SISTEMA DE ALIMENTACIÓN DE MOTORES ESTACIONARIOS

MOTORES DE COMBUSTION INTERNA II

PROFESOR:

ING. RAUL LUNA

ALUMNOS:

JOSÉ BERMEO V

LUIS CABRERA

JULIO ZAMBRANO

UPS

Sistema de alimentación de Motores estacionarios

Motores Diesel

I. Introducción

Los motores estacionarios, independientemente del tipo de combustible que utilicen, son motores de combustión interna mucho más voluminosos que los motores para aplicaciones automotrices, puesto que están destinados para otras aplicaciones como generación de corriente eléctrica, mover mecanismos para procesos industriales, motores marinos que cumplirán la tarea de mover una hélice o un generador eléctrico, etc., pero que al final no intervendrán en el movimiento de un vehículo automotriz, es decir un mecanismo completo que moverá un vehículo para transporte terrestre. No por eso serán menos eficientes ni menos costosos, sino la preocupación del fabricante ya no será el transporte de personas de forma confortable y rápida sino en la generación de energía mecánica a partir de energía química, mucho más potente, a coste de las revoluciones finales y utilizar un combustible lo más económico posible para abaratar los costos de producción del elemento final.

En nuestro caso nos centraremos en los motores estacionarios que cumplen el ciclo Diesel, comparando entre unos y otros las ventajas y desventajas de los diferentes combustibles y los resultados finales obtenidos al final de su combustión, así como también los condiciones que se deben reunir para conseguir la mejor combustión posible. Se describirán los elementos que intervienen en el sistema de alimentación del combustible desde el momento en que se encuentra en el depósito hasta el momento en que el combustible es inyectado en la cámara de compresión para explosionar y completar el ciclo, sea este de dos o cuatro tiempos.

Como complemento, al final del documento se dará una breve descripción del sistema de alimentación del motor Niigata, para poder analizar todos los procesos en una aplicación en un motor estacionario concreto y poderlo comparar con las descripciones dadas durante la revisión del documento.

1.1. Objetivos

1.1.1 Objetivos generales

- Conocer los componentes del sistema de alimentación de un motor estacionario de ciclo Diesel

- Comparar la eficiencia final del motor según se utilicen los diversos tipos de combustibles.

- Describir brevemente el sistema de alimentación del motor Niigata.

1.1.2 Objetivos específicos

- Describir el funcionamiento de los mecanismos de un motor de Ciclo Diesel de dos tiempos y cuatro tiempos

- Discutir el sistema de trabajo entre el motor ciclo Diesel de dos y cuatro tiempos

- Describir los sistemas encargados de hacer llegar el combustible hasta la cámara de compresión

Figura 1.1 Motor estacionario con aplicaciones marinas

II. Motor Diesel de dos y cuatro tiempos

Existen motores de combustión Interna estacionarios que cumplen el ciclo Diesel pero son del tipo de cuatro tiempos y dos tiempos. Como ya es sabido, el motor de cuatro tiempos utiliza cuatro carreras del pistón para completar el ciclo, y el de dos tiempos únicamente dos carreras.

La diferencia entre estos dos tipos, radica en los mecanismos esenciales para lograr completar el ciclo, pero a diferencia de lo estudiado anteriormente de un motor Diesel que sea para aplicaciones automotrices, estos motores Diesel estacionarios varían principalmente por el tamaño y los numerosos mecanismos que se deben incrementar por el hechos de ser más voluminosos, más potentes y un poco menos revolucionados.

La característica fundamental que deben reunir los motores sean de dos o cuatro tiempos que cumplan ciclo Diesel, son las condiciones en las que debe estar la cámara de compresión, siendo la principal que, el aire comprimido por el pistón al estar este en PMS debe alcanzar una elevada temperatura y presión, a tal punto que al inyectar el combustible finamente pulverizado pueda autoencenderse en el mayor porcentaje posible y con toda esa energía mandar al pistón hacia el PMI.

2.1 Motor de dos tiempos

Al cumplir el ciclo en un giro del cigüeñal o en dos carreras, significa que la inyección de combustible se realizará al momento en que el pistón esté en el PMS y la entrada de aire fresco así como la salida de los gases quemados se ejecutará cuando el pistón llegue al PMI. Para este tipo de motor, los mecanismos se detallan esquemáticamente en la figura 2.1 y el proceso es como sigue:

Figura 2.1 Esquema mecánico de un motor de dos tiempos

La admisión y escape tienen paso por las lumbreras A y B, el aire llega al cilindro a través de A provocado por un ventilador V, este aire barre el aire quemado y es evacuado a través de B por el tubo de escape Z. La bomba de combustible D es accionada mecánicamente mediante una palanca acoplada a la biela del pistón, y esta bomba a su vez, continuamente está alimentada por gravedad desde el depósito F; esta bomba es la encargada de mantener siempre lleno un espacio de la válvula C, lo demás del espacio de esta válvula está conectado a través de un conducto G con la botella de inyección J que tiene aire comprimido a alta presión. El pistón al llegar al PMS la válvula C se abre y el aire de inyección arrastra el combustible en forma de niebla para que pueda ser quemado.

El aire comprimido se obtiene del compresor KL que se compone de dos, tres o cuatro etapas, los serpentines M y N sirven para bajar la temperatura del aire comprimido que va a almacenarse en J para su posterior uso. Junto a J se encuentra la

botella R que almacena aire a la misma presión que J pero sirve para dar las primeras vueltas al motor para poderlo encender mandando aire por la válvula E, sin embargo es necesario descender la presión a través de una válvula de reducción T para que los giros iníciales os sean tan bruscos. Luego del arranque la válvula E se cierra y solo actúa la válvula C.

2.2 Motor de cuatro tiempos

Al tener disponibles cuatro carreras del pistón para completar el ciclo, las lumbreras se suprimen e igualmente el ventilador de barrido y, en lugar de las lumbreras se tienen dos válvulas adicionales en la parte superior, que cumplen las mismas funciones de admisión y escape. La diferencia del funcionamiento del motor de dos tiempos es como sigue (esquema de la figura 2): la válvula A se abrirá para permitir la entrada de aire a la cámara de compresión mientras el pistón desciende desde el PMS del cilindro hacia el PMI, en este momento A se cerrará y el pistón ascenderá nuevamente hasta el PMS, en este momento se abrirá la válvula C para inyectar el diesel pulverizado momento en el cual se provocará la explosión y por esta acción el pistón volverá a bajar hasta el PMI, finalmente en este punto se abrirá la válvula B para que el pistón en su carrera de subida expulse todos los gases quemados hasta llegar al PMS en el que se han cumplido las cuatro carreras y se repite el ciclo.

