superficie (figura 6) dejados por las herramientas de mecanizado.

En la mayoría de los casos la carga P (figura 5) no es constante, por lo que la tendencia

a expulsar el fluido de la unión, con la consecuente disminución del espesor de la

capa de fluido, pueda ser mayor o menor en diferentes instantes de tiempo.

La viscosidad de los fluidos no es constante y depende en gran medida de la

temperatura.

La tendencia a la expulsión del fluido de la unión no depende solo de la viscosidad,

aquí interviene también la naturaleza del fluido.


FIGURA 6: Superficies de los cuerpos que presentan irregularidades


Estos elementos adicionales agregados al proceso real del movimiento producen

estados intermedios de la lubricación, que hacen inevitable el desgaste de las piezas en

contacto es por ello que en el motor Nissan FD6-T se hará una rehabilitación de las partes

más importantes para el buen funcionamiento y sus respectivas pruebas.7

2.3 Banco de pruebas (Dinamómetro)

Por definición la palabra dinamómetro viene del vocablo griego y es la conjunción

de “dinamo” que significa “potencia en movimiento” y “metro” es forma de “medir”. Para

propósitos particulares podemos decir que es una máquina que sirve para medir una fuerza

o un par.8

Existen diversos tipos de dinamómetros los cuales se diferencian principalmente por

su principio de funcionamiento. Para este proyecto se utilizara un dinamómetro hidráulico

ya que fue adquirida con recursos de IDH y con ello también se realizaron las pruebas

correspondientes.

2.3.1 Dinamómetro hidráulico

Un dinamómetro de motor hidráulico es un dispositivo diseñado para medir y

absorber la potencia de salida del motor. Se requiere de la regulación de un caudal de agua

variable con una presión del agua para absorber la energía mecánica y extraer el calor

generado por este proceso.

Este dinamómetro está formado por un rotor con paletas semielípticas en forma de

bolsas, las cuales, al girar arrastradas por el eje del motor producen un movimiento toroidal

intenso en el agua existente en la cavidad formada por el rotor y el estator.

Con lo que se transmite cantidad de movimiento desde el primero al segundo,

tendiendo a hacer girar a la carcasa, lo que forma un par resistente al giro del rotor, ya que

este acoplamiento hidráulico entre ambos elementos produce la transmisión del par del eje

a la carcasa.

La medida de este par se puede realizar añadiendo un brazo rígido a la carcasa, al

final de este se colocan pesos suficientes para contrarrestar el giro y multiplicando la fuerza

ejercida por estos pesos por la distancia al eje del rotor se obtendría el par resistente al

movimiento.

7 Fuente:www.sabelotodo.org “Lubricación” 8

Fuente: (http://www.allcat.biz/mesurez/espanol/default/item_id=890_Dinam%20metros%20hidr%20ulicos.php)

http://www.allcat.biz/mesurez/espanol/default/item_id=890_Dinam%20metros%20hidr%20ulicos.php


En la práctica esto solamente se realiza para calibrar el freno, ya que conviene que la

medida se realice automáticamente, para poder ensayar de una manera continua y permita

la regulación lo más completa que se pueda del freno. Para tal fin, al estator o carcasa, se le

coloca una celda de carga fijada a la bancada del freno, dicha celda trabajara a compresión

según sea la localización respecto al eje. Siendo la distancia de su posición una constante

añadida al sistema de control, al igual que el par provocado por los elementos de fricción,

como es el caso de los rodamientos que aguantan el rotor; que ayudará al par de frenado

para que se iguale al del cigüeñal.9

2.3.2 Dinamómetro MWD (Accudyno)

ACCUDYNO es un sistema destinado a medir la potencia, el torque y otros

parámetros de motores realizando ensayos por barrido (aceleración o desaceleración).

Mediante el uso de sensores, amplificadores y una placa de adquisición de datos

captura en tiempo real las diversas variables del motor almacenándolas en un archivo. Con

este sistema se puede Configurar alarmas para alertar sobre variaciones de las mismas fuera

de los límites preestablecidos.

Este sistema nos permite compensar las variaciones de temperatura, presión

atmosférica, humedad y obtener la potencia normalizada utilizando el Factor de Corrección.

El mismo se calcula automáticamente a partir de los datos ingresados mediante una central

atmosférica. A continuación se dará una descripción de las especificaciones del sistema.10

Hardware

El equipo consta de:

Sensores, incluyendo Sensor de RPM. Captor con cable y conector. Imán (según el

tipo de sensor) Celda de carga con cable y conector.

Cable serial de conexión a PC

Fuente de alimentación

Cable con pulsador y conector.

9 Fuente:www.sabelotodo.org 10 Fuente: Sistema de adquisición de daros Accudyno


FIGURA 7: Dinamómetro hidráulico


Central atmosférica para la captura de presión, humedad, temperatura del ambiente

y cálculo automático de Factor de Corrección.

Memoria USB de instalación con este manual y guías de instalación.

Software

El software es ACCUDYNO. Que tiene las siguientes características:

Adquisición de datos desde el banco de pruebas

Cálculo de potencia.

Cálculo de Potencia y torque corregidos por condiciones atmosféricas.

Grafica los datos adquiridos.

Comparación de gráficos de varios ensayos simultáneamente.

Muestra una tabla con los datos adquiridos.

Almacena las variables adquiridas desde la placa de adquisición en archivo que puede

ser consultado en cualquier momento.

Panel de instrumentos con 1 tacómetro y 8 variables más.

Posibilidad de conexión a central atmosférica para captura de Presión, Humedad,

temperatura ambiente y cálculo automático de Factor de Corrección.

Almacenamiento de datos adicionales e informativos del motor.

Personalización de colores, límites, cantidad de decimales.

2.3.3 Número de pruebas y grado de precisión11

Distribución de las medidas y errores

Los ensayos que se realizaran, serán de la misma manera y bajo las mismas

condiciones, los datos obtenidos poseerán cierta discrepancia unos con otros pero al final de

realizado los ensayos, el valor a ser reportado debe ser uno solo. Para ello como estamos

relacionados con las medidas recurrimos a la estadística.

Ningún instrumento o equipo de medición es totalmente exacto, en consecuencia

toda medida lleva consigo un cierto grado de incertidumbre debiendo expresarse de la

forma:

XXX

Conceptos de medición

El Valor verdadero es una magnitud, a la cantidad que expresa el valor absoluto de

la misma; cuando la magnitud a medir es una variable discreta, es posible conocer el valor

verdadero sí se tiene como referencia.

La Exactitud señala el grado en que un valor experimental iX o un valor promedio

__

X Se acercan al valor verdadero u .

La precisión Indica el grado de concordancia entre el valor experimental es decir

cuando se aproximan unas a otras.

Serie de medidas: son los datos obtenidos en las pruebas donde estas son precisas

puesto que la diferencia entre ellas es pequeña y, son además exactas por cuanto se hallan

cerca del valor verdadero.

11 Fuente: Eduardo huayta “Medidas y errores” capitulo II; 2da edición.


El error absoluto del conjunto es la diferencia entre el valor medio o experimental y el valor

verdadero. uxE i

El error relativo es el cociente del error absoluto entre el valor medio o experimental

ix

E

El error relativo porcentual es el error relativo multiplicado por 100: 100*%

Los errores sistemáticos son errores que afectan el resultado de una medida en la misma

proporción y signo (sesgo) es decir al medir repetidas veces siempre se cometen mismo error.

Los errores casuales fortuitos son errores que ocurren de modo casual y no pueden

controlarse ni conocerse con anticipación las causas que originan estos errores son difíciles de

descubrir, algunos de ellos son: Los cambios bruscos de la temperatura del ambiente, La

presencia de corrientes de aire, El cansancio del observador luego de varias horas de trabajo,

donde todas estas disminuye la capacidad visual y la rapidez de los reflejos.

Población y muestra es un conjunto de objetos reales o conceptuales y principalmente

mediciones puede ser infinita o finita. En nuestro caso la población y las muestras son finitas

porque es un número de medidas que se pueden efectuar con el dinamómetro.

Conceptos estadísticos

Medidas de dispersión (Varianza y Desviación estándar)

El conjunto de medidas de las pruebas que se realizaran de la misma manera, en

ausencia de errores sistemáticos, se caracterizan porque no todas son iguales, esto debido a

errores fortuitos que no pueden evitarse, de manera que dichas medidas se encuentran al

alrededor del valor medio o el valor verdadero con cierta dispersión. Si bien el valor medio

reporta un valor más confiable, no nos dice nada acerca del grado de dispersión de las

medidas. La cuantificación de dicho grado de dispersión se efectúa mediante indicadores

estadísticos como la varianza y la desviación estándar.

Para medir el grado de dispersión se emplean los cuadrados de las desviaciones con

respecto al promedio, definiéndose de esta manera la varianza de la muestra.

Varianza:

1

2__

12

n

xx

si

n

i

Como medida de la dispersión se emplea la desviación estándar que es la raíz

cuadrada de la varianza.

Desviación estándar:

1

2__

1

n

xx

si

n

i


Para analizar la distribución de las medidas, se elabora una tabla de frecuencia donde

se muestra la cantidad de veces que se repite cierta medida que en ausencia de errores

sistemático las medidas experimentales oscilan al rededor del valor verdadero ocurre así

porque las medidas se ven afectadas por errores fortuitos inevitables.

La distribución de la generalidad de las medidas tiene una forma de campana, está la

distribución se conoce como normal o Gaussiana.

Definición de distribución normal:

2

2

2

2

1s

ux

X es

f

El empleo de la ecuación anterior tiene el propósito de calcular la probabilidad de

que un valor se halle en un intervalo cerca al valor verdadero, la estimación de este valor es

conocida como intervalo de confianza y consiste en el empleo de una variable aleatoria.

Se denomina intervalo de confianza, siendo %10011 o el nivel o coeficiente

de confianza deseado. Así, sea la significancia es 05.0 entonces el nivel de confianza será

%9595.005.011 o

Número de mediciones

En la planificación de obtener las pruebas y la prueba de un resultado, en los ensayos

con el dinamómetro y el motor Nissan FD6-T es necesario anticipar los errores relativos

esperados para efectuar el número mínimo de pruebas.

Asumiremos que el número de pruebas que se realizarán serán n<30, aplicaremos la

siguiente ecuación.

2

2

*

*

ix

st

n Donde:

Cuadro 1: Diagrama de distribución normal para obtener una prueba exitosa

Fuente: Medidas y Errores “Eduardo Huayta” Pág. 37; 2da edición


n Es el número de pruebas como mínimo que se deben a realizar.

2t Es la forma de la distribución que está en función de los grados de libertad y el

porcentaje de la probabilidad. (Se calcula mediante tabla anexo).

s Es la desviación estándar.

ix Es el valor de una prueba que se acerca al valor verdadero.

Es el error relativo.

2.4 Índices del ciclo de trabajo

En la teoría de los motores de combustión interna, se analizan dos grupos de

parámetros: los que caracterizan el ciclo real y los que caracterizan el trabajo del motor. Los

parámetros que caracterizan el ciclo real son: el trabajo indicado, la presión media indicada,

el rendimiento indicado, la potencia indicada y el consumo especifico indicado de

combustible. El trabajo del motor se caracteriza por los siguientes parámetros: presión media

efectiva, potencia efectiva y consumo especifico efectivo de combustible.

Las características indicadas se obtienen del diagrama indicado del motor, mientras

las efectivas son las mismas después de considerar todas las pérdidas mecánicas que ocurren

en el trabajo del motor.

2.4.1 Parámetros indicados

Trabajo y Presión Media Indicada

En coordenadas P-V este trabajo se determina por la superficie dentro del contorno

que describe el ciclo. Como se ve en el cuadro 2.

Cuadro 2: Diagrama en coordenadas P-V del ciclo del motor

Fuente: Prof. F Pairy Capitulo 3; Pág. 59


El rendimiento del motor caracterizado por el grado de utilización en el mismo,

mientras que la economía del motor la cantidad de calor consumida por unidad de potencia.

En concordancia con la segunda ley de la termodinámica el rendimiento térmico para un

ciclo teórico que se realiza con 1 kg de fluido operante es:

11

21

1

21

q

li

q

qq

q

qt

Donde denotamos que:

2q : Es la magnitud absoluta de la cantidad de calor desprendida a la fuente fría del ciclo (J/kg)

1q : La cantidad de calor suministrada durante el ciclo (J/kg);

il : El trabajo efectuado por 1kg del fluido operante durante el ciclo, por tanto 21 qqli .

Para cualquier ciclo de trabajo efectuado por 1 kg de fluido operante es:

dVpli

Dónde: ”p” es presión; “V”, el volumen.12

Para comparar el ciclo de trabajo, efectuados en el motor Nissan FD6-T, se referirá el

trabajo a la unidad de volumen de la cilindrada, es decir, hV del cilindro. Con este fin la

superficie que representa el trabajo del ciclo il se puede combinar condicionalmente con la

superficie rectangular equivalente cuya base es hV (volumen unitario del cilindro). La altura

del rectángulo se caracteriza el trabajo específico, es decir, el trabajo por unidad de volumen

de la cilindrada.

hii VPl *

Donde la magnitud iP se denomina presión media indicada del ciclo, que es la

presión manométrica convencional de acción constante con la cual el trabajo realizado por

los gases durante una carrera del pistón es igual al trabajo indicado correspondiente al ciclo,

la presión media indicada esta descrita por la siguiente propiedad.

1

1

1

212

1 11

1

111

11

1 nn

n

aaninn

PP

13

Donde:

aP es la presión al final de la admisión.

es la relación de compresión del motor.

2n y 1n son coeficientes politropicos.

es el grado de elevación de la presión.

12 Fuente: M.S. Jovaj Cap. VIII Pág. 167 13 Fuente: M.S .Jovaj Ecu.(196) Pág169


es el coeficiente de expansión preliminar.

es el grado de expansión posterior.

Del diagrama indicado del ciclo se desprende que el trabajo indicado

(correspondiente a dos carreras) del ciclo real redondeando es menor que el teórico en una

magnitud equivalente a las áreas sombreadas. Su magnitud depende del carácter en qué

transcurre el proceso de combustión, así como del instante en que se inicia la apertura de la

válvula de escape. La desviación de los valores reales de iP con respecto los cálculos se

evalúan a través del coeficiente de redondeamiento i .

La presión media indicada del ciclo real es aniii PP * ; Según resultados

experimentales, 97,092,0 i14

El volumen del cilindro es proporcional a la diferencia del volumen total del cilindro.

y el volumen de la cámara de combustión )( cah VVV …donde:

aV Es el volumen del recorrido del pistón más el volumen de la cámara de combustión.

cV Es el volumen de la cámara de combustión.

Potencia Indicada

El trabajo indicado en Nm ejecutado por un cilindro en un ciclo es:

hii VPl * Donde denotamos que:

iP Es la presión media indicada, en Pa;

hV , el volumen de trabajo del cilindro, en

3m ;

Por otro lado 4/2SDVh (D es el diámetro del cilindro, en m; S, la carrera del pistón, en m).

El número de ciclos de trabajo realizados por el motor en 1 segundo es igual a /2n

(donde n es la frecuencia de rotación del cigüeñal, en rps; 2n, el número de carreras del

pistón por segundo, el número de tiempos del motor, es decir, el número de carreras del

pistón por ciclo).

La potencia indicada en (w) de un cilindro nVPN hici

2 del motor que tiene i cilindros

niVPN hici

2 , si esta fórmula se expresa iP en MPa, el volumen de trabajo del cilindro

hV en l y n en rpm, entonces se obtendrá la potencia indicada en Kw.

30

niVPN hi

i (15)

14 Fuente: M.S .Jovaj Pág170 15 M.S.Jovaj Cap. VIII Pág. 171 Ecuación (203)


2.4.2 Parámetros efectivos

Potencia, Presión Efectiva y Pérdidas Mecánicas

Potencia efectiva se obtiene directamente a partir del par efectivo que el motor

entrega a un régimen de giro del motor.16

La potencia que puede obtenerse en el cigüeñal del motor se denomina potencia

efectiva. La potencia efectiva eN ; es menor que la potencia indicada iN en la magnitud de

la potencia que se gasta en las pérdidas mecánicas mN es decir:

mie NNN

La potencia gastada en pérdidas mecánicas, así como la potencia efectiva, lo mismo

que la indicada, se acostumbra referirlas a la unidad de volumen de trabajo del cilindro y

expresadas en unidades de presión.

Expresando mP en MPa, hV en l y n en rpm, obtendremos la fórmula de la

potencia que se gasta en las pérdidas mecánicas, cuya fórmula es análoga a la de potencia

indicada (en Kw);

30

niVPN hm

m

De donde la presión media mP corresponde a las pérdidas mecánicas en MPa.

La presión eficaz media es; mie PPP

La potencia efectiva en Kw resulta:

30

niVPN he

e 17

2.4.3 Rendimiento

Se denomina rendimiento, en general, a la relación existente entre la cantidad de

energía recogida y suministrada.

2.4.4 Rendimiento mecánico

Las perdidas mecánicas se valoran por el rendimiento mecánico.

La potencia correspondiente a las pérdidas mecánicas que se gastan: en vencer la

fricción, en poner en accionamiento los mecanismos auxiliares (bomba de agua, aceite, el

ventilador, el generador y otros) por consiguiente. El rendimiento mecánico depende de la

16 Fuente Prof. F Pairy Cap. 3 Pág. 44 17 M.S.Jovaj Cap. VIII Pág. 176


constitución del motor y de las condiciones de funcionamiento como son la carga que

arrastra, la temperatura de refrigeración de agua y otras.

Todo motor dotado de un buen sistema de engrase, buena calidad de fabricación y

un buen ajuste entre sus partes móviles tendrá menos perdidas por rozamiento y por tanto

mayor rendimiento mecánico. Cuando un motor funciona a media carga, su rendimiento

mecánico es menor que cuando funciona a plena carga por que las pérdidas por rozamiento

permanecen prácticamente constantes independientemente de la carga y, por lo tanto,

cuando esta disminuye, las perdidas mecánicas se hacen relativamente mayores.

Este rendimiento tiene en cuenta el trabajo absorbido por los rozamientos de los

órganos en movimiento del motor (Pistones, bielas, cigüeñal, etc.) y de los equipos auxiliares

del motor, así como el trabajo absorbido en el bombeo (admisión y escape). Analíticamente

es rendimiento mecánico es las relación existente entre el trabajo efectivo y el trabajo

indicado.18

%100*i

em

L

L

En términos de potencia. Para cuantificar las pérdidas mecánicas de forma no

dimensional es usual utilizar el término “Rendimiento mecánico” definido como el cociente

entre la potencia efectiva y la potencia indicada

i

em

N

N 19

El Rendimiento Mecánico depende, del grado de carga:

Cuando el motor funciona en vacío su Rendimiento Mecánico es nulo.

Cuando el motor funciona a plena carga su Rendimiento Mecánico es máximo.

Entonces podemos definir que para aumentar el rendimiento efectivo se trabaja en

dos direcciones, la primera a mejorar los procesos termodinámicos del ciclo de trabajo y con

ello incrementar el trabajo indicado; La segunda al incrementar el Rendimiento Mecánico es

decir reduciendo las pérdidas entre el trabajo que transfieren los gases al pistón y el trabajo

mecánico disponible en el eje de salida.

Por los conceptos que se dieron anteriormente, se obtendrá el cálculo de la potencia

efectiva mediante un análisis práctico que será un dato experimental con el dinamómetro.

Después de una reparación de las partes más importantes del motor y posteriormente se

obtendrá la potencia indicada mediante un análisis teórico del ciclo de trabajo del motor

Nissan FD6-T, para así obtener el rendimiento mecánico.

2.4.5 Zona elástica de operación del motor

La elasticidad en un motor se define como la potencia a bajo y medio régimen, en

relación a la que da el motor en alto régimen. La elasticidad es, por tanto, una proporción:

18 Fuente Prof. F Pairy Cap. 3 Pág. 59 19 Fuente M.S.Jovaj Cap. VIII Pág. 177 Ecuación 219

http://es.wikipedia.org/wiki/Potencia_(f%C3%ADsica)


un motor es «elástico» cuando a bajo y medio régimen tiene una proporción alta de la

potencia máxima que es capaz de desarrollar. La expresión "bajo" o "medio" régimen también

hace referencia a una proporción. Por ejemplo; para un motor cuyo régimen máximo es

4.500 rpm, 2.500 sería "medio" régimen. Si el motor alcanza 8.000 rpm, entonces 3.100 rpm

sería "bajo" régimen.

Teniendo en cuenta que la potencia es la resultante de multiplicar par motor por

velocidad de giro, se define como un motor elástico, aquel que sea capaz de entregar la

potencia en forma gradual y progresiva, sin picos ni caídas importantes de par motor a lo

largo del régimen útil de rpm's del mismo.

Cuando se tiene un motor elástico, se obtiene un mayor placer de conducción en el

vehículo, pues permite una conducción más relajada, sin necesidad de hacer rebajes de

marcha en cada descenso moderado de velocidad, poseyendo éstos una mayor capacidad

de recuperación frente a los motores poco elásticos, o que entregan su potencia máxima y

par máximo a altos regímenes de giro. A efectos prácticos, la ventaja de un motor elástico es

que da más aceleración en marchas largas que uno que no lo sea. Gracias a ello, es posible

conducir en marchas largas en ocasiones en las que con un motor menos elástico. habría que

reducir.

La elasticidad del motor se puede medir mediante un valor conocido como Índice de

elasticidad y si esta índice se encuentra por encima de 3, tendremos un motor de buena

elasticidad. Si está por encima de 5 el motor será verdaderamente elástico. Para calcular el

índice de elasticidad, consultaremos el gráfico de la curva de potencias para sacar 3 valores

y poder dividir el régimen de potencia máxima mR elevado al cuadrado por el producto

del régimen al que se produce el par máximo pR multiplicado por el régimen en el que el

motor ofrece el mismo par al que encontramos en potencia máxima qR ; donde

analizaremos las curvas medidas con el dinamómetro y la compararemos con los que indica

el manual remarcando las zonas elásticas. 20

Índice de elasticidad:

qp

mel

RR

RI

*

2

2.5 Análisis ambiental

El presente capítulo explica los fundamentos básicos del análisis que se realizara de

los gases de escape del motor de combustión interna diesel Nissan FD6-T.

La energía mecánica, indispensable para poner en acción el motor diesel y del

resultado del proceso de combustión del motor, se obtienen diversos gases y productos,

entre ellos los más importantes son el CO ( monóxido de carbono ), el CO2 (dióxido de

carbono), el O2 (Oxígeno) , Hidrocarburos no quemados (HC), Nitrógeno, Agua y bajo

ciertas condiciones NOx ( óxidos de Nitrógeno).

20 Fuente: Elasticidad de un motor www.Wikipedia

http://es.wikipedia.org/wiki/Motor

http://es.wikipedia.org/wiki/Revoluciones_por_minuto

http://es.wikipedia.org/wiki/Par_motor

http://es.wikipedia.org/wiki/Veh%C3%ADculo

http://es.wikipedia.org/wiki/Aceleraci%C3%B3n

http://es.wikipedia.org/wiki/Marcha

http://www.monografias.com/trabajos12/moviunid/moviunid.shtml

http://www.monografias.com/trabajos35/categoria-accion/categoria-accion.shtml


El impacto ambiental del motor diesel está estrechamente relacionado con un

problema social surgido por la utilización creciente del combustible: la reducción de los

niveles de emisión de sustancias tóxicas y la reducción de los niveles de ruido.

Toxicidad de los gases de escape.

Se llaman sustancias tóxicas a las que ejercen influencia nociva sobre el organismo

humano y el medio ambiente. Durante el trabajo de los motores diesel se desprenden las

siguientes sustancias tóxicas principales: óxidos de nitrógeno, hollín, monóxido de carbono,

hidrocarburos, aldehídos, sustancias cancerígenas, compuestos de azufre. Además de los gases

de escape, otras fuentes de toxicidad son también los gases del cárter y la evaporación del

combustible a la atmósfera. Incluso en un motor bien regulado la cantidad de componentes

tóxicos máximos permisibles que se expulsan durante su funcionamiento puede alcanzar los

siguientes valores emitidos al medio ambiente.

