Separata TA1 Parte Motor CFB

1 Tecnología Automotriz 1 Separata parte motor: CFB

UNIVERSIDAD CATOLICA SANTA MARIA

FACULTAD DE CIENCIAS E INGENIERIAS FÍSICAS Y FORMALES

PROGRAMA PROFESIONAL DE INGENIERIA MECANICA ELÉCTRICA Y

MECATRÓNICA

SEPARATA DE

TECNOLOGÍA AUTOMOTRIZ I

FASE 1

Camilo Fernández Barriga

Arequipa – Perú

2008


EL MOTOR DE COMBUSTIÓN INTERNA (MCI): MOTOR ALTERNATIVO sus partes,

tipos, usos.

Los MCI alternativos son

uno de los motores más

usados en: automóviles,

camiones, autobuses,

yates, transatlánticos,

maquinaria de guerra

(tanques, maquinaria

naval, terrestre y aérea),

maquinaria

agroindustrial, minería,

uso aéreo, etc. Y se

fabrican desde los más

grandes hasta los

motores miniatura (usados en aeromodelismo). El mismo

principio de funcionamiento tienen los motores rotatorios

(motor de Wankel). Sin embargo mucho antes se usaba el motor de Watt (motor de

combustión externa ó de vapor), posterior al MCI se usa la turbina de gas (TG), en la cual se

han invertido billardos de dólares en investigación y desarrollo, pues es una máquina de uso

militar, más liviana que el MCI cuyo uso principal es el aeroespacial. Otros motores son las

turbinas hidráulicas, los motores eléctricos, hidráulicos, eólicos, etc.

El MCI: tipo Estrella


La TG, sus partes, tipos, usos

MOTOR ROTATIVO DE WANKEL


Figura 1: Motor Original de Robert Stirling

El motor patentado por el escocés Robert Stirling era un motor de ciclo cerrado.

Motor Stirging: sus partes, tipos, usos

1 Conocimientos Básicos del MCI alternativo.

Motor El motor convierte la energía química del combustible en potencia mecánica de rotación en el volante. Requiere ser compacto y liviano de peso, que genere gran potencia, sea fácil de manejar, que raramente se averíe y que sea silencioso cuando


opere. Por estas razones, los motores de gasolina y diesel son utilizados muy a menudo en automóviles. Por otro lado, la parte principal del automóvil es el motor, donde la potencia es generada para mover el vehículo. Un motor de automóvil incluye equipos de lubricación para cada pieza, de enfriamiento para prevenir el sobrecalentamiento, de combustible para suministrarlo, de admisión y escape para hacer la mezcla de aire-combustible, de arranque para el motor, sistemas de generación de electricidad para producir la que sea necesaria, elementos de purificación de gases de escape para prevenir la contaminación atmosférica y otros dispositivos.

Motor a Gasolina En este motor una mezcla de gasolina y aire inicia su combustión debido a una chispa, es quemada en el interior de los cilindros. La presión generada es convertida, vía los pistones, bielas y cigüeñal, en potencia de rotación. Motor Diesel En este motor, el aire que es admitido al interior de los cilindros es comprimido hasta que el aire admitido alcanza altas presiones y temperaturas. En este momento, el combustible es inyectado en forma pulverizada al interior de los cilindros, donde es encendido espontáneamente y quemado. La presión generada por este medio es convertida, vía los pistones, bielas y cigüeñal, en potencia de rotación.

TEORÍA BÁSICA MOTOR A GASOLINA En un motor de gasolina, las bujías encienden la mezcla de aire-combustible consistente de aire y gasolina, creando la combustión en el interior de los cilindros. La presión generada allí empuja al pistón hacia abajo. Este movimiento lineal es convertido a movimiento rotatorio por el mecanismo biela manivela (biela – cigüeñal). A fin de obtener fuerza continua desde el motor, es necesario extraer los gases innecesarios creados en los procesos de combustión y suministrar nueva mezcla de aire combustible dentro de los cilindros en una forma cíclica. Motor de Gasolina de 4 Ciclos A fin de que un motor de gasolina se mueva continuamente, el movimiento requerido por la combustión debe ser repetido en una secuencia constante. Primero, la mezcla aire-combustible es tomada dentro del cilindro, esto luego es comprimido y quemado, y después los gases de combustión generados por el combustible quemado son extraídos desde el cilindro. De este modo, un motor en el cual los pistones van a través de 4 carreras -admisión, comprensión, combustión y escape- es llamado un motor de 4 ciclos. Carrera de Admisión Esta es la carrera en la cual la mezcla aire-combustible es arrastrada dentro del cilindro, la válvula de admisión está abierta mientras la válvula de escape está cerrada. Como el pistón se mueve hacia abajo, un vacío parcial es creado en los cilindros y la mezcla de aire-combustible es forzada dentro del cilindro por presión atmosférica. Carrera de Compresión Esta es la carrera en la cual la mezcla de aire-combustible es comprimida. Ambas válvulas, de

admisión y escape, están cerradas. Como el pistón se eleva desde PMI (punto muerto inferior) al PMS (punto muerto superior), la mezcla aire-combustible es comprimida. Como resultado, ambas, la presión y la temperatura se incrementan para facilitar la combustión. El cigüeñal ha hecho una revolución completa cuando se alcanza el PMI.


Carrera de Combustión (Potencia) Esta es la carrera en la cual el motor genera fuerza motriz para el vehículo. Justo antes que el pistón alcance el (PMS punto muerto superior) (DTP: Dead Top Point) durante la carrera de compresión, las bujías encienden la mezcla de aire-combustible comprimida. El quemado del gas a alta presión fuerza el pistón hacia abajo. Esta fuerza se convierte en potencia del motor. Carrera de Escape Esta es la carrera en la cual el gas quemado es descargado desde el cilindro. La válvula de escape está abierta y el pistón se mueva hacia arriba desde el (PMI punto muerto inferior) (DLP: Dead low point) al PMS, forzando el gas quemado (gases de escape (GE)) desde el cilindro.

Construcción básica Si se intentara categorizar al motor por su configuración, este puede ser dividido en el cuerpo principal del motor, en el cual la presión generada dentro de la cámara de combustión es convertida a movimiento rotatorio, y en el equipamiento de accesorios, los cuales asisten y controlan la operación del cuerpo principal del motor.

Cuerpo Principal del Motor Las siguientes piezas trabajan en el cuerpo principal del motor:

- Bloque de Cilindros.- Es la parte fundamental del motor que

forma su estructura (llamado también monoblok). - La culata.- Esta proporciona la cámara de combustión y el mecanismo de válvulas.

- Pistones.- Estos reciben la presión generada por la combustión del

combustible y se traslada de arriba hacia abajo en los cilindros repetidamente. - Bielas.- Estas transmiten la presión de la combustión recibida por los

pistones al cigüeñal. Los engranajes de distribución y la correa de distribución mueven al eje de levas. - Cigüeñal.- Este convierte el

movimiento de arriba hacia debajo de los pistones en movimiento rotatorio, ayudado por la biela.

- Mecanismo de Válvulas.- Este abre y cierra las válvulas de admisión

y escape. - Volante del Motor.-Este facilita las rotaciones del motor.

- Carter de Aceite.- Este recolecta y almacena el aceite de motor.

Equipamiento de Accesorios. El equipo de accesorios principales del motor tiene los siguientes nombres y funciones: Equipo de Lubricación.- Este lubrica las superficies de las piezas metálicas movibles en el motor.

Equipo de Enfriamiento.- Este enfría el motor, puede ser por aire o por agua.

Equipo de Combustible.- Este suministra la cantidad necesaria de combustible para la combustión.


Equipo de Admisión y Escape.- Este suministra aire para la combustión y extrae los gases para dejar

limpia la cámara de combustión para la siguiente combustión. Equipo de Encendido.- Este enciende la mezcla aire-combustible y la quema

Equipo de Carga.- Este mantiene la carga óptima de la batería. Equipo de Arranque.- Este gira el arrancador y arranca el motor.

Equipo de Purificación de Gases de Escape.- Este limpia los gases de escape.

Bloque de cilindros y culata de cilindros El bloque de cilindros y la culata de cilindros son las partes principales del motor. Los pistones, el cigüeñal y otros componentes importantes son ensamblados en el bloque de cilindros, y el sistema de admisión y escape, mecanismo de válvulas, cámara de combustión, bujías y otras partes las cuales tienen un mayor impacto en el rendimiento, han sido ensambladas en la culata de cilindros. 1,1 Elementos principales del motor Bloque de Cilindros El bloque de cilindros forma el armazón del motor. Generalmente está hecho de hierro fundido, pero a fin de reducir el peso, así como para mejorar la eficiencia de enfriamiento, muchos son hechos de aleación de aluminio. Las partes principales del bloque de cilindros son las siguientes: Cilindros: estos son los tubos cilíndricos en los cuales los pistones se mueven arriba y abajo. Camisas de Agua: estas proveen conductos para el refrigerante usado para enfriar los cilindros. Galerías de Aceite: estas proveen conductos para la entrega del aceite de motor al bloque de cilindros

y culata de cilindros.

Rodamientos del Cigüeñal: estas partes sostienen al cigüeñal vía rodamientos.


La Culata La culata, es montada en la parte superior del bloque de cilindros, que en unión con los cilindros y pistones, forman la cámara de combustión. Como en el bloque de cilindros, la culata de cilindros, está hecha de hierro fundido o aleación de aluminio. Las partes principales de la culata de cilindros tienen los siguientes nombres y funciones:

Cámara de Combustión: esta cámara es donde

la mezcla de aire-combustible es quemada y donde las bujías de encendido prenden la mezcla aire-combustible que es ingresada. Orificios de Admisión y Escape: estos son conductos a través de los cuales la mezcla aire-

combustible es entregada al cilindro y a través de los cuales los gases de escape son expulsados desde los cilindros. Ellos son abiertos y cerrados por sus respectivas válvulas. Camisa de Agua y Galería de Aceite: estas proveen conductos para el refrigerante y aceite del motor

alrededor de las cámaras de combustión para enfriarlas.

MECANISMO DE DISTRIBUCIÓN (VÁLVULA) En un motor de 4 ciclos, cada uno de los cilindros es provisto con una o dos válvulas de admisión y válvulas de escape. El mecanismo de válvula es el equipo el cual abre y cierra éstas válvulas en el momento óptimo para que el movimiento de las válvulas coincida con los pistones cuando ellos se mueven arriba y abajo. Los mecanismos de válvula principalmente consisten de los mecanismos OHV, OHC y DOHC.

OHV (Válvula al costado de cilindros)

Este es un mecanismo con un eje de levas el cual está ubicado en el costado de los cilindros. Los movimientos de esta leva actúan vía varillas de empuje, brazos de balancín u otros mecanismos que abren y cierran las válvulas ubicadas en la parte superior de la cámara de combustión.


OHC (Eje de Leva Encima de la Cámara) Este es un mecanismo con un eje de levas el cual está ubicado en la culata de cilindros. Los movimientos de esta leva actúan vía brazos de balancín para mover las válvulas. DOHC (Doble Eje de Levas Encima de la Culata) Este es un mecanismo con 2 ejes de levas, uno usado exclusivamente para las

válvulas de admisión y el otro usado exclusivamente para las válvulas de escape, los cuales abren y cierran las válvulas directamente.