Figura 2.2 Esquema mecánico de un motor de cuatro tiempos

Como se dijo antes, los dos motores se diferencian por el número de carreras para cumplir el mismo ciclo Diesel, y como es de esperarse los mecanismos auxiliares no varían sino solo en su accionamiento; de ahí pueden surgir las ventajas y desventajas de los dos motores.

2.3 Sistema de trabajo (dos y cuatro tiempos)

Aparentemente el motor de dos tiempos es más eficiente que el de cuatro tiempos por realizar el ciclo completo en un solo giro del cigüeñal, sin embargo en la práctica no pueden alcanzar las velocidades ni la presiones que un motor de cuatro tiempos.

La expulsión de los gases en los motores de cuatro tiempos se da en un mayor grado de giro del cigüeñal mejorando la oxigenación y renovación del nuevo aire a la cámara

de compresión, en los motores de dos tiempos se necesita gran velocidad para mejorar el barrido de estos gases quemados y su renovación, por esa razón se usan ventiladores; adicionalmente a esto el barrido y escape se dificulta el incrementar el volumen de los cilindros y la velocidad de giro.

La eficiencia en la transferencia de calor desde el pistón hacia las paredes del cilindro es mejor en los motores de dos tiempos, además de simplificar la construcción de los cabezotes por tener solo dos válvulas en lugar de cuatro. Por otro lado, la complejidad del mecanismo para la apertura y cierre de las válvulas de admisión elevan su coste tanto de fabricación como de mantenimiento y la posibilidad de averías.

Los cojinetes de las bielas y cigüeñal duran más en los motores de dos tiempos por estar todo el tiempo sometido a cargas similares, a diferencia del de cuatro tiempos que son variables. Los motores de dos tiempos consumen más aceite debido a que en el barrido se necesita lubricación y parte de este aire se quedará en el cilindro para ser quemado en el momento de la explosión.

2.4 Sistema de barrido

Como se ha mencionado antes, el sistema de barrido es utilizado por los motores de dos tiempos para renovar y expulsar el aire del cilindro para mejorar la combustión.

Un barrido ineficiente, es decir con muchos residuos de los gases quemados, al volverse a comprimir estos y al momento del ingreso del diesel, se encontrará con aire muy pobre en oxígeno lo que ocasionará una combustión muy incompleta.

Se han hechos esfuerzos por mejorar la eficiencia del barrido, se han diseñado varios sistemas, sin embargo ninguno logrará un barrido completo aunque, puede ser bastante eficiente.

En la figura 2.3 Se muestran varios diseños de sistemas de barrido. El sistema 1 es muy eficiente, sin embargo el objetivo del motor de dos tiempos es prescindir de las válvulas en la parte superior del cilindro, para simplificar los mecanismos, por lo que el barrido ha pasado a ser por las paredes laterales como se usa en los motores de dos tiempos actuales.

Figura 2.3 Varios sistema de barrido. Las líneas de trazo indican el gas residual, las líneas continuas el barrido del aire.

El barrido para el caso 6 tiene mejor eficiencia que los demás, sin embargo la complicación mecánica se incrementa limitando su uso.

III. Periodo de combustión

3.1 Inyección y soplado

Para la introducción del combustible a la cámara de compresión para quemarse, se utilizan dos procedimientos:

a) Dejar entrar el combustible premezclado con aire comprimido a una presión mayor a la de compresión, en consecuencia soplando el combustible. Este método se conoce como soplado de combustible

b) Inyectar el combustible usando una bomba de alta presión que lo haga entrar durante el tiempo y cantidad suficientes. Este método se conoce como inyección directa

El sistema por soplado, se necesita un compresor acoplado a la máquina o accionado independientemente, para comprimir el aire que se almacena en uno o varios depósitos, estos comunicados directamente con las válvulas de inyección. Por otro lado la bomba de combustible envía el combustible en cantidades precisas a esta válvula para su almacenamiento previo a la inyección con presión suficiente para vencer al aire de soplado. Al efectuar la inyección, la válvula se abre por acción de un balancín por un tiempo determinado por el perfil de la leva, a una presión superior a la alcanzada por la compresión, ingresando aire y combustible.

En la inyección directa es más sencillo. La bomba de combustible envía diesel a la válvula de inyección a través de un conducto previamente sin aire a fin de transmitir completamente la presión generada por la bomba de combustible a esta válvula. Esta bomba es accionada por levas o excéntricas y sus válvulas de aspiración y descarga son manejadas son sincronía para actuar únicamente en el momento que les corresponda enviar combustible a su respectiva válvula de inyección.

3.2 Pulverización de combustible

En cuanto respecta a la pulverización del combustible, y en consecuencia a una mejor combustión, se han desarrollado algunas conclusiones al realizar varias experimentaciones, las mismas que indican que la pulverización será mejor cuando mejor se reparta la sección de la salida del inyector de combustible, es decir que mejor pulverización se tendrá si se tienen más agujeros que uno solo con la misma sección transversal para la salida del combustible. Se tendrá además pulverización más fina si la presión de inyección es mayor que la del cilindro, pero también será mejor si la

presión del cilindro también es elevada. Por último, en cuanto al combustible, los de menor peso específicos se pulverizan mejor que los más pesados.

Se sabe además que mientras mejor o más finamente pulverizado esté el combustible que entre en la cámara de compresión, el tiempo en encenderse será menor lo que se traduce en una mejor combustión. Si comparamos entre un sistema de inyección por soplado con uno de inyección directa tendremos que en el primero, el combustible entra pulverizado muy fino pero con el aire comprimido, el mismo que reduce la temperatura dentro de la cámara de compresión, de tal forma que es necesario recuperar la temperatura ideal para que el combustible se encienda, por otro lado la ventaja de este sistema es que las partículas del combustible son muy finas y la combustión será muy uniforme, por lo que habrá que adelantar convenientemente el tiempo de inyección para contrarrestar este efecto, pero además el perfil de la leva deberá ser bien diseñado; en el sistema de inyección la temperatura se conserva pero las primeras partículas que llegan son de mayor diámetro debido a que la presión no es tan alta y el tiempo para encenderse aumenta, conforme aumenta la presión las partículas son más finas y de mas fácil encendido el mismo que provocará que las demás partículas se enciendan de tal forma que el tiempo de encendido de las partículas será similar para todas en el momento en que se alcance la presión nominal, por consiguiente, el proceso de combustión se efectuará a presión constante.

Otra consideración adicional, es la pureza del aire, es decir que la combustión es mejor cuanto más presencia de oxígeno haya, en consecuencia las primeras partículas se quemarán mejor que las últimas que encontrar menos oxígeno que ya consumieron las primeras, es por esa razón, que el tiempo de encendido deberá hacerse en el menor tiempo posible.

