Fundamentos del Motor Caterpillar Generalidades del Curso
Este curso presenta al estudiante la teoría básica de los motores diesel y los procedimientos de servicio. Se estudiarán los fundamentos de los motores de combustión interna de encendido por compresión y se verán las variaciones en diseño de los motores Caterpillar. Se usan motores Caterpillar para desarmado y armado en las prácticas de taller. Se estudiarán los sistemas y las aplicaciones de los diferentes motores Caterpillar, principalmente del Motor 3406, por ser uno de los de más uso en campo. El programa de este curso se ha desarrollado usando los materiales de consulta y las herramientas indicadas en las siguientes páginas.
© 2006 Caterpillar Inc. Revisión: 16 de junio de 2006
Propiedad de Caterpillar Inc.
o s r u C l e d s e d a d i l a r e n e G
NOTAS NOT AS
Fundamentos del Motor Caterpillar Contenido UNIDAD 1: Introducción a los Motores Diesel Caterpillar
Lección 1: Línea de Productos del Motor Caterpillar Lección 2: Componentes de los Motores Diesel Caterpillar Lección 3: Términos Básicos Acerca del Rendimiento del Motor UNIDAD 2: Sistemas de Admisión de Aire y Escape
Lección 1: Componentes, Operación y Mantenimiento de los Sistemas de Admisión de Aire y Escape Lección 2: Cómo Quitar e Inspeccionar los Componentes de los Sistemas de Admisión de Aire y Escape UNIDAD 3 Sistemas de Lubricación y el Aceite
Lección 1: Operación y Componentes de los Sistemas de Lubricación Lección 2: Cómo Quitar e Inspeccionar los Componentes del Sistema de Lubricación UNIDAD 4: Sistemas de Enfriamiento
Lección 1: Componentes y Operación del Sistema de Enfriamiento Lección 2: Cómo Quitar e Inspeccionar los Componentes del Sistema de Enfriamiento UNIDAD 5: El Combustible Diesel y los Sistemas de Combustible Controlados Mecánicamente
Lección 1: Combustible Diesel Lección 2: Sistema de Combustible con Bomba Helicoidal del Motor 3406 Caterpillar Lección 3: Cómo Quitar e Inspeccionar los Componentes del Sistema de Combustible Lección 4: Sistemas de Combustible de Dosificación con Manguito Lección 5: Sistema de Combustible con Inyector Unitario Mecánico de los Motores 3116/26 UNIDAD 6: Desarmado e Inspección del Motor 3406
Lección 1: Desgaste de Componentes del Motor Lección 2: Mantenimiento del Motor 3406 Caterpillar
o d i n e t n o C
NOTAS
Fundamentos del Motor Caterpillar Programa del Curso
Descripción
1. Fundamentos del Motor Caterpillar 2. Número del curso ____________ 3. Requisitos previos: Ninguno 4. Treinta horas de clase y cincuenta horas de prácticas de taller Métodos de presentación
1. Clase y análisis del tema 2. Demostraciones 3. Ejercicios de práctica de apoyo y hojas de trabajo de la práctica Evaluación sugerida para medir el rendimiento del estudiante
1. Examen de la unidad—__________% 2. Hojas de trabajo de la práctica—________% 3. Examen Final—______________% 4. Participación en clase y en las prácticas de taller—______%
o s r u C l e d a m a r g o r P
NOTAS
Fundamentos del Motor Caterpillar Objetivos
Después de completar con éxito este curso, el estudiante podrá: - Identificar la amplia gama de motores de la línea de productos Caterpillar. - Identificar las diferentes aplicaciones de los motores diesel. - Explicar la teoría básica acerca de los motores diesel - Definir los términos básicos acerca del rendimiento del motor. - Identificar los componentes y la función del motor diesel. - Describir los siguientes sistemas del motor: Sistemas de admisión de aire y escape Sistema de lubricación Sistema de enfriamiento Sistema de combustible y regulador de combustible - Desarmar e inspeccionar un motor diesel 3406 Caterpillar con regulador mecánico, en forma correcta. - Armar y realizar los ajustes necesarios en un motor diesel 3406 Caterpillar con regulador mecánico, en forma correcta. - Explicar la operación del sistema de combustible de dosificación con manguito Caterpillar. - Explicar la operación del sistema de combustible con Inyector Unitario Mecánico 3116/26 Caterpillar.