Componentes tóxicos Motores diesel

Monóxido de carbono % 0.2

Óxidos de nitrógeno % 0.35

Hidrocarburos % 0.04

Dióxido de azufre % 0.04

Hollín/mg /l 0.3

De los motores Diesel, su contaminación se ve más por la típica emisión de humo

negro formado por partículas microscópicas que no son tóxicas pero si molestas. Además,

estudios realizados demuestran que los niveles de emisión de dióxido de carbono en motor

diesel son claramente más bajos que un motor de gasolina de igual potencia. Los motores de

combustión interna tienen gran responsabilidad en los niveles de emisión de sustancias que

provocan el "efecto invernadero", fundamentalmente del dióxido de carbono y los óxidos

nitrosos.21

2.5.1 Estudio de los gases residuales

CO (monóxido de carbono):

El Monóxido es resultado del proceso de combustión y se forma siempre que la

combustión es incompleta, es un gas toxico, inoloro e incoloro. Valores altos del CO, indican

una mezcla rica o una combustión incompleta. Normalmente el valor correcto está

comprendido entre 0,5 y 2 %, siendo la unidad de medida el porcentaje en volumen.

NOx (Óxidos de Nitrógeno):

Los óxidos de Nitrógeno se simbolizan genéricamente como NOx, siendo la "x" el

coeficiente correspondiente a la cantidad de átomos de Nitrógeno, puede ser 1, 2,3 etc.

Estos óxidos son perjudiciales para los seres vivos y su emisión en muchos lugares del

mundo se encuentra reglamentada. Los óxidos de Nitrógeno surgen de la combinación entre

21 Fuente: Wikipedia “el motor de combustión interna y su impacto ambiental”

Fuente: Wikipedia “el motor de combustión interna y su impacto ambiental”

Tabla 1: Compuestos emitidos al medio ambiente

http://www.monografias.com/trabajos13/impac/impac.shtml

http://www.monografias.com/trabajos/contamacus/contamacus.shtml

http://www.monografias.com/trabajos/fintrabajo/fintrabajo.shtml

http://www.monografias.com/trabajos10/petro/petro.shtml#hidro

http://www.monografias.com/trabajos12/cance/cance.shtml

http://www.monografias.com/trabajos10/formulac/formulac.shtml#FUNC

http://www.monografias.com/trabajos14/nuevmicro/nuevmicro.shtml

http://www.monografias.com/trabajos14/trmnpot/trmnpot.shtml

http://www.monografias.com/trabajos5/efeinver/efeinver.shtml


sí del oxígeno y el nitrógeno del aire, y se forman a altas temperaturas y bajo presión. Este

fenómeno se lleva a cabo cuando el motor se encuentra bajo carga.

HC (Hidrocarburos no quemados):

Este compuesto representa los hidrocarburos que salen del motor sin quemar.

La unidad de medida es el ppm (partes por millón), recordemos que el porcentaje

representa partes por cien partes y el ppm, partes por millón de partes. La conversión seria

1%=10000 ppm. Se utiliza el ppm, porque la concentración de Óxidos y HC en el gas de

escape son muy pequeñas.

Una indicación alta de Óxidos y HC indica:

Mezcla rica, el CO también da un valor alto.

Mala combustión de mezcla pobre.

Escape o aceite contaminado.

Todos estos productos se obtienen a partir del aire y del combustible que ingresa al

motor, el aire tiene un 80 % de Nitrógeno y un 20 % de Oxigeno (aproximadamente), en

las mediciones que se realizaran en el motor Nissan FD6-T se obtendrá las partes por millón

de partes (ppm) a diferentes RPM.22

2.5.2 Opacidad

Como se mencionó, en los motores Diesel debido a que su combustión natural se

genera bajo mezcla con exceso de aportación de aire, las emisiones de CO de los gases de

escape son muy reducidas y por el contrario, las emisiones de mayor toxicidad son los

residuos sólidos de los gases de escape, es decir, los humos negros de carbonilla.

Para controlar esta cantidad de emisiones de escape en los motores Diesel se utilizan

los opacímetros, que básicamente constan de una cámara de medición que porta en su

interior un emisor y un receptor de luz. Al recircular por el interior de esta cámara de

medición los humos de los gases de escape, se genera una absorción del haz de luz emitido

hacia el receptor, en función de la mayor o menor cantidad de “negritud” del humo. Esta

reducción de luminosidad nos facilita la medición porcentual de la opacidad de los gases de

escape.

Como resultado de la medición de la opacidad, a través del cálculo logarítmico

correspondiente, se obtiene el valor legislado actualmente del coeficiente de absorción

luminosa, denominado como “K”. Tienen dos escalas de medición: Una de ellas en unidades

de absorción de luz expresada en m-1 y la otra lineal de 0 % a 100 % de opacidad, ambas

escalas de medición se extienden desde cero con el flujo total de luz hasta el valor máximo

de la escala con obscurecimiento total.

22 Fuente: Wikipedia “Análisis de los gases de escape de los motores de combustión interna”


La opacidad es la condición en la cual una materia impide parcial o totalmente el

paso del haz de luz.

El opacímetro es un analizador de humos de cámara cerrada que funcionan bajo el

procedimiento de muestreo de descargas parciales utilizados en los Programas de Verificación

Vehicular y de acuerdo a lo indicado en la norma técnica vigente.

Transmitancia: Es la fracción de una luz emitida desde un emisor y que llega al receptor.

Humo de diesel: Es el residuo resultante de una combustión, compuesto en su mayoría de

carbón, cenizas y de partículas visibles en el ambiente.

La medición de la opacidad tiene una aplicación de gran importancia en materia

ambiental, ya que está referida a la evaluación de emisión de gases a la atmósfera generados

por la combustión en vehículos diesel que circulan en el país.

2.5.3 Referencia en nuestro medio

La composición del parque automotor en nuestro medio está en crecimiento y en la

actualidad existen vehículos que han cumplido con su vida útil, del mismo modo existe un

incremento de reparaciones de motorizados en talleres de servicio automotriz. Cada

mantenimiento de motores no cumple con un control de calidad debido a que no se tiene

un lugar de ensayo de motores e información correcta.

En Bolivia más del 70 % de la contaminación del aire se genera por la emisión de

gases de los vehículos, (advierte un estudio realizado entre 2008 y 2012 por el vice ministerio

de medioambiente).23

Este proyecto no pretende dar datos completos del parque automotor de Bolivia. Si

no dar un cuadro exacto del estado técnico de las emisiones de un motor diesel. Este estudio

es para tener más claro el panorama del comportamiento ambiental de un motor diesel

después de una reparación de las partes más importantes, que puede servir como base para

el control de las emisiones ya que un correcto análisis o control de las proporciones de los

gases puede dar lugar a diagnósticos muy importantes del funcionamiento del motor.

En los Centros de verificación vehicular se emplean opacímetros como instrumentos

de medición, que deben cumplir ciertas características físicas y ópticas, así como el requisito

de calibración.

Actualmente se tiene la norma Boliviana (NB) 62002 Calidad de aire - Emisiones de

fuentes móviles. Esta norma establece los límites máximos permisibles para vehículos a diesel

con motor de cuatro tiempos encendido por compresión (Siguiente Tabla). Que rige los

niveles máximos permisibles de opacidad, a los cuales deben de apegarse los laboratorios de

23 Fuente: [email protected] (07.07.10)

http://www.twitter.com/reporteenergia

http://www.twitter.com/reporteenergia


calibración y unidades de verificación autorizados, para asegurar resultados confiables en la

medición de la opacidad.

Altura Sobre Nivel Del Mar(msnm) Opacidad %

0-1500 65

1500-3000 70

3000-4500 75

En nuestro caso La Paz se encuentra a 3500 metros sobre el nivel del mar (msnm), al

realizar las pruebas de medición de opacidad; si la medición supera el 75% el motor reflejara

la contaminación del residuo resultante de la combustión, compuesto en su mayoría de

carbón, cenizas y de partículas visibles en el ambiente.

Por otra parte en Bolivia no hay una norma de los gases residuales de motores diesel,

que establezca límites del contenido de compuestos químicos como: NOx, NO y CO por lo

cual en este proyecto aportaremos con la medición de estos datos.

2.6 Ciclo diesel

Un motor diesel puede modelarse con el ciclo ideal formado por los pasos reversibles,

según se indica en el diagrama PV del ciclo diesel de la siguiente figura.

Descripción del diagrama:

Cuando está abierta la válvula de admisión (punto1) al cilindro no entra nada más

que aire, la válvula de admisión se cierra (punto 2) y mientras el émbolo se desplaza hacia

el P.M.S., En el cilindro tiene lugar la compresión, existiendo el intercambio de calor entre el

Tabla 2: límites máximos de opacidad para motores diesel

Fuente: Norma boliviana IBNORCA Ficha # 7 “diagnóstico de los

humos de escape” (documento adjunto en anexo)

Cuadro 3: Diagrama indicado P-V del motor diesel

Fuente: Motores de automóvil M.S.Jovaj Pág. 76


aire admitido y las paredes del cilindro. El punto tres del diagrama corresponde al instante

en que empieza a inyectarse el combustible a la cámara de combustión. En ese instante la

temperatura del aire comprimido es superior a aquella en que el combustible puede

inflamarse sin necesidad de fuente de encendido.

Después de un cierto periodo, en el curso del cual el combustible inyectado se prepara

para la inflamación (periodo de retardó de encendido), se produce la ignición y luego el

combustible arde intensamente, la combustión va acompañada al principio de un aumento

brusco de la presión (tramo C-Z!) y después, durante un periodo de tiempo no muy grande,

en el tramo Z!-Z transcurre casi a presión constante. La expansión termina en el instante en

que se abre la válvula de escape (punto 4).24

2.6.1 Proceso de admisión25

Para realizar el ciclo de trabajo en un motor de combustión interna a pistón, es

preciso expulsar del cilindro los productos de la combustión formados en el ciclo anterior e

introducir en el la carga fresca. Estos dos procesos (admisión y escape) están vinculados entre

sí y en función del número de tiempos del motor. La cantidad de carga fresca suministrada

depende de la calidad que se limpia el cilindro del motor. Por eso el proceso de admisión se

debe analizar tomando en consideración los parámetros que caracterizan el desarrollo del

proceso de escape, examinando todo el complejo de fenómenos que se refieren al proceso

de intercambio de gases en conjunto.

En el siguiente diagrama muestra los instantes de apertura y cierre de las válvulas de

admisión y escape en función de la carrera del pistón. Los instantes en que comienzan a

abrirse las válvulas de escape y admisión se señalan por los puntos 1 y 3 respectivamente y

los instantes en que se cierran los puntos 2 y 4. En caso de sobrealimentación por

turbocompresor (nuestro caso), siendo constante la presión del gas ante la turbina, los gases

quemados se expulsan del cilindro a una presión constante.

24 Fuente: Motores de automóvil M.S.Jovaj Pág. 76 25 Fuente: Motores de automóvil M.S.Jovaj Capitulo IV Pág. 81

Cuadro 4: Diagrama característica del proceso de intercambio de gases de un motor

diesel sobrealimentado por turbocompresor



La carga fresca entrada al cilindro a presión Pk>Po. la temperatura del aire Tk,

después de ser comprimido por el compresor será más alta que To (temperatura del

ambiente).

El ingreso de la carga fresca al cilindro continúa también durante el movimiento de

retorno del pistón hacía el P.M.S. Las recarga tiene lugar parcialmente debido a el

movimiento del pistón desde el P.M.I. Pa<Pk.

Parámetros del proceso de admisión

La cantidad de carga fresca que ingresa en el proceso de admisión, es decir, que el

llenado del cilindro depende de los siguientes factores:

De la resistencia en el sistema de admisión que hace disminuir la presión de la carga

al suministrar.

De la existencia de cierta cantidad Mr de productos quemados (gases residuales) en

el cilindro que ocupan parte de su volumen.

Del calentamiento de la carga por las superficies de las paredes del sistema de

admisión y del espacio interior de un cilindro como consecuencia del cual disminuye

la densidad de la carga a introducir.

La influencia que ejerce cada uno de los factores indicados puede aclararse

analizándolos por separado. Para simplificar la tarea en adelante se supone que el proceso

de admisión termina en el punto “a”. Todos los fenómenos relacionados con la carga del

cilindro y su barrido se evalúan por coeficientes experimentales.

Presión en el cilindro en el periodo de llenado

La presión en el cilindro “Pa” en el instante en que se suponen finalizado el proceso

de admisión. Se puede determinar aproximadamente la presión dentro del cilindro durante

la admisión considerando este proceso como estacionario obtendremos:

62

2 10*2

oad

adoa PP

…(Fuente: M.S.Jovaj; ecua. 127 pág. 88)

Figura 8: Esquema del motor sobrealimentado por turbocompresor



Pero en el caso del análisis del motor Nissan FD6-T lleva un turbo compresor entonces

PoPk => 62

2 10*2

kad

adka PP

Dónde: k Es la densidad del aire a una temperatura k… 610*

* k

kk

TR

P

Según datos experimentales obtenidos al investigar motores de automóviles, para la

apertura completa de la válvula en régimen nominal, la velocidad del movimiento de la

carga en la sección de paso ad =50…130 sm , ad 2=2.5 … 4

Cantidad de gases residuales. En el proceso de escape no se logra desalojar por

completo del cilindro los productos de combustión ocupando estos cierto volumen una

presión rP y temperatura rT respectivas. En el proceso de admisión los gases residuales se

expanden y mezclándose con la carga fresca que ingresa, hacen disminuir el llenado del

cilindro. La cantidad de gases residuales rM dependen del procedimiento empleado para

limpiar el cilindro para la carga fresca.

La cantidad de gases residuales se caracteriza por una magnitud relativa denominada

coeficientes de gases residuales

1MM rr o

ra

r

r

kr

PP

P

T

TT

**

…(Fuente: M.S.Jovaj; ecua.160 Pág. 97)

y la temperatura al final de la admisión se la calcula mediante:

r

rroa

TTTT

1

*…(Fuente: M.S.Jovaj; ecua 140:Pág. 93)

2.6.2 Proceso de Compresión26

En el proceso de compresión se eleva la temperatura y la presión de la mezcla. Los

valores de estos parámetros al finalizar el proceso dependen fundamentalmente de los

parámetros termodinámicos del ambiente al comenzar la presión, de las relación de

compresión y del carácter que tenga el intercambio de calor.

En los motores diésel el proceso de formación de la mezcla tiene lugar dentro de la

cámara de combustión, cuando el pistón se encuentra en las proximidades del P.M.S. y la

mayor parte ocurre simultáneamente con la oxidación del combustible. Los requerimientos

hacia el proceso de compresión en este caso están condicionados a la necesidad de obtener

para el instante de la inyección del combustible una temperatura suficientemente alta que

asegure la inflamación de parte del combustible evaporado sin hacer falta la fuente de

encendido.

26 Fuente: Motores de automóvil M.S.Jovaj Capitulo V Pág. 110


En el periodo inicial del proceso de compresión la temperatura del aire es inferior a

la temperatura de las superficies que limitan el volumen del cilindro interior, por eso la

temperatura de la carga se eleva tanto debido a la compresión como suministro de calor

desde las paredes.

En cierto instante que las temperaturas medias de la carga y de las paredes se igualan

y durante la posterior carrera del pistón, incluso hasta el final del proceso de compresión, el

calor se transmite desde la carga hacia las paredes. En el motor diesel desde el instante en

que se inicia la inyección de combustible con los resultados del gasto de calor para evaporarlo

en el periodo de retardó a la inflamación con la compresión simultánea de la carga, la presión

y la temperatura se elevan en menor grado que al comprimirla sin inyección de combustible.

Determinación de los parámetros al final de la compresión.

Resulta difícil determinar analíticamente los procesos al final de la compresión puesto

que el exponente politropico varía. Se ha adoptado calcular la temperatura y presión al final

de la compresión a partir del valor medio de la politropica, considerándolo constante para

todo el proceso y asumiendo que el comienzo de la compresión coincide con el P.M.I.

Admitiremos que el exponente politropico 38.11 n

La presión al final de la compresión se halla de la ecuación, 1* n

ac PP

La temperatura al final de la compresión según la ecuación, 11* n

ac TT 27

2.6.3 Proceso de combustión28

La combustión es un proceso físico-químico complejo; su surgimiento, desarrollo y

plenitud quedan definidos por las particularidades y las velocidades de las reacciones

químicas, por las condiciones de transferencia de calor y masas en la zona de la llama, así

como por el traspaso de calor a las paredes. La velocidad de los procesos de oxidación y

combustión puede evaluarse a partir de la velocidad con que se consumen las sustancias

iniciales o bien por la velocidad de elevación de la temperatura o presión, lo que para fines

prácticos es más cómodo.

La combustión transcurre en la fase gaseosa. Para que las reacciones de oxidación

puedan desarrollarse a velocidades suficientemente elevadas. La secuencia verdadera de las

etapas elementales en las reacciones de oxidación y combustión de combustibles reales y

complejos de motores están aún lejos de haberse estudiado con plenitud, sin embargo, para

la mayor parte de las reacciones químicas es típica la fuerte de dependencia de su velocidades

respecto a la temperatura.

Combustión en los motores diésel

27 Fuente: Motors de automóviles M.S.Jovaj Ecua 163 y 163 .Pág.112 28 Fuente: Motores de automóvil M.S.Jovaj Capítulo VI Pág. 119


En los motores diesel el combustible se inyecta al aire comprimido caliente, como en

caso de sobrealimentación (nuestro caso) la presión y temperatura es considerablemente

mayor. La alimentación de combustible comienza antes del P.M.S. y puede terminar antes

del P.M.I. o después de él.

En el siguiente diagrama se muestra la variación de presión de un motor diesel, con

cámara de combustión única (inyección directa) en función del ángulo de giro del cigüeñal.

La alimentación de combustible comienza en el punto 1. El ángulo entre el comienzo

de la inyección de combustible y el P.M.S. Se denominan ángulo de avance a la inyección.

Durante el periodo indicado se desarrollan las reacciones que transcurso delante del frente

de la llama, surgen los primeros focos de auto inflamación y la presión comienza a elevarse

como resultado del desprendimiento de calor de la combustión.

En el punto 2, en el cual la línea de elevación de la presión, como consecuencia de la

combustión se separa de la línea de compresión en ausencia de la inflamación,

convencionalmente se adopta como el comienzo de la combustión, mientras que el intervalo

de tiempo i (en grados de rotación del cigüeñal) entre los puntos 1 y 2 se le conoce como

periodo de retrasó de la inflamación o periodo de inducción. A causa de la combustión de

una parte considerable del combustible evaporado, que ha formado conjuntamente con el

aire en este periodo de la mezcla carburante, así como a consecuencia de la combustión del

combustible que continúa ingresando a través del inyector, la temperatura y la presión en el

tramo 2-3 rápidamente se eleva.

Después de la fase de combustión rápida comienza la fase de combustión

desacelerada, durante la cual la presión varía insignificantemente. El volumen de la cámara

de combustión durante la segunda fase sin cesar, aumenta debido al movimiento del pistón,

en vista de lo cual el punto 4 que corresponde a la temperatura máxima del ciclo, se

encuentra más a la derecha del punto 3 correspondiente a la máxima presión.

Como el instante en que termina la fase de combustión rápida I convencionalmente

se adopta el punto de presión máxima en el diagrama indicado, mientras que el instante en

que finaliza la segunda fase II de combustión desacelerará, comienza la fase de la

Cuadro 5: Tendencias típicas del proceso de combustión en el motor diesel

Fuente: Motores de automóvil M.S. Jovaj Pág. 114


combustión residual III se adopta el punto máximo de la temperatura medida del ciclo. La

fase de la combustión residual puede abarcar una parte considerable de la carrera de

expansión.

Gran influencia sobre el proceso de combustión en los motores diesel ejerce el modo

de organización del proceso de mezclado del combustible inyectado con el aire caliente que

se encuentra comprimido en la cámara de combustión, así como la duración del periodo de

retrasó a la inflamación.

Termodinámica del proceso de combustión

La ecuación del proceso de combustión en el motor diesel según la resulta: (Fuente: M.S.Jovaj;

ecuación 177, Pág.155)

zzrc

r

crc

r

uz TUuTUU

M

H*314.8**314.8

1

*

1

* !!!!

1

Donde el coeficiente real de variación molecular es:

r

r

r

rr

u

M

MMu

110

1

12

y el calor específico cvu a Ctc mediante la tabla 6 Pág. 65 para 1

La energía interna de 1 Kmol de aire a la Ctc es:

KmolKjtuU ccvc *

La energía interna !!

cU de 1 Kmol de productos de combustión a Ctc esta integrada por

la energía de estos últimos siendo 1 y la energía del aire excedente, es decir.

..11

!!!! **2 aecMcc rUrUU

Donde calcularemos el calor específico para 1 a Ctc mediante la tabla 8 (Anexos)

CKmolKj

uccv *

!!

y la energía interna de los productos de combustión para 1 es:

KmolKj

tuU cccvc *!!

1

!!

2

12

12 M

MrM

y

2

0..

1

M

Lr ae

Asignaremos el grado de elevación de la presión Pág.157 8.1 y calcularemos el término:

KmolKj

Tc**314.8

y la ecuación de combustión quedara de la siguiente manera

zzr TUuKmol

Kjxxx *314.8!!

y teniendo ru

KmolKj

xxxxTU zz *314.8!!…(*)



zU es una función de la temperatura de combustión y del calor

específico por eso la última ecuación se resolverá aplicando el método de aproximaciones

sucesivas Tabla 9 y 7 (Anexos) obteniendo así: KTz , la presión máxima de combustión.

MPaPP cz *

y finalmente calcularemos el coeficiente de expansión preliminar.

c

zr

T

Tu

2.6.4 Proceso de expansión y escape29

En el proceso de expansión (carrera de trabajo) se produce el trabajo mecánico a

cuenta de la energía térmica que se desprende durante la combustión del carburante. En el

ciclo real la carrera de trabajo empieza durante la combustión y termina cuando comienza

el proceso de escape de los gases quemados. Al calcular el ciclo se admite que el proceso de

expansión comienza en él punto Z siendo máximo los valores calculados de Pz y Tz se

considera que el proceso termine en el P.M.I.

En el comienzo del proceso de expansión cuando la combustión se realiza con un

desprendimiento intenso de calor y una brusca elevación de la presión el exponente

politropico n2 tiene valor negativo. En el tramo comprendido entre Pmax y Tmax el exponente

n2 pasa a ser positivo. Determinar el exponente politropico a partir del diagrama indicado

es imposible. En vista de las dificultades que aparecen al determinar los valores variables del

exponente n2, que sirvan para calcular los parámetros al final del proceso de expansión, se

utilizan valores promedios de los exponentes n2.

Parámetros del proceso de expansión.

Calcularemos el grado de expansión posterior mediante:

Asignaremos el exponente politropico 23.12 n ; y calcularemos la temperatura al final de

la expansión, de acuerdo a la ecuación: (Fuente: M.S.Jovaj. Ecua.185Pág. 159)

KT

Tn

zb 12

La presión al final de la expansión de acuerdo a la ecuación: Fuente: M.S.Jovaj. Ecua.186Pág. 159)

MPaP

Pn

zb

2

2.6.5 Diferencia entre ciclo real y ciclo teórico

Las diferencias que surgen entre el ciclo teórico y ciclo real en los motores de ciclo

diesel están causadas por:

29 Fuente: Motores de automóvil M.S.Jovaj Capítulo VII Pág. 158


Perdidas de calor, las cuales son bastantes importantes en el ciclo real, ya que al estar

el cilindro refrigerado, para asegurar el buen funcionamiento del pistón, una cierta parte del

calor del fluido se transmite a las paredes, y las líneas de compresión y expansión no son

adiabáticas sino politrópicas.

Tiempo de apertura y cierre de la válvula de admisión y escape, aunque en el ciclo

teórico se supuso que la apertura y cierre de válvulas ocurría instantáneamente, al ser

físicamente imposible, esta acción tiene lugar en un tiempo relativamente largo, por lo que,

para mejorar el llenado y vaciado del cilindro, las válvulas de admisión y escape se abren

con anticipación lo que provoca una pérdida de trabajo útil.

Combustión no instantánea, en el ciclo teórico se supone que la combustión se realiza

según una transformación isocorica instantánea, en el ciclo real de combustión dura un cierto

tiempo. Por ello, si la inyección tuviese lugar justamente en el P.M.S., la combustión ocurriría

mientras el pistón se aleja de dicho punto, con la correspondiente perdida de trabajo.