IV. Componentes del sistema de alimentación.

4.1 Introducción

En los esquemas de las figuras 2.1 y 2.2 se muestran todos los componentes básicos de un motor ciclo Diesel con sistema de inyección por soplado de dos y cuatro tiempos respectivamente, y luego se habló sobre los sistemas de inyección por soplado e inyección directa.

Al hablar del mismo motor pero en cuatro formas diferentes (tiempos y sistemas de inyección) en cuanto al sistema de alimentación, el resultado será que los componentes serán los mismos hasta cierto punto, por ejemplo las válvulas de admisión y escape para el motor de cuatro tiempos o el compresor para la inyección por soplado, pudiendo tener un motor los dos sistemas o uno solo.

Esta es la razón por la que si se estudian los componentes del sistema de alimentación del motor de cuatro tiempos con inyección por soplado, se estudiarían ya todos los componentes, debido a que este es el más complejo y completo en cuanto a componentes, desde luego, si existe algún componente “exclusivo” de cierto tipo también se lo estudiará.

Empezamos ahora con la descripción de todo el proceso del sistema de alimentación, es decir desde el momento en que es almacenado, hasta el momento que es inyectado; habrá una descripción lo suficientemente detallada de cada componente pero muy concreta a fin de comprender el funcionamiento básico y evitar confusiones. En esta parte no se habla de ningún motor en concreto por lo que, las descripciones aquí dadas pueden guardar estrecha similitud con los demás componentes.

4.2 Almacenamiento del combustible

Un motor estacionario, al igual que un motor de aplicación automotriz, también necesita en todo momento de suficiente combustible a su disposición para poder continuar con su funcionamiento normal, es decir de un almacenamiento de combustible suficiente para poder funcionar durante un tiempo requerido o de otra manera no se alcanzarán las horas requeridas.

Este depósito para almacenamiento de combustible se lo puede en el lugar que más convenga según sus aplicaciones, pudiendo este ubicarse este a unos de los lados del motor o bajo este, con una distancia prudente desde luego, en consecuencia será necesaria una bomba de impulsión de combustible desde el depósito hasta la bomba

de combustible, lo cual incrementaría un componente más al sistema elevando su complejidad, costo y mantenimiento.

A causa de esto el lugar más conveniente para ubicar el depósito sería en la parte superior sobre el motor, dándonos la ventaja de no necesitar dicha bomba de impulsión puesto que el combustible descenderá por gravedad ahorrándonos mucho tiempo y dinero. Desde luego sea cual sea la ubicación del depósito el combustible deberá pasar por uno o varios filtros para evitar que las partículas extrañas ingresen al sistema y los deterioren, dándonos como consecuencia costos elevados de reparación o cambio de componentes de vital importancia.

El filtro como se dijo antes, es el encargado de retener toda partícula extraña, juega un papel muy importante a pesar de su simpleza; pueden utilizarse varios filtros para mantener más limpio el combustible, los cuales se pueden ubicar desde antes del depósito y luego del depósito o únicamente luego del depósito, pero sea cual sea su ubicación, no se le puede pasar por alto. Además se le debe dar un mantenimiento adecuado o cambio cada cierto número de horas de uso del motor, desde luego también dependerá de las condiciones en las que trabaje el motor, siendo más frecuente el cambio en condiciones extremas.

4.3 Bomba de combustible

La misión de la bomba de combustible es impulsar al combustible líquido a los inyectores en la cantidad y presión que corresponde al régimen de marcha requerido o deseado por el operador.

Las presiones de carga varían de un sistema a otro, siendo de menor presión el sistema por soplado, debido a que la presión mayor la dará el aire comprimido; por otro lado la presión del sistema de inyección directa supera los valores de sistema por soplado al menos unas tres o cuatro veces, debido a que la presión de este sistema es la que provocará la apertura del inyecto.

Si consideramos el momento de inyección, en el sistema por soplado no es de gran importancia dado que el combustible que llega desde la bomba llega al inyector y este se abrirá en el momento oportuno, a diferencia del sistema de inyección directa que debe inyectarse en el momento del final de la compresión por lo que debe sincronizar la bomba con las posiciones del pistón, pudiéndose variar el tiempo adelantándolo o retrasándolo según sean las condiciones de trabajo.

Lo común de ambos sistemas es que deben ser precisos e inyectar la mínima cantidad de combustible para que pueda ser quemado, de no ser así el funcionamiento del motor se manifestará con problemas.

4.3.1 Bomba de combustible para motores de soplado

Para entender el funcionamiento de esta bomba, podemos fijarnos en el esquema básico del funcionamiento en la figura 4.1; lo característico de esta bomba es que no necesita sincronía con la posición del pistón, razón por la cual no necesita un componente impulsador para cada pistón.

Figura 4.1 Esquema de funcionamiento de una bomba de combustible de un motor de soplado

Cada bomba consta de un émbolo E, que recibe el movimiento alternativo de un eje auxiliar del motor A; un cuerpo de bomba o cámara C, una válvula de aspiración a y una o dos válvulas de impulsión i cuya fuerza contraria al líquido la ejercen por acción de muelles. El combustible llega por B y es impulsado por D al inyector de combustible.

En la figura 4.1 de la derecha, la válvula de aspiración a se encuentra cerrada, por lo que no ingresa combustible a la cámara C, y el funcionamiento en una primera etapa de llegada de combustible es como sigue: al descender el pistón E por acción del eje A

impulsa también a la barra gf que gira con respecto a f que es punto fijo, esta barra conectada a mn a través de hk la tira hacia abajo e impulsa a la válvula a que permite el paso del combustible a la cámara por B; luego en la segunda etapa de impulsión de combustible inicia el momento en que empieza a subir el pistón por acción de A, gf levanta a mn por medio de hk y se cierra la válvula a, al no tener otra salida el combustible, levanta las válvulas i venciendo la fuerza de los muelles que no es muy elevada enviando combustible por D, luego el pistón al terminar su recorrido ascendente volverá a descender repitiendo el ciclo mientras haya movimiento del eje A

Figura 4.2 Bloque de seis bombas de combustible, accionadas por dos grupos de excéntricas desde un eje transversal

En la figura 4.2 se puede ver una bomba de este tipo con seis pistones, esta bomba se compone de dos grupos de pistones impulsados por dos excéntricas, el piñón de la parte inferior sería el eje A del esquema. En la figura 4.3 se muestra la representación de la misma bomba seccionada. En esta figura A es el cuerpo, B el pistón, la entrada de

combustible será por E, al momento en que la válvula a permita el paso, el combustible será comprimido por el pistón B impulsado por D, el combustible saldrá entonces por las válvulas i pasará por d y llegará a los inyectores. La barra H está conectada por un balancín a J y esta moverá a la barra impulsadora g que provocará la apertura o cierre de la válvula a para el paso o bloqueo del combustible. Los tornillos t y la bomba a mano m sirven para purgar el aire.

