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FORMACIÓN TÉCNICADESCRIPCIÓN TÉCNICA DEL PRODUCTO -

ELEMENTOS DE LOS MODELOS DOTADOS DE RUEDAS

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Descripción técnica del producto

Características técnicas del motor ................................................3

Cárter ...............................................................................................7

Cigüeñal ...........................................................................................9

Cilindro .........................................................................................15

Pistón .............................................................................................19

Sistema de suministro de combustible ......................................29

Sistemas de lubricación ................................................................37

Sistemas de encendido .................................................................43

Sistemas de tracción .....................................................................49

Protección ......................................................................................51

Equipo de protección ..................................................................57

Ergonomía .....................................................................................59

Medio ambiente ............................................................................61

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Cigüeñal, biela, pistón y cilindro

Cigüeñal

Biela y pistón

Cilindro

Características técnicas del motorEl motor de dos tiempos es, y se prevé que continuará siendo, el modelo más común en las motosierras pequeñas y de mano con motor de gasolina. Los motores de dos tiempos tienen un diseño muy sencillo, con pocas piezas móviles, y ofrecen dos grandes ventajas frente a los motores de cuatro tiempos. En primer lugar, los motores de dos tiempos no contienen válvulas, lo que simplifica su estructura. En segundo lugar, en los motores de dos tiempos la ignición se produce con cada revolución (los motores de cuatro tiempos se encienden cada dos revoluciones), lo cual aumenta su potencia de manera significativa. Gracias a estas dos características, los motores de dos tiempos son más ligeros, constructivamente más simples y de fabricación más económica. Los principales componentes del motor son el cigüeñal, la biela, el pistón y el cilindro.

CigüeñalLa función del cigüeñal es convertir el movimiento ascendente y descendente del pistón en una rotación, de modo que la fuerza generada en el interior del cilindro se transmita al eje propulsor del motor mediante un par.

BielaLa biela conecta el cigüeñal con el pistón. La componen un pie y una cabeza de biela que se conectan al pistón y al cigüeñal respectivamente.

PistónEl pistón de un motor de dos tiempos puede tener uno o dos anillos. La mayor ventaja de usar un solo anillo es una menor pérdida por fricción, un peso menor, una mayor potencia y velocidad de rotación y, por último, un nivel de vibración más reducido. La ventaja principal de los dos anillos es un asiento de obturación más seguro, una vida útil más larga y una velocidad de embalamiento ligeramente limitada.

Cilindro

El pistón se aloja en una cavidad cilíndrica que forma parte del bloque de cilindros. En la pared del cilindro hay una lumbrera de admisión y una de escape. Los conductos de admisión del cilindro permiten que la mezcla de combustible y aire fluya desde el fondo del cárter hasta la parte superior del cilindro.

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Ciclo del motor de dos tiempos

Como su nombre indica, el motor de dos tiempos consta de dos tiempos, la carrera ascendente y la carrera descendente. El motor de dos tiempos puede funcionar según dos principios: el barrido transversal de gases o el barrido en bucle. Hoy en día, el barrido según el principio de barrido en bucle es el más común. En ese caso, la cabeza del pistón es completamente plana o ligeramente convexa. Normalmente, el cilindro tiene dos conductos de transferencia, uno a cada lado de la lumbrera de escape. En principio, se trata de la misma función que en el caso del barrido transversal de gases, exceptuando la alteración de la dirección del flujo de gas.

Las carreras ascendentes

El pistón se desplaza hacia arriba en el cilindro una vez alcanzado el punto muerto inferior. En el cárter se forma un vacío y, cuando el pistón abre la lumbrera de admisión, pasa una carga nueva del carburador al cárter. Esto continúa mientras el pistón se encuentra en su recorrido ascendente en el cilindro e incluso unos instantes después de que haya alcanzado el punto muerto superior. Ello se debe a la inercia de la nueva carga que afluye. Inmediatamente antes de que el pistón alcance el punto muerto superior, la chispa que se genera entre los electrodos de la bujía inflama el gas que se ha acumulado encima del pistón. El aumento de presión, consecuencia de la combustión, fuerza el desplazamiento descendente del pistón en el cilindro.

Las carreras descendentes

Durante el recorrido descendente, el pistón abre la lumbrera de escape y los gases de la combustión salen al exterior a través de ella. En su descenso, el pistón va comprimiendo la mezcla de combustible y aire. Se abren los conductos de admisión y la mezcla de combustible y aire fluye hacia arriba hasta la cámara de combustión situada encima del pistón. Una vez traspasado el punto muerto inferior, el pistón vuelve a subir por el cilindro y cierra los conductos de admisión y la lumbrera de escape. A medida que continúa ascendiendo, el pistón comprime la mezcla de combustible y aire situada encima de él. El ciclo se repite.

Carrera de admisión

Carrera de compresión

Carrera de expansión

Carrera de escape

Características técnicas del motor

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A = RotorB = Escobilla de

carbónC = Freno

D = Dispositivo de eliminación de interferencias

E = Bobinado

Cortacercos eléctrico

El motor eléctrico es un motor potente; aquí con escobilla de carbón intercambiable

Motores eléctricos

La aplicación principal del motor eléctrico es la de generador para uso en interiores y exteriores, siempre que el empleo de un motor de combustión interna sea inadecuado por motivos de seguridad o medioambientales.

Las ventajas del motor eléctrico hay que buscarlas principalmente en el bajo nivel de ruido y en la ausencia de emisiones tóxicas. Además, las vibraciones son reducidas porque los motores eléctricos carecen de partes oscilantes. La protección contra una sobrecarga exterior de tipo mecánico y eléctrico protege el motor en caso de agarrotamiento de la cadena.

Este motor eléctrico es un motor universal que aporta un arranque suave y buena graduabilidad de la velocidad de rotación. Gracias a su mayor velocidad de rotación, los motores universales tienen mayor rendimiento si tenemos en cuenta su peso y si los comparamos con otros motores de corriente alterna. El suministro eléctrico se toma de un enchufe de pared con toma de tierra (110 V ó 220 V).

Características técnicas del motor

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Cárter de mediados de los 60

Cárter

El cárter es el componente alrededor del cual se construye todo el motor. El cárter de un motor de dos tiempos tiene tres funciones principales.

• Proporciona unos soportes de cojinete estables para el cigüeñal. • Actúa como una bomba de recuperación para motores de dos

tiempos (la mezcla de combustible y aire se pasa a la caja del cigüeñal y se fuerza hacia arriba a través de los conductos de admisión hasta la cámara de combustión).

• Proporciona los soportes para los componentes de la motosierra, p. ej., el engranaje de cadena y los manillares.

Evolución del diseño de los cárteres a través del tiempo

Con el paso de los años, ha habido varias concepciones de cárter. La forma y diseño del cárter influyen en la resistencia y potencia de las motosierras. El torbellino de aire de refrigeración del cárter debe adoptar la forma correcta para que el ventilador funcione con la máxima eficacia –logrando así el enfriamiento adecuado del cilindro– y permita un mayor rendimiento del motor. Para poder soportar los altos niveles de esfuerzo a los que están sometidos, los alojamientos del cojinete deben guardar unas dimensiones con tolerancias muy rigurosas y estar reforzados con aros de acero.

La fabricación de cárteres entre los años 60 y los 90

Los primeros diseños de motosierras incorporaban los depósitos de aceite y combustible en el cárter. Como resultado, estas motosierras eran muy resistentes, pero adolecían de ciertos problemas como, por ejemplo, el calentamiento no deseado del combustible. También tenía los manillares delantero y trasero directamente empernados al cárter, lo que significaba que toda la vibración se transmitía directamente a manos y brazos, que debían actuar como amortiguadores de vibración.

A principios de los 70, los depósitos de aceite y combustible se separaron del cárter y se ubicaron en una unidad de depósito y manillar independiente. La unión con el cárter se efectuaba mediante seis amortiguadores de vibración. Con este avance en el desarrollo se consiguió una notable absorción de las vibraciones. La combinación de depósito y manillar unidos al cárter amortiguaba la vibración de manera notoria. La exposición del operario a vibraciones se redujo considerablemente.

Cárter de principios de los 70

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Depósito de aceite y de combustible separados del cárter

Depósito de aceite ubicado en el cárter

Cárter

El refuerzo de aluminio aporta una estabilidad adicional

Cárter de los 90, de material sintético

Esta sierra de los años 80 tiene un aspecto más moderno y sólido. La razón es que el depósito de combustible se ha combinado con los manillares en una unidad aparte, mientras que el depósito de aceite ha vuelto a ubicarse en el cárter. Las ventajas de esta solución son:

• La sección frontal del cárter se ha reforzado en la parte en la que se acopla la espada.

• Permite precalentar el aceite, aspecto importante en climas fríos.• Proporciona un suministro sencillo de aceite hacia la espada y la

cadena a través de canales perforados en lugar de mangueras.

Otra ventaja importante de tener el depósito de aceite en la parte delantera del cárter es que la espada puede fijarse con seguridad a una zona muy resistente de la motosierra. El depósito de aceite se colocó de nuevo en el cárter para poder implementar otras soluciones de diseño. El desarrollo ha evolucionado hacia motores con carreras del pistón más cortos y pistones ventilados. Se han reducido las fuerzas de oscilación y, gracias a ello, ha disminuido el nivel de vibración del cárter. Se ha creado una amortiguación más eficaz de la vibración de la unidad de depósito con manillar delantero y trasero.

Durante los años noventa, los avances de la tecnología de polímeros hicieron posible la fabricación de cárteres con materiales sintéticos. En estos modelos, los cojinetes del cigüeñal se montan directamente en el cárter o bien en un alojamiento de material sintético especial instalado en el cárter. Dado que este material es un mal conductor del calor, ha sido posible volver a integrar el depósito de combustible en el cárter sin que ello dé lugar a problemas de fugas por calentamiento de combustible.

Se ha fundido el cárter con aluminio para conferir mayor estabilidad al material sintético. Este refuerzo también impide que el cárter se deforme al apretar los largos pernos que fijan el cilindro.

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CigüeñalCárter

Rotación del cigüeñal

Cigüeñal ensamblado

Contrapesos

La función principal del cigüeñal es convertir el movimiento rectilíneo del pistón en un movimiento de rotación para transformar la fuerza generada en la cámara de combustión del cilindro en par de giro del eje propulsor del motor.

Hay distintas maneras de construir el cigüeñal en función de la aplicación prevista del motor, los factores de producción, etc. En la actualidad, el método más habitual es fabricarlo a partir de varios componentes, por lo que se conoce como cigüeñal ensamblado. Los materiales de partida para un cigüeñal de estas características son piezas en bruto forjadas que se maquinan de varias maneras para darles la forma, las dimensiones y las tolerancias adecuadas. Las distintas piezas del cigüeñal se llaman igual, independientemente de si el cigüeñal es de tipo ensamblado o fundido.

Contrapesos

Los contrapesos, normalmente dos, se han concebido para compensar los pesos del pistón, el perno del pistón, los aros del pistón, los seguros, el cojinete del perno del pistón y parte del peso de la biela. Dicho de otro modo, deben compensar las partes oscilantes, aunque sólo alrededor del 60% de su peso.

Muñones principales

Los contrapesos cuentan con muñones principales que pueden insertarse a presión o maquinarse a partir de las mismas piezas en bruto que los contrapesos. Los muñones principales proporcionan la superficie de contacto para montar el cigüeñal en el cárter pero también se han concebido para permitir el acoplamiento del volante, el engranaje de cadena, el embrague centrífugo, etc.

Muñón del cigüeñal

El muñón del cigüeñal conecta los dos contrapesos. El muñón del cigüeñal gira en el interior de la biela y, por regla general, un cojinete de agujas separa el muñón del cigüeñal de la biela, evitando la fricción.

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Cigüeñal de dos piezas

Cigüeñal de tres piezas

Cigüeñal de una sola pieza

Un contrapeso pequeño permite que la biela se deslice por encima

CigüeñalEl cigüeñal puede tener una estructura de una pieza, dos piezas, tres piezas o puede ser ensamblado (más de tres piezas). El cigüeñal de una pieza es de fundición única. Este tipo de cigüeñal se usa principalmente en motores de baja velocidad y poca exigencia en lo que se refiere a los niveles de precisión y vibración.

Cigüeñal de una sola pieza

Los cigüeñales de una sola pieza requieren normalmente bielas con la cabeza dividida y un cojinete compuesto por rodillos separados o casquillos montados en la biela y en la tapa del cojinete. Con una excepción: cuando la biela tiene una cabeza de biela de una única pieza a pesar de que el cigüeñal sea de fundición única. En este caso, uno de los contrapesos es tan pequeño que la biela puede deslizarse por encima de él.