Perdidas por bombeo, las cuales aunque el ciclo teórico se supone que tanto la

admisión como el escape se realizan a presión constante, considerando que el fluido activo

circula por los conductos de admisión y escape sin rozamiento, en el ciclo real aparece una

pérdida de carga debida al rozamiento, que causa una notable pérdida energética.

Al efectuar los cálculos que se realizará posteriormente tomaremos en cuenta una lista

de símbolos y abreviaciones, donde se prestó atención a la elección de coeficientes

experimentales que integran determinadas fórmulas; donde a continuación detallamos

algunas con unidades y los coeficientes adimensionales:

01 L Es la cantidad excedente de aire fresco

KgKmol .

u Es el coeficiente de variación de aire.

k Es la densidad del aire a un temperatura y presión “k”

Cuadro 6: Diagrama P-V del motor diesel (dif. Ciclo real y teoríco)



R Es la constante de los gases.

ad Es la velocidad del movimiento de la carga en la sección de paso sm

aP Es la presión al final del proceso de admisión en MPa .

aT Es la temperatura al final del proceso de admisión en K .

r Es el coeficiente de los gases residuales.

21,MM Es la cantidad de mezcla del carburante y la cantidad de productos de

combustión respectivamente

KgKmol .

cP Es la presión al final del proceso de compresión MPa .

cT Es la temperatura al final del proceso de compresión en K .

21,nn Son coeficientes politropicos de compresión y expansión respectivamente

Es la relación de compresión.

zP Es la presión al final del proceso de combustión en MPa .

zT Es la temperatura al final del proceso de combustión en K .

z Es el coeficiente de aprovechamiento de calor =0.82

uH Es el poder calorífico del combustible diesel

KgMJ42

Es el grado de elevación de la presión (asignamos =1.8)

zc UU , Es la energía interna de 1 Kmol de los productos de combustión a la

temperatura en los puntos “c” y “z”.

CKmol

KJucv

*Es el calor específico a la temperatura de compresión.

Es el coeficiente de exceso de aire.

cu Es el coeficiente de la masa molecular del combustible.

ru Coeficiente de variación molecular.

Es el grado de expansión posterior.

MPaPb Es la presión al final de la expansión.

KTb Es la temperatura al final de la expansión.

aniP Es la presión media indicada del ciclo real.

aniii PP * Es la presión media indicada real tomando en cuenta el

redondeamiento de resultados experimentales.


MARCO PRÁCTICO

3.1 Caracterización del motor Nissan FD6-T

Denominada también características externas de velocidad a la variación que está en

función de la rotación (n), potencia efectiva, par motor efectivo. Que se observa en el

siguiente cuadro. Para realizar ensayos a plena carga, se tiene que mantener la bomba de

inyección en posición de máxima alimentación (total recorrido de la cremallera) establecida

para el motor diesel, donde se obtendrá los gráficos de las pruebas de la realización tanto de

los análisis prácticos y teóricos del motor Nissan FD6-T.

Se tomara en cuenta datos (tabla 4) de las especificaciones del motor Nissan FD6-T

para realizar los trabajos correspondientes.

Marca Nissan LV

Modelo Nissan FD6-T

Año 1987-1990

Motor FD6-T

Capacidad/(diámetro*carrera) 5654(Cm3)/(100*120)(mm)

Tipo 4 tiempos diesel

Nº de cilindros 6 en línea

Potencia máxima 130.55(Kw)175 (HP) a 3200 (rpm)

Torque máximo 46 (kgm) a 1900 (rpm)

Ubica. cód. motor Bloque del motor lado derecho

Juego de válvula, admisión (frio/cal.)(mm) 0.30 - 0.40

Juego de válvula, escape (frio/cal.)(mm) 0.30 - 0.40

Relación de compresión 17:1

0

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

0

20

40

60

80

100

120

140

160

180

200

0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500

To

rque(K

g*m

)

Po

tencia

(H

P)

RPM

Fuente: Manual Nissan (Anexo)

Tabla 4: Datos técnicos del motor Nissan FD6-T

Cuadro 7: Diagramas característicos del motor Nissan FD6-T

Fuente: Manual Nissan (anexo)


3.1.1 Inspección del estado del motor Nissan FD6-T

En la inspección visual se pudo constatar que faltaban varias piezas importantes del

motor que a continuación se detallan.

Mangueras del radiador.

Escape.

Silenciador.

Filtro de combustible.

La bomba de inyección estaba en desuso.

Pernos en varias partes del motor.

Como se pudo constatar en la inspección del estado del motor Nissan FD6-T este no

funcionaba y requería una reparación es por ello que, antes no se midió la potencia ni se

realizó ningún prueba, por esa razón la comparación se la realizara con el manual asumiendo

que el motor nuevo.

Para realizar la reparación del motor Nissan FD6-T procedimos a realizar las consultas

respectivas de los datos técnicos del motor donde mostramos un esquema de este en la figura

9 y también utilizamos la tabla 4 con datos técnicos del motor.

El motor se debe desensamblar de manera ordenada y en secuencia, una inspección

completa de todos los componentes debe ser parte del procedimiento de desensamble,

también se debe realizar varias verificaciones y mediciones para determinar la condición de

los componentes.

Los trabajos que se realizaran en la reparación del motor Nissan FD6-T son:

El correspondiente desarmado del motor.

Desensamble de los elementos externos del motor.

Figura 9: Diagrama del motor Nissan FD6-T

Fuente: Manual Nissan


Desensamble del extremo superior, frontal e inferior del motor.

Limpieza del cigüeñal, árbol de levas y bielas.

Limpieza de válvulas y asentamiento, de los demás elementos.

El respectivo armado del motor.

Análisis del sistema de inyección del combustible.

Desarmado de la bomba de inyección.

Cambio de los elementos de bombeo de la bomba de inyección diesel.

Armado de la bomba de inyección.

Puesta a punto de la bomba de inyección con el banco de pruebas MAGASA.

Análisis del inyector y su respectivo cambio de toberas.

Ensamblado de las partes del inyector.

Ajuste de la presión de abertura del inyector.

Encendido del motor y su asentamiento con los nuevos componentes.

Calibración del motor regulando la sincronización del adelanto o retraso del punto.

3.2 Rehabilitación del motor Nissan FD6-T

En el año 2003 la carrera de Mecánica Automotriz de la Facultad de Tecnología de

la U.M.S.A. obtuvo este motor figura. 10, con el propósito de tener material didáctico para

los estudiantes, este motor no se encontraba en funcionamiento, hasta el límite de

encontrarse inutilizado, la rehabilitación de este motor fue un factor primordial.

Como se tocó en el punto de antecedentes que en talleres en la ciudad de La Paz

Bolivia, hacen reparaciones de motores sin un análisis analítico ni experimental. En este

aspecto la falta de estudio y pruebas que se realizaron en este motor diesel después de una

reparación de las partes más importantes, se cumplirá el objetivo general de la evaluación

del rendimiento mecánico y su análisis ambiental.

3.2.1 Desensamble de los elementos del motor

Para esto retiramos todos los elementos externos del motor como son:

Múltiple de admisión y escape

Turbocompresor.

Bomba de inyección.

Fuente: El autor

Figura 10: Motor Nissan FD6-T


Cañerías del sistema de alimentación de combustible.

Bomba y filtro de aceite.

Radiador.

Ventilador.

Alternador.

Motor de arranque.

3.2.1.1 Desensamble del extremo superior

Para el desensamble del extremo superior seguimos los siguientes pasos; figura 11 (a)

antes y figura 11 (b) después.

1. Retiramos la tapa de válvulas

2. Retiramos el tren de balancines aflojando los pernos en forma alternada para evitar

daños en la flecha.

3. Se retira las varillas de empuje en orden.

4. Aflojamos todos los pernos del cabezote en forma de espiral desde afuera hacia

dentro, y retiramos el cabezote.

3.2.1.2 Desensamble del extremo frontal

1.- Primero se quita el perno que sujeta la polea del cigüeñal. Para evitar que el cigüeñal gire

se sujeta el volante insertando un perno o una barra.

2.- Retiramos la cubierta frontal, para esto primero fue necesario quitar el Carter figura.12

Fuente: El autor

(a) (b)

Figura 11: Desensamble del extremo superior


3.- Se procedió a retirar el árbol de levas, para poder sacar el árbol de levas primero se

desarmo los piñones que conforman la distribución, para realizar el desmontaje primero se

tuvo que realizar la sincronización para ver si los puntos coincidían, entonces se desarmo con

esa referencia, ya que en el momento del montaje se debía hacer coincidir las marcas que

vienen indicadas en cada piñón tanto de la bomba de inyección como la del árbol de levas

y la del cigüeñal figura. 13 (a) manual Nissan y figura. 13 (b) El autor.

4.- Sacamos la bomba de inyección figura 14 al igual que en el punto anterior nos fijamos en

las marcas de sincronización y con esa referencia pasamos al desmontaje.

Fuente: Manual de servicio Nissan

(a) (b)

Fuente: El autor

Figura 12: Desensamble del carter

Figura 13: Sincronización del motor Nissan DD6-T

Figura 14: Desensamble de la bomba de inyección


3.2.1.3 Desensamble del extremo inferior

1. Como se vio en la figura 14. Retiramos el Carter del motor aflojando y retirando los

pernos que lo sujetaban.

2. Una vez retirado el carter se retiró la coladera de aceite que va ubicada en la parte

interna en el carter figura 15.

3. Colocamos un par de pistones en el PMI girando el cigüeñal. Retiramos los cubos de

bielas quitando las tuercas y golpeando suavemente los cubos para que se aflojen.

Empujamos los pistones hacia afuera con el mango de madera de un martillo, hay

que tener cuidado de que los pistones no caigan al empujarlos fuera del cilindro

(figura. 16) repetimos este proceso con los demás pistones restantes colocando cada

cubo con su respectiva biela y haciendo una marca para saber su respectiva ubicación.

4. Retiramos las campanas del motor, antes de retirar esta primero hay que retirar el

volante motor.

5. Manteniéndolos en orden quitamos las bancadas del cigüeñal retirando los pernos y

dando unos ligeros golpes para aflojar las bancadas figura17.



Figura 15: Tamiz de coladera en el carter del motor

Figura 16: Desmontaje de los pistones


6. Retiraos el cigüeñal levantándolo con cuidado y lo colocamos en un lugar seguro

para evitar daños (figura. 18)

7. Por último retiramos los empujadores

Una vez retirada las piezas trabajamos en el desensamble de las partes de la culata

poniendo en una mesa y siguiendo los siguientes pasos que se denotan a continuación.

1. Se utilizó una prensa de válvulas para comprimir los resortes lo suficiente para poder

retirarlos (figura. 19), se debe tener cuidado para evitar que se resbale la prensa

cuando el resorte este bajo presión a que esto puede provocar lesiones.

2. Retiramos los resortes y válvulas manteniéndolos en orden para mantener la relación

entre partes similares.

3. Retiramos los sellos de válvulas con la ayuda de un destornillador para hacer palanca.


Fuente: El autor

Fuente: El autor

Figura 17: Desmontaje de las bancadas

Figura 18: Desmontaje del cigüeñal

Figura 19: Desmontaje de las partes de la culata


3.2.2 Limpieza de las partes del motor

Limpieza del carter y block del motor

Como estas dos partes son de hierro fundido fueron más fáciles de limpiar puesto que

estas difícilmente se dañan. Limpiamos estos elementos por el método de inmersión y con la

ayuda de un detergente, gasolina y con cepillos de acero eliminamos las carbonillas y

barnices, teniendo cuidado de no dañar los asientos de válvulas, limpiamos cuidadosamente

todos los orificios de lubricación y guías de válvulas con la ayuda de un escobillón, una vez

limpios los elementos se secan con aire a presión y se le cubre con una fina película de aceite

para evitar que se oxiden.

Limpieza del cigüeñal, eje de Levas y bielas

Estos los lavamos a mano en un tanque con solventes con la ayuda de un escobillón

para limpiar los conductos de aceite, después los secamos con aire a presión y colocamos

aceite en las partes que se pueda dañar por causa del óxido.

Limpieza de las válvulas.

Limpiamos los depósitos de carbón teniendo cuidado de no dañar las válvulas por

abrasión excesiva para esto solo se aplica una ligera presión para evitar dañar el vástago.

Limpieza de los demás elementos del motor

Para la limpieza de los demás elementos como son: Piñones de distribución, tapa de

distribución, tapa de válvulas, múltiples, pernos, tuercas, etc. Limpiamos estos elementos con

la ayuda de un detergente, gasolina y con cepillos, brochas; eliminamos las carbonillas y

barnices, teniendo cuidado de no dañarlos, una vez limpios los elementos se secan con aire

a presión y se le cubre con una fina película de aceite para evitar que se oxiden.

3.2.3 Comprobación de las partes del motor

Las piezas que forman el conjunto de un motor están sometidas a desgastes y

deformaciones. Esto es debido al rozamiento entre piezas y al calor que tienen que soportar.

Para corregir estos desgastes y deformaciones se utiliza la técnica del rectificado que consiste

en el mecanizado de las piezas, hasta igualar las superficies de contacto y darles un acabado

que disminuya el rozamiento y favorezca la lubricación de los órganos en movimiento.

La decisión de rectificar una pieza depende de los siguientes factores:

Se consulta que el fabricante del vehículo, permita el rectificado de las piezas en

cuestión. Si el fabricante lo permite, tenemos que ver hasta qué punto podemos

hacerlo y si estamos dentro de las tolerancias.

Tenemos que saber el precio que nos supone el rectificado, si es superior al de una

pieza de cambio nueva, no se realiza la operación de rectificado.

3.2.3.1 Comprobación de la culata

Es una pieza del motor que está sometida a grandes temperaturas y elevadas

presiones, que se producen dilataciones importantes, seguidas de las correspondientes


contracciones al enfriarse el motor, una vez parado. Como consecuencia de todo ello, puede

producirse deformaciones permanentes e incluso grietas, que provocan una avería en el

motor.

La verificación de planitud de la superficie de apoyo con el block del motor la

realizamos con la ayuda de una regla y un juego de galgas de espesores calibradas.

(figura.20). Según el manual la combadura máxima es de 0.25mm en toda la longitud del

cabezote y de 0.10mm de combadura transversal, como resultado obtuvimos 0.20mm y

0.05mm respectivamente por lo que estábamos dentro de las tolerancias y por este motivo

no fue necesario realizar una rectificación.

3.2.3.2 Comprobación del block del motor

Las comprobaciones en el block del motor su fueron en los cilindros ya que la

principal causa de desgaste es producido por el rozamiento de los elementos sobre la pared

del cilindro. Este rozamiento produce una conicidad en el interior del cilindro y un

ovalamiento del diámetro interior. Para comprobar los cilindros tomamos las mediciones en

A-A y también en B-B en la parte superior e inferior del cilindro (figura. 21).

Ovalacion= diferencia entre A-A y B-B

Conicidad= diferencia entre B-B superior e inferior y B-B inferior.

Comprobamos la conicidad en B-B porque es el lado de empuje y va a tener un

mayor desgaste que el lado A-A


Figura 20: Verificación de planitud de la culata


Figura 21: Verificación de conicidad de los cilindros


Como la medición nos dio un valor de 0.45mm esto fue superior a lo indicado y

como no se rectifican los motores con camisas húmedas, se procedió a la sustitución de los

conjuntos camisa-pistón. Para cambiar las camisas se debió tomar en cuenta el o-rin en el

orden correcto (figuras.22 donde nos muestra el block y los pistones en mal estado)

Al momento de insertar las camisas engrasamos la parte de los o-rines para que se deslicen

suavemente y evitar cualquier rotura o daño en los mismos (figura.23)

3.2.3.3 Comprobación del cigüeñal

Con el paso del tiempo y los Km. El cigüeñal a fuerza de girar sobre sus cojinetes de

apoyo, así como en las bielas, se produce un desgaste, que cuando es excesivo obliga a

cambiar los cojinetes. Algunas veces se deforman los apoyos de cigüeñal o las muñequillas

por este motivo revisamos que el cigüeñal no tenga grietas ni hendiduras de ninguna clase.

Siempre que se observe un desgaste mayor a 0.05mm deberá procederse a la

rectificación. En nuestro caso el desgaste no superó los 0.005mm por lo que no fue necesario

realizar ningún tipo de rectificado solo se realizó una ligera pulida con una lija número 600

para eliminar algunos leves rallones.

Fuente: El autor

Fuente: El autor

Figura 22: Pistones en mal estado

Figura 23: Pistones nuevos


3.2.3.4 Comprobación de las válvulas y sus asientos

Los desgastes entre el vástago de la válvula y su guía, así como las posibles deformaciones

del vástago las comprobamos por medio de un reloj comparador, cuyo palpador pusimos

en contacto con la periferia de la cabeza de la válvula, estando la válvula montada en su

alojamiento, tal como se muestra en la (figura.24). En estas condiciones, giramos la válvula

sobre su eje y observamos que no existan desviaciones de la aguja del comparador.

La holgura entre el vástago y su guía la comprobamos moviendo la válvula

lateralmente para alejarla y acercarla del palpador del comparador. La diferencia de las

lecturas obtenidas posiciones determina el huelgo existente, que en ningún caso debe

sobrepasar los 0.15mm, en nuestro caso la diferencia fue de 0.10mm y por ello no fue

necesario remplazar las válvulas ni las guías.

Finalizada la comprobación de válvulas y asientos, fue necesario realizar un

esmerilado con el fin de conseguir un mejor acoplamiento entre válvulas y sus asientos,

mejorando la estanqueidad en el cierre. Esta operación la hicimos frotando alternativamente

la cabeza de la válvula contra su asiento, interponiendo entre ambas crema de esmeril de

grado sumamente fino. En la figura.25 se muestra este proceso, que se la realizo con la ayuda

de una ventosa con mango, fijada en la cabeza de la válvula, a la que le damos un

movimiento alternativo de rotación acompañado de levantamientos sistemáticos de la

válvula.



Figura 24: Comprobación de las válvulas y sus asientos

Figura 25: Esmerilizado de las válvulas


Para comprobar que las superficies quedan con un acabado suficientemente afinado,

marcamos unos trazos de lápiz sobre el asiento y frotamos contra él la válvula en seco.

3.2.4 Armado del motor

3.2.4.1 Armado del extremo inferior

Colocamos los cojinetes en el block (figura. 26) y en las bancadas, para ello colocamos

la espiga de rodamiento en la ranura, hay que asegurarse de colocar el cojinete con el orificio

de lubricación (muesca con muesca) en la posición correcta para evitar inconvenientes.

Medición de la holgura de los cojinetes e instalación del cigüeñal.

Luego de colocar todos los cojinetes en su lugar, colocamos con cuidado el cigüeñal

para evitar que gire y raye los cojinetes, los cojinetes y cigüeñal deben estar libres de aceite.

Con el cigüeñal en su lugar se coloca un pedazo de plastigage, luego colocamos las bancadas

y apretamos con el par especificado, después retiramos las bancadas y verificamos la holgura

midiendo el ancho del platigage con la regla provista en el envolvente (figura27) limpiamos

con cuidado el platigage sin rallar los cojinetes, retiramos el cigüeñal y ponemos una película

de aceite en los cojinetes volvemos a poner las bancadas y apretamos al par especificado,

una vez hecho esto verificamos que el cigüeñal gire libremente.

Instalación del volante de inercia.

Para instalar el volante del motor primero colocamos la campana pero no sin antes

remplazar el reten de aceite y colocar su respectivo empaque, para evitar fugas de aceite, al

colocar el nuevo reten lo hicimos colocando una ligera capa de silicona para evitar fugas,


Fuente: El autor

Figura 26: Armado de los cojinetes de bancada

Figura 27: Medición de la holgura de los cojinetes


luego de colocar la campana procedimos a colocar el volante de inercia apretando con el

par especificado.

3.2.4.2 Ensamble de los pistones y bielas

Para retirar los pistones viejos usamos una pinza de anillos para comprimir los seguros

que sostiene al bulón para separar el pistón de la biela. Instalamos los pistones nuevos en la

biela debidamente lubricado en el pistón nuevo y haciendo coincidir con la biela una vez

acoplados los seguros con ayuda de la pinza. Repetimos esto en todos los pistones.

Instalación Del Pistón y los Anillos

Para instalar las anillas primero colocamos el espaciador de anillos de aceite luego

colocamos los rieles superior e inferior en forma espiral, para colocar los anillos de aceite no

se utiliza ninguna herramienta especial. Luego colocamos los anillos de compresión con la

ayuda de un expansor de anillos para evitar distorsiones o roturas en los anillos (figura28)

repetimos esto para todos los pistones.

Instalación de pistones y bielas

Primero instalamos los cojinetes con bastante cuidado para evitar rayarlos, luego

lubricamos los cojinetes y anillos, seguido esto ubicamos las puntas de los anillos dándoles

una forma de triangulo y evitando que las puntas de los anillos queden ubicados en el lado

del empuje.

Colocamos la faja de anillos cubriendo todos los anillos insertamos el pistón con la

biela en el cilindro con la parte frontal del pistón hacia el frente del motor, damos golpes

con un martillo de caucho hasta que el pisto y la biela asienten completamente en el codo

del cigüeñal, una vez realizado esto colocamos al cubo de la biela y apretamos al torque

especificado (113Nm), realizando esto con los demás pistones.

Instalación del colador de aceite y carter

Colocamos el empaque en el colador de aceite y lo instalamos, en el carter

procedimos a colocar una capa de silicona para adherir de una mejor manera el empaque

para evitar cualquier fuga de aceite, de igual manera colocamos silicona en la parte del block

del motor donde asienta el carter, luego de esto colocamos el carter y apretamos con sus

Fuente: El autor

Figura 28: Instalación de los pistones y anillas


respectivos tornillos y los asentamos de forma alternada para obtener una uniformidad en el

apriete y así evitar tensiones y torceduras en el carter.

3.2.4.3 Armado del extremo frontal

1. Procedimos a colocar el árbol de levas, debidamente lubricado para evitar ralladuras

y daños.

2. Colocar la bomba de inyección con su respectivo empaque y anillo de goma para

evitar cualquier tipo de aceite.

3. Luego realizamos la respectiva sincronización de la bomba de inyección y de la

distribución haciendo coincidir las letras que vienen grabadas en los engranajes

(figura.29 (a) según manual Nissan y (b) el autor)

4. Colocamos la tapa de distribución y apretamos los pernos en forma alterna y

progresiva para obtener un mejor asentamiento y evitar torceduras y ralladuras.

3.2.4.4 Armado del turbocompresor

El motor Nissan FD6-T es un motor sobrealimentado lleva incorporado un

turbocompresor donde este dispositivo aprovecha la energía de los gases de escape para

mover una turbina en cuyo eje está acoplado un compresor de hélice tal y como se muestra

en la figura 30.

(a) (b)

Figura 29: Sincronización de la bomba de inyección y la distribución


Figura 30: Turbocompresor


En la inspección de este elemento se pudo ver que las apas del turbocompresor

estaban gastadas por el uso y la lubricación en este sistema no funcionaba. Entonces se

procedió al cabio del turbocompresor. (figura.31).

3.2.4.5 Armado del extremo superior

Para esto colocamos todos los elementos externos del motor como son:

Múltiple de admisión y escape.

Bomba y filtros de aceite.

Radiador.

Cañerías del sistema de alimentación de combustible.

Entradas y salidas del líquido refrigerante.

Bomba de agua.

Motor de arranque.

Ventilador.

Turbocompresor.

Al colocar todos los elementos se lo realizó con los respectivos empaques y pares de

apriete en los casos necesarios. (figura.32.)

Fuente: El autor

Figura 31: Instalación del nuevo turbocompresor

Fuente: El autor

Figura 32: Armado del extremo superior del motor


3.2.5 Sistema de inyección de combustible

En la figura 1 se muestra el esquema del sistema de alimentación de combustible del

motor Nissan FD6-T una bomba de tipo “A” con gobernador de regulación centrifuga

derecha; con esa referencia se procedió al desmontaje para sus respectivas pruebas. Una vez

retirado la bomba de inyección (Figura: 33) se procedió a realizar las siguientes inspecciones.