Eje de Levas Este eje funciona para abrir y cerrar las válvulas. La cima en la leva empuja para abrir la válvula y la zona baja permite que la válvula esté cerrada por la fuerza de un resorte. Algunos ejes de levas también son adjuntados a un engranaje que transmite al distribuidor o son usados para operar la bomba de combustible (en el caso de OHV). Válvulas Consisten en válvulas de admisión instaladas en los orificios de admisión para abrir y cerrar el conducto para entregar la mezcla de aire-combustible, y en las válvulas de escape, instaladas en los orificios de escape para abrir y cerrar los conductos para el escape de los gases de combustión. Debido a que las válvulas son siempre sometidas a altas temperaturas de los gases e impactos de la explosión de la combustión, ellas deben ser suficientemente fuertes para resistir el calor y los grandes impactos. Resortes de Válvulas Estos funcionan para cerrar las válvulas, asegurando la respuesta al movimiento de las levas. Brazos de Balancines Estos son instalados en la culata de cilindros y son apoyados en el centro por un eje. La mitad de los brazos de balancines siguen el movimiento de la leva, y son, de éste modo, movidos cerca al eje de oscilación formado por éste eje. La otra mitad de los brazos de balancines actúan para empujar las válvulas y abrirlas. Levanta Válvulas Estas son piezas de forma cilíndrica las cuales entran en contacto con el eje de levas y cambian las rotaciones de la leva a movimiento para arriba y para abajo. Varillas de Empuje Estas funcionan para transmitir los movimientos de los levanta válvulas a los brazos de balancines.

Pistón Biela y Cigüeñal Un motor de gasolina quema gasolina y obtiene energía térmica. El medio por el cual esta energía térmica es convertida a potencia es a través de los pistones, bielas y cigüeñal. Los movimientos de los pistones para arriba y abajo generados por la presión de la combustión son convertidos por el cigüeñal, vía las bielas, a movimientos rotatorios, de este modo llega la potencia que puede ser utilizada para mover el vehículo.


Piston El pistón recibe la presión de la combustión y funciona para transmitir esa energía al cigüeñal vía la biela, al igual que para empujar a los gases de combustión fuera del cilindro. Los pistones son hechos de materiales que puedan resistir altas temperaturas y alta presión. Con la finalidad de reducir el peso para igualar los más altos movimientos para arriba y abajo, aleación de aluminio es usada. Anillos de Pistón Los anillos de pistón consisten en anillos de compresión, los cuales actúan para prevenir que los gases escapen a través de la holgura entre el pistón y las paredes del cilindro, y los anillos de aceite, los cuales actúan para

raspar el exceso de aceite lubricante de las paredes del cilindro, que fluye, regresando al carter de aceite. Biela Esta funciona para transmitir la fuerza recibida por el pistón al cigüeñal. Desde que esta varilla está sometida a resistir fuerzas de compresión y fuerzas de extensión mientras el motor está funcionando, los materiales que son usados tienen suficiente resistencia siendo al mismo tiempo livianos de peso como los pistones.

Cigüeñal Este eje funciona para convertir el movimiento alternativo del pistón en movimiento de rotación. El cigüeñal y la volante almacenan energía cinética para entregarlos a los pistones en las otras carreras. Cojinetes Los cojinetes son montados en la parte de apoyo, la cual viene a ser el centro de la rotación

del cigüeñal, y donde las bielas conectan a los pistones y cigüeñal. Ellos funcionan para facilitar la rotación así como también para prevenir el desgaste. Engranajes y tapa de distribución.

Volante del Motor

Este es una placa redonda de gran masa hecha de hierro fundido la cual es montada en la parte posterior del cigüeñal. El cigüeñal recibe la fuerza rotacional desde la carrera de combustión solamente, mientras que en las otras carreras, éste pierde fuerza rotacional. Como resultado, desuniformidad en la fuerza rotacional es generada. El volante del motor funciona para apaciguar ésta

desuniformidad por energía inercial.


1.2 Equipo de lubricación Hay muchas piezas que rotan en el interior de un motor. Cuando el motor está funcionando, todas estas piezas rotativas generan calor por la fricción que las piezas de metal hacen cuando entran en contacto directo con otras piezas de metal. Como resultado del desgaste y el calor de todo este movimiento y fricción, es fácil para un motor agarrotarse o empezar a dañarse. El equipo de lubricación crea una película de aceite en las piezas de metal en movimiento del motor, aliviando el desgaste y el calor, originando que las piezas roten fácilmente.

Bomba de Aceite Esta bomba circula el aceite del motor. Esta aspira hacia arriba el aceite almacenado en el carter de aceite, entregándolo a los cojinetes, pistones, eje de levas, válvulas y otras partes.

Regulador de Presión de Aceite Cuando el motor está en funcionamiento a altas velocidades, este dispositivo ajusta el volumen de bombeo de aceite al motor para que nada más el aceite necesario sea entregado. Cuando la presión de la bomba de aceite se eleva, una válvula de seguridad interior del regulador de presión de aceite se abre, permitiendo que el exceso de aceite retorne al carter de aceite. Filtro de Aceite.- A medida que se usa el aceite del motor, este

se contamina gradualmente con partículas de metal, carbón, suciedad aerotransportada, etc. Si las piezas del motor que están en movimiento fueran lubricadas por dicho aceite sucio, ellas se desgastarían rápidamente y como resultado el motor podría agarrotarse. Para evitar esto, se fija un filtro de aceite en el circuito de aceite que remueva esas sustancias indeseables.


EI filtro de aceite es montado a la mitad del camino del circuito de lubricación. Este remueve las partículas de metal desgastadas de las piezas del motor por fricción, así como también la suciedad, carbón y otras impurezas del aceite. Si el elemento del filtro de aceite (papel filtrante), el cual remueve las impurezas, llega a obstruirse, una válvula de seguridad está colocada en el filtro de aceite, luego este flujo de aceite no será bloqueado cuando intente pasar a través del elemento obstruido. Tipos de filtros de Aceite En los motores a gasolina se usa el filtro tipo de flujo completo, en el cual todo el aceite que circula por el circuito de lubricación es filtrado por el elemento. En los vehículos TOYOTA, el tipo de elemento que se usa más comúnmente es el tipo cristal. Este tipo es pequeño y ligero en peso, sin embargo, su rendimiento es alto.

REFERENCIA Válvula de Derivación Cuando el elemento de filtro llega a obstruirse por las impurezas y la presión diferencial entre los lados de admisión y descarga del filtro aumenta por encima de un nivel predeterminado (aprox. 1 kg/cm2, 14 psi o 98 kPa), la válvula de derivación se abre y permite que el aceite se desvíe del elemento de filtro. En esta forma, el aceite es suministrado directamente a las partes en movimiento para proteger de que se agarrote el motor.

Carter de Aceite El carter de aceite recolecta y almacena el aceite de motor. Muchos carters de aceite son hechos de láminas de acero prensado, con una zona hueca profunda y una placa divisora construida en previsión al oleaje del aceite para adelante y para atrás. Además, un tapón de drenaje está provisto en la parte inferior del carter de aceite para drenar el aceite cuando sea necesario. 1.3 Equipo de enfriamiento Cuando el motor está funcionando, la temperatura de todas sus piezas se eleva debido al calor de la combustión en la cámara de combustión. Si dejamos esta condición, el motor podría rápidamente sobrecalentarse y dañarse. El equipo de enfriamiento enfría las partes del motor a fin de prevenir el sobrecalentamiento, Dependiendo del método usado, un motor puede ser enfriado por aire o por agua. Sin embargo, el sistema de enfriamiento generalmente más utilizado es el sistema de enfriamiento por agua. Un sistema de enfriamiento por agua es complejo, pero no sólo entrega enfriamiento estable, además, actúa para controlar el ruido del motor y la transferencia del calor del refrigerante puede ser usada en la calefacción del vehículo.


Camisa de Agua

Este es un conducto para el refrigerante en el bloque de cilindros y culata de cilindros, el cual permite que el agua enfríe el calor generado por el motor. Bomba de Agua Esta bomba circula el refrigerante. Está montada en el frente del bloque de cilindros y es conducida por una correa en V desde el cigüeñal.

Termostato El termostato trabaja automáticamente para mantener la temperatura del refrigerante constante. Este es instalado en el circuito del refrigerante, entre el radiador y el motor. Cuando la temperatura del refrigerante está baja, el termostato cierra la válvula, permitiendo al refrigerante circular alrededor del interior del motor. Cuando la temperatura del refrigerante viene a ser alta, el termostato abre la válvula, permitiendo al refrigerante circular hacia el radiador.

Radiador

El radiador enfría al refrigerante cuando este alcanza una temperatura elevada. Es hecho de muchos conductos con aletas sobre ellos, a través de los cuales el refrigerante fluye antes de que retorne al motor. El radiador es enfriado por el aire que es aspirado por el ventilador o por el viento que golpea a este en el frente mientras que el vehículo se está moviendo. Ventilador La velocidad del ventilador eleva el flujo de aire que pasa a través del radiador para la eficiencia de enfriamiento del mismo. El ventilador es montado justo en la parte posterior del radiador. Algunos ventiladores son conducidos por una correa en V que viene desde el cigüeñal y otros son conducidos por un motor eléctrico. Correas Los ventiladores de enfriamiento son a menudo impulsados por correas (correas en V o correas Nervadas en V). Otras unidades tales como la bomba de agua, alternador, bomba de la servodirección y compresor del acondicionador de aire son también impulsados por correas. Las correas son el medio más sencillo de transmisión de fuerza que no requieren lubricación.


Correas en V Las correas en V han sido utilizadas por muchos años. Son llamadas en “ V” debido a que ellas tienen una sección transversal en forma de V, la cual incrementa la eficacia de transmisión de fuerza. Una correa en V generalmente está compuesta de goma sintética, tetrón u otro refuerzo y está cubierta de lona en ambos lados. Dentro de esta categoría está la correa en V del tipo dentado con dientes semielípticos. Las correas en V transmiten la fuerza desde el cigüeñal a la bomba de agua, ventilador, alternador, etc. La sección en corto de este tipo de correa es en la forma de V, que da una gran eficiencia de transmisión de potencia.

Correas Nervada en V Las correas en V están siendo gradualmente reemplazadas por correas nervadas en V, cuya sección transversal se muestra a la derecha. El espesor total es menor que el de las correas en V. Las correas nervadas en V tienen rebordes en forma de V en el lado que está en contacto con la polea. Además, tienen una mayor eficiencia en la transmisión de fuerza y mayor resistencia al calor y desgaste que las correas en V. Son menos afectadas por el estiramiento causado por el calor. Importante

Las correas en V y las correas nervadas en V deben de tener la tensión apropiada. Si la correa está demasiado floja, ocurrirán chillidos, golpes suaves y / o resbalamientos. Si está demasiado ajustada, puede dañar la polea y el rodamiento de eje. Tanque de Reserva Cuando el nivel del refrigerante en el radiador disminuye, el refrigerante automáticamente es rellenado desde este tanque. 1,4 Equipo de combustible El equipo de combustible es usado para suministrar gasolina al motor. Dicho equipo consiste en un tanque de combustible, la bomba de combustible (que aspira la gasolina desde el tanque de combustible y la envía al motor), el filtro de combustible (que remueve la suciedad del combustible), el carburador ó los inyectores (que mezcla el combustible con el aire para hacer la mezcla aire-combustible) y las líneas de combustible que enlazan estos componentes. Tanque de Combustible El tanque de combustible es un contenedor para almacenar gasolina. Comúnmente, este es montado en la parte inferior del vehículo y tiene una capacidad de 40 a 90 litros. Un sensor medidor de combustible o dispositivo


similar para indicar la cantidad de combustible remanente es instalado en el tanque. Placas divisorias son también instaladas en el tanque de combustible para prevenir que el combustible produzca oleaje para atrás y para adelante cuando el vehículo para repentinamente o cuando acelera repentinamente. Filtro de Combustible La gasolina puede contener suciedad o humedad. Si esto es entregado al motor y debido a que el conducto es pequeño en el carburador, puede obstruirse, originando que el motor se ponga fuera de punto. El filtro de gasolina remueve esta suciedad y humedad de la gasolina. Partículas de arena o gotas de agua, etc. tienden a fijarse en el filtro de combustible y ligeras impurezas son limpiadas por el elemento (filtro de papel).