Figura 4.3 Bomba de combustible seccionada

Las precauciones de este sistema es mantener un nivel de presión bajo en el depósito de combustible, esto para evitar que esta fuerza pueda vencer la de los muelles de la válvula i y continúe su camino a los inyectores que al momento de su apertura inyecten todo el combustible provocando una explosión muy severa poniendo en peligro la integridad del motor.

Para evitar este hecho, se tiene un depósito previo que se conoce como cisterna de nivel constante cuya entrada es regulada por un flotador, regulando la altura máxima del combustible evitando que la presión aumente por encima de los límites, protegiendo a todo el conjunto.

4.3.2 Bomba de combustible para motores de inyección directa

La característica primordial de esta bomba, es que debe tener sincronía al momento de inyectar el combustible con la posición del pistón en PMS, la bomba debería ser adelantada unos cuantos grados para que pueda llegar en dicho momento luego de atravesar todos los conductos y salir por la tobera del inyector.

El principio de funcionamiento de esta bomba es igual al de la bomba para soplado, únicamente difiere en el movimiento de los mecanismos y en la robustez de la bomba, debido a que la presión generada será mucho más alta.

En la figura 4.4 se muestra un esquema de funcionamiento de esta bomba, se puede ver la similitud con la bomba anterior. Esta bomba, es accionada por levas que levantarán al pistón que comprimirá el combustible, en consecuencia este eje de levas debe estar sincronizado con el cigüeñal para empujar al pistón únicamente en el momento preciso.

Figura 4.4 Esquema de funcionamiento de una bomba de combustible para motor de inyección directa

El balancín mk cumple la misma función de abrir la válvula a para permitir o no el paso de combustible hacia la cámara, este balancín está comandado por la palanca gf por medio de hk, gf tiene movimiento por la misma leva que impulsa al pistón de tal forma que todo está en sincronía. El balancín mk tiene movimiento alternativo convergente y divergente respecto de gf lo que indica que cuando la leva no esté accionando al pistón y a gf la válvula a no estará abierta por no haber acción de mk sobre esta, en el caso contrario cuando la leva esté accionando al pistón y a gf la válvula a estará abierta y habrá entrada de combustible.

Durante la carrera del pistón hacia el PMI habrá un momento en que cese la entrada de combustible pues mk no estará abriendo la válvula a, luego del PMI y durante la carrera de subida aun estará cerrada la válvula a y el combustible será enviado por las válvulas i hacia el inyector respectivo con la presión requerida. Este envío terminará cuando la válvula a se empiece a abrir.

Este sistema debe estar diseñado para proporcionar la suficiente presión durante el tiempo disponible que suba el pistón. En la figura 4.5 se muestra una bomba de combustible para inyección directa seccionada. La nomenclatura y esquema utilizado es igual que en la figura 4.4 por lo tanto la descripción de funcionamiento también será igual.

Figura 4.5 Bomba de combustible para motor de inyección directa en corte

4.4 Compresor de soplado

Los motores con soplado necesitan un elemento auxiliar de vital importancia que suministre el aire a presión necesario para soplar el combustible y mantener su funcionamiento. Por otro lado los demás sistemas requieren aire comprimido únicamente para el momento de su arranque pero no para mantenerse funcionando.

Es por lo tanto el compresor elemento que será encargado de suministrar aire comprimido, a presión suficiente según la aplicación que se vaya a aplicar, sea este para el soplado o encendido o los dos.

Este elemento puede ir acoplado al mismo motor, o puede ser accionado por elementos auxiliares como motores eléctricos o un motor más pequeño de combustión ya que, no necesita sincronía con los demás mecanismos, debido a que el

aire comprimido se guarda en depósitos y se toma de estos cuando se dan las necesidades.

Normalmente su ubicación es la parte frontal del motor accionado por el eje del cigüeñal por acople con unión desmontable, de esa manera pueden compartir el mismo cárter y la lubricación se realiza por ramales comunes.

Los compresores que normalmente se usan son de dos o tres etapas para motores pequeños y de tres o cuatro para motores grandes; así mismo existen varios diseños pero el más común es el usado es el que se ve en la figura 4.6, que tiene un pistón común que realiza todas las etapas, para este compresor de tres etapas también se le ha adjuntado un enfriador o cooler para bajar la temperatura del aire comprimido luego de cada etapa, con el objetivo de proteger los elementos al calentarse demasiado el aceite y perder sus efectos lubricantes.

Como se puede ver el esquema de la figura 4.6, el aire ingresa por L hacia la cámara B, a través de la válvula reguladora G y la válvula b, el ingreso del aire se lleva a cabo el momento que desciende el pistón, luego al subir nuevamente comprime el aire y lo envía por b1 con presión más elevada, entonces se dirige al enfriador, desde este se dirige a la válvula m para volver a ser comprimido por el pistón en su parte inferior en M que, al tener área más reducida aumentará más la presión que saldrá por la válvula m1 y nuevamente se dirige al enfriador, finalmente al salir se dirige a la tercera etapa en la cámara A de sección aun más reducida pasando por la válvula a y luego es expulsada por a1 hacia el enfriador para a la salida de este por d sea almacenada en el depósito para darle el uso correspondiente.

Figura 4.6 Compresor de soplado de tres etapas con enfriador

En la primera etapa, al absorber aire directamente de la atmósfera y este al ser comprimido y calentado se condensará en el enfriador en la parte baja, lo cual es ventajoso por evitar que ese vapor continúe por todo el sistema, es por eso que se tienen grifos en la parte inferior de cada enfriador que permitirá evacuar el agua que se condensará siendo necesario abrir estos grifos cada cierto tiempo.

El pistón normalmente es hueco para reducir su peso y usualmente su material es el mismo utilizado en las faldas de los pistones del motor; el cilindró se fabrica de hierro fundido con espesores de pared más gruesos de lo calculado con el objetivo de poderlos tornear según su desgaste irregular y conservar el mismo; las válvulas son de apertura y cierre automático y deben estar calibradas según la presión requerida. El enfriador se forma de cuerpos independientes según las etapas del compresor, preferiblemente los conductos son rectos para facilitar su limpieza y circulación del aire, guardando distancia suficiente entre ellos para una buena evacuación de calor.

El mantenimiento del compresor se los debe dar de acuerdo a su desempeño, teniendo la atención en la estanqueidad que debe brindar el cilindro y los anillos de cada pistón, además de una buena lubricación para poder prolongar la vida del mismo.

4.5 Válvulas de admisión y escape

Estas válvulas son exclusivas del motor de cuatro tiempos, puesto que en el de dos tiempos estas quedan reemplazadas por las lumbreras. Tanto la válvula de admisión como la de escape tienen mecanismos de accionamiento similares, variando únicamente el tiempo en que son accionadas que dependerá del sistema de distribución que también debe estar bien sincronizado con el cigüeñal, de no ser así podrían haber impactos entre las válvulas y el pistón en el momento en que este en su carrera de subida.