3.2.5.1 inspección de la bomba de alimentación

La primera operación consistió en el desarmado de la bomba de cebado, que es lo

que se hace en la figura.34. Con la ayuda de una llave fija se desenrosca todo el cuerpo de

la bomba de mano. En su interior nos encontramos con la válvula de aspiración.

El muelle (M) de esta válvula salió en primer lugar y a continuación la válvula tal y

como se muestra en la figura.35.

Fuente: El autor

Figura 33: Bomba de inyección en línea

Fuente: El autor


Figura 34: Desmontaje de la bomba de alimentación

Figura 35: Inspección de la bomba de cebado


Se realizó una inspección de las válvulas en el interior de la bomba de alimentación

y tanto ellas como sus zonas de asiento estuvieron en mal estado y se tuvo que cambiar el

bombín de cebado.

3.2.6 Reparación de la bomba de inyección

3.2.6.1 Desmontaje de la bomba de inyección

Desmontaje Del Variador De Avance

Utilizamos la herramienta de sujeción para detener la rotación del variador de

avance, enseguida sacamos la tuerca redonda y la arandela de resorte como se muestra en la

fig. 36.

Retiramos el variador de avance haciendo una palanca como se muestra en la figura

37: Tomando la precaución de no utilizar un martillo para retirar el variador de avance por

qué se puede doblar el árbol de levas o dañar el variador de avance.

Desmontaje del regulador

Sacamos el tornillo de fijación de la tapa del regulador:

Abrimos la tapa del regulador y utilizando un destornillador para deslizar hacia abajo

el tope de gemela conectado a la barra de la cremallera de regulación, enseguida retiramos

la cremallera de regulación y el pasador Figura: 45.



Figura 36: Desmontaje del variador de avance

Figura 37: Desmontaje del variador de avance


Utilizando una pinza para seguros sacamos el resorte y la tapa del regulador (figura.39)

Desmontaje de la tapa

Aflojamos los tornillos de fijación para sacar la placa de la tapa, enseguida verificamos el

estado de la cámara de los émbolos para detectar las anormalidades. (Fig. 40).

Luego se realizó una inspección girando manualmente el árbol de levas y verificando

el movimiento de deslizamiento de la cremallera de regulación. (Figura 41).



Fuente: Manual Nissan, el autor

Figura 38: Desmontaje del regulador

Figura 39: Desmontaje de los resortes y la tapa del regulador

Figura 40: Desmontaje de la tapa


Se pudo constatar que ninguno de los dos elementos tenia movimiento entonces se

procedió al desmontaje del cuerpo de la bomba.

Desmontaje del árbol de levas

El desmontaje del árbol de levas se efectuó después de haber retirado los empujadores

de cada cilindro. Figura (42).

Sacamos los tornillos que fijan la tapa del cojinete. Golpeamos ligeramente el árbol

de levas, por el lado del regulador y sacamos conjuntamente la tapa de cojinete y el árbol

de levas. Con la precaución de evitar que el árbol de levas contacte con el empujador o la

caja de la bomba, (figura.43).

Desmontaje del émbolo

Levantamos el extractor de émbolo y sujetamos el extremo, volvemos a aplicar

presión en el extremo superior del extractor del émbolo.




Figura 41: Verificación del eje de levas y la cremallera

Figura 42: Desmontaje de los empujadores de los cilindros

Figura 43: Desmontaje del árbol de levas


Sacamos conjuntamente el embolo y el asiento inferior del muelle (figura. 44). Con

la precaución de no dañar los émbolos ni mezclarlos, pero como estos estaban en mal estado

se procedió al reemplazo de estos elementos.

Desmontaje del resorte de émbolo, camisa de regulación

Sacamos el resorte del émbolo a través del tapón atornillado, y enseguida

desmontamos el asiento superior del resorte y la camisa de regulación.

Desmontaje de la Válvula De Impulsión

Giramos el tornillo de montura de la bomba de inyección de manera que la bomba

este en su posición vertical normal.

Sacamos la placa de bloqueo y desmontamos el asiento de la válvula y el resorte.

Atornillamos ligeramente el extractor en la rosca de la válvula de impulsión,

enseguida se baja la palanca en la forma mostrada en la figura.47, para así retirar la válvula.




Figura 44: Desmontaje de los émbolos

Figura 45: Desmontaje de los resortes y camisas

Figura 46: Desmontaje del asiento de válvulas


Desmontaje de los cilindros

Para sacar el cilindro, empujamos con los dedos del fondo del cilindro. Con la

precaución de mantener en grupos los asientos, los cilindros y émbolos sacados, y no

mezclarlos. figura.48.

Desmontaje de la cremallera de regulación

Sacamos el tornillo de guía de la cremallera de regulación, en la parte trasera de la bomba

de inyección y tiramos de la cremallera para sacarlo como se ve en la figura. 49.




Figura 47: Desmontaje de la válvula de impulsión

Figura 48: Desmontaje de los cilindros

Figura 49: Desmontaje de la cremallera de regulación


3.2.6.2 Armado de la bomba de inyección

Para el ensamblado de la bomba de inyección se tomó las siguientes precauciones:

Montamos las piezas en el orden correcto de acuerdo con las normas especificadas

(par de apriete)

Antes de la instalación de las piezas lavamos estos con diesel

Durante el montaje, evitar que entre polvo o cualquiera impureza dentro de la

bomba

Aplicamos diesel en todas las secciones de deslizamiento (anillos, juntas y retenes).

Los anillos, juntas y arandelas que se encontraban en mal estado fueron remplazados

Asegurarse de que la cremallera de regulación se desliza fácilmente. No debe atascarse

en ningún punto ya que el movimiento de este elemento es crucial para el

funcionamiento adecuado de la bomba.

Montaje de la caja de la bomba

Aseguramos la caja de la bomba firmemente (figuras. 50).

Instalación de la cremallera de regulación

Instalamos la cremallera de regulación en la caja de la bomba, y enseguida apretamos el

tornillo de guía de la cremallera de regulación y verificando que su deslizamiento es fácil.

Fuente: Manual Nissan y el autor


Figura 50: Revisión de la caja de la bomba de inyección

Figura 51: Instalación de la cremallera de regulación


Instalación de los cilindros

Los cilindros se cambiaron por nuevos ya que los anteriores se encontraban en mal

estado. Para su respectiva instalación alineamos el cilindro con el pasador de golpeteo

instalado en la caja de la bomba. Nos aseguramos de que el cilindro no gire. Y comprobamos

que el pasador de golpeteo sobresalga aproximadamente 0.7 mm de la bomba, como se

muestra en la figura.52.

Instalación de la válvula de impulsión

Colocamos la junta de la válvula de impulsión. Enseguida instalamos las mismas.

Golpeamos la junta ligeramente con la herramienta de servicio asegurándonos de que la

válvula se asiente en contacto uniforme con la caja de la bomba. Instalamos el resorte de la

válvula de impulsión figura. 53.

Instalación del embolo y del asiento inferior del resorte

Empleamos el extractor de embolo, mantenemos sujeta la parte del pie del embolo,

y enseguida fijamos el asiento inferior del resorte en la forma indicada en la figura 54.

Fuente: El autor



Figura 52: Émbolos y cilindros nuevos para la bomba

Figura 53: Instalación de la válvula de impulsión

Figura 54: Extractor del embolo


Giramos el émbolo, de modo que la marca en el talón del embolo este orientada

hacia arriba. En el otro extremo hay marcas una “R” o una “L”.

Movemos el embolo ligeramente hacia arriba y hacia abajo la izquierda y la derecha,

e insertamos el embolo cuidadosamente en el cilindro, figura 55.

Instalación del árbol de levas

Nos aseguramos de que el sentido de la instalación del árbol de levas es correcto y

enseguida insertamos en la cámara de levas de la bomba el árbol de levas, por el lado

propulsor y evitamos el contacto con las superficies interiores de la cámara.

Hay que tener cuidado de no dañar el retén de aceite en el sitio donde el árbol de

levas entra ligeramente en contacto con el retén de aceite del cuerpo del regulador. Giramos

el eje de levas cuando se lo inserte en la cámara de levas. figura.56.

Para guiarnos observamos el sentido de instalación donde posicionamos el árbol de

levas de modo que la marca de montaje estampada en el extremo del árbol de levas este

orientada en el sentido especificado. Figura 57.




Figura 55: Instalación del embolo

Figura 56: Instalación del árbol de levas

Figura 57: Sentido de instalación del árbol de levas


Instalación temporal de la tapa de cojinetes

Después de haber fijado el anillo en la marca, alienamos el roscado del cuerpo de la

bomba de inyección con el orificio del tornillo de la tapa de cojinete.

Con un martillo de caucho golpeamos la tapa del cojinete para ajustarla bien en el

cuerpo de la bomba de inyección. Figura.58.

Medición del Juego axial el árbol de levas.

Medimos el juego del empuje del árbol de levas en ambos extremos del eje de levas.

Intervalo permisible: Cojinetes de rodillos cónicos: 0.01- 0.03mm. Nos

encontrábamos en los límites permisibles.

Instalación del variador de avance.

Ante se procedió al cambio del regulador de avance ya que los contrapesos no se

abrían a altas RPM como nos indica el anexo 1; entonces fijamos la chaveta al árbol de levas

y metemos el variador de avance. Utilizamos la herramienta de sujeción y el dado Nº14 y

procedimos al apriete de la tuerca redonda figura.60.



Figura 58: Instalación de la tapa de cojinetes

Figura 59: Instalación de la tapa de cojinetes


Instalación del regulador.

Fijamos la chaveta en el eje de levas, montamos el regulador centrífugo fijándonos

en la arandela del resorte y con la tuerca redonda figura.61.

Alineamos la tapa del regulador con el cuerpo o caja del regulador, y enseguida

fijamos el resorte. Conectamos la cremallera de regulación enseguida fijamos la tapa del

regulador con los 6 pernos de fijación. Figura.62.

3.2.6.3 Calibración de la bomba de inyección

El ajuste de los elementos de bomba, en cuanto a caudales de alimentación iguales y

carreras ajustadas con ajuste de caudal, así como el control de revoluciones y ajuste del

regulador, se realizan en un banco de pruebas, coordinando con datos del manual se realizó

la puesta a punto o el calibrado de la bomba de inyección en línea.




Figura 60: Instalación del variador de avance

Figura 61: Instalación del regulador

Figura 62: Alineación de la tapa del regulador


En este caso se utilizó el banco de pruebas marca “Magasa” donde denotamos la

descripción de este en la parte de anexo. En este punto efectuamos una serie de pruebas, a

través de las cuales determinamos los posibles defectos existentes. En el banco de pruebas,

verificamos:

Control de fugas en la galería de alimentación.

Presión de transferencia.

Estanqueidad del elemento de bombeo.

Verificación de los caudales de los distintos elementos de bombeo.

Sincronización de los inyectores.

Verificación del sistema de avance a la inyección.

Determinación del punto de inyección para el primer cilindro.

Verificación del regulador de velocidad.

Montaje de la bomba de inyección en línea en el banco de pruebas

La bomba de inyección en línea se colocó en el banco de prueba con sus respectivos

conductos de suministro y conductos para los inyectores. Esto con un acoplamiento al

volante de inercia del banco como muestra la figura.63.

Calibraciones de la bomba en línea obtenidas en el banco

(a) Calibración de la Pre-Carrera y Faseo

El orden de encendido del motor es de 142635. Entonces se procedió a colocar el

reloj comparador (elemento de precisión) y un elemento llamado cuello de cisne. Donde se

pudo constatar (según Manual) que el suministro de combustible se cortaba en 3mm del

recorrido del émbolo para empezar la inyección. Figura. 64.

Fuente: El autor

Figura 63: Montaje de la bomba en el banco de pruebas


Como el calibrado se realiza en una vuelta del cigüeñal que es igual a 360º y nuestro

sistema es de 6 cilindros se realizó la prueba de faceo cada 60º en función al orden de

encendido del motor figura.65.

Para finalizar estas pruebas se procedió al ajuste de las tuercas (tuerca primaria y

contratuerca) que están situadas en una rosca conectada en el taque donde este es accionado

por el movimiento rotacional del árbol de levas.

(b) Calibración del suministro de combustible (prueba del caudal)

Para la calibración, el caudal exacto que tiene que suministrar la bomba de inyección

a los inyectores está basado en parámetro establecido del manual como se muestra en la

siguiente tabla:

Régimen de giro 1000 RPM

Recorrido de la cremallera 12.25 (mm)

Nº de emboladas (banco de pruebas) 200 emboladas

Suministro de caudal a cada embolo 13.1 (cc) con error de (+-5)

Capacidad/(diámetro*carrera) 5654(Cm3)/(100*120)(mm)

Fuente: El autor

Fuente: El autor


Datos Técnicos Para la calibración del caudal

Figura 64: Calibrado de la pre-carrera

Figura 65: Prueba de faceo

Tabla 4: Datos técnicos para la calibración del caudal


Entonces Con estos datos se dió inicio a las pruebas correspondientes para el

suministro de caudal, donde se realizó cinco pruebas hasta acercarse con los parámetros

establecidos como se ve en la siguiente tabla y figura 73:

Cilindro1 Cilindro2 Cilindro3 Cilindro4 Cilindro5 Cilindro6

10.8 9.90 9.50 10.1 10.10 9.20

10.90 10.60 10.50 10.10 10.10 11.0

12.2 11.60 11.90 11.80 12.40 12.40

12.80 12.80 12.4 12.00 12.70 12.80

12.90 12.90 12.8 12.90 12.80 12.90

Para finalizar estas pruebas se procedió al ajuste de los tornillos en los elementos de

las coronas dentadas que están en contacto con el recorrido de la varilla dentada donde este

es accionado por el movimiento del pedal del acelerador.

3.2.7 Inyectores

Una vez desmontados los inyectores (figura 67). Procedimos con las siguientes pruebas:

Fuente: El autor

Fuente: el autor

Datos de la calibración del caudal En (cc)

Tabla 5: Datos de la calibración del caudal en (cc)

Figura 66: Calibración del suministro de caudal

Fuente: El autor

Figura 67: Desmontaje de los inyectores del motor


Ajuste de la presión de abertura del inyector

Como el inyector tiene un tornillo de ajuste para la presión, en primer lugar se afloja

el tornillo de ajuste y rápidamente se pulveriza con el combustible diesel.

Enseguida se aprieta un poco el tornillo de ajuste para incrementar la presión de

abertura del inyector pasando de baja a alta presión. En esta prueba, a medida que el

indicador del medidor de presión muestra un aumento gradual de la presión, el momento

en que se ha llegado a la presión de abertura está indicado de manera precisa por el

calibrador de inyectores.

Después de hacer una inspección del calibrador de inyectores se pudo constatar que:

Los inyectores tenían una mala pulverización del combustible, de que algunos de los orificios

de las toberas estaban obstruidas o en mal estado (figura68) y se procedió al cambio de estas.

3.2.7.1 Desmontaje de los inyectores

Aflojamos y desenroscamos el porta inyector, luego sacamos los muelles y las toberas

del inyector. Este procedimiento lo realizamos con todos los inyectores figura 69.

Una vez desarmado se procedió a cambiar los elementos defectuosos para un buen

funcionamiento.

Fuente: El autor

Figura 68: Inyectores en mal estado y conjunto de toberas

Fuente: El autor

Figura 69: Desmontaje de los Inyectores


3.2.7.2 Armado de los inyectores

Para el armado se tomó en cuenta que los elementos no contengan impurezas y sean

manipulados de forma correcta esto para evitar problemas en su funcionamiento.

Colocamos los muelles y las nuevas toberas dentro del porta inyector y luego lo

montamos en el motor.

3.2.7.3 Calibrado de los inyectores

Para la puesta en punto de los inyectores se montaron estos en calibrador (figura 70)

y con datos del manual se procedió a la calibración de apertura de inyección; donde la

presión de inyección es de 200 bares.

Después de terminado la reparación del motor Nissan FD6-T y el calibrado de la

bomba de inyección se arrancó el motor, que entro en funcionamiento durante 6 horas para

el asentamiento de las nuevas piezas y proceder después a la puesta en punto del motor.

3.3 Instalación, descripción y operación del dinamómetro

En esta parte se dará la descripción, instalaciones e instrucciones de operación para el

dinamómetro hidráulico. Dando énfasis así de la instalación adecuada del mismo.

3.3.1 Aplicación

El dinamómetro MWD contiene un eje con rotor de acero al carbono, con alavés,

que gira dentro de una carcasa de fundición con alabes similares, a través de las cuales se

hace circular agua corriente a presión.

Fuente: El autor

Figura 70: Calibrado de los Inyectores


El agua entra a las cámaras del rotor a través de sendos orificios en sus dos caras, en

la cámara del rotor es acelerada por los alabes del rotor y desacelerada por los alabes del

estator.

Desde el diámetro exterior de las cámaras hacia el centro, el agua forma un núcleo

sólido, dirigida aproximadamente a 50% de la velocidad angular del rotor. Finalmente el

agua deja las cámaras del rotor a través de los picos calibrados del fondo del estator la

potencia de salida del motor es absorbida y convertida en calor por la interacción del vórtice

de agua generada entre el rotor y el estator.

El arrastre resultante produce una resistencia a la rotación y tiende con un esfuerzo

igual a girar la carcasa del dinamómetro. La carcasa está impedida de girar por el sensor de

reacción de torque (celda de carga) que está fijado en un brazo de apoyo del dinamómetro

como se ve en la figura. 71.

El agua parte importante del proceso forma parte del frenado y contribuye en la

disipación de la energía absorbida por el dinamómetro.

3.3.2 Característica de operación

La potencia absorbida por el dinamómetro hidráulico depende de su velocidad de

rotación y de la cantidad de agua en las cámaras del rotor. El nivel de agua en las cámaras

del rotor esta modulado con la apertura de la válvula de entrada de agua* y el cierre dado

en los picos de salida de chicleras.

La carga aplicada (torque aplicado) aumenta:

Al girar la perilla de control en sentido anti horario

Al achicar el diámetro de los picos o chicleras de salir

La carga aplicada (torque aplicado) disminuye:

Al girar la perilla de control en sentido horario.

Al Agrandar el diámetro de los picos o chicleras de salida.

Fuente: El autor

Figura 71: Celda de carga fijado en el dinamómetro


Entorno operativo.

Es el lugar (sala de ensayos), donde se realizaron los ensayos para calcular parámetros

de potencia, torque y otros. También es el lugar donde se realizó el acoplamiento del motor

al dinamómetro y éstos dieran paso al funcionamiento, la operación se realizó en un aula

taller de motores diesel que tuvo las mínimas condiciones para su respectiva instalación y

operación.

Requerimientos de agua.

El dinamómetro hidráulico convierte en la energía entregada por el motor en calor,

se requiere un flujo continuo de agua a través del dinamómetro para quitar dicho calor, el

caudal de agua requerido va a depender de la máxima potencia calculada por el diseño. El

cálculo de cantidad de agua necesaria es; se deberá disponer de como mínimo de 15 litros

de agua por hora y por cada CV (735 w) de capacidad máxima del dinamómetro cuando el

sistema esté en funcionamiento. Los caudales característicos varían entre 15 litros por hora

por CV y 20 litros por hora por CV. Debido a los indeseables efectos de la temperatura

(formación de sarro, corrosión degradación de los retenes o sellos mecánicos), la temperatura

de salida del agua debe ser menor a 60 °C.

Presión de agua

Una presión estable de agua de aproximadamente 4.5 kg /cm2 donde el caudal

requerido está en función de la válvula de entrada de agua al dinamómetro. La calidad de

agua circulante no afecta el funcionamiento o la exactitud del dinamómetro.

3.4 Instalación

Se realizó la instalación del dinamómetro en la sala de ensayos juntamente con los

elementos como: mangueras, bombas y otros, para su respectivo funcionamiento pero antes

se realizó una inspección.

Inspección.

Se realizó una inspección visual de las partes y componentes del dinamómetro tanto

como sus accesorios y los elementos donde se lo instalo adecuadamente.

3.4.1 Montaje del dinamómetro

El montaje del dinamómetro al piso se lo realizo teniendo en cuenta los siguientes aspectos:

La superficie en donde se apoyó el dinamómetro es lo suficientemente plana está

nivelada y no tendrá vibraciones y otros inconvenientes.

Siguiendo con el requerimiento del manual, el piso es de cemento liso pero lo

bastante absorbente como para eliminar las capas de algunos lubricantes y líquidos

como el agua.

Para la instalación del dinamómetro al piso se empleó pernos de acero de alta

resistencia con doble tuerca, revisando el plano de la base del dinamómetro para la forma y


dimensión de la cara de montaje, se empotraron los pernos, también se implementó una

base de inercia que consiste en la unión de los pernos en un fondo de graba de cemento y

arena, como un bloque de concreto que sirvieron como puntos de anclaje.

3.4.2 Acoplamiento del motor al dinamómetro

El método más aconsejado (según manual) para la vinculación del motor con el

dinamómetro es conectar un acople flexible (que permitiera una cierta deflexión respecto de

la línea del centro del motor–dinamómetro y a su vez permite un desplazamiento axial).

En este caso utilizamos un acople de tipo palier cardánico de auto con una Cruceta

al lado del motor y un acople lado del dinamómetro, esto por ser el más difundido de mejor

costo y buena resistencia, aplicando grasa en las canastas y en los estriados de las juntas este

elemento se acopló uniendo así el motor con el dinamómetro como se muestra en la

figura.73.

Verificando que el acoplamiento tenga el suficiente movimiento axial o angular para

compensar por anticipado las desalineaciones entre el motor y el dinamómetro.

Fuente: El autor

Figura 72: Montaje del dinamómetro al piso

Fuente: El autor

Figura 73: Acoplamiento motor - dinamómetro


Dada la aplicación de este tipo de acoples permite un juego tolerable, La alineación

del dinamómetro y el motor, quedó centrado, lubricando así los rodamientos oscilantes que

se requerían.

3.4.3 Instrumentación

Para asegurarnos la correcta operación del dinamómetro se instaló los siguientes

elementos adicionales basados en el manual de instrucciones del sistema de control y

adquisición de datos, que se describen a continuación: Se conectó la manguera con un

diámetro interior de 32mm (del tipo de goma y tela flexible), que se instaló en la entrada de

agua al dinamómetro. Asegurando los extremos de las mangueras sobre el caño ranurado

con abrazaderas y en las uniones (niples).

Se instaló las mangueras con cuidado sin retorcer ni aplastar preveendo grandes radio

de curvatura y espacios para la contracción, ajustando todos los niples adecuadamente para

prevenir perdidas de fugas y cubriendo todas las roscas con teflón. También se instaló una

Fuente: El autor

Figura 74: Alineamiento motor - dinamómetro

Fuente: El autor

Figura 75: Conexión de las mangueras al dinamómetro


llave de paso hermetizándolo con teflón y abrazaderas esto para controlar el suministro de

agua del tanque al circuito de alimentación.

Se acoplo dos bombas de agua, la primera que suministraba con gran presión el

suministro suficiente para accionar las partes del dinamómetro y el segundo de menor

potencia donde su función era el retorno de agua del dinamómetro al tanque de agua.

Para evitar sobrecargar la presión de agua (en el suministro), en las mangueras de

goma y evitar golpes de ariete se instaló una tee sobre la manguera de agua que asiste al

dinamómetro y sobre este una válvula de alivio con regulador de resorte, donde la función

de la válvula es devolver el agua no utilizada al tanque de reserva del agua para controlar la

presión.

Posteriormente se instaló el manómetro conectado a una llave de paso que permitía

controlar la presión de agua en función al requerimiento de la potencia del motor.

Con estos elementos instalados a continuación se dará una descripción de la

recirculación de agua.

Fuente: El autor

Fuente: El autor

Figura 76: Instalación de llave de paso

Figura 77: Montaje de la válvula de alivio y del manómetro


3.4.4 Sistema de recirculación de agua

Para las recirculación de agua se instaló un tanque de agua de 600 litros que

suministraba el agua al dinamómetro y también recibía el retorno de agua.

Las recirculación en la parte de suministro de caudal al dinamómetro estaba

accionado por: una llave de paso (del tanque a la bomba de alimentación), donde el agua

pasaba a una bomba con una capacidad de 3.5HP, el agua después de pasar por esta bomba

llegaba a la llave de paso que controlada la cantidad de agua que ingresaría al dinamómetro

mediante un manómetro, si la presión era mayor a 3 bares el agua retornaba al tanque

mediante una válvula de alivio (retorno).