Bomba de Combustible La bomba de combustible bombea el combustible desde el tanque de combustible. Esta puede ser mecánica o eléctrica, pero comúnmente, los motores equipados con un carburador usan una bomba de combustible mecánica, mientras muchos motores con EFI usan una bomba de combustible eléctrica. Bomba de Combustible Mecánica

Este tipo de bomba es conducida por la rotación del eje de levas. Un diafragma interior de la bomba mueve arriba y abajo, aspirando el combustible y bombeándolo a través de la línea de combustible.

Bomba de Combustible Eléctrica

Esta es una bomba tipo engranaje que opera usando un motor eléctrico. Algunas bombas de combustible son instaladas en el tanque de combustible y algunas en la cañería de combustible, siempre precedidas de un filtro de combustible. En la figura se muestra una bomba de gasolina eléctrica Bosch.


El Carburador El carburador es un dispositivo que permite la mezcla de aire-combustible. A fin de que el motor funcione más económicamente y obtenga la mayor potencia de salida, es importante que la gasolina esté en las mejores condiciones. A fin de hacer una mezcla óptima de aire-combustible, el carburador usará varias técnicas. Construcción y Operación del Carburador El carburador posee una porción donde la gasolina y el aire son mezclados y otra porción donde la gasolina es almacenada (cámara del flotador). Estas porciones están divididas pero están conectadas por la tobera principal. En la carrera de admisión del motor, el pistón baja dentro del cilindro y la presión interior del cilindro disminuye, aspirando aire desde el purificador, carburador y múltiple de admisión fluyendo hasta el cilindro. Cuando este aire pasa a través de la porción angosta (venturi) del carburador, la velocidad se eleva, luego aspira la gasolina desde la tobera principal. Esta gasolina aspirada es soplada y esparcida por el flujo de aire y es mezclada con el aire.

Esta mezcla aire-combustible es luego aspirada dentro del cilindro. La cantidad de aire es controlada por la válvula de aceleración conectada al pedal del acelerador, determinándose así la cantidad de gasolina aspirada.

Principio de Operación del Carburador EI carburador opera básicamente con el mismo principio de un pulverizado de pintura. Cuando el aire es soplado, cruzando el eje de la tubería pulverizadora, la presión interior de la tubería cae. El líquido en el pulverizador es por consiguiente jalado dentro de la tubería y atomizado cuando es rozado por el aire. La rapidez del flujo de aire atraviesa la parte superior de la tubería, la mayor presión en la tubería cae y el mayor líquido es jalado dentro de la tubería.


Equipo de admisión y escape Los equipos de admisión y escape están divididos en el sistema de admisión y el sistema de escape. El sistema de admisión consiste en un purificador de aire que remueve el polvo del aire del múltiple de admisión, que conduce la mezcla aire-combustible a cada uno de los cilindros. El sistema de escape consiste en un múltiple de escape, el cual recolecta los gases de escape cuando son extraídos desde los cilindros, la tubería de escape, la cual

extrae estos gases de escape al aire exterior, el silenciador, el cual reduce el nivel de ruido del escape, etc. Sistema de Admisión Purificador de Aire Naturalmente que el aire fresco contiene polvo. Si este polvo ingresa a los cilindros con el aire de admisión, este desgastará los cilindros y contaminará el aceite lubricante. Como resultado se acortará la vida útil del motor. Por lo tanto, el polvo debe removerse del aire de admisión antes de que ingrese a los cilindros. En los automóviles, el aire de admisión es limpiado por un depurador de aire, el cual también reduce la velocidad del aire y minimiza el ruido producido por el mismo. Los depuradores de aire deben ser comprobados y limpiados regularmente debido a que el elemento llegará gradualmente a obstruirse con el polvo y no proporcionará suficiente aire al motor, causando una caída en su potencia. Los tipos de purificadores de aire son: Depurador de Aire Tipo de Baño en Aceite Un depurador de este tipo contiene aceite en la parte inferior de la caja del depurador, como se muestra a la derecha El elemento está fabricado de lana metálica impregnada de aceite. El aire de admisión pasa a través del elemento del filtro, en donde es limpiado por la lana de metal aceitada antes de ingresar al motor. Depurador de Aire Tipo Ciclón Un depurador de aire tipo ciclón utiliza un elemento de papel y tiene aletas que crean turbulencia de aire. Las partículas grandes de polvo, arena, etc. son atrapadas dentro de la caja del


depurador mediante la fuerza centrifuga de la turbulencia del aire. Las partículas pequeñas son atrapadas por el elemento de papel. Este diseño reduce la obstrucción del elemento del filtro y no necesita mantenimiento frecuente como en algunos otros tipos. Depurador de Aire Tipo Elemento de Papel

Este tipo de depurador contiene un elemento que está fabricado de papel o tela. El elemento está dentro de la caja del depurador de aire, Algunos depuradores de aire tipo de papel usan elementos que pueden lavarse con agua. Casi todos los depuradores de aire usan elementos tipo de papel de flujo axia. Los depuradores de aire que usan tales tipos de elementos pueden fabricarse más compactos y de peso ligero. El tipo más común de depurador de aire es el

depurador de aire tipo de papel.

Pre-depurador de Aire Es una clase de depurador de aire tipo ciclón. Es altamente eficiente y tiene aletas alternadas que separan el polvo del aire mediante la fuerza centrifuga. Este polvo es recolectado en una trampa de polvo removible. Este depurador no necesita reemplazo del elemento con frecuencia, como los otros tipos de depuradores. Sistema de Admisión de Aire Caliente A fin de prevenir insuficiente ventilación y vaporización de la mezcla aire- combustible que ocurre cuando la temperatura esta baja, este sistema utiliza el calor de los gases de escape para calentar el aire de admisión. Múltiple de Admisión Este múltiple posee un conducto para conducir la mezcla de aire-combustible hecha por el carburador para cada uno de los cilindros. Es necesario que el múltiple de admisión sea conformado para que la mezcla aire-combustible sea distribuida uniformemente y fácilmente.

Sistema de Escape Múltiple de Escape El múltiple de escape posee un conducto para que todos los gases de escape salgan de los cilindros para ser conducidos a la tubería de escape. Es necesario que este múltiple sea conformado para que el flujo de gases de escape de cada uno de los cilindros salga fácilmente.


Tubería de Escape y Silenciador Desde que los gases salen de cada uno de los cilindros tienen una alta temperatura y están a alta presión. Si ellos son extraídos al aire exterior libremente, el vehículo haría ruido de sonido explosivo. A fin de prevenir esta condición, un silenciador es instalado en el sistema de escape.

Equipo de encendido El equipo de encendido enciende la mezcla de aire-combustible la cual es comprimida en el interior del cilindro. EI equipo de encendido es requerido para generar suficiente chispa para encender la mezcla de aire-combustible y para generar estas chispas con la distribución que corresponde a la condición de funcionamiento del motor, también que sea extremadamente durable.

Bobina de Encendido Este dispositivo genera el alto voltaje necesario para el encendido. La bobina secundaria está envuelta alrededor del núcleo, que es hecho de placas de hierro delgado en capas unidas. Sobre esto, la bobina primaria está enrollada. La corriente es enviada intermitentemente a la bobina primaria de acuerdo con la abertura y cierre de los puntos en el distribuidor, y la bobina secundaria enrollada alrededor del núcleo genera el alto voltaje entregado por la bobina.

Cable de Alta Tensión


Estos son cables que confiablemente transmiten el alto voltaje generado en la bobina de encendido hacia las bujías de encendido. Los conductores (núcleo de alambre) de estos cables son cubiertos con una capa gruesa de jebe aislante para prevenir la pérdida del alto voltaje. Estos cables conectan la bobina de encendido al distribuidor y del distribuidor a las bujías de encendido.

Distribuidor

El distribuidor consiste en una sección distribuidora de energía la cual distribuye la corriente para cada una de las bujías de acuerdo con la secuencia de descarga, un generador de señal de encendido el cual envía corriente intermitentemente a la bobina de encendido y un avanzador que controla el tiempo de encendido de acuerdo con las condiciones del motor. Bujías de Encendido La corriente de alto voltaje (10 a 30 Kv) procedente del distribuidor genera una chispa de alta temperatura entre el electrodo central y de masa (tierra) de la bujía para encender la mezcla de

aire- combustible comprimida. De este modo se enciende la mezcla de aire-combustible en el cilindro. Las bujías de encendido son divididas dentro del tipo de valor térmico alto y bujías de tipo de valor térmico bajo, dependiendo del grado de dispersión (valor térmico) del calor recibido cuando la mezcla de aire-combustible es quemada. Ese grado es expresado con un número. Generalmente, las bujías de encendido que son apropiadas para el motor y modelo de vehículo son seleccionadas, luego un tipo específico de bujía debe ser usado. Mayormente, las bujías especificadas son claramente descritas en la Especificaciones de Servicio incluidas con los items del motor en el Manual de Reparación. Construcción de las Bujías Las bujías están construidas como se muestra en la ilustración. El aIto voltaje procedente del distribuidor es conducido al terminal y pasado a través del electrodo central y resistor, y luego genera chispas en la parte (A) en la ilustración. El resistor se ha incluido para evitar el “ruido” captado por la radio, y es generado por las chispas de alto voltaje.

Rango Térmico de una Bujía El rango térmico de una bujías se refiere a la temperatura de operación de la misma bujía Una bujía que disipa más calor es denominada “ bujía fría” debido a que permanece más fría, mientras que una bujía que disipa mucho menos el calor es denominada bujías caliente” , debido a que esta mantiene su calor. La longitud de la punta del aislador (T) de las bujías frías y calientes varia como se muestra en la figura. La bujía fría tiene la longitud de la punta del aislador más corta (ver a). Puesto que el área de la superficie expuesta a la llama es pequeña y la ruta de radiación


del calor es corta, la radiación de calor es excelente y la temperatura del electrodo central no es muy alta. Por esta razón, se usa una bujía fría, ya que es más difícil que ocurra el pre-encendido. Por otro lado, debido a que la bujía caliente tiene la punta del aislador más larga (ver c), el área de la superficie expuesta a la llama es mayor, la ruta de radiación de calor es larga y la radiación es pequeña. Como resultado, la temperatura del electrodo central aumenta demasiado y la temperatura de autolimpieza puede lograrse más rápidamente en el rango de bajas velocidades que en el caso de una bujía fría. IMPORTANTE Existen varios estándares para bujías incluyendo no solamente el rango térmico, sino también el tamaño de la rosca, la proyección del electrodo central, etc. a fin de reunir las condiciones para cada modelo de vehículo. Por lo tanto, cuando se necesite reemplazar las bujías es necesario usar bujías que reúnan los estándares requeridos para cada vehículo en particular.

