ESCUELA NACIONAL DE MARINA MERCANTE
“Almirante Miguel Grau”
Curso: Maquinaria Marítima Auxiliar II
Tema: Sistema de Arranque Neumático de un Motor Marino Diésel
Profesor: Jefe de Máquinas Walter Castro Rivero
Integrantes: Amasifuen Leiva,Lennin Leiva,Lennin Canevello Salazar, Franklin Machay Chávez, Luigi Maita Arotoma, Andree Rodríguez Lara, Fernando
Sección: 2° Ingeniería
Año: 2017 1
“Yo no sé cómo es el
alma, pero si es que existe, los motores deben tener una
porque se quejan, se desesperan, se rebelan y se comportan como niños a los que se forma, día a día educándolos.“
(Enzo Ferrari)
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Manifestamos nuestro profundo agradecimiento al Profesor, el Jefe de Máquinas Walter Castro Rivero por su apoyo en la investigación i nvestigación y referencias de este trabajo y por motivarnos a desarrollarnos en nuestra carrera mercante y a ser mejores día a día.
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ÍNDICE Epígrafe............. Epígrafe......................... ......................... ......................... ........................ ......................... ......................... ........................... ............................. ....................... ......... 2 Agradecimiento Agradecimiento…………………………………………………………………………………… .3 Introducción ……………………………………………………………………………………….. 5
CAPÍTULO I CONCEPTOS GENERALES 1.1
Definición …………………………………………………………………….......... .......... 7
1.2
Generalidades ……………………………. ................................................. ………...7
1.3
Funciones del aire comprimido a bordo…………………………… bordo…………………………………………… ………………… ….7
CAPÍTULO II PROCEDIMIENTO PARA EL ARRANQUE DE UN MOTOR DIESEL DE DOS
TIEMPOS 2. Procedimiento ……………………………………………………………………………… .10
CAPÍTULO III COMPONENTES DEL SISTEMA DE ARRANQUE ARRANQUE NEUMÁTICO 3. Componentes ……………………………………………………………………………… ..13
Conclusiones ……………………………………………………………………………………. .15 Referencias bibliográficas ……………………………………………………………………...16 Anexos……………………………… Anexos……………… ……………………………… ………………………………… ………………………………… ………………………….17 ………….17
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INTRODUCCIÓN
Los motores Diésel aplicados para la navegación tienen que resolver sus propios problemas. Ni que decir tiene que las grandes potencias a que llegan sólo pueden alcanzarse con motores de dimensiones extraordinarias, de gran capacidad de embolada y escaso número de revoluciones por minuto. Además, el motor ha de tener una seguridad absoluta de funcionamiento de modo que hay que controlar todos los circuitos de refrigeración, refrigeración, aceite, combustible, combustible, agua, etc.
Una parte fundamental del motor de un buque y en general de cualquier motor diésel es el sistema de arranque el cual debe ser confiable y óptimo. Debido a las grandes potencias y dimensiones de un motor marino diésel, el sistema de arranque neumático es por excelencia el sistema por el cual se dará inicio la operatividad del motor, es decir el cual romperá la inercia (propiedad de un cuerpo en mantener su estado de reposo o movimiento) del motor hasta la velocidad de régimen permanente, el cual implica un movimiento de giro del cigüeñal para iniciar el ciclo de arranque del motor. En motores pequeños se puede usar una manivela acoplada al cigüeñal, o mediante un motor eléctrico, pero en motores de gran caballaje o potencia, como son los motores usados en la navegación marítima, es necesario el uso de aire a alta presión para movilizar las piezas y generar la presión de régimen.
El arranque por aire comprimido está determinado por la inyección de este aire a elevada presión dentro del cilindro, moviendo el pistón y por ende a toda la masa mecánica. Durante las primeras revoluciones, el motor funciona como si fuese a aire comprimido, hasta que la energía almacenada por el volante sea suficiente como para vencer las resistencias de los períodos de carga y compresión necesarias, luego se cierra el sistema y el motor entra en régimen de trabajo.
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CAPÍTULO I CONCEPTOS GENERALES
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1. DEFINICIÓN
El sistema de arranque neumático es un sistema necesario para que el motor consiga la inercia de giro suficiente para que pueda ponerse en marcha.
1.1GENERALIDADES 1.1 GENERALIDADES Los motores diésel marinos usan aire comprimido de alta presión para arrancarlos. El aire fluye hacia el cilindro cuando el pistón se mueve hacia abajo del cilindro en la carrera de potencia. Para minimizar el riesgo de una explosión de arranque de aire, no se inyecta combustible en el cilindro mientras se está admitiendo el aire.
Los sistemas de inicio de aire varían en su diseño y pueden ser bastante complejos. complejos. Habrá un medio para arrancar el motor localmente así como desde una ubicación remota (El Puente o la sala de control del motor).
1.2FUNCIONES 1.2 FUNCIONES Entre las distintas funciones del aire comprimido a bordo tenemos:
Para arrancar el motor de propulsión principal. principal.