Cigüeñal de dos piezas

El cigüeñal de dos piezas consta de dos mitades. Una de ellas está compuesta por un contrapeso, muñón principal y muñón del cigüeñal, y la otra mitad, por un contrapeso y muñón principal. Habitualmente, los dos contrapesos tienen distinta forma y la biela tiene una cabeza de biela de una sola pieza.

Cigüeñal de tres piezas

El cigüeñal de tres piezas consta de un muñón independiente y dos mitades que incluyen los contrapesos y muñones principales. Aquí, también la biela tiene una cabeza de biela de una sola pieza. Es el modelo más común y ofrece ciertas ventajas de fabricación.

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Cigüeñal

Cojinetes de agujas independientes

Caja de rodamientos de agujas. La caja se ha diseñado para mantener la lubricación

El pie del cigüeñal

Cojinete de agujas independiente

El cojinete que hay entre el muñón del cigüeñal y la biela debe adaptarse al tipo de cigüeñal y a la capacidad y velocidad del motor. Por regla general, los cigüeñales fundidos disponen de cojinetes de agujas independientes, puesto que la biela suele tener una cabeza dividida. Los cojinetes de agujas independientes se usan en motores que funcionan a una velocidad bastante moderada. La razón es que las agujas giran en direcciones opuestas cuando se tocan. Ello conlleva un calentamiento por fricción de las superficies en contacto que, a alta velocidad, puede deformar el cojinete.

Jaula de rodamiento

Para impedir el contacto entre las agujas en un motor de alta velocidad, éstas se alojan de manera separada en una jaula de rodamiento. Esto reduce el calentamiento por fricción y la temperatura del cojinete. La jaula de rodamiento puede tener distintos diseños y acabados de la superficie; puede ser metálica o de plástico en función de su aplicación. El acabado de la superficie de la jaula de rodamiento es importante para la temperatura del cojinete. Los revestimientos más comunes constan de fosfato, cobre y plata.

Lubricación de los cojinetes

Dada la alta velocidad a la que funcionan las motosierras modernas, es imprescindible que el cojinete del cigüeñal esté correctamente lubricado. Además de elegir el lubricante adecuado, es importante que el cojinete esté diseñado correctamente para permitir la penetración del aceite. El pie de la biela puede disponer de un agujero perforado o de bordes biselados en la parte superior del cojinete para mejorar la lubricación. El diseño de la jaula de rodamiento influye en parte en la eficacia de la lubricación, pero debe estar diseñado principalmente para soportar las grandes fuerzas de inercia y resistir las fuerzas centrífugas que recaen sobre las agujas del cojinete. Además, la caja debe proporcionar una amplia área de contacto con la biela.

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Cigüeñal

La biela

La biela debe controlarse lateralmente. Hay dos modos distintos para hacerlo:

A. El control de las dos mitades del cigüeñal era antes el método más habitual de controlar la biela. El inconveniente era, sobre todo, la generación de fricción y calor entre la mitad del cigüeñal y el lateral de la biela. La fricción aumentaba con el movimiento rotatorio de la cabeza de biela en comparación con el movimiento oscilante del pie de biela.

B. En la actualidad, lo más común es colocarla junto a los cojinetes del perno del pistón, principalmente porque así el movimiento en el pie de la biela es menor (sólo oscilación) que en la cabeza de biela. La fricción y, por ello, la generación de calor, es menor. Esto es crucial a altas velocidades de rotación. Una biela guiada por el pistón permite un juego axial mayor en la cabeza de biela y, por ello, una mejor lubricación del cojinete.

El cigüeñal debe centrarse axialmente en el cárter para evitar el riesgo de que la biela y el pistón se agarren.

Esfuerzo de rotación

Al incorporar el freno de cadena, aumentó el esfuerzo torsor del cigüeñal. Cuando se aplica el freno de cadena, la rotación del cigüeñal se detiene instantáneamente. Como consecuencia, el volante intenta continuar con la rotación, y el esfuerzo torsor en la espiga de la manivela es extremo. En los casos más desfavorables, las mitades del cigüeñal pueden llegar a plegarse, girando una respecto de la otra.

El area demarcada por el color naranja indica el control lateral de la bielaA = Control de las dos mitades del cigüeñalB = Control de los cojinetes del perno del pistón

La incorporación del freno de cadena supuso un aumento del esfuerzo torsor del cigüeñal.

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Tratamiento térmico

Para mejorar el ajuste a presión entre el muñón del cigüeñal y la mitad del cigüeñal de modo que se precise un par mayor antes de que se produzca la torsión, se ha aplicado un tratamiento térmico alrededor del orificio del muñón del cigüeñal. El tratamiento térmico le confiere una coloración azul clara a la mitad del cigüeñal alrededor de la espiga.

Tratamiento superficial

Otro método para mejorar la estabilidad del par alrededor del muñón del cigüeñal es tratar específicamente la superficie. Este tipo de cigüeñal se reconoce fácilmente por que el muñón es completamente negro.

Tratamiento térmico

Tratamiento superficial

Cigüeñal

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El cilindro y el pistón, junto con el cárter y el cigüeñal, son los componentes principales de un motor de combustión. El cilindro se podría comparar con un contenedor en el cual se inflama una mezcla de combustible y aire mediante una chispa generada por la bujía de ignición. El aumento de presión producido como consecuencia de la inflamación de la mezcla de combustible y aire fuerza al pistón a descender por el cilindro. A la vez, dicha fuerza también impulsa el eje propulsor del motor.

Colocación del cilindro en la motosierra

En función del tipo de motor, el cilindro puede estar integrado en el cárter como una unidad o estar acoplado de distintas maneras al mismo. Cada enfoque tiene sus pros y sus contras. Una opción es colocar el cilindro de forma horizontal detrás del cárter. Uno de los inconvenientes de esta disposición es la limitación en cuanto al tamaño y la colocación del silenciador.

Colocación vertical del cilindro

Otro método es colocar el cilindro de forma vertical, directamente encima del cárter. Esto habilita un espacio máximo para el silenciador y el conjunto del carburador. Éste viene siendo uno de los principios de diseño más importantes de Husqvarna desde los años sesenta, cuando la Compañía empezó a fabricar motosierras.

Colocación horizontal del cilindro

Con el objetivo de cubrir la demanda del mercado de una motosierra pequeña y ligera que pudiera usarse mientras se trabaja, por ejemplo, en lo alto de un árbol, Husqvarna lanzó la motosierra 335 XPT. Por primera vez, se producía una innovación en la colocación vertical convencional del cilindro. En su lugar, el cilindro se situaba de forma horizontal, en parte para que el manillar trasero pudiera colocarse encima del bloque del motor y dotara a la sierra del equilibrio y maniobrabilidad necesarios cuando se trabaja en un árbol.

Colocación vertical del cilindro

Colocación horizontal del cilindro

Cilindro

Una sierra con el cilindro colocado de forma horizontal resulta adecuada cuando se trabaja en lo alto de un árbol

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Estructura de un silenciador

El silenciador está diseñado para reducir el nivel de ruido y alejar del operario los gases de escape. Los gases de escape están calientes y pueden contener chispas que podrían provocar un incendio si se dirigen contra materiales secos y combustibles. Los silenciadores adoptan aspectos muy distintos según la colocación del cilindro. Los cilindros horizontales precisan un silenciador complejo y, en muchos casos, una sierra más ancha. Los cilindros verticales permiten diseñar silenciadores compactos con un gran volumen y una mecánica robusta.

Aletas de refrigeración

Las aletas de refrigeración del cilindro tienen diferente tamaño con el objetivo de proporcionar un efecto refrigerante lo más uniforme posible. Las aletas de refrigeración son mayores en el lado más alejado del ventilador (lado del embrague). El aire de enfriamiento que pasa por este lado es más caliente que el que alcanza el cilindro inmediatamente después de salir del ventilador. Para compensar este hecho, las aletas de refrigeración del lado del embrague son más largas y aportan así un área de disipación del calor más amplia; por tanto, la temperatura es más uniforme alrededor de todo el cilindro.

El número y tamaño de las aletas de refrigeración influyen notablemente en la efectividad del sistema de refrigeración. Además, la distancia entre las aletas de refrigeración debe ser tal que el paso de aire sea suficiente y se impida la acumulación de residuos. El enfriamiento alrededor de la lumbrera de escape es especialmente importante. Para mejorar el enfriamiento en este lugar, se puede colocar un tubo conductor del flujo de aire de enfriamiento entre el silenciador y el cilindro. El conductor también reduce la radiación térmica del silenciador al cilindro.

Entre el cilindro y el carburador hay un aislamiento grueso para impedir que el calor del cilindro se transfiera al carburador. Si el carburador se calienta demasiado, se forman bolsas de combustible en estado de vapor que supondrán problemas de arranque cuando el motor esté caliente. Por otro lado, es importante impedir que el aire de enfriamiento una vez caliente se abra camino hacia el compartimento del carburador.

Silenciador

Aletas de refrigeración del cilindro

Conductor

El aislamiento impide que el calor alcance el carburador

Cilindro

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Colector de admisión

La combinación de un colector de admisión con una junta de goma flexible inmediatamente antes del carburador garantiza que sólo se transfiera al carburador una reducida cantidad de calor. Gracias a ello, el carburador tiene menos averías, mejoran las características de la marcha en vacío y aumentan las posibilidades de conseguir un ajuste máximo en combinación con un catalizador/silenciador. De este modo, mejora la combustión y se depuran los gases de escape.

Conductos de admisión

Los conductos de admisión pueden tener distintas formas en el cilindro, según el uso que se le vaya a dar a la motosierra. Con las motosierras de uso doméstico, en las que la demanda de alto rendimiento no es tan importante, se usan normalmente lumbreras de transferencia rectas y, con frecuencia, abiertas, orientadas hacia el pistón.

Las motosierras de uso profesional suelen disponer de conductos de admisión curvados. Es una práctica común colocarlas en la pared del cilindro junto a las lumbreras de admisión y de escape. Los cilindros con conductos de admisión curvados y las lumbreras de admisión y de escape situadas en la pared del cilindro tienen un pie de pilar cilíndrica muy estrecha. Así, el cárter puede ser más estrecho incluso. La forma de las lumbreras recuerda el asa de una taza. Con este tipo de lumbrera también se usa un pistón con orificios de ventilación alrededor del perno del pistón. Esta solución consigue un enfriamiento eficaz del pistón puesto que el aire fresco puede pasar, al tiempo que la lubricación del cojinete del perno del pistón es muy buena. Desde el punto de vista de la fabricación, el diseño más económico y simple de los conductos de admisión es el de la forma completamente abierta.

Aluminio

Normalmente, el cilindro se fabrica con aluminio. Por ello, la superficie del cilindro precisa un revestimiento duradero. Hay dos tipos básicos de revestimiento de superficies: cromado duro y revestimiento con una capa de aleación de níquel. Este último tipo de revestimiento es algo más resistente y conlleva un mayor desgaste natural del pistón, pero su resistencia al desgaste es mayor que la del cromado duro. El revestimiento de aleación de níquel es de un color marrón dorado pálido, mientras que el cromado duro es de un blanco grisáceo.

Conducto de admisión curvado

Conducto de admisión abierto

Colector de admisión

Cilindro

Revestimiento de aleación de níquel frente al cromado duro

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Válvula de descompresión

Un dispositivo ya conocido que vuelve a tener aceptación es la válvula de descompresión. En las motosierras de gran cilindrada, se necesita una potencia relativamente alta para hacer girar y arrancar el motor. Además, se puede producir una inversión brusca del sentido de giro que, en el peor de los casos, puede hacer que la manivela de arranque salga disparada de la mano. Para reducir estas dificultades, se coloca una válvula de descompresión (Smart Start, arranque inteligente) en la parte superior o bien en el lateral del cilindro. Cuando la válvula se empuja hacia dentro, se abre un conducto hacia la cámara de combustión. De este modo, se reduce la compresión y resulta más fácil girar el motor mediante el arrancador. Además, se reduce el esfuerzo de deformación aplicado a los componentes del arrancador. La válvula de descompresión se empieza a usar también en motores más pequeños para aumentar la comodidad y facilitar el arranque.

Válvula automática de descompresión

El arranque de una motosierra con válvula de descompresión automática es incluso más fácil porque se necesita entre un 30 y un 50% menos de fuerza debido a la baja compresión durante el arranque. La válvula de descompresión está siempre abierta cuando el motor está parado. Cuando el motor arranca, la aspiración en el cárter cierra la válvula de descompresión y una válvula anti-retorno conectada al cárter provoca la aspiración suficiente en la válvula de descompresión, que a continuación se cierra y permanece cerrada. La presión en la cámara de combustión también mantiene cerrada la válvula de descompresión mientras el motor está en marcha.