Equipo de carga y equipo de arranque En el equipo eléctrico de los motores, además del equipo de encendido, se incluye el equipo de carga que rellena la energía a la batería la cual es usada por el equipo de arranque, que enciende el motor. El equipo de carga consiste en el alternador, que genera electricidad, y el regulador, que mantiene el voltaje constante de la electricidad generada. El equipo de arranque consiste en el arrancador. La batería adicionalmente esta siendo usada como un dispositivo de almacenaje eléctrico que también es usado como creador del suministro de energía.

Fig. El rotor ó eje inducido


Fig. : Eje rotor, inducido, delgas, inductor, escobillas, etc de un motor de arranque

Fig. Conexión de: Alternador, batería, regulador, fusibles

y chapa de contacto

Alternador

El alternador no funciona solamente para suministrar energía eléctrica a varios dispositivos durante el manejo, sino también para mantener la batería cargada para que éste pueda suministrar energía El alternador tiene una bobina rotora (electromagneto rotor) que es conectado directamente a la polea, que es girada vía una correa en V por el motor. El alternador tiene también una bobina reactora que genera energía de corriente alterna. Esta corriente alterna es convertida a corriente DC por un rectificador.


Regulador El regulador funciona para ajustar el voltaje generado por el alternador a un voltaje constante (aproximadamente 14-15V). El regulador puede tener cualquier tipo de contacto regulador, el cual mantenga un voltaje constante por abertura y cierre de puntos, o un regulador IC, que controla la corriente usando un circuito integrado. Arrancador Puesto que un motor es incapaz de arrancar sólo por el mismo, su cigüeñal debe ser girado por una fuerza externa a fin de que la mezcla aire-combustible sea tomada, para dar lugar a la compresión y para que el inicio de la combustión ocurra. EI arrancador montado en el bloque de cilindros empuja contra un engranaje motriz cuando el interruptor de encendido es girado, una cremallera engancha con el volante y el cigüeñal es girado.

Batería La batería funciona para suministrar electricidad al equipo de arranque del motor, al equipo de encendido y luces, así como también a otros dispositivos eléctricos que son usados en el vehículo. Además, ésta es recargada con electricidad generada por el alternador. La batería es un contenedor (deposito de batería) que está dividido interiormente en varios segmentos. Este contenedor contiene fluido electrolítico y placas. Estos segmentos divididos internamente son unidos por conectores en serie, para que juntos ocurra la descarga y recarga a través de una reacción química entre el fluido electrolítico y las placas.

Equipo de purificación de los gases de escape El equipo de purificación de los gases de escape es un equipo que purifica los gases de escape de sustancias dañinas contenidas en ellos. Extraer los gases consiste en descargarlos desde la tubería de escape después de la combustión en el motor, la mezcla de aire-combustible sin quemar que se fuga a través de la holgura entre los anillos del pistón y las paredes del cilindro, y gas soplado, que es la mezcla de gases sin quemar y gases quemados, añadiéndose gases de combustible evaporados que son vaporizados desde el tanque de combustible y otros componentes del sistema de combustible. El equipo de purificación de los gases de escape purifica estos gases.


Depósito de Carbón

El depósito de carbón almacena temporalmente gases de combustible evaporados que son generados en el tanque de combustible y los conduce al sistema de admisión, mientras el motor está funcionando. El carbón activado en el depósito de carbón separa los gases de combustible evaporados en aire y HC (hidrocarburos). El aire se escapa de la zona inferior del depósito del carbón mientras que los HC son enviados al sistema de admisión cuando la presión en el múltiple de admisión disminuye. Separador de Evaporación de Combustible

Cuando el tanque de combustible está lleno, si el vehículo está estacionado en un camino bajo un sol fuerte, el combustible dentro del tanque se expande, incrementando su volumen. El separador de evaporación de combustible previene esta expansión de combustible desde el flujo directo en el depósito de carbón. Convertidor Catalítico El convertidor catalítico está montado en la mitad del camino entre el múltiple de escape y el silenciador. EI convertidor catalítico tiene interiormente alúmina granular activada, llamada píldoras catalíticas, con una estructura interna cubierta con un cubrimiento delgado de platino la cual tiene un efecto catalítico. Cuando los gases de escape fluyen entre las píldoras catalíticas, el efecto catalítico purifica los gases de escape. Sistema PCV (Ventilación Positiva de la Caja de Cigüeñal) El equipo PCV fuerza al gas soplado, que incluye gases de combustión sin quemar y los fugados de los cilindros entre los anillos de pistón y las paredes del cilindro, hacia el múltiple de admisión para que ellos puedan ser quemados en los cilindros. Este previene que los gases se escapen al aire exterior. La cantidad del gas soplado generado por el motor es baja cuando la carga del motor es baja, como cuando el motor está en marcha de ralenti. La cantidad de gas soplado es alta cuando la carga del motor es grande, como cuando la aceleración en larga.

Cilindrada total, calibre, carrera La cilindrada total es el valor numérico fundamental utilizado para expresar el tamaño de un motor. Comúnmente, es expresado en c.c. o en litros. Llamamos al diámetro interior del cilindro, calibre y llamamos distancia desde el punto muerto superior (cuando el pistón esta en el punto más alto) al


punto muerto inferior (cuando el pistón esta en el punto más bajo), a la carrera.

Relación de compresión La relación de compresión es una relación que muestra cuantas veces se comprime la mezcla de aire-combustible que es tomada durante la carrera de admisión, con respecto al volumen comprimido durante la carrera de compresión del motor. Si se aumenta la relación de compresión, la fuerza de combustión en el interior del cilindro llega a ser mucho mayor. Luego, aumentando la relación de compresión, se puede generar una mayor fuerza de combustión alcanzando un mayor torque sin el incremento de la cilindrada del motor. Esto hace posible obtener una alta potencia de salida y un aumento en la economía del combustible. Sin embargo, si la relación de compresión se aumenta demasiado, la temperatura de la mezcla aire-combustible llega a ser extremadamente alta, causando una combustión espontánea, a parte de la combustión causada por la bujía originando problemas en la combustión (golpeteo) y en la combustión espontánea de la mezcla aire-combustible antes de que la chispa de las bujías encienda la mezcla (pre-encendido) y otro fenómeno anormal. i Precaución ! Si ocurre tal combustión anormal la potencia de salida del motor caerá drásticamente y se emitirá un ruido semejante a un ruido metálico. i Referencia ! Normalmente, una relación de compresión de 8 – 11 es apropiada para un motor a gasolina y una relación de compresión de 15 – 22 es apropiada para un motor diesel.

Torque Máximo Torque es la fuerza para girar un objeto. EI torque de un motor crea la fuerza (fuerza de impulsión de tracción) para girar las ruedas motrices cuando el vehículo es impulsado y empujado hacia adelante. Por ejemplo, cuando deseamos girar un perno con una llave, la fuerza considerada necesaria para girar el perno es el torque. En este caso, el torque es la fuerza aplicada multiplicada por la distancia desde el centro del perno al punto donde se aplica la fuerza.

T: Torque (N – m) R: Radio del circulo sobre el cual se aplica la fuerza (m) N: Fuerza Si queremos aumentar el torque, utilizamos una llave más grande, o aplicamos una mayor fuerza a la llave En el caso de un motor, la fuerza aplicada a la llave corresponde a la fuerza de combustión aplicada en los pistones. El radio de la llave corresponde a la longitud del brazo del cigüeñal_ (1/2 de la carrera del pistón).


El torque de un motor varía dependiendo de la velocidad del mismo, pero dentro de este rango el torque máximo se genera cuando la válvula de obturación está completamente abierta. Esta variación se muestra en la curva del torque, la cual se representa mediante el siguiente tipo de gráfico.

Si un motor con gran potencia está diseñado para que trabaje en rangos de plena velocidad, la curva del torque podría ser parecida a la que se muestra en la figura superior con el torque en un nivel elevado. La curva ideal del torque para ese vehículo podría ser una curva plana, la cual no está in-fluenciada por las fluctuaciones de la velocidad del vehículo. Sin embargo, en realidad, las características de un vehículo son tales que existe un torque máximo tanto en alta como en baja velocidad. El primero es llamado un motor de alta velocidad, mientras que el segundo es llamado motor de baja velocidad Generalmente, el motor de un camión es un motor de baja velocidad, mientras que el motor para un carro deportivo es un motor de alta velocidad y el motor utilizado en un vehículo de

pasajeros tiene un rango de velocidad que está entre estos dos tipos de motores.

Potencia Máxima Si un motor marcha con la válvula de obturación completamente abierta, la potencia de salida fluctúa de acuerdo a la velocidad del motor La potencia máxima en un instante es la máxima potencia de salida. La potencia puede determinarse utilizando la siguiente fórmula. Potencia de salida = Constante x Torque x Velocidad del motor Constante = 1 / 716 iREFERENCIA!

Es bien conocido que el rendimiento de un motor fluctúa grandemente dependiendo del clima, pero este también fluctúa dependiendo de la humedad y la presión del aire. Por ejemplo, cuando tomamos el tiempo de aceleración de un vehículo en un cambio alto con la válvula de obturación completamente abierta desde una velocidad de 30 km/h a 60 km/h, se halló que este tomo 16 segundos cuando la humedad fue del 80% y 13 segundos cuando la humedad fue del 30%. Luego, al ser mayor la humedad, menor es la potencia de salida Una causa de esto es que a


mayor humedad en el aire, el oxígeno disminuye. La presión de aire también tiene una influencia considerable. En una altitud de 3.000 m, donde la presión del aire es baja, la densidad del aire es baja haciéndose imposible que el motor succione suficiente aire. Esto resulta en una caída de la potencia del motor. Además, un carburador que trabaja eficientemente a nivel del mar, no puede responder cuando la presión del aire es baja. Si el carburador es reemplazado por un sistema EFI, es posible proveer un control óptimo de la cantidad de aire de ingreso, aún bajo condiciones extremas..

Tipos de Mecanismos de Válvula

OHV El eje de levas está montado sobre el bloque de cilindros. Este abre y cierra las válvulas mediante varillas de empuje y balancines. Una característica de este tipo de sistema es que tiene un buen rotado de servicio.

SOHC / OHC Con este tipo de sistema, el eje de levas está montado en la parte superior de los cilindros y las levas mueven directamente a las válvulas. Se utiliza un eje de levas simple para abrir y cerrar las válvulas. Una de las características del tipo SOHC es que tiene un buen comportamiento a altas velocidades.

DOHC Con este tipo de sistema las válvulas de admisión y las válvulas de escape son movidas por ejes de levas separados (2 ejes de levas). Una de las características de este tipo de sistema es que se alcanzan mayores velocidades que con el sistema SOHC. El DOHC también es llamado motor twin cam (doble eje de levas gemelo) Este tipo de sistema se divide a su vez en tipo "G" y Tipo "F".

Motor Twin Cam de 16 (24) Válvulas Este es un motor de alto rendimiento capaz de marchar a altas velocidades a fin de aumentar la potencia de salida del motor al máximo nivel, y que es capaz de uniformizar suavemente la admisión y el escape. Para aumentar la potencia máxima de salida de un motor, no solo debe de aumentarse la velocidad, sino que también debe de efectuarse una mayor alimentación de mezcla aire-combustible a los cilindros.