El agua ingresa al dinamómetro accionando el rotor y el estator para su frenado al

motor, posteriormente por la parte inferior del dinamómetro el agua retornaba al tanque

que estaba accionado por una bomba de 0.5 HP (solo para el retorno).

El sistema de recirculación de agua se puede ver en las siguientes figuras donde realicé

un diagrama y la foto de instalación.

Fuente: El autor

Figura 78: Esquema de la recirculación del agua


3.4.5 Instalación de los sensores para el software de ACCUDYNO Los sensores y equipo que componen esta instalación se describe a continuación:

Sensor de RPM.

Este sensor está conectado al dinamómetro en el otro extremo de la conexión del eje

cardanico, como se ve en la siguiente fig. Este sensor capta la señal mediante un imán donde

manda la información a una central de carga que detalláramos más adelante.

Sensor de Carga.

Este sensor mide el torque igual que el motor, está conectado junto a un brazo de

palanca al dinamómetro, donde manda la información a la central de carga más adelante

detallamos la aplicación con la calibración de este.

Cable de pulsador con pulsador y conector. Censor captador de presión, temperatura y

humedad del medio ambiente.

La central de carga donde se conectan todos los sensores mencionados, con su

respectivo cable serial de conexión a la PC.

Figura 79: Sensor de carga y sensor de RPM

Figura 80: Cable de pulsador para el ensayo

Fuente: El autor Figura 81: Central atmosférica

Fuente: El autor

Fuente: El autor


Se utilizó una computadora que rendía por demás Las características mínimas para

instalar el sistema que mencionamos a continuación:

Microprocesador de 1GHz o superior.

256 Mb de Ram

40 Mb de espacio en disco

Windows XP, Vista o 7

Internet Explorer 6 o superior instalado.

1 Puerto serie disponible con ficha DB9 (para conexión de la placa de adquisición)

Fuente: El autor

Figura 83: Computadora para accudyno

Fuente: El autor

Figura 82: Central de carga de carga


Las conexiones para el cálculo de datos se dá en la siguiente figura: El sensor de carga y de

RPM están conectados a la central de carga, el sensor captador de presión, temperatura y

humedad del medio ambiente también están conectados a la central de carga. De esta

central hay un cable serial que conecta a la PC, la central de carga y la PC están conectados

a la corriente de alimentación de 220 (v).

Fuente: El autor

Figura 84: Esquema conexión de sensores


3.5 Descripción del software

3.5.1 Pantalla

Para familiarizarse con sus funciones se describirán las pantallas de:

Pantalla principal: Contiene los instrumentos para ver las variables en tiempo real y los

botones para las funciones principales.

Ficha de datos: Se puede ingresar aquí datos útiles referentes al ensayo que se realizara.

Gráficos: Se podrá analizar el comportamiento del motor mediante gráficos.

Listados: Se podrá analizar el motor mediante listados.

Configuración: Se puede configurar y calibrar muchas de las características del sistema.

3.5.1.1 Pantalla principal

Esta es la pantalla principal de Accudyno. Desde esta ventana se puede:

Iniciar un nuevo ensayo.

Abrir un ensayo guardado.

Abrir las opciones de configuración del sistema.

Abrir la ventana de gráficos.

Abrir la ventana de Listados.

Editar la Ficha de Datos del sistema.

Iniciar una adquisición por aceleración o por puntos.

Visualizar las RPM, torque, potencia, temperatura en tiempo real.

Visualizar el cronómetro de tiempo acumulado de ensayo.

Título de la ventana

Este es el título de la ventana de la aplicación. Aquí encontramos información útil

sobre el ensayo incluyendo el nombre y número del ensayo, el nombre del archivo donde

se guardará el ensayo y una indicación si se trata de un ensayo nuevo, un ensayo abierto o

un ensayo terminado.

Barra de Menús

Menú Archivo

Nuevo: tiene la misma función que el botón Nuevo.

Abrir: tiene la misma función que el botón Abrir.

Salir: seleccione esta opción para cerrar la aplicación.


Menú Opciones

Configuración: abre la ventana de configuración de ACCUDYNO.

Inercia: Se configura el momento de inercia del dinamómetro.

Guardar configuración como: Se almacena en un archivo la configuración del sistema. Incluye

todos los parámetros, personalizaciones de color, calibración de señales, etiquetas, etc. Pero

no almacena la configuración de gráficos.

Esta función es muy importante para poder restablecer toda la configuración en caso

de falla de la computadora y reinstalación del sistema.

Restaurar configuración: Se recupera la configuración desde un archivo de configuración y

también desde un ensayo cualquiera. Esto permite cambiar rápidamente los parámetros y

personalizaciones del sistema. También ayuda a recuperar el estado de configuración.

Abrir: Abre un ensayo guardado desde archivo y lo carga como ensayo actual. Se

podrá ver los gráficos y listados del mismo.

Guardar: Presionando este botón podrá guardar un ensayo recién realizado o bien

guardar modificaciones realizadas en la ficha de datos.

Ficha: Abre la Ficha de Datos del ensayo actual.

Gráfico: Abre la ventana de gráficos.

Listado: Abre la ventana de Listados.

Adquirir: Inicia o detiene una adquisición por barrido.

Figura 85: Pantalla principal de accudyno

TABLA 6: Barra de botones en la pantalla principal

Fuente: Manual Accudyno


Conexión: Indica el estado de conectividad con la placa de adquisición serie remota.

Se mostrará el primer ícono cuando el sistema pueda comunicarse correctamente

con el equipo y el segundo ícono cuando exista algún problema.

Dentro de los posibles problemas de conectividad puede estar:

El puerto serie seleccionado no está disponible o está en uso.

El cable de datos no está conectado.

El sistema está apagado o falla en la fuente de alimentación.

Falla del procesador de comunicaciones o la placa de adquisición serie.

Configuración: restaura la configuración del sistema desde un archivo de

configuración o desde un ensayo.

Alarmas: habilita o deshabilita las alarmas del sistema. Esta función apaga los relés de

alarma en caso de que estén activados. *Se requiere el módulo de salidas digitales.

Tacómetro

Tacómetro indicador de RPM. Es posible configurar el rango y colores desde la

ventana de Configuración Instrumentos. El fondo del tacómetro cambia de color al

alcanzarse el límite de RPM establecido. Esto actúa a modo de Indicador de RPM Máxima.

Panel de Instrumentos

Aquí se pueden visualizar las variables adquiridas desde el motor como torque o

temperatura. También se puede visualizar las variables calculadas indirectamente como

potencia, torque y potencia corregidos por factor de corrección atmosférica.

Cada uno de estos instrumentos es configurable en:

Escala o calibración.

Colores.

Límites y colores de alarma.

Precisión decimal, un ejemplo lo damos a continuación.

Temperatura Normal Temperatura Baja Temperatura Alta

Nombre del Ensayo

Este cuadro indica el nombre y número de ensayo. Además es un indicador visual del

estado del ensayo teniendo estos dos colores como referencia:

Color de fondo verde: Ensayo vacío. Listo para comenzar a adquirir.

Color de fondo rojo: Ensayo con datos. Ensayo realizado recientemente o ensayo

abierto desde el disco.



Cronómetro de Asentamiento

Indica el tiempo transcurrido con el motor en funcionamiento. El reloj corre

solamente cuando la velocidad es superior a 200 RPM. Para poner en cero el reloj debe

hacerlo desde la Ficha de Datos.

Cronómetro de tiempo de ensayo

Indica el tiempo transcurrido desde que presiona el botón de inicio de adquisición

hasta que lo detiene o hasta que el ensayo se detiene de forma automática si fue configurado

así (Configuración, Automatizar, Detener la adquisición automáticamente). Este valor se

pone a cero al iniciar un nuevo ensayo.

Barra de Estado La barra de estado contiene la siguiente información:

Estado: Estado del sistema, puede ser Detenido, Adquiriendo.

Muestras: Cantidad de muestras adquiridas hasta ahora.

De 500 RPM a 3300 RPM. Indica el rango de RPM configurado actualmente.

FC: El factor de corrección atmosférico en uso

Fecha: Fecha actual.

Hora: Hora actual.

3.5.1.2 Ficha de datos

La ficha de datos contiene información relativa al archivo, motor y condiciones de

ensayo. Esta deberá completarse cada vez que se realice un ensayo. Cuanto más información

ingrese, mayores datos tendrá cuando desee consultar un archivo guardado. De todos

modos, los únicos datos que debe cambiar obligatoriamente entre ensayos son nombre y/o

número de ensayo.

La información que ingresa se conserva entre ensayos para que no tenga que volver

a escribirla. Además se puede recuperar la información de la Ficha de Datos de otros ensayos,

a modo de "plantillas". Donde se procedió a llenar la ficha de datos con datos del motor.


Figura 85: Ficha de datos


Encabezado

Ubicación: Lugar de referencia donde fue realizado el ensayo.

Fecha y Hora: Fecha y hora de realización del ensayo. Estas son tomadas

automáticamente del reloj de la PC.

Cronómetro: Se Activa este casillero si desea que el cronómetro de asentamiento se

ponga en 0 cuando presione el botón Aceptar. Si se deja desactivado el cronómetro

conservará el valor que tenía.

Datos Generales

Nombre: Nombre dado al ensayo

Número: Número asignado al ensayo actual. Este número se incrementa

automáticamente con cada nuevo ensayo, mientras que el nombre no se cambia.

Archivo: Nombre generado para el archivo del ensayo. El mismo se forma mediante

la composición del nombre + el número de ensayo.

Cliente: Si el ensayo del motor lo realiza para un tercero, se indique aquí su nombre

o empresa.

Observaciones: Cualquier nota sobre el ensayo que realizará. Esta información queda

incluida en el archivo de ensayo para su posterior consulta.

Condiciones Atmosféricas

Temperatura: Temperatura de la sala de ensayo. Como se posee una central de carga

la misma se introducirá automáticamente.

Humedad: Humedad de la sala de ensayo. La misma se introducirá automáticamente.

Presión Atmosférica: Presión atmosférica en el lugar del ensayo la misma se

introducirá automáticamente.

Unidad de Presión: Unidad en que se introduce la presión atmosférica. Puede ser...

mBar: milibares

mmHg: milímetros de Mercurio

HPa: hectopascales

nHg: pulgadas de Mercurio

Altitud: Altitud de la sala de ensayo sobre el nivel del mar. Este cuadro permite

determinar la presión absoluta en caso de que se haya ingresado la presión

compensada. Si usted ingresa la presión absoluta, el valor de altitud no se utiliza, por

lo cual se deshabilita este cuadro.

Factor de Corrección: Valor de Factor de Corrección Atmosférico calculado

utilizando la información climática anterior. El mismo se calcula con normas

diferentes que pueden seleccionarse en la pantalla de Configuración.

Rango del Ensayo

RPM Inicial: velocidad a la cual se comenzará el ensayo.

RPM Final: velocidad a la cual se finalizará el ensayo. Puede ser mayor o menor a la

RPM inicial según la forma en que se realice el ensayo.

Puede ver el valor del factor de corrección actual indicado

debajo del tacómetro, con el texto en color AZUL


3.5.1.3 Gráficos

En la sección de gráficos se puede ver los datos adquiridos representados en una

gráfica de ejes cartesianos. En el eje horizontal siempre estará la velocidad del motor en RPM

y en los ejes verticales se podrá elegir la variable a representar.

Se podrá representar una o varias simultáneamente. También se podrá representar

gráficamente los valores obtenidos en distintos ensayos para poder compararlos. A

continuación veremos un ejemplo de una descripción de la pantalla de gráficos que puede

verse en el siguiente cuadro.

Al ingresar a la sección gráficos se verá el gráfico adquirido actualmente que se

dibujará con las opciones predeterminadas y se colocará en los ejes con una escala que

permita su completa visualización.

Título de la ventana

Aquí se encontrará información útil sobre los gráficos actualmente cargados al igual

que en el título del gráfico.

Título del gráfico

Este se compone por el nombre y el número de cada gráfico cargado. Cada gráfico

se representa por una letra.

Barra de Menús

Salir: Se selecciona esta opción para cerrar la ventana de gráficos.


Cuadro 8: Pantalla de gráficos (ejemplo)


Menú Ver

Propiedades: abre la ventana de configuración del gráfico.

Listados: abre la ventana de Listados.

Filtrado: Se seleccione el grado de filtrado para el gráfico las curvas y a menor filtrado más

detalle de las mismas. EL filtrado alto es útil cuando se desea apreciar los valores promedio

a lo largo del ensayo, sobre todo cuando desea comparar varios ensayos. El filtrado bajo

permite apreciar detalles particulares del motor a RPM específicas, por ejemplo, picos de

potencia muy pronunciados.

1. Ninguno: No aplica filtrado. Promedio de adquisición cada 1 RPM.

2. Bajo: filtrado bajo. Promedio de adquisición cada 10 RPM.

3. Medio: filtrado medio. Promedio de adquisición cada 50 RPM.

1. Alto: filtrado alto. Promedio de adquisición cada 100 RPM.

Grilla: Vuelve a dibujar la ventana recalculando la escala de los gráficos para que se ajuste a

la misma y se vea en su totalidad.

Menú Memoria

Guardar: Almacena toda la configuración, escalas, colores, etc. de los gráficos en una,

memoria numerados del 1 al 9.

Guardar Todas: Almacena las 9 memorias a una archivo

Recuperar: Recupera una configuración almacenada en los presets o memorias. Esto cambiará

la configuración de los gráficos a la configuración especificada en dicha memoria al momento

de guardarla.

Restablecer Zoom: ajusta el zoom automáticamente en caso de que haya cambiado

manualmente la escala o haya desplazado los ejes.

Imprimir: imprime el gráfico.

Restablecer Zoom : ajusta el zoom automáticamente

Zoom: estos botones permiten alejar o acercar el gráfico en un factor

predeterminado.

Cursor: activa el cursor. Muestra en el área de Referencias los valores de los ejes para

el punto donde se haga click con el Mouse.

Filtrado: Posee la misma función que el menú filtrar. Ajusta el nivel de filtrado del

gráfico.

Memorias o Presets: Presionando estos botones se cambiará la configuración de los

gráficos a la configuración que esté almacenada en esa memoria.

Quita todos los ensayos comparados, dejando solo el ensayo actual

Area del Gráfico

Sector donde se representan los gráficos. Se puede seleccionar qué ensayos y qué

variables ver en este sector mediante la ventana de Opciones del Gráfico.

Títulos de los Ejes

Títulos de los Ejes para las variables elegidas para graficar. El título se genera

automáticamente en base al nombre y unidad de cada variable elegida para graficar. Por

TABLA 7: Barra de botones



ejemplo si se selecciona graficar Potencia en un eje verá: Potencia [CV]. Si selecciona dos

variables en el mismo eje, por ejemplo, potencia y temperatura verá: Potencia [CV],

Temperatura [°C].Y en nuestro caso lo configuramos en función de la potencia en (HP) y

torque en (Kgm).

Opciones de Gráfico En esta ventana de Opciones de Gráfico se puede realizar lo siguiente:

Ver los canales con su respectivo número y nombre de variable asignada.

Especificar cuáles canales desea incluir en el gráfico y cuáles no.

Seleccionar en que eje desea ubicar determinada variable seleccionar el color, grosor

y tipo de línea (continua, punteada, etc.) con el que se desea mostrar la gráfica de

cada variable.

Agregar ensayos adicionales con el fin de compararlos entre sí.

Ver la información relativa al ensayo actual o a los ensayos guardados.

Botones de selección de ensayo

Permite cambiar las opciones para cualquiera de los ensayos almacenados en forma

independiente. Se podrá también agregar o quitar ensayos guardados para comparación.

Nombre y número del ensayo seleccionado

Aquí se podrá ver el nombre y número del ensayo abierto. Estando en el ensayo

"Actual" se verá los datos del ensayo activo y en cualquiera de los otros ensayos verá la

información relativa al ensayo que haya abierto para comparación (B, C o D).

Botones de selección del Eje “Y” asignado

Con estos botones se puede seleccionar ver la variable correspondiente en el gráfico

o si se desea que no aparezca. Se cuenta con cuatro ejes “Y” diferentes que son necesarios

cuando posee variables con diferentes rangos. El sistema cuenta para estos casos con 4 escalas

Figura 86: Opciones de gráficos



diferentes en 4 ejes Y diferentes Y1 a Y4. Y1 e Y2 se muestran del lado izquierdo del gráfico, Y3

e Y4 se muestran del lado derecho.

Solapa Grilla

En esta solapa podrá cambiar la forma en que se ajusta las escalas del gráfico. Se

puede cambiar las opciones para cada uno de los 4 ejes Y.

3.5.1.4 Listados

La ventana de listados permite mostrar en pantalla, una tabla con los valores

adquiridos de las variables seleccionadas. El listado se arma automáticamente recopilando la

información que se ingresó en la ficha de datos, como un ejemplo vemos la configuración y

los resultados de la adquisición de datos.


Figura 87: Asignación de ejes “y” en el grafico


Figura 88: Solapa grilla en opciones de grafico


Barra de Menús

Menú Archivo

Vista Preliminar: tiene la misma función que el botón Vista Preliminar.

Imprimir: tiene la misma función que el botón Imprimir.

Salir: seleccione esta opción para cerrar la ventana. Al cerrarla volverá a la ventana

principal.

Menú Opciones

Canales: Abre la ventana de configuración de canales del listado.

Gráficos: Abre la ventana de Gráficos y cierra la ventana actual.

Ver Datos de Preparación: Esta opción permite optar por ocultar o mostrar los datos

de preparación cargados en la Ficha de Datos.

Promedios: Abre la ventana de selección de rangos de promedios.

Datos del Ensayo

Datos generales del ensayo. Se incluyen solo aquellos que no están vacíos y pueden ser:

Ubicación, fecha y hora de realización del ensayo.

Ruta completa y nombre del archivo que contiene el ensayo.

Cliente para quien se realizó el ensayo.

Observaciones..

Marca, modelo y categoría del motor.

Condiciones ambientales al momento de realizar el ensayo.

Factor de corrección atmosférica y momento de inercia con los que se realizó el ensayo

Fuente: Manual Acuudyno

TABLA 8: Tabla con valores adquiridos (ejemplo)


Promedios, máximos y mínimos

En esta última tabla se muestra un resumen con los máximos y mínimos valores

encontrados en la tabla.

Son los mismos que están resaltados en cada columna. Además se podrá ver los

promedios del listado en el rango de velocidades configurado.

Una segunda sección de promedios permite mostrar un rango de promedios menor

al rango completo. Esta función es útil para leer el rendimiento del motor en un rango más

acotado (por ejemplo a altas RPM) un ejemplo de lo que se tendrá en la tabla 10 .

3.5.2 Procedimientos principales

Dentro de los principales procedimientos que puede realizar están los siguientes.

Como realizar Ensayos.

Configuración del Sistema.

Calibración del sistema.

3.5.2.1 Como realizar un ensayo

El ensayo por barrido consiste en acelerar y cargar el motor para que entregue la

máxima potencia durante el ensayo. El sistema almacena durante todo este tiempo las

variables a medir, como RPM, potencia, torque, temperaturas, presiones, etc. Estas variables

son utilizadas para obtener las gráficas y tablas de las mismas en función de las RPM.

Ensayo por Barrido

Pasos para realizar un ensayo por barrido de aceleración o desaceleración.

1. Se presione el botón Nuevo para comenzar un nuevo ensayo. De no hacerlo, se le

solicitará tener un ensayo vacío para iniciar la adquisición.

2. Se ingrese la información del ensayo en la ficha de datos.

TABLA 9: Promedio de máximos y mínimos

Fuente: Manual Acuudyno


3. Luego de calentar el motor, se lleva a una velocidad menor a la de RPM Inicial. El

acelerador debe estar totalmente abierto así que para que la velocidad del motor

descienda debe utilizar el freno.

4. Se presione el botón Adquirir. A partir de este momento ACCUDYNO comenzará a

almacenar datos.

5. Se disminuye la fuerza de frenado quitando carga al dinamómetro y permita que la

velocidad del motor aumente, sin tocar el acelerador, el cual debe estar SIEMPRE

acelerado al máximo, hasta que la velocidad alcance el valor deseado por usted. El

sistema grabará datos hasta la velocidad indicada en RPM Final. No es necesario,

aunque sí recomendable, que la velocidad que alcance durante el ensayo supere dicho

valor.

3.5.2.2 Configuración del sistema

En la memoria USB de instalación se provee una carpeta con el nombre

“Configuración” dentro de esta carpeta se proveen dos archivos de configuración, uno con

la extensión .cfg y otro con la extensión .mem.

Estas son las configuraciones iníciales del sistema. Para levantar la configuración se

presiona el botón “Config” y se selecciona el archivo con extensión .cfg.Se puede recuperar

la configuración de gráficos con la opción Recuperar Memorias en la pantalla de gráficos

seleccionando el archivo con extensión .mem.

Paso 1 - Configuración el puerto serie de datos

Primero se deberá seleccionar un puerto serie libre y conectar el cable de datos del

sistema al mismo. El puerto serie deberá ser configurado en la solapa Opciones de la Ficha

de Configuración y el equipo deberá estar conectado y encendido.

Paso 2 - Configuración de señales de entrada

Primero debe configurar las señales de entrada de la placa de adquisición. Esta

configuración dependerá, del número de variables adquiridas, del tipo de variables y las

características y modelos de los amplificadores provistos.

Paso 3 - Configuración de canales

A continuación es necesario especificar los nombres y unidades de cada canal lógico.

Los canales lógicos son variables que pueden provenir directamente de una señal de la placa

de adquisición de datos o son calculados indirectamente. Los canales lógicos son los que

efectivamente se almacenan cuando se realiza un ensayo.

Paso 4 – Calibración

Un paso importante para asegurar la confiabilidad del sistema es la calibración del

mismo. Este procedimiento debe realizarse ya que ciertos elementos del sistema,

especialmente los sensores y partes mecánicas, pueden variar sus características físicas con el

tiempo, produciendo una variación de la señal que entregan.


Paso 5 - Configuración de instrumentos

Finalmente se podrá configurar la apariencia del tablero de la pantalla principal. Se

podrá cambiar los colores con que se presenta la información en la pantalla para su facilidad

de lectura. Dada la cantidad de elementos que se ven en pantalla y la dificultad de prestar

atención a todos simultáneamente mientras se realiza un ensayo, se provee de un sistema de

alarmas visuales que le permitirá dirigir la atención sobre ciertas variables, sólo cuando su

valor está fuera de los límites que usted establezca.

3.5.2.3 Calibracion del sistema

1. Debe contar con un instrumento patrón para poder comparar la medición.

2. Seleccionar el canal a calibrar en la pantalla de calibración, en el cuadro "Calibrar

señal N°...". A la derecha del mismo podrá ver los nombres de los canales que están

utilizando esta señal. Puede ser uno o varios.

3. Llevar el sensor al extremo menor del rango. Por ejemplo, si se trata de torque,

llévelo a 0, si se trata de velocidad llévelo a 0 RPM.

4. Lea el valor de tensión de entrada en el voltímetro.

5. Se carga el valor de tensión de entrada actual en el cuadro tensión inicial. También

puede presionar el botón "<<" que lo cargará automáticamente.

6. Se carga el valor de la magnitud física real que está midiendo, por ejemplo 0 Kgm o

0 RPM, en el cuadro Magnitud física inicial.

7. A continuación deberá llevar al sensor al punto extremo mayor. En el caso del torque

Se carga un peso conocido que genere un torque conocido (Torque [Kgm] = Peso

[Kg] x Distancia [m]). En el caso de la velocidad, acelere el motor y lea la misma un

tacómetro patrón.

8. Se Carga el valor de tensión de entrada actual en el cuadro tensión final. También

puede presionar el botón "<<" que lo cargará automáticamente.

9. Se carga el valor de la magnitud física real que está midiendo, por ejemplo 40 Kgm

o 7000 RPM, en el cuadro Magnitud física final.

10. En todo momento se podrá comprobar si el sistema está calibrado leyendo el cuadro

Magnitud física equivalente, el mismo debe marcar la señal leída y correctamente

calibrada.

11. Se repita los pasos 2 al 10 para cada señal a calibrar.

Calibración de Torque

Se preparó una pesa patrón. La misma que genera un torque similar al torque máximo

a medir.