Válvula de descompresión

Válvula automática de descompresión abierta

Válvula automática de descompresión cerrada

Cilindro

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Pistón

El pistón puede tener uno o dos anillos. Las principales ventajas de la estructura con un solo anillo son:

•Menor pérdida por fricción•Menor peso•Potencia y velocidad de rotación mayores•Menor nivel de vibración

Estas ventajas sólo se consiguen si el aro del pistón es completamente estanco, aspecto que requiere que el operario tenga conocimientos sobre la calidad del combustible y el aceite, así como sobre el mantenimiento.

Los pistones con dos anillos presentan las siguientes ventajas:

•Asiento de obturación más seguro•Vida útil más larga•Ligera limitación de la velocidad de embalamiento

Los pistones con dos anillos precisan menos mantenimiento, funcionan con combustible y aceite de menor calidad y resisten mejor el manejo incorrecto.

Pistón con un anillo

Pistón con dos anillos

Pistón

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Análisis y determinación de las causas de avería del pistón

El pistón se suele considerar el corazón del motor. Tras una avería del motor, el análisis del pistón normalmente permite localizar los factores que provocaron la avería y confirmar así la causa. Las siguientes imágenes con pistones dañados pueden ayudar a determinar las causas del agarre o atasco del cilindro y el pistón. Con demasiada frecuencia se afirma que la causa debe buscarse en defectos o errores de fabricación. Pero esto no es algo habitual, gracias a los métodos de producción de alta fiabilidad que se emplean hoy día.

En la mayoría de casos existen otros factores que inciden en las averías, por ejemplo:

1. La mezcla de aceite es incorrecta o no hay mezcla alguna, o el tipo de aceite para motores de dos tiempos no es el adecuado.2. Mantenimiento insuficiente.

Silenciador y filtro obstruidos. Filtro de aire obstruido o roto, tipo de filtro de aire inadecuado Toma de aire sucia u obstruida en la tapa de arranque. Aletas de refrigeración del cilindro sucias. Aletas del volante sucias.

3. Ajuste incorrecto del carburador.4. Alimentación insuficiente de combustible debido a:

Filtro de combustible obstruido. Ventilación del depósito obstruida. Manguera de combustible agrietada o deformada. Componentes del carburador desgastados, envejecidos o sucios. Canal de impulso obstruido o con fugas. Pieza intermedia suelta.

Las dos imágenes muestran el aspecto de unos pistones nuevos, uno visto desde el lado de admisión y el otro, desde el lado de escape. Observe las marcas claramente visibles del mecanizado durante la fabricación.

Pistón nuevo visto desde el lado de admisión

Pistón nuevo visto desde el lado de escape

Pistón

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Gripaje por escasa lubricación

Cuando los pistones se dañan por una lubricación insuficiente, se habla de gripaje por escasa lubricación. El gripaje por escasa lubricación siempre es debido a un mal funcionamiento del sistema de lubricación, a algún tipo de avería en el sistema de lubricación o a la falta de lubricación. La avería del sistema de lubricación se suele producir cuando el motor se recalienta debido a unas condiciones de funcionamiento insuficientes, por ejemplo, si el ajuste del carburador es demasiado bajo. La falta de lubricación puede producirse si la relación de la mezcla de combustible y aceite es incorrecta, si el tipo de aceite es inadecuado o, simplemente, si falta aceite.

Estriado pequeño a mediano

El pistón de la imagen presenta estrías de tamaño pequeño a mediano que normalmente se observan en la zona de la lumbrera de escape. En casos extremos, el efecto térmico puede ser tan intenso que el material del pistón se expanda por la falda del pistón y el diámetro interior del cilindro. Puede aparecer por desgaste en el área de admisión, que contrasta con el estriado más profundo presente en el área de escape, debido a la rápida expansión térmica en el lado de escape del pistón. Por regla general, el aro del pistón no sufre daños y se mueve libremente en su ranura.

Motivo:•Ajuste incorrecto del carburador. •Se ha excedido la velocidad máxima recomendada.•Mezcla de aceite incorrecta en el combustible.•El combustible tiene un octanaje demasiado bajo.

Acción:•Comprobar y cambiar el ajuste del carburador.•Cambiar el combustible.•Cambiar a una gasolina de mayor octanaje.

Estriado de pequeño a mediano en la zona de la lumbrera de escape

Pistón

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Estriado de profundidad media a alta

Se produce un estriado de profundidad media a alta en toda la falda del pistón cuando el aro del pistón empieza a adherirse o se agarrota por completo en su ranura. Por eso, el anillo no se puede sellar contra la pared del cilindro, lo que provoca un aumento sensible de la temperatura en el pistón. En toda la falda del pistón, tanto en el lado de admisión como en el de escape, se observan estrías de gripaje.

Motivo:•Mezcla de aceite incorrecta en el combustible.•El combustible tiene un octanaje demasiado bajo.•Fugas de aire.•Tubo del combustible obstruido.•Juntas de estanqueidad de admisión con fugas.•Colector de admisión o colector obstruido.•Fuga de aire en el cuerpo del motor.•Retén del cigüeñal con fugas.•Juntas de estanqueidad del cilindro y el cárter con fugas.•Mantenimiento inadecuado.•Aletas de refrigeración del cilindro sucias.•Toma de aire bloqueada en el arrancador.•Filtro apagachispas del silenciador bloqueado.

Acción:•Cambiar a un combustible con la mezcla de aceite correcta.•Cambiar a una gasolina de mayor octanaje.•Sustituir las piezas dañadas.•Sustituir las juntas de estanqueidad y retenes con fugas.•Limpiar las aletas de refrigeración y la toma de aire.•Limpiar o sustituir el filtro apagachispas.

Estriado de profundidad

Estriado profundo

Pistón

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Estrías de profundidad media a alta en el lado de escape. El aro del pistón está agarrotado en la ranura. Mancha oscura debajo del aro del pistón debida a una fuga de compresión.

El aro del pistón (visto desde el lado de admisión) está agarrotado en la ranura, y la mancha oscura debajo del aro del pistón se debe a una fuga de compresión.

Agarre por carbonización

A primera vista, el deterioro del pistón por una acumulación excesiva de suciedad puede parecer un problema de gripaje por lubricación insuficiente. El pistón estará estriado en el lado de escape y es probable que el aro del pistón esté agarrotado en la ranura del anillo. No obstante y a diferencia del gripaje por lubricación insuficiente, habrá sedimentos en la cabeza del pistón y en la cámara de combustión del cilindro. En la lumbrera de escape, los sedimentos suelen ser abundantes. Estos sedimentos se pueden resquebrajar, desprender, y alojarse entre el pistón y la pared del cilindro. Sin embargo, la falda del pistón muestra un color más oscuro causado por los gases de combustión calientes que circulan por encima del pistón. Las siguientes imágenes ilustran algunos agarres por carbonización típicos y sus causas principales.

Motivo:•Tipo inadecuado de aceite o nafta de dos tiempos.•Mezcla de aceite en el combustible incorrecta.•Ajuste incorrecto del carburador.

Acción:•Cambiar el combustible.•Cambiar a un combustible con la mezcla de aceite correcta.•Corregir el ajuste del carburador.

Pistón

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Averías por velocidad excesiva del motor

Las averías típicas asociadas a una velocidad excesiva del motor son: rotura de los aros del pistón, rotura de los seguros del perno del pistón, cojinetes dañados o averías debidas al aflojamiento de la espiga de guía para el aro del pistón. Si el anillo se rompe, también puede provocar daños en el pistón. La rotura del aro del pistón suele ser el resultado de un exceso de velocidad del motor. Puede que el motor no esté funcionando con mezcla empobrecida como para provocar un gripaje por lubricación insuficiente, pero la temperatura anormal de funcionamiento hace que el anillo aumente de diámetro en su ranura. Ello impide que el anillo se introduzca por completo en la ranura y queda al descubierto su borde afilado. En ese caso, el borde puede engancharse o rebabar la lumbrera del cilindro y romper el anillo o incluso destruir el pistón. Las excesivas revoluciones por minuto del motor también pueden causar el rápido desgaste del anillo. El aro del pistón se desgastará con más rapidez en el lado de escape. Si a consecuencia del desgaste disminuye demasiado de espesor, se romperá y quedará enganchado en la lumbrera de escape. Cuando esto ocurre, el pistón suele romperse en pedazos. Las siguientes imágenes ilustran algunas averías típicas por velocidad excesiva y las causas principales.

Rotura del aro del pistón

Un ajuste demasiado bajo de la posición del carburador conlleva una velocidad excesiva y una alta temperatura del pistón. Si la temperatura supera la temperatura normal de trabajo, el aro del pistón puede griparse en su ranura. Por consiguiente, su asiento en la ranura no será suficientemente profundo. Los bordes del aro del pistón pueden golpear el borde superior de la lumbrera de escape y hacerse pedazos, causando así una avería del pistón. La velocidad excesiva del motor también puede causar un desgaste rápido del aro del pistón y holguras en la ranura del anillo, principalmente enfrente de la lumbrera de escape. El anillo se debilita por el desgaste y puede quedar atrapado en la lumbrera, lo que causaría una avería grave del pistón.

Aflojamiento por vibración de la espiga de guía para el aro del pistón

La velocidad excesiva del motor también puede provocar que los extremos del anillo del pistón golpeen la espiga de guía cuando el aro del pistón se desplaza en su ranura. El martilleo intensivo puede expulsar la espiga a través de la cabeza del pistón y provocar graves daños en el cilindro.

Lado de escape dañado por un aro del pistón roto. Los salientes del aro del pistón deterioran la sección superior y producen estrías.

La espiga de guía para el aro del pistón ha sido empujada hacia arriba traspasando la cabeza del pistón.

Pistón

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Pistón

Avería causada por los seguros del perno del pistón

La velocidad excesiva del motor puede provocar vibraciones de los seguros del perno del pistón. Los seguros se salen de sus ranuras debido a las vibraciones, lo cual, a su vez, reduce la fuerza de tensión de dichos seguros. En esos casos, los anillos pueden aflojarse y dañar el pistón.

Avería del cojinete

Las averías del cojinete del cigüeñal o del cojinete de la biela suelen producirse debido a una excesiva velocidad del motor. Como resultado, el cojinete se sobrecarga o recalienta. Ello, a su vez, hace que los rodillos o bolas se deslicen en lugar de girar, lo cual puede suponer la rotura del retén de bolas o de rodillos. Los fragmentos rotos pueden quedar atrapados entre el pistón y la pared del cilindro, y dañar así la falda del pistón. Los fragmentos podrían llegar a pasar por los conductos de admisión del cilindro y causar daños en la cabeza y los laterales del pistón, así como en la cámara de combustión del cilindro. Para evitar que el motor quede excesivamente revolucionado, se debe usar siempre un tacómetro al ajustar el carburador. No debe excederse la velocidad máxima recomendada.

Hendiduras irregulares en el lado de admisión del pistón producidas por un retén de rodillos roto

Hendiduras profundas e irregulares producidas por un seguro suelto, en este caso, en el lado de admisión del pistón

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Avería causada por cuerpos extraños

Cualquier cosa que no sea aire limpio o combustible que entre en el motor a través de la lumbrera de admisión provocará algún tipo de desgaste anormal o daños en el pistón. El desgaste anormal y los daños de estas características siempre se notan en el lado de admisión del pistón, empezando en la sección baja de la falda del pistón donde ésta pasa por la lumbrera de admisión. El desgaste anormal del pistón es el resultado del aire incorrectamente filtrado que pasa a través del carburador al motor. Los cuerpos extraños de mayor tamaño que se introducen en el motor, como el tornillo de retención de la placa de la mariposa del carburador, provocan daños graves en la superficie externa inferior del pistón. No hay duda de que si el motor funciona con un filtro de aire deteriorado o sin filtro de aire alguno, el rápido desgaste del pistón o la avería del mismo serán inevitables. Las siguientes cuatro imágenes muestran varios tipos de avería debida a cuerpos extraños. Los tres primeros ejemplos se evitan fácilmente con un mantenimiento rutinario del filtro de aire y su sustitución según se indica en el manual de instrucciones. El último ejemplo se puede evitar con unas buenas técnicas de mantenimiento.

Partículas finas de polvo

Se muestra el lado de admisión, que presenta pequeñas rayas y un aspecto gris apagado.