s o v i t e j b O
NOTAS
Fundamentos del Motor Caterpillar Material de Consulta
Guía de Clasificación de Motores Industriales Potencia de Sobra (Equipo de Campeones Caterpillar) Guía de Selección de Potencia Marina El libro del Motor Introducción a los Motores Diesel Glosario Manual de Operación y Mantenimiento de los Motores 3176B, C-10, C-12 y 3406E para Camión Turbocompresores El Aceite y su Motor El Refrigerante y su Motor Los Combustibles Diesel y su Motor Uso del Grupo Probador de Inyectores 5P4150 Secuencia de Pruebas de los Inyectores de la Serie 7000 Caterpillar Cómo Funcionan y se Desgastan los Motores Diesel Cojinetes del Motor Válvulas del Motor Pistones, Anillos y Camisas Bielas Cigüeñales Principios Básicos Acerca del Desgaste Mediciones del Cigüeñal Uso del Grupo Medidor de Disco de Orificios 1P3537 para Revisar el Tamaño del Orificio del Cilindro Procedimiento Para Medir y Enderezar Cigüeñales Doblados *Archivo disponible en formato PDF en EMC.cat.com.
LSCH3874* LSDT2072 LSDM3457 LSBQ9801 TSCB6005 LSXQ9297 SSBU6758 SSBV0550 SSBD0640 SSBD0970 SSBD0717 SSHS7292 SSHS9083 TSCB6006 SSBV0544 SSBV0551 SSBV0553 SSBV0546 SSBV0548 SSBV0554 SSBF8041 GMG00981 SSBF8054
a t l u s n o C e d s e l a i r e t a M
Material del Curso (continuación) Material para la clase y de las prácticas de taller
Sistema de Combustible de Dosificación con Manguito (CD ROM) El Aceite Lubricante y su Motor (CD ROM) Manual de Servicio del Motor 3406B Manual de Servicio del Motor 3406C
LSRV9802 PSRV5251 SSBR0544 SSBR0560
Vídeos
Escuche lo que Dice su Aceite Generalidades de los Sistemas de Mantenimiento del Motor 3406 Mantenimiento del Motor 3406 – Diario Mantenimiento del Motor 3406 MP de Nivel 1 Mantenimiento del Motor 3406 MP de Nivel 2 y 3 Operación y Mantenimiento del Motor 3176B. Cinta 1 Operación y Mantenimiento del Motor 3176B. Cinta 2 Operación y Mantenimiento del Motor 3176B. Cinta 3 Operación y Mantenimiento del Motor 3176B. Cinta 4 Pruebas de los Inyectores de Combustible
PSVN2028 LSVN2125* LSVN2126* LSVN2127* LSVN2128* LSVN3829** LSVN3830** LSVN3831** LSVN3832** LSVN9167
* Disponible en el DVD de Mantenimiento del Motor 3406 (SSRV6001). ** Disponible en el DVD de Mantenimiento del Motor 3176 (SSRV6002). Requisitos para las prácticas de taller Motores para desarmar (la cantidad depende del número de estudiantes)
Motor(es) 3406B o 3406C con regulador mecánico Motor(es) 3406E Grúa/dispositivo de levantamiento (4.000 lb de capacidad). Acceso a una unidad de capacitación donde pueda verse el motor en funcionamiento, o un vehículo en particular (para mostrar los sistemas en un motor instalado). Elementos accesorios del taller, como tanque de lavado con solvente, carritos para piezas, bancos de prueba, etc. Material complementario
Manual de Prácticas de Fundamentos del Motor Cat (desarrollado por Illinois Central College) CD-ROM de Fundamentos del Motor
Fundamentos del Motor Caterpillar Requisitos de Herramientas NOTA: Excepto donde se especifique lo contrario, para trabajar en el motor son necesarias las herramientas indicadas en esta lista.