Se determinó la distancia entre el eje de rotación del dinamómetro y el punto donde

se aplicará el peso. Por lo general la distancia “estándar”(según manual es de 716

mm.)

Ahora iniciaremos el procedimiento de calibración propiamente dicho. El mismo se

realiza mediante la indicación de 2 puntos de calibración al sistema. El resto de los puntos

intermedios es interpolado automáticamente por el software.

El primer punto de calibración se realiza SIN PESO.

En el software se va a opciones, luego a Configuración. Seleccione la solapa

CALIBRACIÓN. En dicha nueva las flechas para arriba y para abajo hasta encontrar el

canal indicado como “Torque”. En nuestro caso estaba en el canal Nº1 como se muestra en

la figura.

Figura 89: Calibración del torque


Figura 90: Solapa calibración del torque



Paso siguiente, se cuelgue la pesa. La misma generará un torque que dependerá del

peso aplicado y de la longitud del brazo de calibración. El torque deberá calcularse.

La calibración para el motor Nissan FD6-T, el torque es 46 (Kg*m) y la distancia entre

el eje de rotación del dinamómetro y el punto donde se aplicará el peso es 0.716 (m) se

utilizó una peso igual a 64 (Kg) como indica la propiedad del torque = fuerza * distancia

como indica la figura 93.

3.5.3 Configuracion general

La ventana de configuración permite realizar lo siguiente:

Seleccionar las señales de la placa de adquisición que se desea utilizar.

Asignar funciones a cada señal dándole un nombre de canal.

Incluir canales que se obtienen indirectamente a partir de fórmulas predeterminadas.

Calibrar las diferentes señales de entrada.

Configurar la pantalla principal para poder apreciar los instrumentos según el gusto

o funcionalidad.

Configurar alarmas para resaltar con color la variación de cada variable por fuera de

determinados límites.

Seleccionar el logotipo.

Otras funciones.

3.5.3.1 Configuracion de señales

Aquí se selecciona la función de cada una de las señales de entrada provenientes de

la placa de adquisición. Las mismas son señales físicas, es decir, que tienen una conexión a la

placa de adquisición mediante un cable de señal.


Figura 91: Solapa de configuración de señales


3.5.3.2 Configuracion de canales

Aquí se configura los canales lógicos (no físicos) que se almacenarán durante la

adquisición. El almacenamiento de datos no ocurre directamente con las señales que ingresan

por la placa de adquisición sino que tienen algún tipo de acondicionamiento, filtrado y

cálculos por fórmula antes de ser mostradas o guardadas.

Tipo de señal asignada

RPM Dyno (M): El canal seleccionado indicará la velocidad de giro del dinamómetro.

Sin Asignar: El canal seleccionado no tiene asignada ninguna señal.

Potencia: El canal seleccionado indicará la potencia instantánea del motor. Proviene

de la fórmula: Potencia (CV)=Velocidad (RPM)XTorque (Kgm)/716.2

Potencia corregida: El canal seleccionado indicará la potencia corregida. La misma

consiste en: potencia corregida (CV)=Pot.(CV)xFC(factor de corrección atmosférico)

Torque corregido: El canal seleccionado indicará el torque corregido. El mismo

consiste en: torque corregido(Kgm)=torque(Kgm)xFC(factor de corrección

atmosférico)

Calibración

La calibración debe hacerse por cada uno de los canales de la placa de adquisición, es

decir, por cada una de las señales configuradas en la solapa "Señales".

El procedimiento es muy sencillo y consiste en establecer dos puntos distintos y lo

más separados posible dentro del rango de trabajo del sensor. Esto debe hacerse para lograr

la mayor linealidad y el menor error.


Figura 92: Solapa de configuración de canales


Procedimiento de calibración:

1. Se debe contar con un instrumento patrón para poder comparar la medición.

2. Se selecciona el canal a calibrar en la pantalla de calibración, en el cuadro "Calibrar señal

N°...". A la derecha del mismo se podrá ver los nombres de los canales que están utilizando

esta señal. Puede ser uno o varios.

3. Se Lleva el sensor al extremo menor del rango.

4. Se Lee el valor de tensión de entrada en el voltímetro.

5. Se Carga el valor de tensión de entrada actual en el cuadro tensión inicial.

6. Se carga el valor de la magnitud física real que está midiendo.

7. A continuación se deberá llevar al sensor al punto extremo mayor. En el caso del torque

se carga un peso conocido que genere un torque conocido (Torque [Kgm] = Peso [Kg] x

Distancia [m]).

8. Se carga el valor de tensión de entrada actual en el cuadro tensión final.

9. Se carga el valor de la magnitud física real que está midiendo.

10. En todo momento se podrá comprobar si el sistema está calibrado leyendo el cuadro

Magnitud física equivalente, el mismo se debe marcar la señal leída y correctamente

calibrada.

11. Se repite los pasos 2 al 10 para cada señal a calibrar.


Figura 93: Solapa de calibración


3.5.3.3 Configuracion de instrumentos

En esta ventana se podrá seleccionar qué canales monitorear y la apariencia visual de

las variables monitoreadas. Esta podría ser apariencia del instrumento que mide Temperatura

para límites ubicados a 60°C y 100 °C.

También es posible cambiar la precisión decimal de la variable que se está midiendo.

A continuación se da los pasos de configuración de instrumentos y la siguiente fig.

Presione el botón del instrumento que desea configurar. Los botones son: el

tacómetro y los 8 botones numerados a su derecha.

Seleccione el canal que desea mostrar en ese instrumento utilizando la lista de

selección de canal.

Configure los colores del instrumento, puede cambiar el color de texto y el color de

fondo para cada uno de los 3 estados posibles

Ingrese los 2 límites que definirán los 3 estados en los que puede estar el instrumento.

Ingrese el valor de Fondo de Escala del Tacómetro.

Ingrese la precisión decimal con la que desea ver la variable.


Figura 94: Solapa de Instrumentos


3.5.3.4 Normas

Norma de corrección

Indica que norma se utilizará para calcular el factor de corrección. La mayoría

de estas normas son variantes de la misma, que es la SAE J1349 y también es con la

que se trabajó.

SAE J607: norma antigua de SAE. Se provee por compatibilidad con otros sistemas.

SAE J1349/2004. La norma más moderna y vigente de SAE. Esta norma se

caracteriza por realizar un seguimiento adecuado de las variaciones del motor.

DIN70010

EWG 80/1269

ISO 1585: adopción internacional de la norma SAE J1349

JIS D1001

3.6 Operación

Antes de realizar el ensayo se realizó las siguientes verificaciones:

Se hizo girar el dinamómetro controlando su libre rotación

Se verificó la alineación del dinamómetro y el motor.

Inspeccionamos que las mangueras y cables conectados al dinamómetro no dificulten

la libre oscilación del mismo.

Encendimos las bombas de agua verificando el correcto funcionamiento de la válvula

de retorno.

Verificamos el engrase de los rodamientos.

Figura 95: Solapa de Normas



Se realizaron los ensayos de acuerdo a las instrucciones del fabricante operando el

dinamómetro como sigue:

Arranque del motor.

Luego de los instantes necesarios para verificar que todo está en orden se pudo dar

carga al mismo mediante el dinamómetro, para realizar esto se operó con la palanca de

comando del acelerador del motor y con la perilla de la válvula de control (llave de paso).

Accionando la palanca del acelerador, el motor se aceleró y por lo tanto la lectura

en el tacómetro digital aumentó, simultáneamente se operó la válvula de control del

dinamómetro aumentando la carga (suministro de agua) y por lo tanto también aumentaba

la lectura del torque.

Con suaves movimientos de la palanca de acelerador y suaves toque en la perilla de

la válvula de comando se cargó el motor hasta lograr los valores deseados de RPM y torque.

Una vez obtenidos estos valores se mantuvo la palanca de acelerador y la perilla de la válvula

de comando por unos cuantos segundos, de esta manera el dinamómetro opero con un valor

de carga fijo y régimen constante.

3.6.1 Medicion de la potencia (por Barrido)

Este método consiste en adquirir una serie de datos, relevados de una manera

dinámica, pulsando el botón de adquisición de datos solamente una vez y variando la

condición de velocidad del motor (acelerando). Hasta haber cursado en máx. régimen de

giro del motor, recabando los distintos puntos con los cuales luego se conforman las curvas

características de torque, potencia y demás variables en función de las rpm.

Con el motor en marcha, se acelera de poco el motor y controlando la perilla de la

válvula de control hasta sentir el efecto del torque sobre la velocidad del motor, dándole un

poco más de carga con el acelerador y así sucesivamente hasta obtener los datos máximos,

estos datos se los realizo verificando el tacómetro observando el torque y los demás

indicadores del sistema.

Se realizaron seis pruebas de donde se seleccionó los siguientes datos y el gráfico:

Las demás pruebas se encuentran en anexo “B”

Y más adelante se muestran el análisis que se realizó de cuantas pruebas como mínimo

se debieron realizar mediante el análisis de la estadística de pruebas y errores con el número

de pruebas (ensayos) que previamente se realizaron.


Evaluación

Ensayo: Ensayo N°46

Bolivia, 17/01/2014 - 12:31

RPM Torque[Kgm] Torque Corr[Kgm] Potencia[HP]

Potencia

Corr[HP]

1000 9,3 14,6 12,7 20,0

1100 11,7 18,4 17,8 27,9

1200 13,9 21,8 23,0 36,1

1300 16,1 25,3 28,9 45,3

1400 18,2 28,5 35,1 55,0

1500 20,3 31,9 42,0 66,0

1600 22,0 34,6 48,6 76,2

1700 22,8 35,7 53,3 83,7

1800 22,9 36,0 56,8 89,2

1900 23,1 36,3 60,5 95,0

2000 23,5 36,9 64,8 101,7

2100 23,7 37,3 68,7 107,8

2200 24,0 37,7 72,7 114,1

2300 24,0 37,7 76,0 119,3

2400 23,8 37,4 78,6 123,5

2500 23,6 37,0 81,1 127,4

2600 23,4 36,7 83,7 131,5

2700 23,2 36,4 86,1 135,2

2800 21,0 32,9 80,9 127,0

2900 21,0 33,0 83,9 131,8

3000 21,2 33,3 87,6 137,5

3100 21,6 34,0 92,4 145,0

3200 21,7 34,1 95,7 150,3

3300 21,9 34,4 99,7 156,5

Entre 1000 RPM y 3300 RPM

Torque[Kgm] Torque Corr[Kgm] Potencia[HP] Potencia Corr[HP]

Promedios 20,7 32,6 63,8 100,1

Máximos: 24,0 37,7 99,7 156,5

Mínimos: 9,3 14,6 12,7 20,0

Archivo: C:\Documents and Settings\Administrador\Escritorio\d

ultimo sabado\Pruebas\Ensayo-0046.ad3

Motor: Nissan FD6T Diesel

TABLA 10: Valores adquiridos en el ensayo del motor

TABLA 12: Promedio de máximos y mínimos del ensayo en el motor


Cond. Ambientales: Temp. 18,7°C; Presion 669,3 HPa; Humedad 43,0%

Factor Corrección: 1,570 (SAE J1349/2004) / Momento de Inercia: 0,105

Desde 989 RPM a 3320 RPM

Tiempo de Aceleración: 00:14.04

Tiempo de Asentamiento: 00:26

Duración del Ensayo: 00:14


Potencia máx: 156,5 HP @ 3300 RPM

Torque máx: 37,7 Kgm @ 2300 RPM

Potencia media: 100,1 HP

Torque medio: 32,6 Kgm

Entre 1000 RPM y

3300 RPM

Potencia máx: 156,5

HP @ 3300 RPM

Torque máx: 37,7

Kgm @ 2300 RPM

Potencia media: 100,1

HP

Torque medio: 32,6

Kgm

Sistema de Adquisición de Datos AccuDyno desarrollado por www.iccode.com.ar

Cuadro 9: Diagrama característico del ensayo en el motor

http://www.iccode.com.ar/


3.6.2 Numero de pruevas minimo

Calculo del número mínimo de pruebas (ensayos); Para tal efecto se realizaron 6

mediciones previas cuyos valores se muestran en la siguiente tabla donde se consideró las

potencias efectivas de cada prueba.

Calculo de distribución de medidas

Valor medio: 4.1436

1.860

6

1_

n

x

x i

i

Error absoluto: 9.64.1433.150 uxE i

Error relativo: 0460.03.150

9.6

ix

E

Error relativo porcentual: %60.4100*%

Desviación estándar: 42.516

03.147

1

2__

1

n

xx

si

n

i

Análisis de la magnitud de las medidas.

Los datos obtenidos en las pruebas son precisos y con sesgo negativo (ningún valor

alcanza 175) como se ve en la serie de medidas:

175u Sección de medida

140.4 144.2 150.3 143.7 134.6 146.9 Datos inexactos pero precisos

n(#ensayo) iX 2

_

xxi

1 (44) 140.4 9

2 (45) 144.2 0.67

3 (46) 150.3 47.61

4 (47) 143.7 0.09

5 (48) 134.6 77.44

6 (49) 146.9 12.25

860.1 147.03

TABLA 12: Ensayos previos realizados en el motor

FUENTE: El autor


Análisis de la distribución de las medidas.

Interpretación de los datos obtenidos en las pruebas con la distribución normal o Gaussiana.

Según el análisis estadístico para determinar u obtener una prueba (ensayo) que dé

como resultado un valor denominado éxito analizaremos los siguientes conceptos.

*La Exactitud en la distribución de las medidas señala el grado en que el valor experimental

3.150iX se acerca al valor verdadero 4.143u

*La precisión en la distribución de las medidas indica la concordancia entre los valores

experimentales es decir que se aproximan unas a otras.

En las pruebas que se realizaron anteriormente y como muestra el análisis de la

distribución de medidas confirmamos que el valor experimental de 150.3 es el valor más alto

obtenido y el más cerca al valor verdadero, el intervalo entre estos dos valores nos da un

nivel de confianza del 95 % de que la prueba tres es la exitosa.

Números de mediciones para 30n

Se aplica la siguiente ecuación:

2

2

*

*

ix

st

n

Para el empleo de estas relación es necesario conocer

2t , s , ix y ; recalcamos que

la magnitud de error depende de la estimación de la desviación estándar además los valores

de

2t (se calcula mediante tablas anexos)que dependen del número de grados de libertad y

este último del número de medidas. En consecuencia, el número de medidas “n” requerido

debe determinarse mediante errores y ensayo. El número resultante del cálculo debe ser

redondeado al entero superior por ello el signo .

Cuadro 10: Interpretación de los ensayos (distribución normal)

FUENTE: El autor


En las pruebas realizadas se desea determinar la potencia del motor Nissan Fd6-T con

un error máximo de 4.60 % que no debe superarse y que tiene un nivel de confianza del

95%. ¿Cuantas medidas (pruebas) o ensayos deben realizarse como mínimo?

95.01%95.. CN

0025.02

05.0

y

Solución:

*) Si 182.343 025.0 tnV s

2

2

*

*

ix

st

n medidasn 6222.60460.0*3.150

42.5*182.32

*) Si 776.254 025.0 tnV s

2

2

*

*

ix

st

n medidasn 5736.40460.0*3.150

42.5*776.22

*) Si 571.265 025.0 tnV s

2

2

*

*

ix

st

n medidasn 4062.40460.0*3.150

42.5*571.22

*) Si 447.276 025.0 tnV s

2

2

*

*

ix

st

n medidasn 4680.30460.0*3.150

42.5*447.22

Entonces podemos definir que el número de pruebas muestra que las aproximaciones

de error se encuentran desde cuatro medidas o pruebas para abajo pero si realizamos

mínimo cinco medidas o pruebas para obtener un resultado coherente con un nivel de

confianza de 95% y una precisión que indica un grado de concordancia entre el valor

experimental de 150.3 indicamos que:

Las pruebas mínimas que se deben realizar para calcular la pot. efectiva entre el

motor Nissan diesel FD6-T y el dinamómetro hidráulico es cinco, para obtener una prueba

exitosa y consecuentemente un resultado confiable.


3.7 Análisis de los gases residuales

Se refiere a las tecnologías que se utilizan para reducir las causas de contaminación

del aire producida por los automóviles. Los sistemas de control de emisiones han reducido

exitosamente las emisiones producidas por automóviles en términos de cantidad por

distancia recorrida. Durante los días de prueba y análisis del motor Nissan FD6-T, En la

carrera de mecánica Automotriz de la Facultad De Tecnología y con el objetivo de tener

datos de las emisiones de humos de este motor se realizaron los siguientes análisis.

3.7.1 Análisis de la opacidad

Para la medición se utilizó el Opacímetro de flujo parcial de la marca BEAR, es un

analizador multifuncional autónomo de emisiones diesel, asegura que los niveles de emisión

son medidos en forma rápida y precisa. Fue adquirido por la carrera de Mecánica Automotriz

en la Facultad De Tecnología (fig.96)

Antes de la medición se calibro el opacímetro con el sistema. Después se instaló el

sistema al tubo de escape para la correspondiente medición. La medición se realizó bajo el

procedimiento de aceleración libre el cual consiste en acelerar el vehículo desde ralentí hasta

el corte del regulador.

Esta aceleración fue repetida 3 veces y se tomó el valor como promedio que menos

opacidad tenia.

La prueba que menos opacidad tenia se ve en la siguiente figura y las demás pruebas

las podemos ver en anexos en la parte Anexos “C”.

Fuente: El autor

Figura 96: Medidor de opacidad BEAR

http://es.wikipedia.org/wiki/Autom%C3%B3vil


Donde la flecha anaranjada nos muestra que la opacidad esta en 48 %. Las demás

pruebas se muestran en anexos.

3.7.2 Aplicación del analizador de gases

El analizador de gases de escape analiza la química de estos gases y nos dice en que

proporciones se encuentran los mismos.

Para la medición de gases se utilizó un analizador portátil de la marca Grenline 40000

(EUROTRON) (fig.98), es un analizador de emisiones diesel, que nos muestra en proporción

de partes por millón (PPM) la cantidad de CO, NO y NOx, a diferentes temperaturas además

que las mediciones que se realizaron con ayuda del software Accudyno fueron a diferentes

RPM. Para así obtener un panorama del comportamiento de los gases residuales de un motor

diesel después de una reparación de las partes más importantes.

Este medidor nos aseguró datos de los niveles de emisión en forma rápida y precisa.

Cabe destacar que este instrumento de medición fue prestado por el Ing. Ricardo Paz tutor

del proyecto.

Fuente: Medidor de opacidad BEEAR

Figura 97: Opacidad del motor Nissan FD6-T


En la siguiente tabla y cuadro vemos las cuatro pruebas realizadas a diferente régimen

de giro del motor y el comportamiento de los datos obtenidos.

RPM CO(ppm) NO(ppm) NOx(ppm) Tem. Gas Tem. Aire Dif. de Tem

1000 513 299 168 56.2 ºC 20.8 ºC 35.4 ºC

1550 722 351 362 68.4 ºC 20.8 ºC 47.6 ºC

2000 1037 474 489 83.3 ºC 20.7 ºC 62.6 ºC

2600 1172 545 584 90.7 ºC 20.7 ºC 69.9 ºC

Para concluir esta parte vemos que como resultado, la opacidad es permisible ya que

no supera el límite establecido por la ley IBNORCA con un 48%; tambien vemos que el

análisis de los gases residuales incrementa en proporción de partículas en función del régimen

de giro del motor y también incrementa la temperatura (cuadro 11), los datos calculados de

los componentes del resultado de la combustión como CO, NO y NOx son datos adquiridos

permisibles en referencia a la baja opacidad que refleja el motor reparado.

Fuente: El autor

TABLA 13: Pruebas del analizador de gases

Figura 98: Medidor de gases

Fuente: El autor

Cuadro 11: Análisis de gases residuales

Fuente: El autor


CÁLCULOS y RESULTADOS

4.1 Evaluación del ciclo de trabajo del motor Nissan FD6-T

4.1.1 Medición de la temperatura de aire en el proceso de admisión

Se instaló una termocupla en el sistema de admisión entre el turbocompresor y el

ingreso de aire a los cilindros como muestra las siguientes figuras.

Según el autor M.S. Jovaj (motores de automóviles) cita que: La Temperatura de

calentamiento de la carga. Se adopta basado en resultados experimentales y en cálculos

indirectos: La carga fresca que ingresa al cilindro del motor será kT = (20…40) °C.30

En este caso el tester marco una temperatura de 40 (ºC) que es igual a 313 (k) y eso se tomó

como dato inicial para cálculos posteriores.

4.1.2 Medición de la presión de aire en el proceso de admisión

De igual manera se instaló un manómetro en el sistema de admisión en el conducto

entre el turbocompresor y el ingreso de aire a los cilindros como muestra la siguiente figura.

30 Fuente: M.S.Jovaj capítulo IV (proceso de admisión).

Fuente: El autor

Figura 99: Instalación de la termocupla

Figura 100: Medición de la temperatura en la admisión

Fuente: El autor

Figura 101: Instalación del manómetro


En este caso el manómetro marco una presión de 1.65 (bar) que es igual a 0.165

(MPa), coincidiendo también con la teoría que denota M.S. Jovaj (motores de automóviles),

y eso se tomó como dato inicial para los cálculos posteriores.

4.1.3 Calculo de la cantidad total de productos de combustión

El cálculo está basado en el análisis del ciclo de trabajo del motor diesel31 , donde al

efectuar los cálculos se prestó atención a la elección de los coeficientes experimentales que

integran determinadas fórmulas que se consideraron en el capítulo de marco teórico.

Análisis del ciclo de trabajo del motor Nissan diesel FD6-T

Datos: )(55.130175 KwHPNe

rpmn 3200

17 ; 6i ; 1 ;

KgMj

Hu 42

Combustible diesel: 004.0126.087.0 cOHC

La cantidad de aire teórica necesaria para la combustión de Kg1 de combustible. Se

calcula aplicando la ecuación: (Fuente: M.S.Jovaj; ecuación 44, Pág.48)

CHClo 8

3

8

23.0

1… remplazando:

Kglo 45.14004.0126.0*887.0*3

8

23.0

1

…Aplicando la ecuación (45):

KmolOHC

L c 497.032

004.0

4

126.0

12

87.0

21.0

1

3241221.0

10

La cantidad total de aire que participa en la combustión de 1 Kg de combustible,

según la ecuación: (Fuente: M.S.Jovaj; ecuación 54, Pág.51)

KgKmolLM 696.047.0*4.101

Productos de la combustión para 1 , aplicando la ecuación: (Fuente: M.S.Jovaj; ecuación

67, Pág.52)

012 79.0212

LHC

M

… remplazando:

KgKmolM 5281.0497.0*1*79.0

2

126.0

12

87.012

Entonces la cantidad excedente de aire fresco es:

KgKmolL 1988.0497.0*14.11 0

31 Fuente: M.S. Jovaj Pág. 641


y la cantidad total de los productos de combustión se determinan mediante la ecuación:

(Fuente: M.S.Jovaj; ecuación 68, Pág.52)

KgKmolLMM 7269.01988.02581.01 0122

Calculamos el coeficiente teórico de variación molecular mediante la siguiente

ecuación: (Fuente: M.S.Jovaj; ecuación 68, Pág.64)

1

20

M

Mu … 044.1

696.0

7269.00 u

4.1.4 Calculo en cada punto del diagrama P-V del motor

4.1.4.1 Motor después de la reparación

Calculo del ciclo de trabajo indicado del motor diesel Nissan FD6-T con parámetros

a nivel de La Paz- Bolivia

*) Parámetros en el proceso de admisión

Proporcionamos los siguientes parámetros para la carga en el proceso de admisión

MPaPP k 110.00 ; KTT k 3130 ; CT 030

Calculo de la densidad de carga que ingresa al cilindro:

3

66 224.110313*287

110.010*

* mKg

TR

P

k

kk

Calculamos la presión al final de la admisión, aplicando la ecuación

62

2 10*2

kad

adka PP

… remplazando datos:

MPaPa 084.010*224.12

1203110.0 6

2

Adoptamos los siguientes parámetros para los gases residuales:

MPaPr 12.0 ; KTr 900 y calculamos el coeficiente de los gases residuales

mediante la siguiente ecuación.