Mecanismo de Alta Tecnología en el Motor Twin Cam


A fin de mejorar el rendimiento y la economía del combustible en este rango de velocidad, donde la mayoría de personas conducen, se ha adoptado un engranaje de tipo tijeras (motor tipo “F”). Este mecanismo de alta tecnología hace posible que la cámara de combustión sea más compacta, aumentando la eficiencia de la combustión, mientras que el motor se hace más liviano.

Recalentamiento Causas del recalentamiento Si el motor se recalienta, esto indicará las siguientes condiciones: La temperatura del refrigerante del motor será anormalmente alta, originando que la aguja indicadora del medidor de la temperatura del agua ingrese a la zona roja. Además, si la temperatura se eleva el vapor escapará por el tanque auxiliar usado para el refrigerante y será visto elevándose por los bordes del capo. En tales casos caerá la potencia de salida del motor. El sistema de enfriamiento del motor está diseñado para mantener el refrigerante del motor a una temperatura apropiada bajo todos los tipos de condiciones de operación y ambiente. Bajo condiciones normales de conducción, el motor no deberá recalentarse, pero bajo las siguientes condiciones, es posible que esto le suceda al motor. Si la cantidad de aire que atraviesa el radiador es muy reducida. Ejemplos

Si una cantidad de suciedad se ha adherido al panal del radiador (la zona de radiación) se obstaculiza el enfriamiento. Si adicionalmente se instalan grandes faros neblineros delante de la rejilla del radiador.

Si se instala un equipo aéreo que tiene una pequeña abertura. Si se coloca una cubierta delante del radiador durante el invierno y es dejada allí sin recordarse

de sacarla. Si la correa del ventilador de enfriamiento esta floja o el conector del ventilador eléctrico está

desconectado. La cantidad de refrigerante que circula en el sistema de enfriamiento es insuficiente.

Ejemplos Si no hay suficiente refrigerante. Si la faja de transmisión de la bomba de agua está floja. La temperatura del aire que pasa a través del radiador es alta.

Ejemplos Si el equipo de turbo ha sido instalado y un gran intercambiador de calor tal como un inter-enfriador es instalado delante del radiador. Si el motor está marchando por un largo período de tiempo bajo severas condiciones de conducción. Ejemplo Si el vehículo está marchando continuamente bajo excesivas cargas pesadas, a altas velocidades por un período de tiempo largo.

REFERENCIA Teoría del Enfriamiento El refrigerante es circulado en el interior del motor, luego el calor del refrigerante es transferido al exterior por el radiador.

Manipulación durante el recalentamiento Si ocurre el recalentamiento, trate esto de la forma siguiente: Pare el vehículo en un lugar seguro Con el motor en marcha, abra el capó del motor para mejorar la ventilación.


Una vez que la aguja indicadora del medidor de temperatura ha descendido apague el motor. Cuando el motor se ha enfriado lo suficiente verifique si hay algo de refrigerante en el radiador, si el panal del radiador está extremadamente sucio, si hay suciedad que está pegada al radiador o si una correa está floja. ¡ADVERTENCIA! Mientras el refrigerante está caliente, si se saca la tapa del radiador en forma rápida, vapor y refrigerante caliente se rociará hacia fuera. Esto podría ser extremadamente peligroso.

TRABAJO DEL ACEITE DE MOTOR El aceite de motor trabaja para evitar la pérdida de energía debido a la fricción generada por las partes internas del motor durante su funcionamiento y para proteger al motor de recalentamientos y desgastes de las superficies en contacto. Podemos decir que el aceite tiene 4 diferentes funciones que son las siguientes: Lubricación El aceite de motor cubre las superficies que están en rozamiento con una película para reducir la fricción y así evitar el desgaste, como también evitar la pérdida de energía y agarrotamiento. Enfriamiento El aceite circula a cada parte del motor donde la temperatura tiende a aumentar debido al calor de la combustión y fricción, absorbiendo el calor y radiando este al exterior. Sellado La película de aceite formada entre los pistones y las paredes de los cilindros actúa para sellar los gases de compresión y los gases de combustión interior de la cámara de combustión, evitando una pérdida de potencia de salida. Limpieza El aceite lava los sedimentos y carbonilla adheridos a la superficie interior del motor, manteniendo el interior del motor limpio todo el tiempo.

2. CLASIFICACIÓN Y ESTÁNDAR PARA EL ACEITE DE MOTOR Existen dos métodos para la clasificación de aceite de motor, cada uno de los cuales se muestra a continuación: Clasificación API (Instituto Americano del Petróleo) Clasificación de Calidad La clasificación API es un sistema de clasificación el cual juzga el grado por el cual un aceite puede resistir las condiciones de conducción. 1.1. Motores a Gasolina 7 Grados El primer carácter es una letra S.


El segundo carácter muestran un código de grados entre A y G.

SG ... Apropiado para cualquier condición de conducción SF ... Apropiado para paradas y arranques frecuentes. SE ... Apropiado para condiciones de conducción más severas que la clase SD. SD ... Apropiado para condiciones de conducción poco severas. SC ... Apropiado para condiciones de conducción considerablemente ligeras. SA, SB... Casi nunca Utilizado

1.2. Motores Diesel 5 Grados

El primer carácter es una C. El segundo carácter muestra un código de grados entre A y E.

CE ... Apropiado para modelos grandes de motores diesel. CD ... Apropiado para motores equipados con turboalimentador, los cuales están sujetos

a condiciones de conducción extremadamente severas. CC ... Apropiado para condiciones de conducción severas y para motores equipados

con turboalimentadores. CB ... Apropiado para condiciones de conducción un poco severas. CA ... Apropiado para condiciones de conducción ligeras.

PRECAUCIÓN! En el grado de los aceites, aquellos que tienen la mayor letra en orden alfabético, son aquellos que pueden resistir el rango más amplio de condiciones de conducción.

¡REFERENCIA! El mayor de los grados de la clasificación API, es el que puede resistir las condiciones extremadas de conducción. El grado superior, el mayor grado de los aceites, es requerido para proveer protección anticorrosiva, estabilidad contra la oxidación característica de limpieza y dispersión, resistencia al desgaste, etc., por eso se le agregan más aditivos.

Clasificación SAE (Sociedad de Ingenieros Automotrices) Clasificación de Viscosidad La clasificación SAE, es un sistema utilizado para determinar bajo qué condiciones de temperatura se puede usar un aceite. Los grados son los mismos para los motores de gasolina y diesel. Existen 10 grados, OW, 5W, 10W, 15W, 20W, 25W, 20, 30, 40 Y 50. ¡PRECAUCIÓN!

El mayor número del grado SAE, el grado más pequeño de viscosidad, cambia debido a la temperatura.

W significa que el aceite es para uso en el invierno.


Aunque estos no se incluye en la clasificación SAE, los aceites con un grado 7,5W que están entre 5W y 10W, son usados ampliamente.

3. Grado Simple y Multigrado Las siguientes dos clasificaciones de grado son utilizadas 3.1. Aceite de Grado Simple

El rango de temperatura útil es pequeño y diferentes aceites deben de usarse en las diferentes estaciones.

Este aceite solamente muestra un (1) número de SAE (Ejemplo: SAE10W, SAE30). 3.2. Aceites Multigrados

El rango de temperatura útil es más amplio haciendo posible el uso en todas las estaciones. Estos aceites dan una mejor economía de combustible. Este aceite muestra 2 números de SAE (Ejemplo: SAE 10W – 30).

Ejemplo de la Clasificación SAE y Rango de Temperatura Utilizable

4. Marca Toroidal La marca toroidal es una marca que muestra que un aceite ha pasado cada tipo de clasificación. Los aceites en los cuales se visualiza la marca toroidal, son solo aquellos que tienen una clasificación de calidad API, una clasificación de viscosidad SAE y un rendimiento en la economía de combustible.


Necesidad para el cambio de aceite. Debido a que el aceite de motor protege al motor de averías es necesario cambiarlo periódicamente. Cuando se usa el aceite de motor, los siguientes factores están actuando constantemente para bajar el rendimiento del aceite.

Partículas de polvo, partículas de metal provenientes del desgaste del motor y otras impurezas que se introducen en el aceite.

Cuando el combustible es quemado, la carbonilla y la humedad producida consiguen mezclarse con el aceite.

El combustible que no se quema llega a mezclarse con el aceite. Aditivos desodorantes.

El aceite deteriorado del motor causa sedimentos, etc., acumulándose dentro del motor y origina un desgaste acelerado del mismo. Dependiendo del caso, esto puede causar que el motor se agarrote. ¡PRECAUCIÓN!

Ningún material cuan elevada sea la clase de aceite usado, evita completamente el ingreso de impurezas y el deterioro de aditivos. Refiérase al manual del propietario para el apropiado intervalo de cambio de aceite.

Sistema EFI Configuración básica EFI se usa para Inyección de Combustible Electrónico. La tendencia a reemplazar al carburador del pasado con el sistema EFI continúa en aumento. La característica principal del sistema


EFI es que en lugar del carburador, se usan inyectores. Este es un equipo que usa el control preciso provisto por un computador para suministrar el combustible necesario por el motor. EI volumen de admisión de aire del motor, temperatura del refrigerante, temperatura de admisión de aire, relación de aceleración o desaceleración y otras condiciones son detectadas por sensores y la computadora EFI utiliza los datos almacenados para calcular y así ordenar un determinado control sobre la inyección del combustible, de tal forma que se logre un ajuste de la relación aire-

combustible para las características de un determinado motor. Por esta razón, la relación aire-combustible ideal para las condiciones de conducción normales, se puede obtener con el EFI. Esto significa que la eficiencia de combustión es buena y que etapas efectivas se pueden lograr para purificar los gases de escape. Inyección Central (Cl) Así como en el EFI, este sistema usa sensores para detectar las condiciones de conducción y las condiciones del motor y una computadora controla la relación aire-combustible y la distribución de encendido a los niveles óptimos.

La diferencia del EFI es que con él, el combustible es inyectado dentro de cada uno de los múltiples de admisión, mientras que con inyección central (CI), un inyector simple inyecta combustible dentro del cuerpo de la válvula de obturación. Por esta razón, la mezcla aire-combustible es suficientemente vaporizada cuando es admitida en los cilindros y una cantidad uniforme de mezcla aire-combustible ingresa a cada uno de los cilindros. Por lo tanto, comparándolo con el sistema EFI, este sistema es un poco inferior cuando llega a la potencia de salida máxima, pero este ofrece mejor economía de combustible.

Carburador En un motor, los mecanismos que realizan la mezcla de aire-combustible y suministran esta mezcla al motor se llaman sistemas de combustible. EI sistema de combustible consta del tanque de combustible, la bomba de combustible, y el carburador, pero la operación del carburador es mucho más importante.


El carburador utiliza el vacío creado en la carrera de admisión del motor para mezclar la gasolina enviada por la bomba de combustible con el aire, vaporizándose y enviándose a los cilindros como una mezcla aire-combustible.

EI sistema EFI consiste en 3 sistemas, el sistema de combustible, el sistema de admisión y el sistema de control. Sistema de Combustible Este sistema envía el combustible necesario para la combustión al inyector. Computariza señales para el inyector, luego origina que este suministre la cantidad óptima de combustible dentro de cada múltiple de admisión.