EL perfil inferior de una válvula está diseñado de forma que permita la entrada o salida del aire por una sección lo más grande posible, pero se selle al momento que no se requiera su apertura.

En la figura 4.7 se puede ver una válvula de escape, estas suelen ser de dos piezas, es decir el vástago v y el plato p unidos mediante rosca. En algunas ocasiones en la parte superior del vástago se tiene un casquillo de bronce m, en sus extremos están las guías de válvulas para evitar que el plato se desvíe y no se asiente bien provocando un sellado deficiente.

Figura 4.7 Válvula de escape

El asiento de válvula a es la que resistirá los impactos de apertura y cierre, puede ser una pieza postiza que será reemplazada al momento que su desgaste lo indique. La parte superior del vástago es roscado para armarse con la tuerca t, esta tuerca es partida por un lado y con brida y tornillo en c, de modo que cuando se necesite ajustar la válvula a una altura conveniente, esta tuerca t se podrá regular hasta el punto deseado, luego se fijará con la brida ajustando el tornillo c. La tuerca t además sirve de tope al plato f que cumple la función de retornar a la válvula a la posición inicial por efecto del o los muelles para el sellado del cilindro.

Los muelles hacen suficiente presión para el retorno y sellado de la válvula pudiéndose utilizar uno o dos en el caso de que la sección de las espiras de un solo muelle sea muy grande (más de 20mm), para este caso las hélices se arman en dirección contraria para evitar que los muelles se enganchen entre las espiras.

4.6 Inyectores

Los inyectores son el último elemento por el cual pasa el combustible hacia la cámara de compresión para ser quemado, su misión esencial es la de pulverizarlo para facilitar la combustión uniforme, sea cual sea el medio por el cual llegue el combustible hacia este elemento.

Al existir dos formas de enviar el combustible hacia el inyector habrá un inyector para cada uno, cada uno con sus mecanismos internos acoplados de forma que se puedan accionar por los medios correspondientes al sistema de inyección para el cual están accionados.

Existen además diseños adicionales de los inyectores para cada uno de los sistemas antes nombrados, cada uno con sus ventajas y desventajas y sistemas de comando que provocarán la apertura del inyector para el correspondiente paso del combustible.

Tobera

La tobera forma la boca del inyector y es la última pieza dedicada a la combustión del combustible. En los motores de inyección directa tiene una enorme importancia, pues este es el único elemento encargado de realizar la pulverización del combustible, que es vital para el buen funcionamiento. En el sistema de soplado existen placas o ranuras encargas de la pulverización quedando la tobera como un complemento.

Su diseño es de gran complejidad, siendo dependiente de factores como: proporción de la mezcal aire combustible, presiones de soplado y compresión y algunos otros factores secundarios.

Además la fabricación de estas es de gran complejidad por el diámetro muy reducido que hay que realizar (en decimas de milímetro) que además deben tener una inclinación exacta; también el material debe ser lo suficientemente resistente para evitar el desgaste acelerado de los agujeros. También hay que considerar que los agujeros demasiado estrechos se pueden obstruir debido a la formación de coque o impurezas.

Se sabe que la mejor pulverización se consigue si se tienen mayor número de agujeros lo que queda limitado por la dificultad de mecanización por lo diámetros que se deben manejar; al realizar los agujeros, que normalmente son por la parte exterior, las rebabas provocadas son muy difíciles de extraer, por lo que antes de entrar en servicio, las toberas son sometidas a un simulacro de inyección a presiones del doble de las normales y por varias horas para poder limpiar los agujeros y obtener una cilindricidad adecuada.

4.6.1 Inyector para soplado con tobera cerrada

Este inyector tendrá la tobera obstruida con una aguja a, la misma que podrá ser levantada por palancas o balancines desde el eje de levas. Su representación en corte se puede observar en la figura 4.8. El cuerpo c del inyector es hueco que termina cónico para formar el asiente de la aguja a comandada por el casquillo l y presionada hacia su asiento por el muelle m; es roscado en su parte inferior por la parte exterior para sujetar la tobera por medio de una tuerca. La camisa b sirve de guía para la aguja y evitar que se desvié y además se encarga de alojar las placas pulverizadoras (su detalle de estas se encuentra en la parte derecha) consistiendo de anillos de chapa de pocos milímetros de espesor con una corona de agujeros, cuyo número y círculo de centros varia de una placa a otra de modo a presentar al combustible un paso en Zigzag; las placas vas distanciadas un de otra por anillos intermedios que no llegan a tocar la pared interior del cuerpo c. A estas placas sigue el cono pulverizador que va atornillado que va atornillado al extremo de la camisa b; con el contorno de esta hay un cierto número de ranuras que, con la superficie interior del cuerpo c, forman canales, desembocando frente a la punta de la aguja.

Figura 4.8 Inyector para motor con soplado

El combustible llega por la parte superior del cuerpo c en la cantidad precisa, atravesando una válvula que impide el paso del aire comprimido hacia los conductos de alimentación, almacenándose entre las placas pulverizadoras. Al momento en que se provoque la apertura de la aguja el aire a presión buscará salir por la tobera pasando por los agujeros de las placas, y por la dificultad que encuentra para pasar sumado con la presión a la que pasa pulveriza el combustible en partículas muy finas. El cono pulverizador tiene por objeto formar muchas corrientes de mezcla aire combustible con diferentes direcciones y hacerlas chocar en la misma boca de tobera, con lo cual la pulverización se hace aún más fina y la mezcal más uniforme.

La división del combustible en partículas, depende del número de placas y la separación entre ellas, también del tamaño y número de agujeros. En caso de combustible muy viscoso se deben disponer de pocas placas con grandes agujeros.

4.6.2 Inyector para inyección directa con tobera cerrada

Existen varios de estos inyectores, sin embargo al que citaremos es el inyector Krupp de accionamiento automático, del cual se puede observar su estructura interna en la figura 4.8.

Figura 4.8 Inyector Krupp

La aguja es guiada por la camisa y fuertemente cargada con un muelle, termina en punta cónica para cerrar el orificio de la tobera. La aguja va ajustada en su camisa con gran precisión a fin de elevar la presión de inyección a varias atmosferas (300attm). No es necesario garantizar la estanqueidad entre la aguja y la camisa a más de ser casi imposible, pero sí hay que evitar la formación de presión en la cámara donde se ubica

el resorte, pues en ese caso la aguja quedaría apretada siempre sobre su asiento, y es por eso que se disponen de ductos de purga a.

Las cámaras de circulación de combustible del inyector deben estar sin ninguna burbuja de aire por lo cual, se dispone de una pequeña válvula con una bomba de accionamiento manual que se accionará antes del arranque hasta que empiece a fluir combustible por la válvula.