Para iniciar el motor diésel auxiliar (generación de energía eléctrica)
Hacer sonar el silbato del barco.
Para el servicio general y la limpieza de la sala de máquinas.
Para el funcionamiento funcionamiento de herramientas neumáticas. neumáticas.
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Para servicios de cubierta, para llevar a cabo astillado.
Para Automatización e Instrumen I nstrumentación tación de varias maquinarias,
Para hidrófobos de agua dulce y de mar,
Alarmas de incendio y operación de válvulas v álvulas de cierre rápido,
Para el economizador de gas de escape que sopla hollín.
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CAPÍTULO II PROCEDIMIENTO PARA EL ARRANQUE DE UN MOTOR DIESEL DE DOS TIEMPOS
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2. PROCEDIMIENTO Antes de arrancar el motor, se deben realizar las siguientes comprobaciones de seguridad:
Engranaje de giro desconectado (si está disponible).
nivel de sumidero de aceite lubricante normal
Nivel de aceite suficiente
Funcionamiento Funcionamiento de la bomba de cebado del aceite lubricante.
Bomba impulsora de combustible / aceite diésel funcionando.
aceite lubricante, enfriamiento de agua dulce, presión de aceite de combustible combustible normal.
Nivel del tanque del brazo oscilante normal.
Todas las válvulas en la línea lí nea de aire comprimido se abren al motor.
En primer lugar antes de iniciar el arranque del motor tenemos que ver el nivel de los tanques de lube oil “lubricante “y fuel oil “combustible “, también tenemos que tomar parámetros de temperatura y viscosidad de estos; verificar el nivel de tanques de expansión de refrigeración. Después tienes que encrochar y virar el motor para lubricar antes de partir después desencrochar.
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El sistema de arranque neumático compone de una o dos botellas de almacenamiento almacenamiento de aire a presión de 50 bares aprox., los cuales son alimentados por medio de compresores que funcionan independientemente del motor o bien movidos por este. Una vez accionado el mecanismo, los botellones mandan aire con una presión de aire de 30 kg/cm² a través de una tubería de alta presión hasta una válvula compensada o equilibrada, denominada válvula de arranque arranque (Denominada de esta manera porque al recibir el aire proveniente de los botellones, ésta permanece cerrada cerrada sin moverse de su lugar) la cual está ubicada en la culata del motor.
Previamente la tubería consta de un empalme tipo T, en donde una porción del aire que envían los botellones en desviado y derivado hacia una reductora de presión, el cual disminuye la presión de aire de 30 kg/cm² hasta 9 kg/cm². Esta última porción de aire reducido, se dirigirá a un distribuidor de arranque, el cual cumplirá la función de enviar el aire homogéneamente a cada una de las válvulas piloto que se encuentran por encima de cada una de las válvulas compensadas. Ésta válvula realiza su apertura a través del aire que recibe el distribuidor, imprimiendo de esta manera una fuerza que descompensa la válvula equilibrada que se encuentra por debajo: eso ocasionará a la válvula de arranque su apertura y el consecuente ingreso de los 30 kg/cm² de aire al cilindro. cili ndro.
Aclaración: Los pistones que reciben la presión del aire para su movimiento, se deben encontrar en su fase de expansión en el punto muerto superior (PMS). Debiéndose abrir la válvula de arranque en ese preciso instante.
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CAPÍTULO III COMPONENTES DEL SISTEMA DE ARRANQUE NEUMÁTICO
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3. COMPONENTES
3.1
Botellones de aire: aire: También llamados tanques, sirven de suministro y reserva
de aire. Estructuralmente Estructuralmente están construidos con medidores de presión (Manómetros), (Manómetros), una tapa de inspección para su revisión interna, una válvula de purga, ésta debe ser controlada periódicamente para el desagote del agua condensada en su interior (Además, (Además, el botellón de aire debe tener una leve inclinación para que se pueda realizar el purgado), dos válvulas de seguridad de presión para evitar sobrecargas, un termómetro termómetro y una válvula de cierre. El espesor de las paredes de los depósitos debe poder soportar presiones tres veces mayores que la presión nominal como mínimo, por razones de seguridad.
3.2
Válvulas de seguridad de presión para evitar sobrecargas, un termómetro y
una válvula de cierre. El espesor de las paredes de los depósitos debe poder soportar presiones presiones tres veces mayores que la presión nominal como mínimo, por razones de seguridad.
3.3.
Compresores: Compresores: Son máquinas que aspiran el aire ambiente a presión atmosférica para conferirle conferirle una presión superior. La selección del compresor compresor debe realizarse de acuerdo a la presión de trabajo y caudal de aire necesario. Los sistemas de arranque por aire comprimido que lo utilizan, generalmente cuentan con uno o varios compresores siendo de vital importancia contar con uno de ellos fuera de servicio. Los compresores compresores se pueden clasificar cl asificar de acuerdo a su tipo ti po constructivo, constructivo, siendo los más comunes: Compresor alternativo alternativo a pistón y compresor rotativo a tornillo o helicoidal.