Sistema de Admisión Este sistema toma el aire requerido para la combustión desde el purificador de aire y lo suministra a cada múltiple de admisión. Sistema de Control El sistema de control percibe las condiciones de carga del motor, temperatura, del refrigerante, temperatura del aire de admisión, velocidad del motor, rango de aceleración o desaceleración y otras condiciones de manejo por medio de varios sensores, luego controla la cantidad de combustible suministrado, al nivel apropiado basado en esas señales. EFI – L (Luft) y EFI – D (Druck) Hay dos tipos de EFI que se diferencian de acuerdo al método usado para detectar el volumen del aire de admisión al motor. Uno es EFI – L y el otro es EFI – D. EFI – L


Usa un medidor de flujo de aire para detectar el volumen de aire directamente.

EFI – D Usa un sensor de vacío para detectar la presión en el múltiple de admisión, luego un computador calcula la cantidad de aire. Sistema de combustible Este sistema suministra combustible al motor. EI combustible bombeado desde el tanque de combustible por la bomba de combustible pasa a través de la línea de presión tubería de alta presión) y es filtrado en el filtro de combustible. Este es luego distribuido a los inyectores a través de la tubería de entrega. Los inyectores inyectan el combustible dentro del múltiple de admisión. Bomba de Combustible La bomba de combustible bombea el combustible desde el tanque y envía éste a los inyectores. Un motor es usado en la bomba de combustible para EFI. Regulador de Presión

Si la presión en el múltiple de admisión en el lado de la inyección cambia, este regulador cambia la cantidad de combustible inyectado para que la óptima combustión sea mantenida. La presión en el múltiple de admisión es introducida dentro del regulador de presión y la presión del combustible es mantenida constante para proporcionar la óptima combustión. Inyectores Los inyectores reciben señales de inyección desde el computador e inyectan combustible dentro del múltiple de admisión de cada uno de los


cilindros. EI combustible es inyectado por la operación de una bobina electromagnética en el inyector. Inyector de Arranque en Frío Cuando arranca un motor con la temperatura de un refrigerante debajo de la temperatura predeterminada, este inyector inyecta combustible dentro del tanque de compensación. Amortiguador de Pulsación Cambios momentáneos ocurren en la presión de combustible mantenida en un predeterminado nivel por la presión del regulador, debido a la inyección del combustible por los inyectores. Por lo tanto, anormalidades ocurren en el rango del aire-combustible y ruido es generado. La amortiguación de pulsación tiene un diafragma interiormente que ajusta estos cambios momentáneos en la presión, así como los amortigua. Sistema de admisión de aire Este sistema suministra el aire al motor. El aire que ha sido tomado dentro y limpiado por el purificador de aire, fluye hacia el tanque de compensación de acuerdo con el ángulo de abertura de la válvula del acelerador, luego es distribuido a los cilindros a través del múltiple de admisión. En motores con EFI, la cantidad de aire de admisión es detectada por un medidor del flujo de aire (EFI – L) ó sensor de vacío (EFI – D) a fin de hacer la apropiada mezcla de aire- combustible. El computador luego envía señales de inyección de combustible para el sistema de combustible de acuerdo con el volumen de aire de admisión.

Cuerpo del Acelerador El cuerpo del acelerador es conectado al pedal de acelerador. Este consiste en la válvula acelerante, que controla el aire de admisión, el depósito impulsor, que cierra la válvula acelerante fácilmente cuando el pedal del acelerador es repentinamente desenganchado y el sensor de posición acelerante, que detecta la cantidad que la válvula acelerante es abierta o cerrada.

Válvula de Aire Esta válvula funciona para cambiar el volumen del aire de admisión y eleva la velocidad del motor. Esta válvula abre cuando la temperatura del refrigerante es baja, originando que el aire se desvie de la válvula acelerante y sea tomado dentro del múltiple de admisión, incrementando la velocidad del motor. Los tipos de válvulas de aire son: Tipo de Cera


Este tipo usa cera térmica para percibir la temperatura del refrigerante y ajustar el flujo de aire. Tipo Bimetal Este tipo usa un bimetal (elemento de metal) para percibir la temperatura y ajustar el flujo de aire. Sistema de control Este sistema consiste en sensores los cuales perciben el estado del motor y un computador que calcula la cantidad de inyección de combustible (tiempo de inyección) basado en las señales de esos sensores. Cada uno de los sensores convierte la carga del motor, temperatura del refrigerante, temperatura de admisión del aire, velocidad del motor, aceleración o rango de desaceleración, y otras condiciones de manejo por señales eléctricas y envía ellas al computador basado en las señales desde estos sensores, la computadora calcula el tiempo de inyección y operación de los inyectores e inyecta combustible en cada uno de los múltiples de admisión.

Medidor de Flujo de Aire (EFI – L) Este medidor percibe el volumen de aire de admisión y envía señales al computador. Es montado en la salida del purificador de aire. El ángulo de abertura de una placa sensor es convertido a voltaje por un potenciómetro. El sensor de temperatura de admisión del aire, que percibe la temperatura de admisión de aire y un interruptor de la bomba de combustible son también incorporados dentro del medidor de flujo de aire. Sensor de Vacío (EFI – D) Este sensor percibe la presión del aire de admisión en el múltiple de admisión del motor y envía las señales al computador. Interiormente, en la unidad del sensor, en la cual el vacío es mantenido, el vacío (presión) en el múltiple de admisión fluctúa. La presión es detectada por el sensor. Sensor de Posición del Acelerador Este sensor es montado en el acelerador y detecta el ángulo de abertura de la válvula acelerante. Las señales de este sensor son usadas por el computador para incrementar el suministro de combustible y cortar el combustible durante la desaceleración. El sensor de posición del acelerador incluye un contacto en movimiento el cual se mueve a lo largo de una leva guía montada en el eje mismo, como la válvula acelerante y dos contactos estacionarios. La combinación de estos contactos encendidos y apagados permite la abertura del


ángulo a ser detectado, y la cantidad de contacto entre 2 contactos variables conectados con la válvula del acelerante y un resistor impreso en el tablero del circuito, percibiendo el ángulo de abertura.

Otros Además de los sensores descritos arriba, el sistema de control EFI, también incluye el sensor de temperatura de agua, que detecta la temperatura del refrigerante, el sensor de Oz, que detecta la concentración de oxígeno en el gas de escape y, el interruptor de tiempo del inyector de arranque, que se enciende cuando la temperatura del refrigerante es baja y opera el inyector de arranque en frío.

Motores Diesel Teoría básica El motor diesel es aquel que quema combustible diesel. El aire en el interior de los cilindros es comprimido. Cuando la temperatura del aire empieza a elevarse, el combustible es inyectado en forma pulverizada dentro del motor y la combustión espontánea del combustible ocurre.

Motor Diesel de 4 Ciclos Como los motores a gasolina, los pistones en estos motores tienen 4 carreras, admisión, compresión, combustión y escape, pero estos difieren de los de gasolina en que solamente el aire es tornado dentro del cilindro en la carrera de admisión. Una vez que el aire es comprimido, el combustible


diesel es inyectado dentro del cilindro y el combustible es quemado sin el uso de equipo de encendido, de este modo genera la fuerza motriz el vehículo. Carrera de Admisión Cuando los pistones bajan en el cilindro, la válvula de admisión se abre y aire es tomado dentro del cilindro. Carrera de Compresión Cuando el pistón se eleva en el cilindro, la válvula de admisión se cierra y el aire es comprimido en el cilindro cerrado. Como resultado de esta compresión, el aire altamente presurizado empieza a calentarse. Carrera de Combustión Justo antes que el pistón alcance la posición TDC (Punto Muerto Superior), el combustible diesel es inyectado dentro del cilindro con el aire comprimido. Cuando el combustible empieza a mezclarse con el aire a alta temperatura, este se enciende espontáneamente. La presión de combustión generada empuja al pistón hacia abajo y genera potencia. Carrera de Escape Cuando el pistón es empujado hacia abajo cerca de la posición BDC (Punto Muerto Inferior), la válvula de escape se abre y los gases de combustión son empujados afuera por la elevación del pistón en el cilindro..

Equipo de Combustible El equipo de combustible suministra combustible diesel al motor. El combustible es bombeado hacia arriba desde el tanque de combustible por alimentación de la bomba, es filtrado por el filtro de combustible y enviado a la bomba de inyección. La bomba de inyección es movida por el motor y da al combustible una gran presión, enviando éste a través de la línea que entrega a las toberas de inyección, las cuales inyectan éste dentro de los cilindros de acuerdo a la secuencia de encendido.


Filtro de Combustible y Sedimentador El filtro de combustible y el sedimentador eliminan la suciedad y el agua del combustible diesel. - El filtro de combustible limpia el combustible diesel usando un elemento de filtro (filtro de papel). - El sedimentador separa el combustible y garúa que éste contiene por utilización de las diferencias en la gravedad especifica entre el combustible diesel y el agua (el combustible diesel es más liviano que el agua). Cuando la cantidad de agua en el separador excede a un predeterminado nivel, las luces de aviso se encienden. El agua puede ser drenada por aflojamiento de una llave en el fondo del sedimentador y operando una bomba de cebar manual para bombear el combustible interiormente y forzar la salida del agua. Bomba de Inyección La bomba de inyección bombea el combustible bajo alta presión para cada uno de los cilindros de acuerdo con la secuencia de encendido. Esta bomba es movida por la rotación del cigüeñal via engranaje de distribución. La bomba de inyección consiste de un gobernador que controla la cantidad de inyección de combustible de acuerdo con la velocidad del motor y la cantidad que el pedal del acelerador sea presionado, un sincronizador controla la distribución de la inyección de acuerdo con la velocidad del motor, y una bomba alimentadora que toma el combustible y bombea ésta afuera bajo presión. Hay 2 tipos de bomba de inyección: el tipo en serie y el tipo de distribución. Tobera de Inyección La tobera de inyección vaporiza a alta presión el bombeo del combustible por la bomba de inyección y forzadamente inyecta dentro de la cámara de combustión a la presión apropiada. La tobera de inyección abre y cierra la aguja de la tobera automáticamente de acuerdo con la presión del combustible.


Inyector Bomba: usado en motores medianos y grandes, contiene la bomba de inyección y la tobera o pulverizador. Los primeros IB eran totalmente mecánicos (MUI), luego fueron electrónicos (EUI), electrohidráulicos (HEUI),

Equipo de Precalentamiento Puesto que el combustible en un motor diesel enciende espontáneamente por el calentamiento del aire comprimido, un sistema de encendido como en el motor a gasolina no es necesario. Sin embarga, es necesario, calentar el aire de admisión para mejorar el arranque. El equipo que hace esto es el equipo de precalentamiento. Este consiste de la bujía incandescente, que calienta el aire en la cámara de combustión y el relay de la bujía incandescente, que protege a la batería.

Equipo de Precalentamiento Bujía Incandescente La bujía incandescente calienta el aire en la cámara de combustión. Es montada en la cámara de combustión de los cilindros o en la cámara de turbulencia. Cuando el interruptor del calentador es operado, la corriente fluye desde la batería en la bobina del calentador en la bujía incandescente, causando que esta se caliente al rojo. Este calienta el aire en la cámara de combustión y cámara de turbulencia, mejorando el arranque del motor. Relay de Bujía Incandescente. El relay de la bujía incandescente protege al interruptor de arranque. Está incorporado dentro del circuito que hace que la bujía incandescente caliente al rojo cuando el interruptor del arrancador es operado, y un circuito mantiene la bujía incandescente al rojo por solamente un tiempo predeterminado, mientras el arrancador está girando.