Motivo:• Filtro de aire defectuoso. A través del filtro pasan partículas pequeñas

de polvo.• El filtro está gastado debido a una limpieza excesiva que ha

provocado la aparición de pequeños orificios en el material. • Mantenimiento inadecuado del filtro, por ej., método o agente

limpiador erróneo.Las fibras en masa se aflojan y aparecen orificios.

•El filtro de aire está colocado incorrectamente.•El filtro de aire está dañado o falta.

Acción:• Instalar un filtro de paso más fino. Comprobar cuidadosamente si el

filtro tiene orificios o daños tras limpiarlo. Sustituir el filtro si fuera necesario.

• Limpiar el filtro con más cuidado y usar el agente limpiador adecuado (por ej., agua jabonosa tibia o Husqvarna Active Cleaning).

• Cambiar el filtro. Instalar correctamente el filtro. Instalar un filtro de aire nuevo.

Estrías pequeñas y una superficie gris mate en el lado de admisión del pistón producidas por partículas finas de polvo

Partículas de polvo y suciedad de sedimentos carbonosos en la cabeza del pistón y en la ranura del aro del pistón

Pistón

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El pistón está estriado y desgastado a partir del aro del pistón hacia abajo por el lado de admisión

Daños importantes en la parte inferior del lado de admisión del pistón

Partículas mayores de polvo y suciedad

Como muestra la fotografía, las partículas mayores y más blandas que penetran en el motor provocan daños en la falda del pistón, debajo del aro del pistón.

Motivo:•El filtro de aire está colocado incorrectamente.•El filtro de aire está dañado o falta.

Acción:•Instalar correctamente el filtro de aire.•Instalar un filtro de aire nuevo.

Partículas sólidas de gran tamaño

Las partículas más grandes y duras que penetran en el motor provocan averías graves en la parte inferior de la falda del pistón.

Motivo:•El filtro de aire está dañado o falta.• Se han soltado piezas del carburador o del sistema de admisión y

han penetrado en el motor.

Acción:•Instalar un filtro de aire nuevo.•Mantenimiento e inspecciones periódicas.

Pistón

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Todos los motores Husqvarna que funcionan con combustible tienen un carburador, cuyo objetivo es mezclar el combustible y el aire de modo que el motor funcione correctamente. Es muy importante que esa mezcla sea exacta. Si no hay suficiente combustible mezclado con el aire, el motor funciona con una mezcla empobrecida. Esto puede provocar que el motor se dañe o deje de funcionar. Si hay demasiado combustible mezclado con el aire, el motor funciona con una mezcla enriquecida. Esto provocará que deje de funcionar (porque se ahoga), que genere mucho humo, que tenga bajo rendimiento (se quedará empantanado, se ahogará) o, como mínimo, que malgaste combustible.

Carburador de membrana

La gran diferencia entre el carburador de flotador y el carburador de membrana es que este último no tiene flotadores ni cuba de nivel constante. Debido a ello, el carburador de membrana funciona en cualquier posición, aspecto crucial para las motosierras. El carburador de membrana ha ido evolucionando y ahora es más pequeño y ligero, al tiempo que más fiable.

El carburador de membrana realiza tres funciones principales:

A. Función de bombeoB. Función de mezclaC. Sistema de dosificación

Función de bombeo

El carburador contiene una bomba de combustible, cuyo objetivo es bombear combustible desde el depósito de la motosierra al carburador. La bomba es de membrana que, como su nombre indica, consta de una membrana (A) que divide una cámara (la cámara de bombeo) en dos mitades. En un lado de la membrana se encuentra el combustible mientras que en el otro lado hay aire que alterna entre una presión positiva y otra negativa. Las variaciones de presión proceden del cárter del motor. Allí, el pistón, por su movimiento dentro del cilindro, causa presiones positivas y negativas. La diferencia de presión se hace llegar a través de un conducto (B) (el conducto de impulsión) a la cámara de bombeo del carburador.

Sistema de suministro de combustible

Carburadores de membrana

Las tres funciones principales del carburador de membrana

Presión positiva

Presión negativa

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Cuando hay una presión negativa en la cámara, la membrana de la bomba es empujada hacia abajo. El compartimiento de combustible del otro lado de la membrana se expande y se cierra la válvula de escape. Se aspira combustible del depósito superada la válvula de admisión de la membrana de la bomba, que se abre automáticamente. Cuando el recorrido del pistón se invierte en el cilindro y el pistón se encuentra en su camino de descenso, se genera una presión positiva en el cárter y en la cámara de bombeo. Entonces, la membrana de la bomba es empujada hacia arriba y se cierra la válvula de admisión. Se abre la válvula de escape, el combustible fluye a través de un filtro y continúa hacia el sistema de dosificación que, de este modo, permanece lleno de combustible durante todo el tiempo.

Sistema de dosificación

Los componentes más importantes de este sistema son la cámara de dosificación, la membrana de regulación y la válvula de aguja con palanca. La cámara de dosificación está delimitada por un lado con una membrana (la membrana de regulación) equipada con un disco metálico y una espiga. La membrana está protegida por una cubierta equipada con un respiradero de modo que siempre prevalezca la presión atmosférica entre la membrana y la cubierta. La cámara que hay en el otro lado de la membrana siempre está llena de combustible. Cuando el motor usa el combustible a través del sistema de alimentación del carburador, se genera un vacío en la cámara y la membrana es aspirada hacia abajo. Entonces, se empuja el vástago que comunica el movimiento a la válvula de aguja, que se encuentra junto a la espiga de la membrana de regulación, y se abre la válvula de aguja y el combustible llena la cámara de dosificación.

Función de mezcla

Hay dos conductos principales que parten del sistema de dosificación: Uno conduce a la tobera de surtidor principal (A) y el otro a tres surtidores de baja velocidad (B). Hay dos toberas de aguja ajustables que permiten regular la cantidad de combustible que pasa al sistema de surtidores. Una regula la capacidad de baja velocidad (C) y la otra, la capacidad de alta velocidad (D). Además, la cámara de mezcla está equipada con un tubo de Venturi, así como con mariposas de acelerador y estárter.

Sistema de dosificación

Función de mezcla


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Los surtidores se encuentran en distintos lugares de la cámara de mezcla para poder conseguir un buen funcionamiento del carburador a diferentes velocidades del motor. El surtidor principal está en el centro del tubo de Venturi, mientras que el surtidor de baja velocidad está ubicado junto a la mariposa del acelerador. Durante el arranque, el estárter queda accionado obstruyendo el flujo de aire y el disco del acelerador queda casi completamente abierto. Cuando el pistón se desplaza hacia arriba en el cilindro, se genera un vacío en el cárter, en la cámara de mezcla. Se toma combustible de todos los surtidores y se mezcla con la pequeña cantidad de aire que pasa por la válvula de estrangulación. Al cilindro llega una mezcla de combustible y aire enriquecida.

Durante la marcha en vacío, la aleta del estrangulador está completamente abierta. La aleta del estrangulador del acelerador está casi completamente cerrada y colocada directamente enfrente del surtidor principal. Tras superar la aleta, la velocidad del aire es alta y el combustible se aspira eficazmente del primer surtidor. El aire pasa a través de la parte trasera de los surtidores restantes de baja velocidad y se obtiene como resultado una mezcla de aire y gasolina dentro de la cámara de combustible junto a los surtidores. La velocidad del aire es menor en el tubo de Venturi que en la aleta del estrangulador del acelerador (mayor área de sección transversal que la aleta del estrangulador) y la presión es normal. Ello significa que la tobera de alta velocidad no suministra combustible alguno.

Al acelerar y a media potencia, la aleta del estrangulador del acelerador se abre más y el surtidor secundario de baja velocidad también suministra combustible. El tercer surtidor continúa admitiendo aire a través de su parte trasera y la tobera de alta velocidad está cerrada Cuando la aleta del estrangulador del acelerador está completamente abierta, funcionan todos los surtidores. La mayor presión negativa se encuentra en el centro del tubo de Venturi, en la ubicación de la tobera de alta velocidad. A través de la tobera de alta velocidad, se suministra aproximadamente un 90% del combustible a plena potencia.

Aleta del estrangulador cerrada y aleta del estrangulador del acelerador abierta durante el arranque

La aleta del estrangulador está abierta durante la marcha en vacío

Aleta del estrangulador del acelerador, totalmente abierta

Al acelerar, la aleta del estrangulador del acelerador se abre más


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Prevenciones

Para que el carburador funcione sin problemas, también es necesario que el resto del sistema de suministro de combustible esté en perfectas condiciones. Es importante que el respiradero del depósito se abra cuando debe, que el filtro del combustible (original Husqvarna) esté limpio y que la línea de combustible no esté defectuosa y la bomba no aporte aire. Si estos componentes están dañados de alguna manera, el motor no recibirá suficiente combustible porque se habrá reducido la salida de la bomba de combustible.

Como consecuencia de las fugas en el colector, en la boquilla para la línea de combustible o en la junta de estanqueidad de la bomba, la bomba de combustible deja de funcionar parcial o completamente, ya que el motor recibe una cantidad insuficiente de combustible. Una válvula de aguja desgastada y con fugas hace que el carburador se desborde. A su vez, ello provoca que resulte muy difícil arrancar el motor inmediatamente después de haberlo parado y también que el funcionamiento a ralentí sea irregular. Un motor apagado también se puede anegar.

El desgaste de la válvula de aguja en la ranura del vástago que comunica el movimiento a la válvula produce en el motor una marcha en vacío irregular. La marcha en vacío también será irregular si la membrana está desgastada en la sección (espiga o ranura) que acciona el vástago que comunica el movimiento a la válvula de aguja. El vástago que comunica el movimiento a la válvula de aguja está expuesta a un gran desgaste tanto en el extremo de la membrana como en el extremo de la válvula de aguja. El resultado de ese desgaste es la marcha en vacío irregular. El vástago que comunica el movimiento a la válvula de aguja debe ajustarse correctamente. En los carburadores Walbro, el extremo exterior de la palanca debe estar nivelado con el cuerpo del carburador.

Desgaste de la válvula de aguja

Carburador Walbro

Desgaste del vástago que comunica el movimiento a la válvula de aguja

Juntas de estanqueidad de la bomba


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Carburador Tillotson

Ajustado hacia arriba o hacia abajo

En los carburadores Tillotson, el vástago que comunica el movimiento a la válvula debe ajustarse de modo que su extremo exterior esté a nivel con la superficie del fondo de la cámara de la membrana. Este vástago se puede ajustar fácilmente en la altura correcta curvándola cuidadosamente ya sea hacia arriba o hacia abajo. Si el vástago se ha ajustado demasiado alto, el motor recibirá una mezcla de combustible y aire más enriquecida. Si el vástago se ha ajustado demasiado bajo, el motor recibirá una mezcla de combustible y aire empobrecida.

Para que el carburador funcione bien, es imprescindible limpiar el filtro de aire regularmente como es debido. Por consiguiente, no deben ajustarse las toberas de aguja cuando el filtro de aire empieza a estar obstruido, cuando el motor recibe una mezcla de combustible y aire más enriquecida. En este caso, debe limpiarse o sustituirse el filtro.

Ajuste del carburador

Por regla general, el carburador sólo precisa un ajuste trimestral o semestral. Un técnico calificado debe encargarse de efectuar el ajuste mediante un tacómetro para poder comprobar fácilmente que el máximo recomendado no se excede.

El ajuste del carburador a un grado mayor afecta a la temperatura de trabajo del motor. Si se aumenta la velocidad máxima del motor ajustando el carburador demasiado bajo, la temperatura del cilindro aumentará rápidamente. La alta temperatura conlleva un gran riesgo de que el motor sufra un gripaje por recalentamiento. Si no se ha limpiado adecuadamente el cilindro, el límite crítico de temperatura se alcanzará incluso con mayor rapidez.

Boquilla del carburador

Siempre existe el riesgo de efectuar un ajuste incorrecto de la boquilla del carburador, que producirá una mezcla de combustible y aire empobrecida. La consecuencia de esto sería una avería grave del motor. Para evitarlo, se pueden conseguir carburadores en los que la boquilla principal ajustable se ha sustituido por una tobera fija. La boquilla de baja velocidad continúa siendo ajustable. El uso de este tipo de carburador reduce las averías del motor causadas por un ajuste demasiado bajo de la boquilla de alta velocidad. El motor recibe siempre suficiente combustible, incluso a velocidad máxima. La desventaja de este tipo de carburador es que no se puede ajustar con precisión para las variaciones de la presión del aire, humedad y temperatura.