3.4
Trampa de humedad: Ubicada en la tubería de alta presión, seguido a los botellones, sacan todo el resto de humedad dispersa en el aire comprimido. Se debe extraer al máximo las moléculas de agua del aire, ya que esta sustancia es altamente corrosiva y perjudicial para el motor. 13
3.5
Reductor de presión: A través de un mecanismo de válvulas expansivas reducen la presión del aire. Tiene como objetivo permitir que el distribuidor de aire sea de menores dimensiones dimensiones de lo que sería si trabajase directamente con la presión de red. Al haber reductor de presión, no solo el distribuidor será de menores dimensiones, sino también los comandos de válvulas de arranque en los cilindros.
3.6
Distribuidor de arranque rotativo: Su movimiento está sincronizado con el cigüeñal y movido por el árbol de levas. Tiene Ti ene una toma del aire del reductor y tantas salidas circulares como válvulas de arranque arranque existan. Siempre comunica la entrada con una de las salidas, de modo que el motor siempre está listo para arrancar. Una forma posible es un disco con un orificio que gira solidario a un eje sincronizado sincronizado al giro del cigüeñal. Un disco estático, con perforaciones que abarcan un determinado ángulo, se mantiene en contacto con el primer disco. Cada orificio del disco fijo se comunica con una de las válvulas de arranque por medio de tuberías. El ángulo que abarcan esos orificios en el disco fijo representan otro ángulo directamente proporcional proporcional al eje del cigüeñal.
3.7
Válvula piloto: Ubicada por encima de la válvula de arranque, se compone de un émbolo retenido por un resorte el cual es vencido al ingresar el aire proveniente del distribuidor (7kg/cm²) Una vez abierto, él émbolo realiza presión sobre la válvula de arranque que se encuentra por debajo, estirando su resorte de contención, produciendo produciendo su apertura.
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CONCLUSIONES
1. El sistema de arranque neumático es el utilizado en los motores marinos diésel debido a sus grandes dimensiones. El aire comprimido a gran presión es capaz de romper la inercia del motor y así iniciar su régimen de trabajo normal. Además para evitar una explosión durante el arranque se evita la inyección de combustible combustible durante la admisión de aire presurizado de arranque del motor. 2. Antes de iniciar cualquier operación del sistema de arranque neumático. Debemos de sacar todo el condensado del aire mediante una válvula de purga, así como también, verificar que las botellas de aire de arranque y de control estén completamente llenas. 3. En conclusión, antes de arrancar un motor, se deben hacer algunas comprobaciones comprobaciones para la l a seguridad. 4.
Los circuitos neumáticos utilizan aire a presión como medio para la transmisión de una fuerza. El aire se toma directamente de la atmósfera y se deja salir libremente al final del circuito, habitualmente habitualmente a través de un silenciador, pues de lo contrario resultan muy ruidosos. La distancia entre el depósito hasta el final del circuito puede ser de decenas de metros. La neumática resulta útil para esfuerzos que requieran cierta precisión y velocidad.
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REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS
1. Balu, 2013 .Bridht Hub Engineering. Recuperado el 18 de noviembre de 2017 de: http://www.brighthuben http://www .brighthubengineering.com/m gineering.com/marine-engines-ma arine-engines-machinery/41105-ro chinery/41105-roleleof-compressed-air-in-engine-star of-compres sed-air-in-engine-starting/#imgn_6 ting/#imgn_6
2. Roberto García. Sistema de Arranque Neumático (Air Starter System). Recuperado el 18 de noviembre de 2017 de: http://ingenieromarino. http://ingen ieromarino.com/sistema-d com/sistema-de-arranque-ne e-arranque-neumatico-air-sta umatico-air-starter-system/ rter-system/
3. Shalabh Agarwal. Marine Insight. 8 Things Marine Engineers Must Know About Starting Air System On Ship. Recuperado el 17 de noviembre de 2017 de: https://www.marineinsight https://ww w.marineinsight.com/tech/ .com/tech/8-things-to-con 8-things-to-consider-while-operat sider-while-operating-startinging-startingair-system-of-marine-engines/
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ANEXOS
Figura N°1. Diagrama del sistema de aire comprimido de un buque mercante.
Figura N°2. Diagrama de la válvula de arranque.
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Figura N°3. Diagrama de la distribución de aire en un buque mercante.
Figura N°4. Diagrama de los cilindros y el orden de encendido.
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Figura N° 5. Diagrama de un sistema de arranque arranque con aire de un motor naval Diésel.
Figura N° 6. Diagrama de arranque.
Figura N° 7. Distribuidor de arranque rotativo.
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Figura N° 8. Componentes de un sistema neumático.
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Figura N° 9. Botella de Aire Comprimido para el Arranque del Motor Principal.
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Figura N° 10. Compresores de aire usados a bordo.
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Comprimido de un Buque Mercante. Figura N° 10. Plano del Sistema de Aire Comprimido
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