0350.012.0084.0*17

12.0*

900

30313

**

ra

r

r

kr

PP

P

T

TT

La temperatura al final de la admisión se la calcula de la ecuación.

KTTTT

T a

r

rroa 362

0350.01

900*0350.030313...

1

*

*) Parámetros del proceso de compresión: Admitimos que el exponente politropico

38.11 n , la presión al final de la compresión se halla de la ecuación.

MPaPP n

ac 191.417*084.0*38.1

1

MPaPc 191.4


La temperatura al final de la compresión según la ecuación.

KTT n

ac 106217*362*138.111 o Ctc 789

*) Parámetros del proceso de combustión: La ecuación del proceso de combustión

en el motor diesel según la ecuación (177), Pág.155 resultara:

zzrc

r

crc

r

uz TUuTUU

M

H*314.8**314.8

1

*

1

* !!!!

1

Calculamos el coeficiente real de variación molecular

04.1

0350.01

0350.0044.1

110

1

12

r

r

r

rr

u

M

MMu

Calculamos cada término

KmolKj

M

H

r

uz 478090350.01696.0

10*42*82.0

1

* 3

1

Caculo del calor específico cvu a Ctc 789 mediante la tabla 6 Pág. 65 (interpolando)

CKmolKj

ucv *679.22 … para 1

La energía interna de 1 Kmol de aire a la Ctc 789 es:

KmolKj

tuU ccvc 17894789*679.22*


cU de 1 Kmol de productos de combustión a Ctc 789 esta integrada

por la energía de estos últimos siendo 1 y la energía del aire excedente, es decir.

..11


Donde calculamos el calor específico para 1 a Ctc 789 mediante la tabla 8 (anexos)

Interpolando tenemos que.

CKmolKj

uccv *

452.25!!…

y la energía interna de los productos de combustión para 1 es:

KmolKj

CCKmol

KjtuU cccvc 20082789*

*452.25*!!

1

!!

7265.0

7269.0

2581.0

2

12

12

M

MrM

y

2735.07269.0

1988.01

2

0..

M

Lr ae

KmolKj

rUrUU aecMcc 194842735.0*178947265.0*20082** ..11

!!!!

2

Calculamos el término:

Kmol

KjUU

r

crc 181050350.01

19484*0350.017894

1

* !!

Asignamos el grado de elevación de la presión 8.1 (Fuente: M.S.Jovaj; Pág.157)

y calculamos el término:

KmolKj

Tc 158931062*8.1*314.8**314.8


La suma de todos los términos del primer miembro de la ecuación de combustión es:

KmolKj

TUU

M

Hc

r

crc

r

uz 81650158931794847809**314.81

*

1

* !!

1


zzr TUuKmol

Kj*314.881650 !!

pero 04.1ru

KmolKj

TU zz 78510*314.8!!…(*)


zU es una función de la temperatura de combustión y del calor

especifico por eso la última ecuación puede resolverse aplicando el método de

aproximaciones sucesivas Tabla 9 y 7 (anexos)

Si: CtKT zz 20002273

561362735.0*506607265.0*58197!! zU …estos valores en (*)

KmolKj

78510750342273*314.856136



KmolKj

78510790762373*314.859347

Es evidente que zT se encuentra entre los valores de 2273-2373(K)

Interpolando tenemos que:

790762373

235978510

750342273

K

KTKT

K

zz

Calculo de la presión máxima de combustión.

MPaPP cz 544.78.1*191.4*

Calculamos el coeficiente de expansión preliminar.

28.11062

2359

8.1

04.1

c

zr

T

Tu

*) Parámetros del proceso de expansión. El grado de expansión posterior es:

28.1328.1

17

Asignamos el exponente politropico 23.12 n ; la temperatura al final de la expansión, de

acuerdo a la ecuación: (Fuente: M.S.Jovaj; Ecua. 186, Pág.159)


KT

Tn

zb 1301

28.13

2359123.112

La presión al final de la expansión con la ecuación: (Fuente: M.S.Jovaj; Ecua.185 Pág.159)

MPaP

Pn

zb 313.0

28.13

544.723.12

4.1.4.2 Motor con datos del manual (asumiendo que es nuevo)

Antes de empezar con el cálculo realice un análisis de los datos medidos para el

cálculo del diagrama indicado de trabajo del motor diesel Nissan FD6-T en condiciones a

nivel del mar (C.N.M.).

Los datos medidos en el sistema de alimentación antes que el aire ingrese al cilindro,

en la ciudad de La Paz son: MPaPk 110.0 ; KTk 313 y analizando el diagrama el

turbocompresor este incremento la presión ( PLP ..0 ) y la temperatura( ...0 PLT ) del medio

ambiente; estos valores son mayores, PLk PP ..0 y ...0 PLk TT observando esta situación

calculamos el incremento de presión y temperatura T y P que realizo el turbocompresor

con la siguientes relaciones.

...0 PLk PPP y ...0 PLk TTT …donde:

Los datos de ...0 PLP y ...0 PLT fueron tomados por el dinamómetro en el ensayo que se

realizó MPaHPaP PL 067.03.669...0 y KCT PL 2927.18...0 entonces los valores

incrementados por el turbocompresor son:

MPaPPP PLk 098.0067.0165.0...0

KTTT PLk 21292313...0

Figura 102: Esquema del motor sobrealimentado por turbocompresor

Fuente: el autor


Sumando estos datos a los parámetros a nivel del mar (presión atmosférica a nivel

del mar) MpaP MN 101.0...0 y (temperatura a nivel del mar) KCT MN 29825...0

calcularemos la presión !

kP y !

kT en el sistema de alimentación antes que el aire ingrese al

cilindro por tanto tenemos que:

MPaPPP MNk 199.0101.0098.0...0

! MPaPk 199.0!

KTTT MNk 31929821...0

! KTk 319!

Donde estos últimos datos serán el inicio del análisis del próximo calculo

Calculo del ciclo de trabajo indicado del motor diesel Nissan FD6-T con parámetros

a nivel del mar.

*) Parámetros en el proceso de admisión

Proporcionamos los siguientes parámetros para la carga en el proceso de admisión

MPaPP k 144.0!

0 ; KTT k 319!

0 ; CT 030

Calculo de la densidad de carga que ingresa al cilindro:

3

66

!

!! 572.110

319*287

144.010*

* mKg

TR

P

k

kk

Calculamos la presión al final de la admisión, aplicando la ecuación

6!2

2! 10*2

kad

adka PP

… remplazando datos:

MPaPa 110.010*572.12

1203144.0 6

2

Adoptamos los siguientes parámetros para los gases residuales:

MPaPr 12.0 ; KTr 900 y calculamos el coeficiente de los gases residuales

0266.012.0110.0*17

12.0*

900

30319...

**

!

r

ra

r

r

kr

PP

P

T

TT

La temperatura al final de la admisión se la calcula de la ecuación (140), Pág 93

KTTTT

T a

r

rroa 363

0266.01

900*0266.030319...

1

*

*) Parámetros del proceso de compresión: Admitimos que el exponente politropico

es 38.11 n , la presión al final de la compresión se halla de la ecuación (162), Pág.112

MPaPP n

ac 488.517*110.0*38.1

1

La temperatura al final de la compresión

KTT n

ac 106517*363*138.111 o Ctc 792


*) Parámetros del proceso de combustión: La ecuación del proceso de combustión

en el motor diesel según la siguiente ecuación resultara:

zzrc

r

crc

r

uz TUuTUU

M

H*314.8**314.8

1

*

1

* !!!!

1

Calculamos el coeficiente real de variación molecular

04.1

0266.01

0266.0044.1

11

0

1

12

r

r

r

rr

u

M

MMu

Calculamos cada término

KmolKj

M

H

r

uz 482000266.01696.0

10*42*82.0

1

* 3

1

Caculo del calor específico cvu a Ctc 792 mediante la tabla 6 Pág. 65

Interpolando tenemos:

CKmolKj

ucv *688.22 … para 1

La energía interna de 1 Kmol de aire a la Ctc 792 es:

KmolKj

tuU ccvc 17969792*688.22*


cU de 1 Kmol de productos de combustión a Ctc 792 esta integrada

por la energía de estos últimos siendo 1 y la energía del aire excedente, es decir.

..11


Donde calculamos el calor específico para 1 a Ctc 792 mediante la tabla 8 pág. 67


CKmolKj

uccv *

464.25!!… y la energía interna de los

productos de combustión para 1 es:

KmolKj

CCKmol

KjtuU cccvc 20167792*

*464.25*!!

1

!!

7265.0

7269.0

2581.0

2

12

12

M

MrM

y

2735.07269.0

1988.01

2

0..

M

Lr ae

KmolKj

rUrUU aecMcc 195652735.0*179697265.0*20167** ..11

!!!!

2

Calculamos el término:

Kmol

KjUU

r

crc 180100266.01

19565*0266.017969

1

* !!

Asignamos el grado de elevación de la presión Pág.157 8.1 y calculamos el término:

KmolKj

Tc 159381065*8.1*314.8**314.8


La suma de todos los términos del primer miembro de la ecuación de combustión es:

KmolKj

TUU

M

Hc

r

crc

r

uz 82148159381801048200**314.81

*

1

* !!

1


zzr TUuKmol

Kj*314.882148 !!

pero 04.1ru

KmolKj

TU zz 78988*314.8!!…(*)


zU es una función de la temperatura de combustión y del calor especifico

por eso la última ecuación puede resolverse aplicando el método de aproximaciones

sucesivas Tabla 9 y 7 (anexos)



KmolKj

78988750342273*314.856136



KmolKj

78988790762373*314.859347

Es evidente que zT se encuentra entre los valores de 2273-2373(K)


831812473

237278988

790762373

K

KTKT

K

zz

Calculo de la presión máxima de combustión.

MPaPP cz 878.98.1*488.5*

Calculamos el coeficiente de expansión preliminar.

28.11065

2372

8.1

04.1

c

zr

T

Tu

*) Parámetros del proceso de expansión. El grado de expansión posterior es:

28.1328.1

17

Asignamos el exponente politropico 23.12 n ; la temperatura y la presión al final de la

expansión, de acuerdo a las ecuaciones son:


KT

Tn

zb 1308

28.13

2372123.112

MPa

PP

n

zb 410.0

28.13

878.923.12

4.1.4.3 Comparación del diagrama P-V del motor (según manual y reparado)

Para fines prácticos la interpretación del ciclo de trabajo del motor Nissan diesel FD6-T

estará basado en el siguiente diagrama teórico:

En la siguiente tabla se muestra los datos calculados de presión y temperatura del

motor Nissan FD6-T; de un motor nuevo según manual, estudio que se realizó en condiciones

a nivel del mar (C.N.M.) y del motor después de su reparación, estudio que se realizó en

condiciones de La Paz Bolivia (C.L.B.)

Dónde: El punto “a” es la presión al final de la admisión.

El punto “c” es la presión al final de la compresión.

El punto “z” es la presión al final de la combustión.

El punto “b” es la presión al final de la expansión.

Puntos Presión(C.N.M.)

(Mpa)

Presión (C.L.B.)

(Mpa)

Temperatura (C.N.M.)

(K)

Temperatura C.L.B.)

(K)

A 0.110 0.084 363 362

C 5.488 4.191 1065 1062

Z 9.878 7.544 237 2359

B 0.410 0.303 1308 1301


Cuadro 12: Diagrama del ciclo diesel con suministro de calor a P=cte.

Tabla 14: Datos del ciclo de trabajo del motor diesel en condiciones a: Nivel del mar y de La Paz

Bolivia

Fuente: El Autor


La interpretación de estos datos calculados los podemos reflejar mediante el diagrama

P-V del motor Nissan diesel FD6-T; donde el ciclo de trabajo de color negro es el ciclo del

motor en condiciones a nivel del mar y el ciclo de trabajo de color azul es el ciclo del motor

en condiciones de La Paz Bolivia.

Este diagrama claramente muestra la diferencia de presiones que existe en la de un

motor diesel en condiciones a nivel del mar y en condiciones de la ciudad de la Paz Bolivia.

Donde tomaremos estos parámetros en consideración para calcular los parámetros efectivos

e indicados.

4.1.5 Calculo de parámetros indicados y efectivos

Para el cálculo en el diagrama del motor se tomara los siguientes datos según manual.

CALCULO DE DATOS AUXILIARES

KwHPPe 55.130175 mmmD 1.0100

mmmS 12.0120

1:5.17

El volumen unitario (Vh)

4

** 2 SDVh

….donde:

Vh [=] Es el volumen de un cilindro

Cuadro 13: Diagrama del ciclo diesel en condiciones: a nivel del mar y la Paz- Bolivia

Fuente: El Autor


D2 [=] Es el diámetro del cilindro

S [=] Es la carrera del pistón

LmmmLVh 942.0000942.0796.942477

4

12.0*1.0* 33

2

Calculo de la presión y potencia media indicada del motor diesel Nissan FD6-T con

parámetros a nivel de La Paz- Bolivia.

*) Cálculo de la presión media indicada del ciclo se encuentra de la ecuación (Fuente:

M.S. Jovaj ecua195 Pag.169)

1

1

1

212

1 11

1

111

11

1 nn

n

aaninn

PP

MPaPani 854.0

17

11

138.1

1

28.13

11

123.1

28.1*8.1128.18.1

117

17084.0

138.1123.1

38.1

La presión media indicada del ciclo real, tomando en cuenta el redondeamiento de datos

experimentales, para 92.0i , según la ecuación (199), (Fuente: M.S. Jovaj Pág. 170)

MpaPPaniii 785.0854.0*92.0*

*) Cálculo de la potencia indicada mediante la ecuación (Fuente: M.S. Jovaj ecua203 Pag.171)

KwnViP

N hii 118

4*30

3200*942.0*6*785.0

*30

***

Calculo de la presión y potencia media indicada del motor diesel Nissan FD6-T con

parámetros en condiciones a nivel del mar.

*) Cálculo de la presión media indicada del ciclo se encuentra de la ecuación: (Fuente:

M.S. Jovaj ecua195 Pag.169)

1

1

1

212

1 11

1

111

11

1 nn

n

aaninn

PP

MPaPani 118.1

17

11

138.1

1

28.13

11

123.1

28.1*8.1128.18.1

117

17110.0

138.1123.1

38.1

La presión media indicada del ciclo real, tomando en cuenta el redondeamiento de datos

experimentales, para 92.0i según la ecuación (199), (Fuente: M.S. Jovaj Pág. 170):

MPaPPaniii 028.1118.1*92.0*

*) Cálculo de la potencia indicada mediante la ecuación (203) (Fuente: M.S. Jovaj Pág. 171)


KwnViP

N hii 154

4*30

3200*942.0*6*028.1

*30

***

La potencia efectiva según manual a rpmn 3200 es: KwHPNe 55.130175

La potencia efectiva según el ensayo del dinamómetro o la potencia corregida al

mismo régimen de giro es: KwHPN corre 12.1123.150

Denotamos que estos datos son en condiciones a nivel del mar.

Como citamos en configuración de canales; la potencia corregida consiste en:

Potencia corregida [HP]=Pot.[HP]xFC(factor de corrección atmosférico) y en nuestro caso

FCNN realecorre * . Donde el factor de corrección fue calculado automáticamente con los

parámetros atmosféricos FC=1.570

La potencia efectiva real del motor Nissan diesel FD6-T en condiciones de La Paz

Bolivia la calculamos con la siguiente relación:

KwHP

FC

NN

corre

reale 42.7173.95570.1

3.150 Según el ensayo del dinamómetro.

4.2 Calculo del rendimiento mecánico

Como lo denotamos anteriormente (marco teórico) las pérdidas mecánicas se valoran

por el rendimiento mecánico y este lo calculamos mediante la siguiente expresión:

i

em

N

N

Calculo del rendimiento mecánico del Motor Nissan FD6-T en condiciones de La Paz

Bolivia después de una reparación de las partes más importantes.

6.0118

42.71

...

Kw

Kw

N

N

BLCi

reale

m

Calculo del rendimiento mecánico del Motor Nissan FD6-T en condiciones a nivel

del mar después de una reparación de las partes más importantes.

73.0154

12.112

...

Kw

Kw

N

N

MNCi

corre

m

Calculo del rendimiento mecánico del Motor Nissan FD6-T en condiciones a nivel

del mar según dato del manual (motor nuevo).

85.0154

55.130

Kw

Kw

N

N

i

em


Para esta parte del cálculo podemos concluir observando que el rendimiento

mecánico m en el motor diesel Nissan FD6-T después de una reparación de las partes mas

importantes y en condiciones de la ciudad de La Paz, está por debajo del límite

correspondiente como lo muestra la tabla 15 ya que en motores de 4 tiempos con

sobrealimentación el rendimiento mecánico esta entre 0.8-0.9.

Entonces podemos mencionar que la influencia de parámetros en condiciones de

nuestro medio como: la densidad del aire, la presión atmosférica, la temperatura, afectan las

condiciones de funcionamiento y esto nos indica que no aprovechamos la potencia efectiva

llaqué a menor Rendimiento Mecánico no reducimos las pérdidas entre el trabajo que

transfieren los gases al pistón y el trabajo mecánico disponible en el eje de salida. En síntesis

en nuestro medio aumentemos las perdidas mecánicas, esto ademas considerando que se

realizó una reparación del motor Nissan Fd6-T.

Motores

m

De 4 tiempos de carburador 0.7-0.85

De 4 tiempos diesel 0.7-0.82

A gas 0.75-0.85

De 4 tiempos diesel sobrealimentados 0.8-0.9

4.3 Calculo de la zona elástica e índice de elasticidad

Como lo citamos anteriormente (Marco teórico) un motor elástico, es aquel que sea

capaz de entregar la potencia en forma gradual y progresiva, sin picos ni caídas importantes

de par motor a lo largo del régimen útil de rpm's. Cuando se tiene un motor elástico, se

obtiene un mayor placer de conducción en el vehículo, pues permite una conducción más

relajada, sin necesidad de hacer rebajes de marcha en cada descenso moderado de velocidad.

La elasticidad del motor se puede medir mediante un valor conocido como Índice de

elasticidad ( elI ) y si esta índice se encuentra por encima de 3, tendremos un motor de buena

elasticidad. Si está por encima de 5 el motor será verdaderamente elástico.

Índice de elasticidad:

qp

mel

RR

RI

*

2

… Donde:

mR Régimen de potencia máxima

pR Régimen al que se produce el par máximo

qR Régimen en el que el motor ofrece el mismo par al que encontramos en potencia máxima

4.2.1 Diagramas característicos (según manual)

Para calcular la zona elástica y el índice de elasticidad, consultamos el gráfico de la curva de

potencia y torque vs rpm para sacar 3 valores y remarcar la zona elástica.

Tabla 15: Rendimiento mecánico m de diferentes motores

Fuente: M.S.Jovaj Cap. VIII Página 178

http://es.wikipedia.org/wiki/Veh%C3%ADculo


Del gráfico y los datos vemos que:

mR Régimen de potencia máxima=3200 rpm

pR Régimen al que se produce el par máximo=1900 rpm

qR Régimen en el que el motor ofrece el mismo par y la potencia máxima=1200 rpm

El índice de elasticidad es:

5.41200*1900

3200

*

22

qp

mel

RR

RI

Y la zona elastica en el diagrama es:

0

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

0

20

40

60

80

100

120

140

160

180

200

0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500

To

rque(K

g*m

)

Po

tencia

(H

P)

RPM

RPM Pot.(HP) Tor. (Kg*m)

1000 50 36

1200 66 39

1450 84 43

1900 122 46

2430 150 44

3200 175 39

Cuadro 7: Diagramas característicos del motor Nissan FD6-T

Fuente: manual Nissan (Anexo)

Tabla 16: Datos del diagrama característico del motor Nissan FD6-T

Fuente: manual Nissan (Anexo)

Cuadro 14: Zona elástica del motor Nissan FD6-T (según manual)

Fuente: El autor


4.2.2 Diagramas característicos (pruebas del dinamómetro)

Para calcular la zona elástica y el índice de elasticidad, en este caso consultaremos los

gráficos de las curvas de potencia corregida y torque corregido vs rpm así como también la

potencia real y el torque real vs rpm, juntamente con su tabla de valores, del ensayo que se

realizó con el dinamómetro para sacar 3 valores y remarcar la zona elástica.

RPM Torque[Kgm] Torque Corr[Kgm] Potencia[HP] Potencia Corr[HP]

1000 9,3 14,6 12,7 20,0

1100 11,7 18,4 17,8 27,9

1200 13,9 21,8 23,0 36,1

1300 16,1 25,3 28,9 45,3

1400 18,2 28,5 35,1 55,0

1500 20,3 31,9 42,0 66,0

1600 22,0 34,6 48,6 76,2

1700 22,8 35,7 53,3 83,7

1800 22,9 36,0 56,8 89,2

1900 23,1 36,3 60,5 95,0

2000 23,5 36,9 64,8 101,7

2100 23,7 37,3 68,7 107,8

2200 24,0 37,7 72,7 114,1

2300 24,0 37,7 76,0 119,3

2400 23,8 37,4 78,6 123,5

2500 23,6 37,0 81,1 127,4

2600 23,4 36,7 83,7 131,5

2700 23,2 36,4 86,1 135,2

2800 21,0 32,9 80,9 127,0

2900 21,0 33,0 83,9 131,8

3000 21,2 33,3 87,6 137,5

3100 21,6 34,0 92,4 145,0

3200 21,7 34,1 95,7 150,3


*) Análisis de las curvas características potencia y torque corregidos vs rpm (esta

información de potencia. corr. y torque. corr. son en C.N.M.)




qR Régimen en el que el motor ofrece el mismo par y la potencia máxima (interpolando)=1592 rpm


8.21592*2300

3200

*

22

qp

mel

RR

RI


Cuadro 15: Diagrama característico de potencia y torque (corregido) vs rpm según el ensayo realizado

Fuente: Software Acuudyno

Cuadro 16: Zona elástica del motor Nissan FD6-T (ensayo realizado de pot. y tor. corregido)

Fuente: El autor


*) Análisis de las curvas características potencia y torque real vs rpm (esta información

de potencia real. y torque. real. son en C.L.B.)




qR Régimen en el que el motor ofrece el mismo par y la potencia máxima (interpolando)=1594 rpm


8.21594*2300

3200

*

22

qp

mel

RR

RI


Cuadro 17: Diagrama característico de potencia y torque (real) vs rpm según el ensayo realizado

Fuente: Software Acuudyno

Cuadro 18: Zona elástica del motor Nissan FD6-T (ensayo realizado de pot. y tor. real)

Fuente: El autor


CONCLUSIONES y RECOMENDACIONES

5.1 Conclusiones

Al analizar las condiciones de funcionamiento y el estado del motor Nissan FD6-T

este requería de una reparación necesaria para realizar los ensayos y el cálculo del

rendimiento mecánico, se logró colocar en óptimas condiciones el motor cambiando

y reparando las partes más importantes de este como: cambio de nuevos pistones y

camisas, nuevos elementos de bombeo, nuevas toberas de inyección, reparación del

sistema de lubricación y otros; después también se procedió a la calibración y puesta

a punto del motor para así poder aprovechar la máxima eficiencia de este ya que

influiría en la pruebas o ensayos que se realizaron.

Con el motor Nissan FD6-T ya reparado se dio paso a la instalación del dinamómetro,

donde, este se instaló detrás del motor empotrándolo en el piso con pernos; se

implementó una base de inercia que consiste en la unión de los pernos en un fondo

de graba de cemento y arena, como un bloque de concreto que sirvieron como

puntos de anclaje. Logrando así la instalación segura de este. También se logró instalar

de forma adecuada los sensores y el sistema de recirculación de agua para el

funcionamiento del dinamómetro.

Después se procedió a colocar el acoplamiento del motor al dinamómetro, como lo

sugería el manual; se instalando un acople de tipo palier cardánico con una cruceta al lado

del motor y un acople lado del dinamómetro, con esto se logró que el eje tenga una cierta

deflexión respecto de la línea del centro del motor–dinamómetro y a su vez un

desplazamiento axial.