2.- Desmontaje y Montaje de culata y cárter del motor

RESUMEN

En esta práctica se trata sobre el desmontaje y montaje de la culata y Carter del motor, siguiendo las

instrucciones del instructor del SENATI, además de escuchar las pequeñas pautas explicadas por el

mismo en la pizarra.


OBJETIVOS

-Conocer el procedimiento para desmontar y montar la culata y el Carter del motor.

-Reconocer cada parte que se encontraba dentro de la culata y el Carter.

-Aprender y familiarizarse con el uso de las herramientas para cada actividad.

-Trabajar en equipo para completar la tarea entregada de desmontar y montar la culata y el Carter del

motor.

INTRODUCCIÓN

En el laboratorio puede tocarle el motor gasolinero dual 3k, de 4 cilindros en línea, haciendo uso de una

caja de herramientas de 30 piezas, con todos los implementos de seguridad requeridos (consulte

manuales del motor que toque en su grupo).

BASE TEÓRICA

Casi la totalidad de los motores refrigerados por agua están provistos de una culata independiente. Se

une a él por medio de tornillos dispuestos de forma adecuada. Estos aseguran la unión e impiden

deformaciones por la acción del calor y de la presión.

La culata acopla al bloque motor una junta de amianto. Esta realiza una unión entre ambos que impide

la fuga de gases de la compresión o del líquido refrigerante.Los huecos (B) labrados en la culata,

forman las cámaras de combustión, que es donde están los gases encerrados al final de la compresión.

Rodeando a estas cámaras hay unas cavidades, que comunican con las camisas de agua del bloque a

través de orificios (C), por los que llega el líquido refrigerante. En la cámara de combustión, se dispone

un orificio roscado (D) en el que se aloja la bujía. En los motores diesel se prevé el acoplamiento del

inyector y en algunos una precámara. También en la cámara de combustión, se sitúan las válvulas de

escape (E) y de admisión (A), labrándose en la culata los oportunos conductos de llegada y evacuación

de gases.

MATERIALES DE FABRICACIÓN DE LAS CULATAS. VENTAJAS E INCONVENIENTES. Se fabrica

generalmente de fundición aleada con otros materiales, que añaden características de

resistencia, rigidez y conductividad térmica. En otras ocasiones se usan aleaciones de aluminio.


Este material combina la ligereza con un alto grado de conductividad térmica. Esta

característica es muy deseable. Asegura que el calor de la combustión sea evacuado al exterior,

evitándose la formación de puntos calientes que pueden ocasionar la detonación. Se logra con

estas culatas elevar la relación de compresión, con la mejora del rendimiento del motor. En los

motores refrigerados por aire, la culata suele formar parte del mismo cilindro y en ocasiones es

desmontable.

TEORÍA DE LAS VÁLVULAS

Las válvulas tienen la misión de permitir la entrada y salida de gases al cilindro en los momentos

adecuados de cada fase, cerrando herméticamente los conductos de acceso y evacuación de la

cámara de combustión durante el tiempo restante del ciclo. Dado su funcionamiento, están sometidas a

grandes solicitaciones mecánicas y térmicas.

La válvula, está formada por dos partes fundamentales: la cabeza o plato (6), que aplicándose en su

asiento en la cámara de combustión cierra el conducto de entrada o salida, y el vástago o cola (7), que

sirve para guiar el movimiento y transmitir a la cabeza la carga del muelle de retención (3), al que se fija

con las medias chavetas (1), que disponen unos resaltes internos, que encajan en la escotadura

dispuesta en el vástago de la válvula, quedando en posición por medio del platillo (2). Estas

escotaduras suelen ser diferentes para las válvulas de admisión y para las de escape.

El vástago de la válvula se desliza sobre una guía (8) de fundición, que suaviza el rozamiento y atenúa

el desgaste debido al funcionamiento de la válvula. Dicha guía se monta a presión en la culata. El juego

u holgura entre la cola de la válvula y su guía debe ser el adecuado a fin de impedir que pase aceite a

la cámara de combustión a través de ambos. En algunas ocasiones se dispone un retén (4) en forma

de anillo de caucho, emplazado en la guía de la válvula. El muelle descansa en la culata sobre el

platillo (5) y por su extremo opuesto apoya en este, que a su vez aloja a las chavetas, que forman el

sistema de fijación de la cola de la válvula.

La válvula se sitúa en la culata, de modo que el muelle (M), apoyándose por un extremo en la propia

culata, tira de la cola de la válvula hacia arriba por medio del platillo (P) y chaveta (H), unidos al

vástago en un rebaje apropiado. El empuje transmitido por el muelle, aplica a la cabeza de la válvula

(D) contra su asiento (A) en la culata, impidiendo la comunicación entre la cámara de combustión (C) y


el colector (B), que solamente se establece cuando la leva (L) presenta su saliente al balancín en su

extremo (J), en cuyo caso, empuja por el extremo (K) a la cola de la válvula provocando su apertura.

La estanqueidad de la cámara de combustión se logra disponiendo en la cabeza de la válvula un perfil

troncocónico (en la periferia), que generalmente adquiere un ángulo de 45°. Esta superficie apoya en

un asiento de conicidad ligeramente menor y de ancho x, que con el funcionamiento y a consecuencia

del desgaste normal, se adapta a la superficie de la cabeza de la válvula. Los asientos de válvula

suelen ser postizos, con forma de anillo y se montan con interferencia en los alojamientos de la cámara

de combustión. En el proceso de montaje se calienta el alojamiento de la culata y se enfría el asiento

(zona rayada), montándolo a continuación. Cuando ambos adquieren la temperatura ambiente, el

asiento queda aprisionado.

Los asientos de válvula se fabrican en la actualidad de aleaciones especiales de acero, capaces de

soportar las elevadas temperaturas a que estarán sometidos. En algunas ocasiones se recubre de

estelita (aleación de cobalto, tungsteno y cromo) la superficie de apoyo con la válvula. Las válvulas se

abren desplazándose hacia el interior de la cámara de combustión, con lo que se favorece la

estanqueidad, dado que la presión de los gases tiende a cerrarlas. La forma de la cabeza de la válvula

y su acoplamiento al asiento se realizan de manera que, en consonancia con la alzada, se permita una

gran sección de paso al gas y una orientación adecuada que frene lo menos posible su velocidad. Esta

es la razón por la que el asiento forma generalmente un ángulo de 45° con el plano de la cabeza de la

válvula. La unión de ésta al vástago se redondea siguiendo la forma más idónea para el recorrido del

gas. Con el mismo objeto se adapta el colector a la cámara de combustión con la inclinación más

propicia.

En la mayor parte de los motores, las válvulas de admisión presentan una cabeza de mayor tamaño

que las de escape, para facilitar el mejor llenado del cilindro. Las de escape, por el contrario, resultan

de mayor resistencia a las altas temperaturas debido al menor tamaño de la cabeza. En otras

ocasiones se disponen cuatro válvulas por cilindro con el mismo fin. En otros casos se emplean dos

válvulas de admisión y una de escape por cilindro para mejorar el llenado del mismo. Dadas sus

peculiares condiciones de funcionamiento, las válvulas deben resistir los repetidos golpes contra sus

asientos que se producen en el cierre y las altas temperaturas a que están sometidas, sin que se

produzcan defomaciones ni agrietamientos del material que, por estas causas, debe ser de una calidad

excelente. Las válvulas son refrigeradas tanto mejor cuanto menor es el tamaño de su cabeza y mayor

es el diámetro y longitud del vástago. Como las válvulas de escape quedan sometidas a la acción de

los gases que salen todavía ardiendo en la fase de escape, en su construcción se emplean aceros

especiales, con aleaciones al cromo-silicio o cromo-níquel, que les confieren una gran dureza, capaz

de soportar los grandes esfuerzos a que estarán sometidas y las corrosiones debidas a las elevadas

temperaturas de funcionamiento. En algunos casos, el vástago y parte de la cabeza son huecos y

están rellenos de sodio, que con el calor pasa a su estado líquido, mejorando la transmisión de calor de

la cabeza al vástago y la evacuación del mismo a través de éste y su guía. Las válvulas de admisión se


construyen generalmente con aleaciones de acero al níquel, de inferior calidad, dado que su trabajo es

sensiblemente menor que el de las de escape.

El emplazamiento de las válvulas en el cilindro y su sistema de mando, difiere de unos motores a otros.

Actualmente se ha generalizado la disposición de las válvulas en la culata, bien accionadas desde el

árbol de levas emplazado en el bloque motor (sistema OHV), o bien situado en la culata (sistema

OHC).

MUELLES DE VÁLVULAS

El cierre de las válvulas se encomienda a la acción de un muelle, cuya tensión debe ser

suficientemente alta para cerrar la válvula rápidamente, aún en los altos regímenes y, al mismo tiempo,

lo más baja posible para no dificultar en exceso la apertura de la válvula. Se construyen generalmente

en acero aleado con silicio-magnesio.

Se deforman por igual en todas sus espiras cuando son cargados de una manera lenta y progresiva,

pero si se le somete a un brusco aumento o disminución de la carga como ocurre durante el

funcionamiento del motor, la inercia de sus espiras interviene modificando el comportamiento. Si se le

somete bruscamente a una compresión, las espiras más cercanas al extremo donde se aplica la carga,

experimentan un mayor acercamiento entre sí, se comprimen mas, que posteriormente se transmite a

las espiras centrales y las del extremo opuesto. La deformación de las espiras del muelle sigue un

movimiento de acordeón, comenzando por el extremo donde se aplica la carga. Cuando se distiende el

muelle, el movimiento de acordeón es de sentido contrario. La conclusión de este hecho es que las

espiras centrales del muelle se acercan y alejan alternativamente de ambos extremos.

Este fenómeno puede provocar la rotura del muelle cuando el periodo de las oscilaciones alcanza un

determinado valor, que depende del tipo de muelle y también del régimen de giro del motor. Cuando

esto ocurre, se dice que el muelle ha entrado en resonancia.

En la construcción de los muelles, se tiene en cuenta la resonancia, el límite de fatiga del material

empleado y el tratamiento térmico necesario, todo ello atendiendo a las condiciones de temperatura del

funcionamiento.

En ocasiones, se utilizan dos muelles para el cierre de la válvula. Son de distintas características, lo

que hace que cada uno tenga su propia frecuencia de resonancia, distinta una de la del otro, lo que

dificulta que esta se produzca. Con el fin de elevar la frecuencia de resonancia, se pueden fabricar los

muelles de manera que las espiras están más juntas en un extremo que en otro. Este extremo de

espiras más juntas se debe montar siempre del lado de la culata.


DESMONTAJE DE LA CULATA EN EL MOTOR Y FUERA DE ÉL

El conjunto de los mecanismos que integran un motor se ve sometido en su funcionamiento a un

trabajo considerable, en cuanto a dureza del mismo se refiere. Los rozamientos entre las piezas

móviles se traducen en desgastes, que generan holguras en el acoplamiento de los distintos

componentes. Es lógico pensar que en el transcurso del tiempo, los desgastes de las piezas móviles de

un motor y las holguras aparecidas a consecuencia de ello, modifiquen substancialmente el

funcionamiento del mismo. Cuando el motor no desarrolla la potencia debida, funciona incorrectamente

o se producen ruidos anormales en su funcionamiento, deberá procederse a su verificación, con el fin

de determinar las posibles causas de la anomalía.