Boquilla ajustable del carburador


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Con el denominado carburador semifijo, la boquilla principal se puede ajustar hasta cierto grado. El caudal principal de combustible pasa por una boquilla fija (A), mientras que una cantidad menor (10-15%) se canaliza a través de una boquilla ajustable (B). Con este método se evita en gran medida la excesiva aceleración y la alimentación insuficiente de la mezcla de combustible y aire. Sólo se pueden efectuar ajustes menores para las variaciones en la presión de aire, humedad y temperatura.

Una de las causas del funcionamiento incorrecto del motor, sobre todo cuando hace calor, es la interrupción de la alimentación de combustible debido a burbujas de vapor en los conductos de combustible del carburador. Una manera de resolver este problema es hacer que el combustible fluya continuamente por el carburador. Como la bomba de combustible dispone de cierta sobrecapacidad, parte del combustible puede retroceder al depósito arrastrando consigo las burbujas de vapor que pueda contener.

Filtro de aire

Después de haber sido utilizado durante un cierto tiempo, se produce la obturación gradual del filtro de aire. Así, la mezcla de combustible y aire se va enriqueciendo, y con el tiempo se debe reajustar el carburador para que el rendimiento no se vea alterado. Una de las maneras de neutralizar este efecto reductor es dejar que la membrana del carburador perciba el cambio de presión en el interior del volumen del filtro mediante un tubo conectado con el respiradero de la cubierta de la membrana. De este modo, la membrana suministra la cantidad adecuada de combustible. Si la presión del aire baja, también se reduce la cantidad de combustible.

La causa del desgaste natural del pistón y el desgaste del revestimiento del interior del cilindro hay que buscarla casi exclusivamente en la limpieza inadecuada del filtro de aire. Por ello, es de suma importancia que el filtro de aire se trate de forma correcta y así conseguir una vida útil del cilindro lo más larga posible. Hay distintos requisitos en lo que respecta a la eficacia del filtro de aire, según el tipo de entorno en el que se usará la motosierra. En unas condiciones de funcionamiento normales, se emplean filtros lavables de nylon con distintos tamaños de malla, así como filtros de tela de diferentes tamaños. Todos los tipos de filtro se pueden lavar en agua jabonosa. No se debe usar aire comprimido con los filtros de tela, ya que puede dañar el material de filtración. En condiciones de acumulación extrema de polvo, es necesario usar filtros de aire impregnados en aceite que con frecuencia se combinan con un filtro de papel. Éste último se utiliza para captar las pequeñas partículas que pueden pasar a través del llamado prefiltro.

El carburador semifijo sólo se puede ajustar hasta cierto grado

Burbujas de vapor en los conductos de combustible del carburador

Filtro de aire mal limpiado

El entorno determina el tipo de filtro de aire


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Fuerza centrífuga

El uso de la fuerza centrífuga durante la limpieza del aire de entrada resulta muy efectivo. Los contaminantes de mayor tamaño que se aspiran a través de la toma de aire son proyectados por la acción de la fuerza centrífuga contra la periferia del torbellino de aire e incluso más hacia arriba, hasta llegar a las aletas de refrigeración del cilindro y más allá de éstas. Al colocar la tobera directamente unida al borde exterior del rotor del ventilador, puede captarse un aire comparativamente limpio y conducirse al filtro de aire del carburador. Allí, el aire se vuelve a limpiar antes de canalizarlo al carburador. Esto permite alargar considerablemente el período entre limpieza y limpieza del filtro de aire.

Limitador de velocidad

Algunos carburadores de membrana instalados en las motosierras o en las cortadoras radiales van equipados con limitadores de velocidad. El dispositivo consiste en una bola accionada por resorte que obtura una superficie de contacto en el alojamiento de una válvula. Se perfora un canal de combustible adicional a través de la superficie de contacto, que conduce hasta el tubo de Venturi del carburador. Se ajusta cuidadosamente la fuerza del resorte que presiona la bola contra la superficie de contacto. Cuando la velocidad del motor excede la velocidad permitida, el resorte empieza a resonar y vibrar de tal manera que la presión de la bola disminuye y se abre el canal de combustible adicional. A continuación, el motor recibe más combustible del que necesita y empieza a fallar (motor de cuatro tiempos). La velocidad deja de aumentar.

El uso de la fuerza centrífuga para la limpieza resulta muy eficaz

Limitador de velocidad


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Sistemas de lubricaciónEl aceite mezclado en el combustible se encarga de la lubricación de las piezas móviles en un motor de dos tiempos. El aceite se mezcla de una forma efectiva con el combustible. La mezcla de combustible y aire aspirado por el motor también contiene gotas diminutas de aceite que lubrican eficazmente los cojinetes de biela y el perno del pistón, así como el diámetro interior del cilindro. Gracias a su alta calidad, los aceites especiales para motores de dos tiempos pueden resistir tanto la alta presión como la elevada temperatura aunque la mezcla en el combustible sólo sea de un 2% (relación 1:50 de aire - combustible).

Si el aceite es insuficiente o se utiliza un tipo de aceite inadecuado, el motor sufrirá graves daños. Recuerde no utilizar nunca aceite para motores de cuatro tiempos en motores de dos tiempos, puesto que cada tipo de motor precisa un aceite de composición completamente distinta. Un aceite para motores de dos tiempos es una mezcla de aceites minerales y sintéticos, y tiene aditivos de media calidad. Husqvarna recomienda usar una mezcla adecuada de aceites sintéticos y aceites minerales muy refinados. El uso de los mejores aditivos disponibles, junto a un impulsor sintético de la lubricación, dan como resultado una mayor limpieza en el motor con toda la protección contra gripaje que proporcionan los aceites completamente sintéticos. El aceite Husqvarna XP es un aceite especial para motores de dos tiempos de alta calidad que se ha probado cuidadosamente para resistir las condiciones extremas a altas temperaturas y presiones a las que está expuesto el aceite en un motor de dos tiempos.

Aceite Husqvarna XP

El aceite Husqvarna XP es la mejor elección para mezclar aceite con gasolina (al 2% o con una relación de 1:50). Este aceite posee una calidad de lubricación muy buena en elementos del motor de elevado uso como, por ejemplo, el cojinete de la biela. Las grandes masas en movimiento alternativo (pistón y biela) unidas a altas velocidades y cargas requieren unas cualidades de lubricación especiales del aceite. El aceite Husqvarna XP cumple estos requisitos. El aceite XP también consigue tener un motor más limpio, menos suciedad en el pistón y en el cárter si se compara con los aceites de la competencia. En los mercados en los que el aceite Husqvarna XP no esté disponible, se recomienda usar en su lugar el aceite Husqvarna High Performance.

Aceite Husqvarna XP

Mezcla de combustible y aceite

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Lubricación de la cadenaIgual que se lubrican las piezas móviles del motor, la cadena de la motosierra también necesita lubricación. Con un sistema correcto de lubricación de la cadena y el uso de lubricantes de alta calidad, se prolonga la vida útil de la cadena y de la espada. El sistema de lubricación de la cadena se compone del depósito de aceite, los tubos de lubricación, el filtro y la bomba de aceite. El sistema de lubricación debe haberse concebido para lubricar la cadena de la sierra a distintas velocidades de la cadena y con diferentes longitudes de la misma. El depósito de aceite debe tener capacidad para que el aceite quede prácticamente agotado cuando el depósito se vacíe. De este modo se evita que la sierra funcione sin lubricación de la cadena.

Bomba de aceite de la cadena Las motosierras más antiguas se pueden equipar con sistemas manuales o automáticos de lubricación de la cadena. Además, la lubricación automática de la cadena puede complementarse con una bomba de aceite manual para los casos en que una espada que sea extremamente larga requiera lubricación adicional.

Las motosierras Husqvarna modernas están equipadas con bombas automáticas de aceite para cadena. La bomba se acciona a través de la campana del embrague o directamente a través del cigüeñal. En el primer caso, la bomba permanece detenida durante la marcha en vacío y en el segundo, funciona continuamente.

Variación de presión del cárterAparte de las bombas de aceite por rueda dentada, también existen sistemas de lubricación en los que las variaciones de presión del cárter se usan para accionar la bomba de aceite. Las variaciones de presión actúan sobre una membrana que acciona hacia delante y hacia atrás un pistón de bomba.

Aún hay otro método que se basa en las variaciones de presión en el cárter y se utiliza en algunas sierras de uso doméstico. En este caso, las variaciones de presión se canalizan a través de una válvula de retención en el interior del depósito de aceite donde, por consiguiente, se genera un exceso de presión. Esta presión empuja el aceite subiéndolo hasta la cadena a través de los conductos del cárter y la espada. El inconveniente de este sistema es el tiempo que se necesita para generar el exceso de presión en el depósito de aceite e iniciar la lubricación. Asimismo, la lubricación continúa después de haber apagado el motor mientras haya exceso de presión en el depósito.

Motosierra antigua con bomba de aceite de la cadena manual

Bomba automática de aceite de la cadena

Variaciones de presión

Tubo que va del depósito de aceite a la bomba

Sistemas de lubricación

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Bomba de aceite

El componente más importante del sistema de lubricación es la bomba de aceite que normalmente se encuentra encima del cárter o dentro de éste. Hay un tubo que va del depósito de aceite a la bomba, saliendo a su vez otro tubo de la bomba hacia la espada. Para evitar que entre suciedad en la bomba, hay un filtro conectado con la tubería de aspiración.

Bomba de aceite Husqvarna

Todas las bombas de aceite Husqvarna para los distintos modelos de sierra están construidas de modo parecido: un pistón de bomba equipado con una rueda dentada que funciona en una cámara de bombeo. Uno de los extremos del pistón de bomba tiene forma de leva y se sitúa en la cámara de bombeo mediante una espiga. El pistón gira por medio de un engranaje de tornillo sinfín que o bien está fijado al cigüeñal o a la campana del embrague. Algunas de las bombas de aceite disponen de un tornillo de ajuste que regula el caudal de aceite. Este tornillo aumenta o reduce la carrera del pistón de bomba, aumentando o reduciendo el caudal de aceite de la bomba.

Pistón de bomba

El pistón de bomba es accionado mediante el engranaje de tornillo sinfín por medio de la campana del embrague o directamente a través del cigüeñal. Puesto que el pistón va equipado con una leva en uno de sus extremos, también da lugar a un movimiento oscilante. En el otro extremo del pistón de bomba hay una ranura ubicada de un modo especial con relación a la leva. Cuando la ranura deja al descubierto la lumbrera de admisión, el pistón de bomba está en la posición inferior. Cuando el pistón se desplaza desde la posición inferior, se genera un vacío en el conducto de admisión y el cilindro de bomba succiona el aceite. Cuando el pistón se desplaza al otro extremo, gira y la ranura deja al descubierto la lumbrera de escape. El pistón se desplaza otra vez axialmente desde la posición final y el aceite en el interior del cilindro de bomba es inyectado a través de la lumbrera de escape. Este movimiento se produce una vez cada siete giros del cigüeñal. Ello significa que el caudal de aceite que expulsa la bomba es directamente proporcional al número de revoluciones del motor. Si se duplican las revoluciones, la bomba de aceite suministrará el doble de aceite.

Tornillo de ajuste para regular el caudal de aceite

El pistón de bomba es accionado mediante el engranaje de tornillo sinfín


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Bomba de aceite de la cadena ajustable

La mayor parte de las motosierras Husqvarna dispone de una bomba de aceite ajustable para la cadena, de modo que la cantidad de aceite se puede variar en función de la longitud de la espada. El ajuste se efectúa por medio de un tornillo provisto de excéntrica. La excéntrica determina la dirección de el movimiento axial del pistón de bomba (carrera del pistón). Al girar el tornillo colocándolo en distintas posiciones, se modifica la carrera del pistón y, por tanto, la bomba suministra distintas cantidades de aceite en cada carrera.

Bomba de aceite variable en continuo

Para poder ajustar la capacidad de la bomba de aceite más allá de una única posición fija, determinados modelos disponen de una bomba de aceite variable en continuo. El principio de este tipo de ajuste consiste en que un tornillo cónico limite el movimiento del pistón de bomba. Cuanto más se enrosque el tornillo, más corto será el movimiento de la bomba de pistón, con lo que se reduce la cantidad de aceite.

Esperanza de vida de la cadena

La vida útil de la cadena de la sierra depende de la eficacia de la lubricación. Para mejorar la lubricación, algunos de los tipos de espada más largos disponen de un conducto de aceite en diagonal. Estas espadas también se denominan Jet Lube. El conducto se ha taladrado con un biselado de 45° hacia delante desde la boquilla de engrase en el soporte de la espada.

Esto tiene las siguientes ventajas:

• La inclinación del conducto en la dirección de rotación de la cadena evita que se obstruya fácilmente con suciedad. El eslabón arrastre extrae el aceite del conducto.