222-7876 (168-0382) Juego de herramientas Caterpillar 5P3526 Compresor de anillo 1U5750 Soporte de reparación de motor diesel 1U5749 Plancha adaptadora de motor 6V6981 Grupo extractor de inyector 6V4186 Pasador 9S9082 Herramienta para girar el motor 7M3978 Expansor de anillo del pistón 5P0961 Llave adaptadora de inyector 5P0144 Cubo de tubería de combustible 134-2570 (8T3139) (9U5840) Llave para tuerca dentada 6V9448 Extractor de paquete de cilindros 175-7546 (4C5084) Cortador de filtro 8T0455 Grupo de herr. de proyección de la camisa 9S7354 Llave dinamométrica 9U5006 Llave dinamométrica 9U5007 Llave dinamométrica 9U5018 Llave dinamométrica 9U5019 Llave dinamométrica 8S2244 Extractor 8T5287 Llave 5P4150 Grupo probador de inyector 5P7314 Anillo de camisa de desgaste 8T3198 Tubo de inyector 8T3199 Tornillo de inyector 9S8140 Grupo de presurización 6V6142 Instalador de sello del cigüeñal 6V6143 Instalador de sello del cigüeñal 1B4206 Tuerca 6V7025 Guía de sello de inyector 4C3601 Expansor de anillo de pistón ( ) Número de versión actualizada de la herramienta
5P5195 Llave de tubería de combustible 6V2171 Conjunto de tubo 5P7433 Grupo herr. levantador de válvula 8T3222 Grupo de herr. de ajuste de regulador 6V7050 Grupo del compresor 6V7898 Medidor de disco de orificio 6V7899 Dispositivo de ajuste de tamaño 2F2990 Tapón (cant. 50) 5F2807 Tapa (cant. 50) 185-3630 (2P8250) Llave de correa de filtro 172-8851 Juego de prueba de refrig. de larga duración 1U7297 (5P0957) Probador refrig./batería 5P7312 Deformador de camisa de desgaste 8T5296 Juego de prueba de refrigerante 1U7600 Extractor de sello de labio 5P6521 Punta de tornillo 6V4089 Escariador de inyectores 6V6983 Adaptador 6V6068 Fluido de calibración 6V6070 Grupo de herr. ajuste de combustible 2P5518 Herr. para quitar cojinete 5S1330 Compresor de resorte de válvula 8S2241 Grupo herr. cojinete árbol de levas 1U9725 Llave adaptador de inyector 2P8260 Grupo instalador de camisa 1U6319 Cubo 1U9897 Grupo de puente 5P1733 Localizador de sello de cigüeñal 5P7448 Adaptador 6V2170 Conjunto de tubo 8S2270 Conjunto del colector
s a t n e i m a r r e H e d s o t i s i u q e R
NOTAS
UNIDAD 1 Introducción a los Motores Diesel Caterpillar
Objetivos de la unidad:
Al terminar esta unidad, el estudiante podrá: 1. Identificar una amplia gama de motores Caterpillar y sus aplicaciones. 2. Identificar los componentes básicos del motor y explicar los principios de operación del motor diesel. 3. Definir los términos básicos acerca del rendimiento del motor. Material de consulta de la unidad:
Guía de Clasificación de Motores Industriales LSCH3874 Potencia de Sobra (Equipo de Campeones Caterpillar) LSDT2072 Guía de Selección de Potencia Marina LSDM3457 El Libro del Motor LSBQ9801 Introducción a los Motores Diesel TSCB6005 Glosario LSXQ9297 Herramientas:
Ninguna
r a l l i p r e t a C l e s e i D s e r o t o M s o l a n ó i c c u d o r t n I : 1 d a d i n U
NOTAS
Lección 1: Línea de Productos del Motor Caterpillar
Introducción:
Los motores Caterpillar han adquirido reconocimiento mundial por su duración, rendimiento y eficiencia. Por décadas los motores Caterpillar han fijado nuevas normas de rendimiento en equipos de movimiento de tierra, vehículos de obras o de carretera, instalaciones marinas o en generación de energía eléctrica. Caterpillar está trabajando constantemente para llevar sus motores a los niveles más altos de rendimiento y brindar a sus clientes la mayor ventaja competitiva. La línea actual de motores Caterpillar ofrece algunas de las características más avanzadas de ingeniería. Éstas incluyen controles electrónicos, Inyección Unitaria Electrónica de Accionamiento Hidráulico (HEUI) y otras tecnologías propias que reducen drásticamente las emisiones del motor. Objetivo:
Al completar esta lección, el estudiante podrá identificar una amplia gama de motores Caterpillar y sus aplicaciones. Material de consulta:
Guía de Clasificación de Motores Industriales Potencia de Sobra (Equipo de Campeones Caterpillar) Guía de Selección de Potencia Marina Caterpillar
LSCH3874 LSDT2072 LSDM3457
r a l l i p r e t a C r o t o M l e d s o t c u d o r P e d a e n í L : 1 n ó i c c e L
Unidad 1 Lección 1
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Fundamentos del Motor
Fig. 1.1.1
Motores industriales
Los motores industriales se clasifican con base en la capacidad de salida total del motor equipado con accesorios estándar; bomba(s) de lubricación, bomba(s) de combustible y bomba(s) de agua. Los motores industriales se clasifican por el tipo de servicio que realizan. Las categorías de clasificación son A, B, C, D y E. NOTA: Consulte la publicación “Guía de Selección de Motores Industriales” (LSCH3874), página 5, para revisar las definiciones de clasificación de los motores industriales.