En el desmontaje, se irán soltando del conjunto todos los órganos auxiliares como: distribuidor de

encendido, alternador, carburador, etc., y posteriormente se retirarán la culata, cárter inferior, piñones

de distribución, cigüeñal y pistones. El desmontaje de estos componentes se efectuará siguiendo un

orden lógico, en función de la accesibilidad de cada uno de ellos, comenzando generalmente por los

más voluminosos, corno el alternador, los colectores, la bomba de inyección, etc. El despiece de los

componentes internos se inicia generalmente con la tapa de distribución, piñones, cadena y tensor de

la misma, todo ello emplazado en la cara delantera del motor. Seguidamente se desmontan la tapa de

balancines, árbol de levas, balancines, culata, volante motor y cárter, finalizando la operación con el

desmontaje del cigüeñal, pistones y bielas.

En el desmontaje de la culata es necesario tener presente que en la mayor parte de los casos ésta se

encuentra pegada al bloque, con interposición de la junta correspondiente. Para despegarla no deben

utilizarse destornilladores ni cualquiera otra herramienta que pueda ser introducida entre ambas. El

despegado se consigue golpeando ligeramente en una de las esquinas de la culata con un martillo de

plástico, intentando hacerla girar sobre su propio plano de apoyo en el bloque. También puede

despegarse la culata haciendo girar el cigüeñal, para que sea la presión generada en el interior de los

cilindros la encargada de realizar esa función. En este caso, los tornillos de fijación no se retiran

totalmente, sino que se aflojan sólo algunas vueltas, generalmente en forma de espiral.

Como norma general, se marcará la posición de cada una de las piezas que se van desmontando, con

el fin de asegurar el posterior montaje correcto de las mismas.

LIMPIEZA DE LA CULATA

Con anterioridad a las verificaciones debe realizarse una escrupulosa limpieza de los componentes,

durante la cual, se inspeccionará detenidamente cada uno de ellos, con el fin de detectar posibles

desgastes, rozamientos irregulares, roturas, etc. Al montarlos de nuevo, una vez realizadas las

verificaciones pertinentes, se impregnarán en aceite abundante, para evitar los eventuales peligros de

agarrotamiento en el período inicial de funcionamiento. La limpieza de los componentes puede

realizarse en una pila de lavado, donde se sumergen todas las piezas en una solución de agua y sosa,

a la temperatura de 80°C aproximadamente, durante una veintena de minutos. Seguidamente se


someterán estas piezas a un fuerte chorro de agua a presión, secándolas posteriormente con aire a

presión.

Una vez efectuada la limpieza del bloque de cilindros, se procederá a realizar una inspección del

mismo, asegurándose de que han sido eliminadas completamente las partículas adheridas a las

superficies de uniones provistas de juntas de estanqueidad, como las zonas de acoplamiento de la

culata, cárter inferior, cárter de la distribución, etc. En ocasiones quedan restos de las juntas pegados a

estas superficies, que son difíciles de desprender. En estos casos, se humedecen las superficies con

un producto disolvente y se raspan después con una espátula de madera o plástico, cuidando de que

los, restos no se introduzcan en los orificios de los tornillos de fijación, conductos de aceite o de agua,

etc.

Con anterioridad a cualquier verificación que deba realizarse en la culata, es necesario proceder a una

esmerada limpieza de la misma. La carbonilla depositada en las cámaras de combustión, se rasca con

una escobilla de alambres acoplada a un pequeño motor eléctrico (taladradora). Dicha carbonilla es

producto del aceite que se hace llegar a la parte alta del cilindro para su engrase y se quema en la fase

de combustión, quedando adherida a la superficie de la cámara, válvulas y cabeza del pistón. Con el

tiempo va disminuyendo el volumen de la cámara, lo que a su vez puede ocasionar el incidente de

autoencendido e incluso la detonación.

Durante la fase de limpieza de la cámara de combustión, ha de ponerse sumo cuidado para que no se

produzcan ralladuras de su superficie, pues los puntos salientes que se forman alcanzan temperaturas

excesivas en la fase de combustión, que pueden ocasionar el autoencendido.

Este sistema de limpieza asegura la desincrustación rápida de la superficie, al mismo tiempo que

efectúa un pulido de la misma que dificulta posteriormente la adhesión de nuevas partículas de

carbonilla. También deben ser limpiadas las cámaras de agua en la culata, valiéndose de un pequeño

rasquete que pueda ser introducido en ellas por los orificios de comunicación con el bloque de cilindros.

Igualmente debe limpiarse escrupulosamente el plano de la culata que acopla con el bloque de

cilindros, quitando de él toda traza de depósitos de la junta de culata. Existen productos en el mercado

capaces de reblandecer estos restos, que después salen con facilidad rascando con una cuña de

madera, de manera similar a como se realizó en el bloque de cilindros. En esta operación se pondrá

especial cuidado de no rayar la superficie.


Una vez limpia la culata, deberá efectuarse un perfecto lavado de la misma con petróleo y

posteriormente con agua, secándola a continuación con aire a presión. A la limpieza seguirá una

inspección, tratando de localizar deformaciones, grietas, o cualquier otro defecto. Especial atención

merecen las cámaras de combustión y los conductos de acceso a ella, así como la superficie plana de

unión al bloque de cilindros. Las grietas pueden ser detectadas con mayor facilidad vertiendo un poco

de petróleo sobre la superficie sospechosa. Después de seco

queda resaltada la grieta, si

existe.

COMPROBACIÓN DE LA PLANITUD. RECTIFICADO DE LA CULATA

Efectuada la limpieza, se procederá a la verificación individual de cada uno de los componentes del

motor, efectuando las mediciones oportunas con los equipos de medida adecuados. Durante esta fase

se tendrá presente que el fabricante determina en sus manuales de reparación unas tolerancias

máximas de desgaste y otras de montaje, a las cuales habrá que atenerse, así como a las

instrucciones de montaje y desmontaje. Antes de dar comienzo a esta operación, resulta conveniente

observar si existen fugas de aceite, agua, etc., si es así, en el posterior montaje deben corregirse estas

fugas.

La culata de un motor está sometida en el funcionamiento del mismo a grandes temperaturas y

elevadas presiones, que producen dilataciones importantes, seguidas de las correspondientes con

tracciones al enfriarse el motor una vez parado. Como consecuencia de todo ello, pueden producirse

deformaciones permanentes e incluso grietas, que dificultan el buen funcionamiento del motor.

La verificación de planitud de la superficie de apoyo con el bloque se realiza con la ayuda de una regla

y un Juego de láminas calibradas. Posicionada la regla se comprobará con la lámina calibrada que el

mayor alabeo es inferior a 0,05 mm. Si se encuentran deformaciones o alabeos, deberá procederse a

la rectificación del plano, cuidando de quitar la menor cantidad posible de material, ya que con el

rectificado disminuye el volumen de las cámaras de combustión y, en consecuencia, aumenta la

relación de compresión.

En el transcurso de la revisión de una culata, deberá verificarse también la estanqueidad de las

cámaras de agua, para lo cual se cierran los orificios de comunicación con el bloque por medio de una

placa metálica (1), provista de la correspondiente junta de estanqueidad que se fija a la culata (3) por


mediación de tornillos alojados en los lugares previstos para la fijación al bloque motor. En un lugar

apropiado, como puede ser el previsto para el montaje de algún accesorio que comunique con las

cámaras de agua, se fija el grifo (4) conectado a una bomba manual capaz de suministrar una presión

de aire de 3 a 4 bares, indicados por un manómetro acoplado a ella. Por el conducto (2) se hace llegar

agua a las cámaras a una temperatura aproximada de 800°C. En estas condiciones se aplica por el

orificio (4) una presión de 3 a 4 bares y se observa la lectura del manómetro. Si la aguja permanece

inmóvil es síntoma de buena estanqueidad. Por el contrario, si se observa una caída de presión al dejar

de bombear aire, significa que existen fugas, que de otra parte pueden hacerse visibles por el agua que

se pierde a su través. En este caso es necesario sustituir la culata.

PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL

Para esta experiencia, se utiliza:

- Un motor gasolinero 3K

- Una caja de herramientas de 30 piezas

- Botas de seguridad punta de acero

- Mameluco de seguridad

- Un torquímetro

- Un compresor para los anillos de los cilindros

- Una Aceitera

- Guantes de Seguridad

Motor gasolinero 3K Caja de herramientas de 30 piezas


Botas de seguridad punta de acero Compresor para los anillos de cilindros

Aceitera

Con el equipo de seguridad puesto, se procede a desmontar la culata como en la clase anterior:

comenzando los cables de alta tensión de las bujías y las mangueras tanto de refrigeración como de

lubricación seguidamente sacamos la tapa de la culata, para terminar desenroscando en el orden

correspondiente los tornillos de fijación (de afuera para adentro en sentido horario). Luego se procede a

retirar la culata completa ya que nuestro objetivo principal era desmontar el Carter.


Teniendo la culata fuera observe bien la parte superior de los pistones, piezas que luego tendríamos

que desmontar.

Para el desmontaje de los pistones primero drenar todo el Carter, para luego separarlo del bloque de

cilindros mediante el desenroscamiento de tornillos y tuercas que los mantenían pegado a él.

Una vez separado el Carter se podrá observar desde la parte de abajo del motor el conjunto móvil

(pistones, biela y cigüeñal).


Desajustar un poco los tornillos que hay en el sujetador inferior de la biela para luego a golpecitos

sacar por la parte superior del bloque de cilindros el pistón. Luego de retirar el pistón se puede

observar más de cerca y con detenimiento las partes del pistón y la biela, pedir al jefe de práctica en

este momento una pequeña explicación acerca de los pistones y las bielas como cual es la temperatura

a la que trabajan, cómo funcionan los anillos tanto de compresión superior e inferior como los aceiteros,

como funciona la lubricación en las paredes de los cilindros y en la cabeza del pistón, conocer por que

se calienta más el centro del pistón que los bordes, y la razón por la que el cigüeñal salpicaba

lubricante a los cilindros.

Continuamos ahora

con el montaje del

motor, siguiendo los mismos pasos para desmontarlo lo

montamos, con algunas excepciones, como al momento del colocar el pistón, los anillos sino se los

coloca bien se pueden quebrar, así que ver la manera de montarlos en el pistón y luego cómo colocar

el pistón en su cilindro respectivo, utilizar el compresor de cilindros, lubricamos bien el pistón, el cilindro

y el compresor, y lo colocamos. El montaje luego es igual solo que al llegar a la parte de colocar

nuevamente los tornillos de fijación lo hicimos de manera inversa (de adentro hacia fuera en sentido

horario), por último colocamos las partes faltante como la tapa de la culata, las mangueras de

refrigeración y lubricación; y los cables de alta tensión con eso terminamos de montar este motor

gasolinero 3K.


OBSERVACIONES Y CONCLUSIONES

Cada alumno participará en cada uno de los pasos y procedimientos, del trabajo colectivo, pero los

resultados se presentarán en forma individual.

BIBLIOGRAFÍA

-http://www.microcaos.net/ocio/motor/el-motor-diesel-todo-sobre-motores-diesel/

Separata TA1 Parte Motor CFB

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