• El orifico de salida en la ranura de la espada es ovalado, lo que aporta una superficie de contacto mayor (aprox. un 500%) del aceite con el eslabón arrastre.

Bomba de aceite variable en continuo con tornillo cónico

Los tipos de espada más largos tienen un conducto de aceite en diagonal

Bomba de aceite ajustable de la cadena


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Cadena con la marca H

Para conseguir que la lubricación de la cadena de la sierra y de las superficies de contacto sea más eficaz aún, todas las cadenas Husqvarna con la marca H tienen un eslabón lateral especial. Estos eslabones tienen una depresión en la cara interna entre las espigas de apoyo. Las depresiones actúan como reserva de aceite y distribuyen el aceite a los laterales de los eslabones arrastre, a la vez que lubrican las espigas de apoyo. El resultado de esta mejor lubricación es:

• La prolongación de la vida útil de la espada y la cadena.• Una mejor capacidad de corte.

Eje de la bomba

El hecho de que la rueda dentada de la bomba de aceite esté fabricada con material plástico evita daños en el eje de la misma. En caso de avería de la bomba, la rueda dentada de plástico se rompe antes de poder dañar el eje. Su función es similar a la del pasador de seguridad de la hélice de un barco.

Detención durante la marcha en vacío

Para reducir el consumo de aceite de la cadena, la bomba de aceite permanece inactiva durante la marcha en vacío en la mayoría de motosierras Husqvarna. Otra ventaja es que se evita el derrame de aceite en la motosierra y a su alrededor. Además, es más respetuoso con el medio ambiente.

Suciedad en los conductos de aceite

La avería más común cuando todas las demás piezas están en perfectas condiciones es la acumulación de suciedad en los conductos de aceite. Por el lado de aspiración, se puede acumular suciedad en el filtro; y en el lado de descarga, la suciedad se puede introducir, por ejemplo, en el orificio del soporte de la espada. Es importante que los laterales y la ranura de la espada se limpien antes de la instalación. La hermeticidad debe ser correcta en todo el sistema de lubricación. De lo contrario, la bomba aspirará aire y el rendimiento se verá reducido. La bomba de aceite debe ser capaz de producir una determinada presión positiva o negativa. Si lo hace significa que la bomba está funcionando correctamente.

La bomba de aceite está detenida durante la marcha en vacío

La suciedad en los conductos de aceite es un problema habitual

El material plástico evita daños en el eje de la bomba

Las cadenas Husqvarna con la marca H tienen un eslabón lateral especial


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Objetivo del sistema de encendido

El objetivo del sistema de encendido es el de producir un impulso de alto voltaje que genere una chispa entre los electrodos de la bujía exactamente en el momento adecuado, es decir, antes de que el pistón alcance el punto muerto superior (PMS), la posición de preencendido (A). Para que el motor arranque fácilmente y su funcionamiento sea óptimo a una velocidad alta, el ajuste del encendido debe ser preciso.

La chispa inflama la mezcla de combustible y aire, lo cual da como resultado un gran aumento de presión en la cámara de combustión del cilindro, que obliga al pistón a descender. Para poder aprovechar este aumento de presión de la forma más eficaz, la mezcla debe inflamarse antes de que el pistón alcance el punto muerto superior (PMS). Esto es así porque la combustión se origina alrededor de los electrodos de la bujía y, desde allí, avanza el frente de llama a una velocidad de 10-25 m/s (33-82 f/s) y enciende el resto de la mezcla de combustible y aire.

Para obtener la mayor potencia posible del motor, se producen intentos de alcanzar la máxima presión de combustión inmediatamente después de que el pistón haya alcanzado el punto muerto superior (PMS) y esté descendiendo. Tanto el encendido prematuro como el encendido tardío conllevan pérdidas de potencia, aumentos de temperatura en el cilindro y aumento del esfuerzo de los cojinetes (en el caso del encendido prematuro). Esto se observa principalmente en los sistemas con ruptor, en los que el preencendido se puede modificar con mucha facilidad, por ejemplo, si los contactos de los platinos están desgastados y aumenta la separación de contacto.

Sincronización correcta

Curva A: la presión de combustión alcanza el nivel máximo antes de que el pistón alcance el punto muerto superior (PMS) con exceso de preencendido (aprox. 40°). La presión contrarresta el recorrido ascendente del pistón. El resultado es una pérdida de potencia.

Curva B: preencendido correcto (aprox. 26°). La presión de combustión alcanza su nivel máximo inmediatamente después de que el pistón haya alcanzado el PMS. Se obtiene la máxima potencia.

Curva C: la presión de combustión alcanza su nivel máximo mucho después de que el pistón haya alcanzado el PMS, puesto que la mezcla de combustible y aire se ha inflamado inmediatamente después de abandonar ese punto. El resultado es una pérdida de potencia.

Posición de preencendido

La mezcla de combustible y aire obliga al pistón a descender

Presión de combustión frente al PMS

Sistemas de encendido

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El sistema de ruptores

Un sistema de encendido por ruptores consta de los siguientes componentes:

•Volante con imán incorporado•Bobina de encendido•Platinos•Condensador

Además, hay también un interruptor de cortocircuito y un paño lubricante que engrasa y mantiene limpio el perfil de la leva. Teóricamente el sistema de encendido por ruptores puede descomponerse en las siguientes piezas principales:

•Generador•Platinos con condensador•Transformador de alta tensión (bobina de encendido)

Cuando el volante con imán permanente gira, se induce una corriente en la bobina de encendido. Ésta se conecta al bobinado primario y a los platinos de la bobina de encendido. La corriente circulará por el circuito cerrado mientras los platinos estén cerrados.

Cuando la corriente ha alcanzado su valor máximo, la leva abre los platinos. Mediante esta modificación en el campo magnético, que se produce en el núcleo de hierro de la bobina de encendido, aparece una tensión muy alta en el bobinado secundario de la bobina de encendido. El bobinado secundario se conecta a la bujía y se produce una chispa entre los electrodos. La tensión en el bobinado secundario es de aprox. 12.000 - 15.000 voltios. Para evitar la formación de chispas entre los platinos y lograr una rápida interrupción en el flujo de corriente del circuito primario, hay un condensador conectado en paralelo a los platinos.

Éste es el aspecto que tiene la curva instantánea en el bobinado primario de la bobina de encendido a una determinada velocidad del motor y sin que se conecten los platinos. La amplitud de cada bloque corresponde en este caso a 2 amperios y su longitud, a 2 milisegundos. La curva instantánea muestra la evolución durante tres revoluciones consecutivas.

Componentes del sistema de encendido

La rotación del volante genera una corriente

La leva abre los platinos

Curva instantánea durante tres revoluciones consecutivas.


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Componentes del encendido por descarga de condensador

Sistema de encendido transistorizado

Un sistema de encendido transistorizado consta de los siguientes componentes:

•Volante con imán permanente incorporado•Bobina de encendido•Unidad electrónica (caja ET)•Interruptor de cortocircuito

La placa electrónica consta de una tarjeta de circuito y un determinado número de componentes soldados. Toda la tarjeta de circuito está recubierta de plástico como protección contra la humedad y suciedad.

Sistema de encendido por tiristor (encendido por descarga de condensador)

Un encendido por descarga de condensador consta de los siguientes componentes:

•Volante con imán permanente incorporado•Bobina de encendido•Módulo electrónico•Interruptor de cortocircuito

Hay dos tipos distintos de módulos electrónicos. Uno se encuentra en la bobina de encendido del cárter debajo del volante y el otro, en el exterior del volante. Ambos tipos funcionan del mismo modo. Tan sólo en función del diseño general de la motosierra se determina cuál de los dos es el más adecuado.

Componentes del sistema de encendido transistorizado

Tarjeta de circuito

Dos tipos de módulo electrónico


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Cables

Si por error el cable que une la placa electrónica con la bobina de encendido se pone a tierra, por ejemplo, al quedar atrapado durante la instalación del conjunto del arrancador, se dañará el tiristor. Una avería parecida se producirá si hay contacto eléctrico entre el cable del bobinado primario y el cable de cortocircuito. Por eso, es muy importante que durante el mantenimiento se coloquen los cables correctamente. El cable del encendido debe estar siempre conectado a la bujía o bien el interruptor de cortocircuito debe estar activado mientras gira el volante; de lo contrario, se dañará el tiristor.

Volante

Cuando se suministra el volante como pieza de recambio, se entrega con una placa metálica que cubre el imán. La finalidad de esta placa metálica es cortocircuitar el imán de modo que no se desmagnetice, lo cual podría ocurrir si se guardaran varios volantes uno junto a otro en la zona de almacenamiento de las piezas de recambio. Se suele utilizar una chaveta para fijar el volante en la posición correcta en el cigüeñal. Como alternativa a la chaveta, ahora también se dispone de una chaveta moldeada. Con ello, se ha simplificado la instalación del volante y se ha eliminado una pieza de recambio. No obstante, sigue siendo necesario centrar cuidadosamente la chaveta y el chavetero durante la instalación.

Una placa metálica cubre el imán durante el transporte

El tiristor se dañará si el cable del encendido se pone a tierra por error

Un volante con la chaveta moldeada


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Bujía de encendido

La finalidad de la bujía de encendido es encender la mezcla de combustible y aire del cilindro mediante una chispa. La chispa se genera cuando el arco eléctrico salva la distancia entre los electrodos. Para que funcione correctamente y salvar la distancia entre los electrodos, el arco eléctrico debe tener un voltaje muy alto. El voltaje de la bujía puede ser de 40.000 a 100.000 voltios. La bujía debe disponer de un cuerpo aislado mediante el cual la corriente pueda circular hasta el electrodo, donde podrá atravesar el espacio que le separa del otro electrodo, alcanzar el motor y finalmente derivarse a la toma de tierra. La bujía también debe resistir la presión y el calor extremos del interior del cilindro y debe estar diseñada de manera que no se formen en ella sedimentos de los aditivos del combustible. Para que el motor funcione adecuadamente, es importante usar la bujía correcta con las propiedades adecuadas. Las propiedades más importantes que deben considerarse son la distancia entre los electrodos, el rango térmico y la longitud de la rosca.

Distancia entre los electrodos

La distancia entre los electrodos (A) de la bujía de un motor de dos tiempos debe ser de 0,5 mm (0,02 pulgadas). Si la separación es demasiado grande, supone una sobrecarga innecesaria para los demás componentes del sistema de encendido y si es demasiado pequeña, genera una chispa débil, lo que conlleva un encendido más lento de la mezcla de combustible y aire. Si los electrodos están desgastados en más de un 50%, debe sustituirse la bujía.

Rango térmico

Para que el motor funcione apropiadamente, la bujía debe tener el rango térmico correcto. En condiciones normales, la punta del aislador de la bujía adopta una temperatura específica que puede variar dentro de un rango limitado. Cuando se excede el límite superior (A) (el límite del autoencendido), se produce el autoencendido (se percibe como un golpeteo). Este fenómeno puede empezar a producirse aproximadamente a 900 °C. La temperatura ideal de trabajo (temperatura de la punta del aislador) oscila entre los 500 – 900 °C. Si no se alcanza el nivel inferior durante el funcionamiento normal, los sedimentos de aceite y suciedad en la punta del aislador no se eliminan, de modo que un sedimento conductor de la electricidad puede provocar encendidos incorrectos. El límite inferior de temperatura (B) suele denominarse „temperatura de autolimpieza” y, en lo que respecta al aceite y a la suciedad, oscila entre los 400 – 500 °C.

La distancia entre los electrodos (A) de la bujía de un motor de dos tiempos debe ser de 0,5 mm (0,02 pulgadas).

Rango térmico correcto


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La longitud de la punta del aislador determina si la bujía tiene un índice térmico bajo (caliente o blando) o un índice térmico alto (frío o duro). Las bujías de índice térmico bajo tienen una punta de aislador larga (A) con una superficie endotérmica grande. Cuando el índice térmico es alto, la punta del aislador (B) es corta, con una superficie endotérmica pequeña. Cuanto mayor sea el índice térmico, mayor será la resistencia de la bujía al autoencendido y menor la resistencia a la acumulación de suciedad y aceite.

Longitud de la rosca

La bujía debe tener la longitud de rosca correcta. Si la rosca es demasiado corta, no llenará toda la longitud roscada del orificio de la culata. La parte de la rosca no utilizada se recubrirá de hollín, lo cual impedirá que se pueda fijar adecuadamente una bujía con la longitud de rosca correcta. Esto significa que la junta de la bujía no dispondrá de suficiente área de contacto, lo que reducirá la disipación térmica en la bujía. Como resultado, la bujía se recalentará y provocará un preencendido. Si la rosca de la bujía es demasiado larga, se proyectará al interior de la cámara de combustión y de nuevo se producirá un preencendido.