El combustible llega por los ductos c y b, al llegar cerca de la tobera, empieza a acumular presión suficiente para poder empujar la aguja hacia arriba; el área donde se ejerce la presión del líquido es la de una corona circular con diámetro exterior igual al diámetro de la aguja e interior igual al diámetro del asiento de la tobera. Al estar los ductos llenos de combustible (líquido incompresible), cualquier movimiento del pistón de la bomba de combustible es correspondido inmediatamente por un cambio de presión en la tobera y el accionamiento de la aguja.

Si el combustible usado en un petróleo pesado, por las elevadas temperaturas a las que se llega durante la combustión y al quedar residuos del combustible en el inyector, puede darse la formación de coque, razón por la cual se debe refrigerar al inyector manteniendo así, temperaturas más bajas para lograr mantener el combustible fluido en los conductos y evitar la coquificación y con este la obstrucción de los conductos.

4.6.3 Inyectores para inyección directa en tobera abierta.

Este inyector comunica directamente la tubería de la bomba de combustible con el cilindro. El combustible es descargado directamente desde la bomba de combustible a través del tubo w, en la parte inferior se encuentra una tobera con agujeros que se encargan de la pulverización del combustible. Este inyector tiene conductos de entrada y salida de refrigerante para evitar la coquificación por los efectos de elevada temperatura.

Figura 4.9 Inyector para inyección directa con tobera abierta

Este inyector es el más simple de todos pero también el que requiere mejor ajuste del tiempo de inyección entre la bomba de combustible y el inyector, puesto que este último prácticamente solo continuará la labor de la bomba. La desventaja de este inyector es que al no sellar la tobera, pudiera caer una gota a la cámara de combustión, del combustible que quedó almacenado en el tubo w, y en la siguiente compresión no podrá quemarse completamente, formándose el hollín en los inyectores y en toda la cámara de combustión. Para contrarrestar este efecto se trata de reducir el tamaño del conducto w para reducir el volumen de la gota de combustible que pueda caer dentro del cilindro y poderla quemar menor.

V. Combustibles para motores estacionarios

5.1 Introducción

Un motor diesel es también conocido como motor por encendido por compresión, y funciona en general con el combustible denominado diesel que se le ha dado este nombre por su inventor Rudolf Diesel tanto al combustible como al ciclo del motor.

Cuando se trata de motores de dimensiones más grandes estacionarios, el diesel es un combustible relativamente caro, ya que los mismos por su tamaño consumen gran cantidad de combustible, y si fuera el combustible utilizado diesel los gastos serían bastante grandes y con beneficios muy pequeños comparados con la inversión en el combustible. Es esta la razón más fuerte por la que se buscan combustibles alternativos, y también es la razón más fuerte por la que los diseñadores y constructores de motores estacionarios de gran tamaño, se plantean condicionar un motor capaz de prestar tales condiciones para un combustible que no reúna todas las condiciones del diesel, pero que contenga las características par un motor de encendido por compresión.

Dicho esto, es necesario conocer los combustibles más comúnmente utilizados en motores estacionarios de grandes dimensiones para no únicamente conocer su ciclo o los componentes del sistema de alimentación, sino además cuál es el combustible con el que trabajan estos motores para concluir dicho ciclo.

5.2 Petróleo

El petróleo es una mezcla heterogénea de compuestos orgánicos, principalmente hidrocarburos insolubles en agua. También es conocido como petróleo crudo o simplemente crudo.

Es de origen fósil, fruto de la transformación de materia orgánica procedente de zooplancton y algas que, depositados en grandes cantidades en fondos anóxicos de mares o zonas lacustres del pasado geológico, fueron posteriormente enterrados bajo pesadas capas de sedimentos. La transformación química debida al calor y a la presión durante la diagénesis produce, en sucesivas etapas, desde betún a hidrocarburos cada vez más ligeros (líquidos y gaseosos). Estos productos ascienden hacia la superficie, por su menor densidad, gracias a la porosidad de las rocas sedimentarias. Cuando se dan las circunstancias geológicas que impiden dicho ascenso (trampas petrolíferas como rocas impermeables, estructuras anticlinales, márgenes de diapiros salinos, etc.) se forman entonces los yacimientos petrolíferos.

En condiciones normales es un líquido bituminoso que puede presentar gran variación en diversos parámetros como color y viscosidad (desde amarillentos y poco

viscosos como la gasolina hasta líquidos negros tan viscosos que apenas fluyen), densidad (entre 0,75 g/ml y 0,95 g/ml), capacidad calorífica, etc. Estas variaciones se deben a la diversidad de concentraciones de los hidrocarburos que componen la mezcla.

5.2.1 Composición

El petróleo está formado principalmente por hidrocarburos, que son compuestos de hidrógeno y carbono, en su mayoría parafinas, naftenos y aromáticos. Junto con cantidades variables de derivados saturados homólogos del metano (CH4). Su fórmula general es CnH2n+2.

- Cicloalcanos o cicloparafinas-naftenos: hidrocarburos cíclicos saturados, derivados del ciclopropano (C3H6) y del ciclohexano (C6H12). Muchos de estos hidrocarburos contienen grupos metilo en contacto con cadenas parafínicas ramificadas. Su fórmula general es CnH2n.

- Hidrocarburos aromáticos: hidrocarburos cíclicos insaturados constituidos por el benceno (C6H6) y sus homólogos. Su fórmula general es CnHn.

- Alquenos u olefinas: moléculas lineales o ramificadas que contienen un enlace doble de carbono (-C=C-). Su fórmula general es CnH2n. Tienen terminación -"eno".

- Dienos: Son moléculas lineales o ramificadas que contienen dos enlaces dobles de carbono. Su fórmula general es CnH2n-2.

- Alquinos: moléculas lineales o ramificadas que contienen un enlace triple de carbono. Su fórmula general es: CnH2n-2. Tienen terminación -"ino".

- Además de hidrocarburos, el petróleo contiene otros compuestos orgánicos, entre los que destacan sulfuros orgánicos, compuestos de nitrógeno y de oxígeno. También hay trazas de compuestos metálicos, tales como sodio (Na), hierro (Fe), níquel (Ni), vanadio (V) o plomo (Pb). Asimismo, se pueden encontrar trazas de porfirinas.