Una vez tenidos el motor en funcionamiento y la instalación del dinamómetro se

realizaron las pruebas (ensayos) obteniendo así (por medio del software Accudyno)

la potencia efectiva y el torque del motor después de una reparación, donde

logramos obtener una pot. de 150.3 (HP) esto en condiciones a nivel del mar; pero

en nuestro medio (condiciones de La Paz Bolivia) una pot. de 95.7(HP) logrando así

datos reales prácticos como lo muestro en la siguiente tabla:

Motor Ne (HP) % recuperado “Ne” perdido después

de la reparación

Según manual 175 100 0

Reparado en (C.N.M.) 150.3 85.89 24.7

Reparado en (C.L.B.) 95.7 54.69 79.3

Tabla 17: Datos adquiridos del ensayo realizado con el motor y el dinamómetro

Fuente: El autor


Señaló además que por condiciones de altura que repercute en factores como: la

densidad del aire, presión atmosférica, temperatura; en condiciones de La Paz Bolivia (C.L.B.)

se pierde una potencia de 54.6 (HP) que equivale a 36.33%. Logrando un aporte de un dato

que muchas personas tendrán en cuenta para el mantenimiento y la conciencia del cuidado

de sus vehículos.

En cuanto a las emisiones, del análisis de los gases residuales, el humo que se observo

era de color grisáceo y era mucho menos irritante que un motor de las mismas

características, considerando claro que en este motor se realizó una reparación de las

partes más importantes; y también aprobando el análisis de opacidad con un 48%

del 75% que es el límite en nuestro medio como lo indica la norma boliviana

IBNORCA.

También se realizó la medición de concentración de partículas en partes por millón (ppm)

de CO, NO y NOx a diferentes temperaturas y con la ayuda del software Acuudyno a

diferentes rpm´s como se muestra en la tabla 14.

RPM CO(ppm) NO(ppm) NOx(ppm) Tem. Gas Tem. Aire Dif. de Tem

1000 513 299 168 56.2 ºC 20.8 ºC 35.4 ºC

1550 722 351 362 68.4 ºC 20.8 ºC 47.6 ºC

2000 1037 474 489 83.3 ºC 20.7 ºC 62.6 ºC

2600 1172 545 584 90.7 ºC 20.7 ºC 69.9 ºC

Estos datos adquiridos no se pueden comparar ya que en Bolivia no se cuenta con

una norma del límite de partículas de emisión de los motores diesel, ni tampoco comparar

con normas de otro país, ya que países similares a nuestro medio (Perú, Colombia) solo

cuentan con la norma de límite de opacidad, además que La Paz es un departamento singular,

es por ello que la comparación no me parece viable; sin embargo el logro de estos datos

adquiridos en la prueba del análisis ambiental puedo decir que son datos permisibles si lo

comparamos en el nivel que muestra el analizador de humos negros u opacidad.

El análisis teórico del ciclo de trabajo del motor Nissan FD6-T está basado en el

estudio que realiza el libro M.S.Jovaj; donde se logró obtener la presión media

indicada y la potencia indicada, este análisis teórico fue estudiado a partir de las

mediciones de la presión y temperatura que se realizaron en el motor y coeficientes

experimentales que cita el libro.

Finalmente se logró calcular el rendimiento mecánico con el estudio teórico que se

realizó y las pruebas con el dinamómetro en el motor donde se obtuvo:

6.0118

42.71

...

Kw

Kw

N

N

BLCi

reale

m

TABLA 14: Pruebas del analizador de gases

Fuente: El autor


Donde podemos concluir que el rendimiento mecánico está por debajo del rango

que estipula la tabla 16 que es:

Motores

m

De 4 tiempos de carburador 0.7-0.85

De 4 tiempos diesel 0.7-0.82

A gas 0.75-0.85

De 4 tiempos diesel sobrealimentados 0.8-0.9

El m del motor diesel (Nissan Fd6-T) está un 20% menos de lo que debería estar

permitido, esto significa que las pérdidas por rozamiento se incrementa no se aprovecha la

potencia efectiva, esto debido a factores principalmente como: La densidad del aire, la

presión atmosférica, la temperatura y otros, que son condiciones en nuestro medio (La Paz

Bolivia) que afectan en el ciclo de trabajo del motor (cuadro 13). En síntesis a menor

Rendimiento Mecánico aumentamos las pérdidas entre el trabajo que transfieren los gases al

pistón y el trabajo mecánico disponible en el eje de salida, esto considerando que se realizó

una reparación del motor Nissan Fd6-T.

Para concluir esta parte observamos que el rendimiento mecánico m en el motor

diesel Nissan FD6-T después de una reparación de las partes más importantes y en

condiciones a nivel del mar (C.N.M.) tiene un resultado de:

73.0154

12.112

...

Kw

Kw

N

N

MNCi

corre

m

Tabla 16: Rendimiento mecánico m de diferentes motores

Fuente: M.S.Jovaj Cap. VIII Página 178

Cuadro 13: Diagrama del ciclo diesel en condiciones: a nivel del mar y la Paz Bolivia

Fuente: El Autor


El m del motor diesel (Nissan Fd6-T) está un 7% menos de lo que debería estar

permitido esto significa que las pérdidas por rozamiento se incrementa un puco y no se

aprovecha la potencia efectiva, esto debido a factores que también pueden repercutir en el

cambio nuevo de piezas, pero como se observa los resultados en condiciones a nivel del mar

el m es mayor que en nuestro medio y esto también se observa en la influencia en el ciclo

de trabajo del motor (cuadro 13).

Otro punto que cabe destacar es el cálculo de la zona elástica del motor. Teniendo

en cuenta que la potencia es la resultante de multiplicar par motor por velocidad de

giro, se define como un motor elástico, aquel que sea capaz de entregar la potencia

en forma gradual y progresiva, sin picos ni caídas importantes de par motor a lo largo

del régimen útil de rpm's del mismo. La elasticidad del motor se midió mediante un

valor conocido como Índice de elasticidad que indica; si esta índice se encuentra por

encima de 3, tendremos un motor de buena elasticidad. Si está por encima de 5 el

motor será verdaderamente elástico.

El índice de elástica del motor (según manual) es:

5.41200*1900

3200

*

22

qp

mel

RR

RI

El índice de elástica del motor (reparado en C.N.M.) es:

8.21592*2300

3200

*

22

qp

mel

RR

RI

El índice de elástica del motor (reparado en C.L.B.) es:

8.21594*2300

3200

*

22

qp

mel

RR

RI

El Índice de elasticidad del motor según manual es óptimo llaqué esta enzima de 3 y hace

que el motor sea capaz de entregar la potencia en forma gradual y progresiva, sin picos ni

caídas importantes de par motor a lo largo del régimen útil de rpm's del mismo y la ventaja

es que da más aceleración en marchas largas.

Mientras que el Índice de elasticidad del motor reparado es 2.8 y está por debajo de 3 esto

hace que el motor no es capaz de entregar la potencia en forma gradual y progresiva,

habiendo caídas importantes de par motor a lo largo del régimen útil de rpm's del mismo.

Cabe destacar también como un logro que, la carrera de Mecánica Automotriz de la

Facultad De Tecnología cuenta ya con un equipo de mediciones de parámetros

efectivos para que los docentes puedan usarlo y los estudiantes asimilen de forma

práctica y real el funcionamiento y los resultados que se realicen.

El proyecto realizado, presenta una contribución directa al estudio de la evaluación

teórico práctica del rendimiento mecánico y el análisis ambiental de un motor de

combustible a diesel (Nissan FD6-T). Contribuyendo con datos reales y resultados

comprobados y confiables desde el punto de vista técnico en medida de parámetros

logrando así el objetivo general planteado.

http://es.wikipedia.org/wiki/Par_motor

http://es.wikipedia.org/wiki/Aceleraci%C3%B3n


5.2 Recomendaciones

Debido a los grandes beneficios que se aportan para obtener datos reales,

experimentales y el carácter es relativamente novedoso de la implementación de un

dinamómetro en la carrera de mecánica automotriz es preciso mencionar algunas

recomendaciones.

Es de suma importancia tener una sala de ensayos propio para realizar

diferentes pruebas con diferentes motores, esto cumpliendo con normas y

concejos que de el fabricante, para este tipo de sala donde se realizaran

también el mantenimiento a este equipo.

Para obtener un elevado grado de precisión es necesaria la obtención de

medidas satisfactorias, se debe tener especial cuidado en la selección y

calibración de sistema (software) de los distintos elementos de medida de

parámetros y variables de funcionamiento.

Debido a la gran variedad de ensayos que se pueden llegar a realizar la misma

deberá estar garantizada para asegurar una rápida actuación sobre los

diferentes elementos que se modifican en cada uno de los casos

Se recomienda un estudio de las perdidas mecánicas con un análisis de cada

accesorio o elementos que provocan este parámetro para un mejor análisis

de la pérdida de energía (perdidas mecánicas).

Es sumamente importante a la hora de realizar una serie de ensayos como los

que se ejecutaron dentro del presente proyecto; la precisión, tanto en el

montaje, calibración, y demás factores y elementos de los motores siendo este

uno de los factores más importantes a la hora de obtener resultados positivos

en la realización de los ensayos que se desempeñan, como se lo hizo en este

proyecto y en los proyectos que vienen.

a Evaluación Teórico - Práctica Del Rendimiento Mecánico y Análisis Ambiental Del Motor Diesel Nissan FD6-T

*) M.S. Jovaj; /Motores de Automóvil; / Editorial MIR- Moscú; /edición 1982

*) Prof. F.PAIRY; /Motores de combustión interna alternativo (MCIA);/ Edición 2011

*) J.M. Alonso Pérez; /Motores de automóvil / segunda edición

PARANINFO (MADRID 1987)

*) Saúl Escalera Ph. D. / Técnicas de investigación en ciencias y tecnología, /edición 2006

*) Sistema de adquisición de datos Accudyno *para Bancos de Prueba Dinamométricos

versión 2.0 Manual del Usuario

*) Autor: ANTONIO Bueno Juan / Simbología Neumática e Hidráulica

*) EDUARDO Huayta; / Medidas y errores / Segunda edición

*) Serway – Jewett; / Física para ciencia e ingeniería (volumen 1 y 2); / Séptima edición

*) Arias Paz, (1990), “Manual del Automóvil”, edición Nro. 50, Editorial dossat. SA.,

Madrid España. *) PEREZ, A. Técnicas del Automovil - Sistemas de Inyección de Combustible en los Motores

Diesel. Madrid: Thomson- Paraninfo, 2001.

Páginas web consultadas

*) Allcat Instruments. Dinamómetros hidráulicos. [en línea] noviembre 1998. Disponible en:

(http://www.allcat.biz/mesurez/espanol/default/item_id=890_Dinam%20metros%20hidr%20ulicos.php)

*) www.wickipedia (enciclopedia libre) Página en español

*) www.sabelotodo (todo de mecánica automotriz) Pagina en español

*) www.national instruments.com Data adquisición Pagina en español



http://www.wickipedia/

http://www.sabelotodo/

http://www.national/

b Evaluación Teórico - Práctica Del Rendimiento Mecánico y Análisis Ambiental Del Motor Diesel Nissan FD6-T

ANEXO “A”

En esta parte muestro imágenes del manual del motor Nissan FD6-T que se consiguió y que

se en detalla a continuación.

Portada del manual Nissan fd6t y datos iniciales

c Evaluación Teórico - Práctica Del Rendimiento Mecánico y Análisis Ambiental Del Motor Diesel Nissan FD6-T

Curvas características del motor Nissan FD6-T

Datos de la bomba de inyección

del motor Nissan FD6-T

Datos del motor Nissan FD6-T

d Evaluación Teórico - Práctica Del Rendimiento Mecánico y Análisis Ambiental Del Motor Diesel Nissan FD6-T

Sincronización del motor Nissan FD6-T

Señales de puesta en punto del motor Nissan FD6-T

e Evaluación Teórico - Práctica Del Rendimiento Mecánico y Análisis Ambiental Del Motor Diesel Nissan FD6-T

Datos para la calibración de la bomba de inyección en línea

f Evaluación Teórico - Práctica Del Rendimiento Mecánico y Análisis Ambiental Del Motor Diesel Nissan FD6-T

MANUAL INSTRUCCIONES Y MANTENIMIENTO MAGASA F-88

INTRODUCCION

Desde el año 1940, en la cual se fabricó el primer banco de pruebas en nuestros talleres, MAGASA se ha

especializado, a nivel internacional, en la fabricación de equipos de comprobación y ensayo del equipo de

inyección de los motores diesel.

Después de todos estos años, en base a nuestra experiencia y con la tecnología mas avanzada, hemos

desarrollado una nueva línea de bancos de pruebas universales para bombas de inyección de motores diesel,

capaces de cumplir con las prescripciones técnicas actualmente exigidas a nivel internacional.

Los bancos de pruebas MAGASA F-88 están preparados para comprobar y verificar con rapidez y

precisión una extensa gama de tipos de bombas de inyección que adaptan los motores diesel.

PUESTA EN MARCHA

1.- Conectar el banco de pruebas electricamente según muestra la figura de la página anterior.

2.- Llenar el depósito de combustible situado en la parte inferior izquierda de la máquina

UNICAMENTE con ACEITE I.S.O. 4113.

Interruptor General.

Depósito de combustible.

3.- Conectar el interruptor general, situado en el lateral izquierdo.

4.- Conectar la bomba de alimentación mediante el selector nº 44 (ver fig.2), y aumentar la presión

mediate el regulador de presión nº 12 (ver fig.1) y observar en el manómetro 91 (0-0,6 Bar) que la presión

aumenta.

En el caso de que no aumentará, deberá intercambiar dos fases de la entrada de corriente del banco

de pruebas (S y T), para que la bomba de alimentación funcione correctamente.

ATENCION: En el caso de no haber llenado el depósito de combustible, asegurarse que el

Térmometro-Termostato de regulación de temperatura está situado a CERO grados. De no ser así, existe el

peligro de quemar la resistencia de calentador de combustible.

5.- Pulsando el pulsador de marcha de motor nº 15 (ver fig.2), el motor principal se pondrá en

funcionamiento, y la velocidad podrá ser programada mediante el potenciome

tro de variación de velocidad nº 306/307.

g Evaluación Teórico - Práctica Del Rendimiento Mecánico y Análisis Ambiental Del Motor Diesel Nissan FD6-T

FIGURA 1 GENERAL

POSICION DESCRIPCION

1 Mando de vaciado y cerrado de probetas.

2 Tacómetro digital

6 Acoplamiento flexible del eje principal

7 Manómetro 0-4 bar indicador presión alimentacion bomba en linea.

8 Selector probetas 0-30 c.c. – 0-220 c.c., accesible por ambos lados del banco de pruebas.

11 Manómetro 0-60 bar indicador puesta en fase alta presión

12 Regulador de presión alimentación. La lectura se observa en manómetro nº 91 (0-0,6 bar)

y nº 7 (0-4 bar)

31 Manómetro 0-16 bar indicador presión transferencia.

33 Vacuómetro 0-760 mm/Hg indicador de vacío.

55 Regulador de alta presión 0-40 bar.

57 Válvula combinada Alimentación general / Salida alta presión

67 Probeta de 30 c.c.

68 Probeta de 220 c.c.

69 Probeta de 220 c.c. para medición sobrante bombas rotativas.

90 Manómetro 0-1,6 bar indicador presión interna bombas LUCAS.

91 Manómetro 0-0,6 bar indicador presión de alimentación bombas rotativas.

306/307 Potenciómetro de ajuste de velocidad

320 Selector móvil indicador de grados para puesta en fase por alta presión.

321 Volante de inercia. 0,32 Kgm2

h Evaluación Teórico - Práctica Del Rendimiento Mecánico y Análisis Ambiental Del Motor Diesel Nissan FD6-T

323 Bloque de inyectores desplazable de 4 inyectores.

FIGURA 2 CUADRO DE MANDOS GENERAL

15 3 4 310 13 9 36

24 5 30 29 44 35

POSICION DESCRIPCION

3 Selector del número de emboladas. Gama de 100 a 9900.

4 Piloto indicador activado de cuenta emboladas.

5 Pulsador accionamiento cuenta emboladas.

9 Piloto indicador accionamiento bomba de suministro combustible.

13 Piloto indicador de emergencia. Enfuncionamiento normal debe estar apagada. En caso

de encenderse, comprobar que el pulsador de emergencia no esté activado .

15 Pulsador de puesta en marcha motor principal.

24 Pulsador de paro motor principal.

29 Selector de giro izquierda/derecha del motor principal.

30 Selector manual / automatico del cuenta emboladas.

35 Termómetro / Termostato de control automatico de temperatura.

36 Piloto indicador del calentador de combustible.

44 Accionamiento de la bomba de alimentación

310 Pulsador de Paro de emergencia.

i Evaluación Teórico - Práctica Del Rendimiento Mecánico y Análisis Ambiental Del Motor Diesel Nissan FD6-T

ANEXO “B”

Otras pruebas que se realizaron entre en motor Nissan FD6-T y el dinamómetro fueron:

Evaluación


Bolivia, 17/01/2014 - 12:27

RPM Torque Corr[Kgm] Potencia Corr[HP]

1000 8,0 10,7

1100 11,5 17,5

1200 13,9 22,9

1300 16,2 29,0

1400 18,4 35,5

1500 21,2 43,9

1600 23,8 52,6

1700 26,1 61,2

1800 28,0 69,3

1900 29,0 76,0

2000 30,0 82,7

2100 30,4 88,0

2200 30,9 93,7

2300 31,3 99,1

2400 28,6 94,6

2500 28,8 99,2

2600 28,3 101,4

2700 28,8 107,2

2800 29,3 112,9

2900 29,9 119,3

3000 30,4 125,6

3100 30,6 130,4

3200 31,8 140,4

3300 33,5 152,0


Torque Corr[Kgm] Potencia Corr[HP]

Promedios 25,8 81,9

Máximos: 33,5 152,0

Mínimos: 8,0 10,7



Promedios 25,8 81,9

Máximos: 33,5 152,0

Mínimos: 8,0 10,7

Archivo: C:\Documents and Settings\Administrador\Escritorio\d ultimo

sabado\Pruebas\Ensayo-0044.ad3


j Evaluación Teórico - Práctica Del Rendimiento Mecánico y Análisis Ambiental Del Motor Diesel Nissan FD6-T












Entre 1000 RPM y

3300 RPM

Potencia máx: 152,0 HP @

3300 RPM

Torque máx: 33,5 Kgm @

3300 RPM




k Evaluación Teórico - Práctica Del Rendimiento Mecánico y Análisis Ambiental Del Motor Diesel Nissan FD6-T

Evaluación


Bolivia, 17/01/2014 - 12:30


1000 12,7 17,5

1100 15,9 24,1

1200 19,5 32,3

1300 23,7 42,5

1400 27,4 52,8

1500 30,0 61,9

1600 31,0 68,3

1700 32,2 75,4

1800 33,4 82,7

1900 34,8 90,9

2000 36,1 99,5

2100 36,8 106,5

2200 37,3 112,9

2300 37,4 118,4

2400 37,1 122,5

2500 36,3 124,9

2600 35,6 127,3

2700 34,0 126,4

2800 31,7 122,4

2900 31,7 126,6

3000 32,4 133,7

3100 32,2 137,5

3200 32,7 144,2

3300 33,2 151,0



Promedios 31,0 95,9

Máximos: 37,4 151,0

Mínimos: 12,7 17,5



Promedios 31,0 95,9

Máximos: 37,4 151,0

Mínimos: 12,7 17,5

l Evaluación Teórico - Práctica Del Rendimiento Mecánico y Análisis Ambiental Del Motor Diesel Nissan FD6-T















Entre 1000 RPM y

3300 RPM


3300 RPM


2300 RPM




m Evaluación Teórico - Práctica Del Rendimiento Mecánico y Análisis Ambiental Del Motor Diesel Nissan FD6-T

Evaluación


Bolivia, 17/01/2014 - 12:32


1000 10,6 14,2

1100 12,7 19,3

1200 14,7 24,4

1300 17,2 30,8

1400 19,7 38,0

1500 22,2 45,9

1600 24,6 54,2

1700 26,7 62,4

1800 28,2 69,9

1900 29,1 76,2

2000 29,8 82,0

2100 30,1 87,1

2200 30,1 91,1

2300 29,8 94,3

2400 29,1 96,3

2500 28,9 99,3

2600 29,0 103,8

2700 28,6 106,2

2800 28,8 111,0

2900 30,2 120,5

3000 31,3 129,4

3100 32,1 137,2

3200 32,6 143,7

3300 33,0 149,9



Promedios 26,2 82,8

Máximos: 33,0 149,9

Mínimos: 10,6 14,2



Promedios 26,2 82,8

Máximos: 33,0 149,9

Mínimos: 10,6 14,2




n Evaluación Teórico - Práctica Del Rendimiento Mecánico y Análisis Ambiental Del Motor Diesel Nissan FD6-T












Entre 1000 RPM y

3300 RPM


3300 RPM


3300 RPM




o Evaluación Teórico - Práctica Del Rendimiento Mecánico y Análisis Ambiental Del Motor Diesel Nissan FD6-T

Evaluación


Bolivia, 17/01/2014 - 12:33


900 9,3 11,1

1000 12,0 16,6

1100 14,3 21,7

1200 16,8 27,9

1300 19,6 35,1

1400 22,5 43,4

1500 25,3 52,3

1600 26,9 59,4

1700 28,4 66,6

1800 29,4 72,8

1900 29,8 78,0

2000 30,7 84,5

2100 30,8 89,0

2200 30,7 92,9

2300 30,4 96,3

2400 29,8 98,4

2500 28,7 98,8

2600 26,9 96,2

2700 27,6 102,5

2800 28,6 110,1

2900 29,7 118,4

3000 29,7 122,5

3100 30,2 128,9

3200 30,5 134,6

3300 30,8 139,7



Promedios 26,0 79,9

Máximos: 30,8 139,7

Mínimos: 9,3 11,1



Promedios 26,0 79,9

Máximos: 30,8 139,7

Mínimos: 9,3 11,1

p Evaluación Teórico - Práctica Del Rendimiento Mecánico y Análisis Ambiental Del Motor Diesel Nissan FD6-T















Entre 900 RPM y

3300 RPM


3300 RPM


2100 RPM




q Evaluación Teórico - Práctica Del Rendimiento Mecánico y Análisis Ambiental Del Motor Diesel Nissan FD6-T

Evaluación


Bolivia, 17/01/2014 - 14:35


800 6,9 6,9

900 9,4 11,8

1000 12,3 16,9

1100 14,7 22,3

1200 16,9 28,0

1300 19,0 34,0

1400 21,3 41,1

1500 23,7 49,0

1600 25,1 55,4

1700 27,1 63,6

1800 29,0 71,9

1900 30,5 79,7

2000 31,8 87,5

2100 32,5 94,0

2200 32,9 99,6

2300 33,2 105,2

2400 33,4 110,3

2500 33,4 115,0

2600 33,3 119,1

2700 33,3 123,7

2800 33,4 128,6

2900 33,4 133,5

3000 31,1 128,5

3100 32,1 136,9

3200 33,1 146,0

3300 34,5 146,9



Promedios 27,1 86,3

Máximos: 35,5 165,9

Mínimos: 6,9 6,9






r Evaluación Teórico - Práctica Del Rendimiento Mecánico y Análisis Ambiental Del Motor Diesel Nissan FD6-T











Entre 800 RPM y

3400 RPM


3400 RPM


3400 RPM




s Evaluación Teórico - Práctica Del Rendimiento Mecánico y Análisis Ambiental Del Motor Diesel Nissan FD6-T

ANEXO “C”

Otras pruebas que se realizaron entre en motor Nissan FD6-T y el Análisis ambiental.

Fueron la prueba de opacidad

La opacidad en esta medición se encuentra en 52%

Estando dentro del límite según la ley IBNORCA

La opacidad en esta medición se encuentra en 64%

Estando dentro del límite según la ley IBNORCA

t Evaluación Teórico - Práctica Del Rendimiento Mecánico y Análisis Ambiental Del Motor Diesel Nissan FD6-T

u Evaluación Teórico - Práctica Del Rendimiento Mecánico y Análisis Ambiental Del Motor Diesel Nissan FD6-T

ANEXO “D”

Tablas del libro M.S. Jovaj que se utilizó para realizar el cálculo del ciclo de trabajo del motor

Nissan FD6-T y el análisis de la cantidad teórica de aire.

v Evaluación Teórico - Práctica Del Rendimiento Mecánico y Análisis Ambiental Del Motor Diesel Nissan FD6-T

Facultad de Tecnología Carrera de Mecánica Automotriz

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