Cuando no existe junta hermética en la bujía, el riesgo de autoencendido es alto y por tanto se reduce la transferencia de calor de la bujía al cilindro. Por otro lado, también puede resultar difícil desenroscar la bujía cuando se ha utilizado durante un período de tiempo largo.

La bujía debe tener la longitud de rosca correcta

A = Superficie endotérmica grandeB = Superficie endotérmica pequeña


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Sistemas de tracción

Todas las aplicaciones Husqvarna dotadas de motor disponen de un sistema para transmitir la energía generada por el motor a uno o varios componentes conectados como, por ejemplo, la cuchilla de un cortacésped, la cadena de una motosierra, las ruedas de un tractor, etc. El método de transmisión de esta energía varía según el tipo de motor del producto y el ámbito de utilización.

Embrague de fricción

En las motosierras eléctricas se utiliza un embrague de fricción para evitar que se sobrecarguen los componentes de transmisión. El embrague está compuesto por una sola arandela plana y tres arandelas abovedadas que ejercen presión entre sí. Si el accesorio de corte se detiene repentinamente, el embrague separa unos discos de otros evitando la fricción, de modo que el eje del motor puede girar sin sufrir daño alguno.

Embrague centrífugo

El embrague centrífugo se utiliza para transmitir la energía del eje del motor al acoplamiento. El embrague se desacopla cuando el motor marcha en vacío, de modo que la cadena no se mueve. Cuando el motor acelera (debido a que el operario ha apretado el gatillo del acelerador para empezar a cortar), el embrague se acopla, de modo que la sierra puede cortar. Este tipo de sistema de tracción ofrece varias ventajas, entre otras:

• Embrague suave durante una breve fase de compensación antes de alcanzar el máximo agarre entre las zapatas del embrague y la campana del embrague.

• El embrague ofrece protección contra la sobrecarga si el acoplamiento se detiene repentinamente.

• El aumento parcial de la masa de rotación ayuda a que el motor funcione con más suavidad y estabilidad, especialmente durante la marcha en vacío.

Las sierras eléctricas tienen embragues de fricción

Embrague centrífugo

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El embrague centrífugo dispone de unas masas centrífugas (zapatas del embrague) que están montadas en un cubo que les permite deslizarse libremente hacia el exterior. La maza del embrague está enroscada en el eje motriz del motor. Puede haber dos o tres zapatas de embrague que se mantienen unidas mediante muelles.

Al aumentar la velocidad del motor, la fuerza centrífuga empuja las zapatas del embrague hacia el exterior. Cuando la velocidad es suficientemente alta y supera la fuerza de los muelles, las zapatas enganchan la campana del embrague y lo hacen girar. Una vez empieza a girar el tambor, también lo hace la cadena. Todo ello tiene lugar a una velocidad del motor de unas 3.600–4.600 rpm.

Las zapatas del embrague son de metal sinterizado y, en algunos modelos, están equipadas con un revestimiento de fricción. En principio hay dos modos distintos de apoyar las zapatas del embrague en el cubo:

1. Uno de los extremos de la zapata se sujeta alrededor de un pasador de pivote en la maza del embrague. El tipo 1 se suele emplear, por ejemplo, en desbrozadoras y cortacercos con una potencia útil del motor relativamente baja.

2. La zapata puede deslizarse entre dos placas guía, que pueden ser: 2 A, completamente rectas y funcionan perpendicularmente respecto al centro del eje. 2 B, curvadas y en ángulo respecto al centro del eje. El tipo 2 A se utiliza en desbrozadoras grandes y motosierras pequeñas. El tipo 2 B se usa en motosierras grandes de gran potencia. El diseño también otorga al embrague un efecto específico de servomecanismo que aumenta la presión contra la campana del embrague.

Dos tipos de zapatas de embrague

Sistemas de tracción

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Protección

Inversión de giro

A principios de los años sesenta, cuando empezaron a fabricarse motosierras más ligeras y manejables, su uso se extendió de la tala de árboles al desrame. Este cambio aumentó espectacularmente el número de accidentes desencadenados por la inversión de giro. La inversión de giro se produce cuando los dientes de la cadena de la sierra, en lugar de cortar la madera, se atascan y empiezan a ascender. Las fuerzas ascendentes y descendentes en el extremo de la espada tiran de la sierra hacia arriba y hacia atrás al tiempo que ésta gira sobre su propio centro de gravedad. Como consecuencia de esto, la espada y la cadena de la sierra se desplazan hacia el leñador en un movimiento rotacional y le causan graves lesiones en la cara, los brazos o el torso En Husqvarna se estudió este problema meticulosamente y se tomaron varias medidas de seguridad para evitar las lesiones causadas por accidentes debidos a la inversión de giro.

Causas de la inversión de giro

Las motosierras de los años sesenta carecían de dispositivos amortiguadores de vibración. Las vibraciones y fuerzas durante la inversión de giro se transmitían directamente a las manos del operario. Estas fuerzas en el manillar de la sierra podían llegar a ser tan grandes que impedían al operario mantener la sierra en su posición. Otro factor en contra era que el operario no sujetaba el manillar firmemente con el objetivo de reducir las molestas vibraciones.

Soluciones a la inversión de giro

Hacia finales de los años sesenta, empezaron a surgir distintas soluciones destinadas a prevenir los accidentes causados por la inversión de giro. Al principio, la protección consistía en un anillo protector colocado enfrente del asa circular de la motosierra. En caso de producirse una inversión de giro, el anillo golpeaba la muñeca del operario y se detenía la oscilación ascendente de la espada.

Situación de inversión de giro

Los dientes de la motosierra se atascans

Anillo protector

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La aparición en el mercado de motosierras capaces de amortiguar la vibración con unidad de motor y depósito independiente también ayudó a reducir el número de accidentes por inversión de giro. La amortiguación de la vibración hace que las fuerzas generadas durante la inversión de giro se transmitan gradualmente y no de manera instantánea a la sección del manillar. La razón es que parte de la energía de la inversión de giro es absorbida por el elemento de caucho de la amortiguación de la vibración. Las características del elemento de caucho y su posición en el momento en que se produce la inversión de giro son muy importantes.

La fuerza que el operario ejerce para sujetar la motosierra resulta menor cuanto más peso tenga la sección del manillar con relación a la espada y la unidad del motor, puesto que una parte determinada de la energía cinética de la unidad del motor en la inversión de giro se utiliza para poner en movimiento la parte más pesada de la sección del manillar. Otro aspecto que contribuye a reducir el número de accidentes a raíz de la aparición de las motosierras capaces de amortiguar la vibración es que el operario puede sujetar el manillar con más firmeza porque no le molestan las vibraciones procedentes del motor.

Desarrollo del freno de cadena

El objetivo principal del freno de cadena es el de detener la cadena lo más rápidamente posible en caso de accidente por inversión de giro. A principios de los años setenta salieron al mercado los primeros frenos de cadena. Actuaban en la campana del embrague mediante un sistema de enlace y se activaban cuando la mano del operario se ponía en contacto con la protección de manos. Hoy en día hay distintos tipos de freno de cadena en el mercado.

En 1971, Jonsered presentaba los primeros frenos de cadena fabricados en serie. Se utilizaba una zapata de freno que ejercía presión contra la campana del embrague mediante un muelle que, a su vez, se activaba mediante un sistema de enlace.

Fuelle del freno

Para evitar la carga puntual y posterior flexión del cigüeñal, las sierras modernas utilizan un fuelle del freno alrededor de la campana del embrague. También en este caso es un muelle pretensado el que se encarga de proporcionar la fuerza. Un sistema articulado, que se activa al empujar hacia delante la protección de manos, tensa el fuelle del freno. El principio del fuelle del freno se emplea prácticamente en todas las motosierras modernas.

Motosierras capaces de amortiguar la vibración, con una unidad de motor y depósito independientes

Protección

El principio del freno de cadena

Fuelle del freno alrededor de la campana del embrague

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Anteriormente, el impulso de activación del freno de cadena procedía de la mano del operario al entrar en contacto con la protección de manos. Por tanto, la mano debía encontrarse en cierta posición en el manillar delantero para que se activase el freno de cadena. Actualmente, para que el freno de cadena se pueda activar en cualquier posición, existe un sistema de activación automático.

Swed-o-Matic

El primer mecanismo de activación se denominó Swed-o-Matic. El sistema utilizaba el ligero movimiento que se producía entre la unidad del motor y del depósito cuando comenzaba la inversión de giro. Este diseño fue posible gracias a la introducción de la amortiguación de la vibración mediante amortiguadores elásticos. El motor y el freno de cadena se desplazaban hacia arriba durante las primeras centésimas de segundo mientras que, por inercia, el depósito permanecía en su posición original. El resultado era que el mecanismo de activación situado en el freno de cadena entraba en contacto con el manillar y el freno se activaba. El frenado tenía lugar muy rápidamente y normalmente el operario no tenía tiempo de advertir la inversión de giro antes de que la cadena se detuviese.

El sistema Swed-o-Matic también ayudó a reducir el ángulo de la inversión de giro, es decir, el ángulo entre la pieza de trabajo y la posición superior de la sierra durante la inversión de giro. Una sierra sin sistema Swed-o-Matic puede dar un giro de hasta 90°, mientras que el ángulo de inversión de giro en una sierra con Swed-o-Matic sólo alcanza un tercio de ese valor, aproximadamente 30°. Uno de los factores que contribuye a que el ángulo de la inversión de giro sea tan reducido es que la energía de rotación del volante ayuda a dominarlo, puesto que se desplaza en la dirección contraria al ángulo ascendente.

El sistema Swed-o-Matic supuso un gran adelanto para la reducción del número de accidentes por inversión de giro. Se siguió mejorando el diseño, y empezó a depender más de las condiciones de funcionamiento y disponer de ajustes más fiables. El siguiente paso era conseguir un freno completamente automático.

Sistema de activación automático

El sistema Swed-o-Matic reducía el ángulo de la inversión de giro

Protección

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Freno de cadena de activación por inercia

En 1981 salió al mercado el primer freno de cadena de activación por inercia con el modelo 133. El principio era sencillo: si se produce un movimiento instantáneo rápido (p. ej., inversión de giro), los pesos intentan mantenerse en su posición. Este hecho se aprovechó en la concepción de los nuevos frenos, que se equiparon con un peso colocado cerca del mecanismo de activación. Su funcionamiento se podría comparar con el mecanismo de disparo de un arma de fuego.

El desarrollo posterior del freno de cadena activado por inercia llevó a desplazar el peso, que anteriormente se colocaba cerca del mecanismo de activación, directamente en la parte superior de la protección de manos. De ese modo, se pudo aligerar su peso según la energía de activación que conserva. Se redujo el esfuerzo de deformación sobre el cojinete de la protección de manos, lo cual supuso una vida útil más larga de la unidad. El mecanismo de activación tenía la forma de una rodilla. Actualmente, el tiempo de activación del freno de cadena es el mismo que cuando se presentó el primer freno de este tipo.

Protección de la mano derecha

Para proteger la mano derecha del leñador, se ha ampliado la parte inferior del manillar trasero con un diseño aerodinámico. De ese modo se evitan lesiones en la mano derecha, especialmente en caso de que se rompa la cadena, pero también durante las tareas de desrame, en las que es muy fácil que la mano entre en contacto con las ramas. La parte inferior del manillar es completamente lisa, de manera que la motosierra puede deslizarse fácilmente por encima del tronco del árbol.

Captor de cadena

Rara vez se rompe la cadena de las motosierras. No obstante, si ello ocurriera, el captor de cadena detiene la cadena. Está ubicado en la parte delantera del cárter, debajo del soporte de la espada.

El primer freno de cadena de activación por inercia salió al mercado en 1981

Mecanismo de activación

Protección de la mano derecha

Captor de cadena

Protección

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Bloqueo del acelerador

La finalidad del bloqueo del acelerador es prevenir accidentes provocados por una activación involuntaria del acelerador. El mecanismo se ha concebido de modo que el acelerador no se puede activar si la mano no sujeta firmemente el manillar trasero.

Protección, parada de seguridad

La cuchilla de una cortadora radial gira a una velocidad lineal de 80 – 100 m/s (262-328 f/s). A estas velocidades tan altas pueden producirse numerosas lesiones si la cuchilla se avería por alguna razón. Por ello, la cuchilla está equipada con una protección robusta que atrapa los objetos que puedan salir despedidos. En el brazo de corte se ha colocado un pasador de seguridad que impide el giro de la protección con la cuchilla en caso de avería. El pasador se introduce en un avellanado de la protección y limita así su movimiento.