5.2.3 Destilación fraccionada del petróleo

El petróleo natural no se usa como se extrae de la naturaleza, sino que se separa en mezclas más simples de hidrocarburos que tienen usos específicos, a este proceso se le conoce como destilación fraccionada. El petróleo natural hirviente (unos 400 grados Celsius) se introduce a la parte baja de la torre, todas las sustancias que se evaporan a esa temperatura pasan como vapores a la cámara superior algo más fría y en ella se

condensan las fracciones más pesadas que corresponden a los aceites lubricantes. De este proceso se obtienen las fracciones:

- Gases: metano, etano y gases licuados del petróleo (propano y butano)

- Nafta, ligroína o éter de petróleo

- Gasolina

- Queroseno

- Gasóleo (ligero y pesado)

- Fuelóleo

- Aceites lubricantes

- Asfalto

- Alquitrán

La industria petroquímica elabora a partir del petróleo varios productos derivados, además de combustibles, como plásticos, derivados del etileno, pesticidas, herbicidas, fertilizantes o fibras sintéticas.

Figura 5.1 esquema de destilación del petróleo

5.3 Gas oil

El gasóleo, también denominado gasoil o diesel, es un líquido de color blancuzco o verdoso y de densidad sobre 850 kg/m3 (0,850 g/cm3), compuesto fundamentalmente por parafinas y utilizado principalmente como combustible en motores diesel y en calefacción.

Cuando es obtenido de la destilación del petróleo se denomina petrodiésel y cuando es obtenido a partir de aceites vegetales se denomina biodiésel.

5.4 Fluel Oil

El fuel oil es una fracción del petróleo que se obtiene como residuo en la destilación fraccionada. De aquí se obtiene entre un 30 y un 50% de esta sustancia. Es el combustible más pesado de los que se puede destilar a presión atmosférica. Está compuesto por moléculas con más de 20 átomos de carbono, y su color es negro. El fuel oil se usa como combustible para plantas de energía eléctrica, calderas y hornos.

Por otra parte, también se trata en procesos a menor presión para poder ser destilado y así obtener las fracciones más pesadas del petróleo, como los aceites lubricantes y el asfalto, entre otros. Es un combustible pesado para hornos y calderas industriales.

5.4.1 Clases de fuel oil

El Fueloil se clasificado en seis clases, enumeradas del 1 al 6, de acuerdo a su punto de ebullición, su composición y su uso. El punto de ebullición, que varía de los 175 a los 600 °C; la longitud de la cadena de carbono, de 9 a 70 átomos; y la viscosidad aumentan con el número de carbonos de la molécula, por eso que los más pesados debe calentarse para que fluyan. El precio generalmente decrece a medida que el número aumenta.

Los fueloil No. 1, fueloil No. 2 y fueloil No. 3 se llaman de diferentes formas: fueloil destilado, fueloil diésel, fueloil ligeros, gasóleo o simplemente destilados. Por ejemplo, el fueloil No. 2, destilado No. 2 y fueloil diésel No. 2 son casi lo mismo (diésel es diferente porque tiene un índice de cetano el cual describe la calidad de ignición del combustible).

Gasóleo hace referencia al proceso de destilación. El crudo se calienta, se gasifica y luego se condensa.

- Número 1 es similar al queroseno y es la fracción que hierve justo luego de la gasolina.

- Número 2 es el diésel que usan las camionetas y algunos automóviles.

- Número 3 es un combustible destilado que es usado raramente.

- Número 4 es usualmente una mezcla de fueloil destilado y de residuos, tales como No. 2 y 6; sin embargo, algunas veces es tan solo un fuerte destilado. No. 4 puede ser clasificado como diésel, destilado o fueloil residual.

Los Número 5 y Número 6 son conocidos como fueloil residuales (RFO por sus siglas en inglés) o fueloil pesados. En general se produce más Número 6 que Número 5. Los términos fueloil pesado y fueloil residual son usados como los nombres para Número 6. Número 5 y 6 son los remanentes del crudo luego que la gasolina y los fueloil destilados son extraídos a través de la destilación. El fueloil Número 5 es una mezcla de 75-80 % de Número 6 y 25-20% de Número 2. Número 6 puede contener también una pequeña cantidad de No. 2 para cumplir con ciertas especificaciones.

Los fueloil residuales son llamados algunas veces ligeros cuando han sido mezclados con fueloil destilado, mientras que los fueloil destilados son llamados pesados cuando han sido mezclados con fueloil residual. Gasóleo pesado, por ejemplo, es un destilado que contiene fueloil residual.

5.4.2 Combustible Bunker

Pequeñas moléculas, como aquellas del gas propano, nafta, gasolina para automóviles, y combustible de jet tienen puntos de ebullición relativamente bajos, y se separan al comienzo del proceso de destilación fraccionada. Los productos de petróleo más pesados, tales como el diésel, así como el aceite lubricante, se precipitan más despacio, y el bunker se ubica literalmente al fondo del barril; la única sustancia más densa que el combustible bunker es el residuo, que se mezcla con brea para pavimentar calles y sellar techos.

Combustible Bunker es técnicamente cualquier tipo de combustible derivado del petróleo usado en motores marinos. Recibe su nombre (en inglés) de los contenedores en barcos y en los puertos en donde se almacena; cuando se usaban barcos a vapor se tenían bunkers de carbón, pero ahora lo mismos depósitos se usan para combustible bunker. La oficina de Impuestos y Aduana Australiana define el combustible bunker como el combustible que alimenta el motor de un barco o de una aeronave. Combustible Bunker A equivale a fueloil No. 2, combustible bunker B equivale a fueloil No. 4 o No. 5 y combustible C equivale a fueloil No. 6. Debido a que No. 6 es el más común, se usa el término "combustible bunker" como un sinónimo para fueloil No. 6. Al fueloil No. 5 se la llama también navy special fuel oil o sencillamente navy special, los fueloil No. 6 o 5 también son llamados furnace fuel oil (FFO); debido a su alta viscosidad requieren calentamiento, usualmente lograda por medio de un sistema de circulación continua a baja presión vapor, antes de que el combustile sea bombeado

desde el tanque de combustible bunker. En el contexto de los barcos, la nomenclatura tal y como ha sido descrita con anterioridad, es usada actualmente.

VI. Motores Niigata

6.1 Introducción

Son motores estacionarios de grandes dimensiones y potencias, pudiendo ir desde 500 – 600 HP por cilindro y hasta 11500HP en los motores más grandes. Usa combustibles pesados como bunker o Fule Oil Número 6, desenvolviéndose de manera muy eficiente siempre se los sistemas se mantengan en forma adecuada.

En esta parte, se describirá únicamente el sistema de alimentación de este motor y las características que debe tener el combustible que se vaya a utilizar para obtener una máxima eficiencia; en base a esto se podrá complementar el estudio y el análisis de los diferentes sistemas ya estudiados, además al tener un conocimiento previo de los combustibles que se puedan utilizar para este tipo de motores se tendrá una mejor idea de los efectos o características que se debe tener o por que se los aplica a los combustibles usados.

6.2 Sistema de alimentación de Fuel Oil

6.2.1 Clasificación de fuel oils

En motores PC es posible utilizar varios tipos de fuel oil, yendo desde livianos hasta bunker tipo C. Según el sistema SEMT los fuel oil se clasifican en cinco categorías. Para A1 y A2 con características similares al diesel, no requieren un tratamiento previo de limpieza y/o calentamiento.