La cuchilla de una cortadora radial gira a una velocidad lineal de 80 – 100 m/s (262-328 f/s)

Bloqueo del acelerador

Protección

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Equipo de protección individualLas ropas de protección deben ser de un color bien visible. El equipo de protección debe estar probado en conformidad con las directivas UE vigentes y las normas de la UE (marca CE). En países fuera del ámbito europeo pueden regir otras normas nacionales. Los requisitos pueden variar de país a país. Un vendedor especializado puede darle más información.

Casco con protecciones auriculares y de rostro

El casco ha sido diseñado para proteger contra ramas que puedan caer y golpes. El protector de rostro debe ser de cara completa para proteger contra ramas y el aserrín lanzado. Las protecciones auriculares protegen contra ruidos nocivos. Los componentes internos de la protección auricular se desgastan con el tiempo. Es importante cambiarlos a intervalos regulares.

Chaqueta de protección

La chaqueta de protección debe cubrir totalmente el tronco, ser de color bien visible y ventilada.

Pantalones de protección o de seguridad

Los pantalones de protección deben ser hechos con materiales y costuras que cumplan con las directivas de la UE (marca CE) o otras normativas nacionales. Si las capas de protección han sido cortadas, los pantalones se deben tirar. Las fibras textiles de los pantalones están construidas para parar la cadena.

Pantalones de protección o de seguridad

Casco con protecciones auriculares y de rostro

Chaqueta de protección

Las fibras textiles de los pantalones están construidas para parar la cadena.

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Guantes de protección

Botas de protección

Equipo de primeros auxilios

Botas de protección

Las botas y botines deben tener puntera reforzada en acero, protección contra la sierra y suela de dibujo grueso (antideslizante) de conformidad con las directivas de la UE (marca CE) o otras normas nacionales.

Guantes de protección

Los guantes deben usarse siempre como protección contra cortes y raspones, aceites y combustibles. Los guantes con protección especial en la mano izquierda protegen contra cortes por la cadena.

Equipo de primeros auxilios

Se debe tener siempre un equipo de primeros auxilios a mano. En la zona de corte debe haber siempre un botiquín completo de primeros auxilios.

Comunicación en caso de accidente.

Si ocurre un accidente se debe pedir ayuda sin demora. En la zona de corte hay que tener siempre un silbato y un teléfono/radio de comunicación.

Por su propia seguridad, no olvide nunca ningún componente del equipo de protección individual.

Equipo de protección individual

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La amortiguación de la vibración no se integra en los modelos de mano hasta mediados de los años sesenta. En esa época, las máquinas eran cada vez más ligeras, lo que suponía que el operario percibía más la vibración porque se reducía la masa amortiguadora de la propia máquina.

Lesión laboral de los dedos blancos

A medida que las motosierras se hicieron más y más ligeras, la persona que sostenía la sierra era quien absorbía cada vez más la vibración, en lugar de ser la propia sierra. Ello provocó un aumento muy acusado de las lesiones por vibración. Pronto se dedujo que la vibración de las motosierras estaba directamente relacionada con la denominada enfermedad de los dedos blancos. Se trata de una lesión en la que los dedos del operario se vuelven blancos debido a una circulación sanguínea insuficiente. Esto provoca una sensación de entumecimiento en manos y brazos.

El sistema LowVib de Husqvarna

Las motosierras Husqvarna están diseñadas de forma que aíslan las barras del manillar del motor. Las piezas móviles del motor están fabricadas en materiales de reducido peso que provocan unas fuerzas giroscópicas mínimas. Este hecho también reduce la vibración de la sierra. La construcción antivibratoria de Husqvarna según el principio de doble masa utiliza muelles o caucho para separar el motor de los manillares, un sistema denominado LowVib. Las manos y brazos del operario perciben unas vibraciones considerablemente menores procedentes del motor, la espada o la cadena.

Ergonomía

Lesión laboral de los dedos blancos

Sistema LowVib: las unidades del motor y del manillar están aisladas entre sí mediante amortiguadores de vibración

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Cadena LowVib de Husqvarna

Desde 1992, cuando se lanzó el modelo 394 XP, los amortiguadores de caucho convencionales se han ido sustituyendo por muelles. Un estudio meticuloso acerca de la ubicación de los cuatro muelles permitió no sólo obtener unos valores de vibración más bajos, sino también una vida útil más larga de la unidad. Los amortiguadores de caucho suelen verse afectados por la acción de la gasolina y el aceite. Ello hace que la amortiguación de la vibración varíe y se reduzca la vida útil.

Contrapesos en movimiento alternativo

Varios fabricantes de motores han conseguido reducir las vibraciones del motor empleando contrapesos rotativos o en movimiento alternativo. Este principio se aplica para conseguir que el contrapeso se desplace en dirección contraria al pistón, de modo que las fuerzas de oscilación desaparezcan.

Vibración de la cadena

Durante las tareas de desarrollo relacionadas con la reducción de vibraciones del motor, los técnicos de Husqvarna también fijaron su atención en la cadena y en qué manera ésta genera vibraciones durante el corte. Las cadenas convencionales tienen una superficie de contacto con la espada relativamente grande. Cada vez que uno de los eslabones de corte secciona la madera, golpea contra la espada. Las vibraciones resultantes varían en intensidad, en función del tipo de madera y de si ésta está congelada o no.

Cadena LowVib de Husqvarna

Para reducir los golpes del eslabón de corte contra la espada, se diseñó un nuevo eslabón con un perfil distinto y una menor superficie de contacto con la espada. La forma del eslabón de corte nuevo hace que la fuerza que se genera cuando el eslabón toca la madera se dirija axialmente hacia la cadena en lugar de descender por la espada. Con este tipo de cadena, que se ha denominado Husqvarna LowVib, la vibración de la cadena durante el serraje de madera blanda se ha reducido más de un 30%.

Las cadenas convencionales tienen una superficie de contacto con la espada relativamente grande, lo cual provoca la vibración.

Ergonomía

El tipo erróneo de cadena puede provocar unas vibraciones de alta frecuencia

Cadena LowVib

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E-TECH de Husqvarna

En 1996, Husqvarna presentó un nuevo motor de dos tiempos mejorado como parte de los esfuerzos de la empresa por fabricar motores que emitieran una menor cantidad de sustancias peligrosas. El nuevo motor se denominó E-TECH y se utilizó por primera vez en un modelo nuevo de desbrozadora. Las normativas medioambientales más estrictas de los EE.UU., orientadas principalmente a la reducción de los hidrocarburos, óxido de nitrógeno y monóxido de carbono, propiciaron el diseño del nuevo motor. La degradación del medio ambiente se reduce mediante la disminución de la cantidad de gases no quemados (pérdidas por dispersión) en los gases de escape. Si se compara un modelo de motor E-TECH con el modelo de motor 125 tres años más antiguo, se observa que la concentración de CO se ha reducido a la mitad y que las concentraciones de hidrocarburos y óxido de nitrógeno han bajado casi un 70%. Además, se ha logrado un enorme aumento del rendimiento.

A = Aire compuesto por: un 21% de oxígeno, un 78% de nitrógeno, un 1% de otros elementos

B = Combustible compuesto por: hidrocarburos (gasolina), aceite de dos tiempos (2%)

C = Gases de escape compuestos por: hidrocarburos (HC), óxido de nitrógeno (NOx), monóxido de carbono (CO), dióxido de carbono (CO2), partículas (PM)

D = Mezcla de combustible y aire compuesta por: un 92% de aire, un 8% de gasolina

Control catalítico de las emisiones de escape

Los catalizadores se encargan de facilitar las reacciones químicas entre otras sustancias sin que formar parte del proceso en realidad. Este fenómeno se utiliza, por ejemplo, para depurar los gases de escape de los motores de combustión. El combustible del motor se compone principalmente de carbono e hidrógeno, que se mezclan con aire en el carburador. El aire de entrada se compone de 1/5 de oxígeno (O2) y 4/5 de nitrógeno (N2). El nitrógeno no suele participar en la combustión, sino que pasa directamente por el motor sin verse afectado. El oxígeno prácticamente se gasta en el proceso de combustión del motor. Sólo una pequeña parte permanece para la combustión retardada en el catalizador. Los óxidos de nitrógeno (NOx) se forman durante la combustión del nitrógeno a unas presiones y temperaturas muy altas. Cuando la combustión es incompleta (déficit de oxígeno), se forma monóxido de carbono (CO). Con la cantidad correcta de oxígeno, se forma dióxido de carbono (CO2), que no es tóxico.

El aire de entrada se compone de 1/5 de oxígeno (O2) y 4/5 de nitrógeno (N2)

Motor E-TECH

Medio ambiente

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Cuando se analizan las necesidades de control de las emisiones de escape, se incluyen principalmente el monóxido de carbono, los hidrocarburos y el óxido de nitrógeno. El catalizador se ha diseñado para reducir las cantidades de estas sustancias en los gases de escape. En él, el monóxido de carbono y los hidrocarburos se queman y convierten en dióxido de carbono y agua. No hay otra manera de controlar la cantidad de dióxido de carbono que no sea reduciendo el consumo de combustible o utilizando combustible con un contenido menor de carbono. El nitrógeno prácticamente no afecta al proceso de combustión del catalizador. En el catalizador se consume el oxígeno que permanece en el motor tras la combustión.

Disposiciones medioambientales

Paralelamente a los problemas medioambientales y el aumento de la conciencia con el medio ambiente (en buena parte debido a la separación de residuos en muchos países), han surgido disposiciones medioambientales en numerosos frentes. California ha sido precursora respecto a la legislación en materia de emisiones de escape procedentes de los motores de combustión.

CARB 1

CARB son las siglas de California Air Resources Board (Consejo de los Recursos del Aire de California), una agencia que ha establecido las normas que determinan que las emisiones de hidrocarburos deben reducirse en un 30%. Además, se han establecido valores límite para los óxidos de nitrógeno (NOx) y el dióxido de carbono (CO2). Estas normas únicamente son válidas en California desde el 1 de agosto de 1995 pero no se aplican a las motosierras de más de 45 cm3 ni a las desbrozadoras de más de 40 cm3.

EPA 1

EPA son las siglas de Environmental Protection Agency (Agencia de Protección Ambiental). Estas normas regulan las emisiones de escape procedentes de los motores de combustión menores de 25 hp y entraron en vigor el 1 de enero de 1998. En principio, las normas suponen las mismas limitaciones que en CARB 1.

Catalizador

Medio ambiente

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EU 1

Cualquier producto que salga al mercado de la UE después del 11 de febrero de 2005 debe cumplir la normativa EU 1 sobre emisión de gases, que es equivalente a la EPA 1.

CARB 2

Desde el 1 de enero de 2000, la normativa CARB 1 se ha vuelto todavía más estricta. La novedad de estas normas es que también se han establecido limitaciones en el contenido de partículas (PM) de los gases de escape. Además, las cantidades de HC y NOx tienen ahora un único valor límite, a la vez que se han reducido notablemente. Las limitaciones se aplican al nivel medio de la gama de productos de cada fabricante. Se supone que la EPA seguirá esta tendencia en sus normas introduciendo una segunda fase.

EPA 2

El 1 de enero de 2002, EPA presentó un programa de introducción para motores menores de 50 cc cuyo objetivo es limitar las emisiones de forma más estricta a partir del 1 de enero de 2005. Las limitaciones se aplican al valor medio de la gama de productos de cada fabricante. Lo mismo se aplicará a los motores mayores de 50 cc, pero retrasando el período de introducción dos años, es decir, entre 2004 y 2007. Las familias de motores de las que se produzcan menos de 5.000 unidades al año se seguirán certificando según EPA 1 hasta tres años después del último año de introducción, es decir, hasta finales de 2007 y 2009 respectivamente.

EU 2

En la UE se presentarán nuevas limitaciones más estrictas de acuerdo con EPA 2 a partir de agosto de 2007 para algunos productos inferiores a los 50cc. En agosto de 2011, prácticamente todos los productos deberán cumplir los requisitos de EU 2.

CARB 3

A partir del 1 de enero de 2005, se prevé que CARB reduzca aun más las limitaciones de gases de escape HC+NOx, lo cual supondrá su armonización con las normas EPA. Se prevé que a partir del año 2007 CARB presentará normas relativas a la permeación de los depósitos y, en el caso de los productos no manuales, también a la evaporación.

Medio ambiente

Las normas anteriores continuarán vigentes hasta que otras nuevas entren en vigor



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