Tabla 1 Clasificación de Fuel Oil según la SEMT

B1 y B2 son combustibles pesados y contienen gran cantidad de impurezas siendo necesaria una limpieza y calentamiento previos a su uso. E, F y G tienen alta viscosidad,

debe ser calentado antes de su uso y además purificado debido a que contienen grandes cantidades de impurezas además de vanadio y sodio que pueden dañan gravemente las válvulas. Los valores límites para estos dos elementos con 200ppm y 150ppm respectivamente, y el valor práctico para el vanadio es 70ppm y 20ppm para el sodio.

6.2.2 Calentamiento del Fuel oil

Como se dijo anteriormente, según el combustible que se use se hace necesario su calentamiento, y su temperatura va en función de su viscosidad para que la bomba pueda empezar a mover el combustible. Los métodos que se pueden utilizar son los siguientes:

a. Vapor creado los gases de escape o aceite caliente

b. Agua caliente creada por los gases de escape o aceite caliente

c. Con resistencias eléctricas

Siendo el método más utilizado el primero por su economía. La calidad del vapor requerido varía de acuerdo a las condiciones del lugar, viscosidad del combustible usado, tamaño del motor y presión de vapor. Para una presión de 3kg/cm2 se presentan los valores en la siguiente tabla

Tabla 2 Requerimientos de la calidad de vapor

6.2.3 Descripción del sistema de alimentación

En un sistema estándar en el cual se utilizan combustibles pesados se incorporan dos sistemas, uno para combustible de alta calidad o diesel y otro para baja (B1, B2, E, F y G). El sistema para diesel (línea de trazo) es usado para iniciar el arranque o para detener el motor o para emergencias de mantenimiento o reparación para retirar el combustible pesado de los conductos.

En el sistema del combustible de baja calidad, previo a su entrada en el motor, este pasa por: un tanque de almacenamiento, un purificador centrífugo, un tanque para limpieza, un filtro, bomba de suministro, un calentador y un segundo filtro.

Cierta cantidad de combustible es retornado a través de la válvula de regulación. Para reducir la viscocidad del combustible y acelerar la separación de impurezas, se instala un sistema de calentamiento por vapor en los purificadores centrifugos.

Luego de pasar de los tanques de almacenamiento, el combustible pasa a un deposito en el cual se calentará a una temperature de 85 – 90 ºC (según la viscocidad) y nuevamente purificado de agua y partículas. Despues de esto es almacenado en otro tanque limpio.

El filtrado puede trabajar en serie con el purificador o sustituyendio al purificador. Disponiendo de tantos filtros como sean necesarios según el combustible que se utilice, y cada uno para la visciocidad del combustible que se tenga en ese momento.

En la figura, 6.1 se muestr un esquema de un sistema de alimentación, con dos sistemas que son para diesel y para el combustible pesado.

Figura 6.1 Esquema estandar del sistema de alimentación de combustible de motres Niigata.

1. Tanque de almacenamiento de combustible pesado C

2. Interruptor de flotador (indicador de nivel)

3. Bomba de suministro de combustible C

4. Tanque de almacenamiento de combustible C para ser calentado

5. Interruptor de flotador ( alimentación automatica)

6. Interruptor de flotador (indicador de nuvel)

7. Purificador de Combustible

8. Calentador eléctrico

9. Taque de limpieza de combustible C

10. Interruptor de flotador (indicador de nivel)

11. Medidor de Flujo (solo comb ustible C)

12. Válvula de tres vías

13. Filtro No. 1

14. Bomba de alimentación de combustible

15. Calentador eléctrico

16. Filtro No. 2

17. Valvula reguladora de presión

18. Válvula de tres vias

19. Tanque de almacenamiento de Diesel

20. Interruptor de flotador (indicador de nivel)

21. Bomba de alimentación de diesel

22. Tanque de servicio de diesel

23. Interruptor de flotador ( alimentación automatica)

24. Interruptor de flotador (indicador de nivel)

25. Medidor de flujo (Combustible pesado A)

VII. Conclusiones

- Los componentes de un motor estacionario no difieren sustancialmente de un motor Diesel de aplicaciones automotrices, sin embargo el tamaño de los motores estacionarios que puede medir desde unos poco menos un metro hasta varios metros los hace monstruosamente grandes, para cumplir con dichas exigencias, por lo que los materiales que se deben usar deben ser lo más ligeros posible pero al mismo tiempo muy resistentes, para soportar las presiones y esfuerzos a los que se les somete.

- El proceso para poder utilizar los combustibles más pesados es bastante largo, complejo y de mucho cuidad pero de vital importancia, porque si alguna partícula extraña ingresara al motor, podría obstruir los conductos de alimentación de combustible cortando, y dependiendo del lugar de la obstrucción, podría apagar al motor, y este podría sufrir grandes daños ya que el combustible pesado pudiera haberse quedado en los conductos que no se los podrá utilizar, sino hasta después de sacar todo el combustible que quedó dentro del motor para volverlo a calentar.

- La eficiencia del quemado del combustible, depende básicamente de las condiciones que se le dé dentro de la cámara de combustión, es decir que por más buen combustible que se use, si las condiciones de presión, temperatura, pulverización no son buenas, el combustible no se quemará de forma eficiente, y el resultado se reflejará en la caída de potencia del motor.

- No es fácil dar un veredicto sobre el motor más eficiente, si uno de dos tiempos o uno de cuatro tiempos, debido a que cada uno tiene sus ventajas y desventajas, es más ninguno ha desaparecido por lo que los diseñadores todavía tratan de solucionar los problemas que cada uno genera.

- El trabajo de mantenimiento de motores diesel en general es más pesado por la robustez de sus componentes, pero para los motores estacionarios, que pueden llegar a tener dimensiones de un edificio de cinco pisos, se debe requerir grúas y herramientas muy especiales además de normas de seguridad muy estrictas, por ese mismo motivo, su costo de mantenimiento debe ser bastante considerable.

- Estos motores resultan ser muy interesante para un estudio minucioso, no por su tamaño sino por la cantidad de sistemas auxiliares que necesita para su funcionamiento, estudiarlos, analizarlos, mantenerlos y diseñarlos debe ser un gran reto, puesto que exige gran conocimiento para lograrlo, debe ser una verdadera obra de ingeniería.

VIII. Bibliografía

- Miranda, Pedro. Motores Diesel, marinos y estacionarios. Editorial Gustavo Gili. Barcelona - España. 1977

- Manual del Motor Niigata PC

Consultas WEB

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

http://es.wikipedia.org/wiki/Gas%C3%B3leo

http://es.wikipedia.org/wiki/Petr%C3%B3leo