Unidad 1 Lección 1
1-1-3
Fundamentos del Motor
Fig. 1.1.2
Abreviaturas usadas en las clasificaciones del motor: NA (de aspiración natural): Motor
que no tiene un método para
comprimir el aire de admisión. T (con turbocompresión): El motor con turbocompresión aumenta la carga de admisión de aire usando una turbina accionada por los gases de escape. TA (con turbocompresión/Posenfriado): Motor con turbocompresión que también incluye un posenfriador que enfría el aire del turbocompresor antes de que el aire entre a la cámara de combustión. TTA (doble turbocompresión posenfriado): Motor con dos turbocompresores y uno o más posenfriadores. PC (cámara de precombustión): Cámara pequeña arriba de la cámara de combustión del pistón en donde se quema parcialmente el combustible para comenzar los procesos de combustión. ATAAC (posenfriador aire a aire): Enfría el aire proveniente del turbocompresor usando aire ambiente que pasa sobre las aletas del intercambiador de calor. bhp (potencia al freno): Medición de la potencia producida por un motor en operación real. kW (kilovatios): 1.000 vatios. Término de clasificación de potencia del motor y de los dispositivos eléctricos. LE (de emisión baja): Motor que cumple con las normas de emisiones bajas gubernamentales. JWAC (posenfriado con agua de la camisa): Enfría el aire del turbocompresor usando el refrigerante del motor que fluye a través del núcleo del posenfriador. NOTA: Consulte la publicación “Guía de Selección de Motores Industriales” (LSCH3874), página 5, para revisar las abreviaturas de clasificación de los motores industriales.
Unidad 1 Lección 1
1-1-4
Fundamentos del Motor
Fig. 1.1.3
La gama de motores industriales comienza con el motor 3003, de aproximadamente 20 hp, hasta el motor de la serie 3600, que puede producir más de 6.500 hp. NOTA: Consulte la “Guía de Selección de Motores Industriales” (LSCH3874), páginas 6 a 27. Consulte la cilindrada, el peso y las gamas de potencia de cada familia de motor. Caterpillar también vende motores industriales fabricados por MaK, que producen potencia sobre 13.000 hp.
Fig. 1.1.4
Las regulaciones de emisiones de motor comenzaron en 1996 para motores industriales no usados en carreteras, por ejemplo, motores estacionarios, de ferrocarril y de minería subterránea. Caterpillar ofrece motores diesel en dos líneas de productos: aquéllos certificados para cumplir con las nuevas normas EPA y los que cumplen con normas no certificadas. NOTA: Consulte la “Guía de Selección de Motores Industriales” (LSCH3874), página 28. Consulte la tabla de regulaciones de emisiones EPA y de EU para motores no usados en vehículos de carretera.
Unidad 1 Lección 1
1-1-5
Fundamentos del Motor
Fig. 1.1.5
Los motores Caterpillar en que se usa combustible gaseoso permiten a los clientes escoger el combustible gaseoso más económico. Gas natural, de campo, de relleno sanitario y propano pueden usarse en forma eficaz. Los gases de digestor y otros gases fabricados, muchos de los cuales no contienen subproductos de otros procesos, pueden también usarse en otras aplicaciones. NOTA: Consulte la “Guía de Selección de Motores Industriales” (LSCH3874), páginas 29 a 30. Consulte la información de motores de gas.
Fig. 1.1.6
Los motores diesel Caterpillar para minería subterránea están certificados por la Administración de Seguridad y Salud de Minería (MSHA). NOTA: Consulte la “Guía de Selección de Motores Industriales” (LSCH3874), página 31. Consulte la información del motor para uso en minería subterránea.
Unidad 1 Lección 1
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Fundamentos del Motor
Fig. 1.1.7
Motores para camión de carretera
La gama de clasificaciones de potencia de los motores Caterpillar para camión de carretera va desde 175 hp hasta 600 hp (130 kW hasta 448 kW). Los motores disponibles en la línea de motores Caterpillar para camión incluyen: 3126E, C-10, C-12, C-15 y C-16. La nueva línea de motores ACERT incluye los motores C7, C9, C11, C13 y C15. NOTA: Consulte la publicación “Potencia de Sobra” (LSDT2072) y “Potencia Pura” (LSCT3965), para revisar la información de los motores para camión de carretera.
Fig. 1.1.8
Motores marinos
Los motores de propulsión marina se clasifican de acuerdo con el tipo de servicio que realizan. Las categorías de clasificación son: A, B, C, D y E. Los motores marinos pueden usarse para embarcaciones de propulsión como generadores o motores auxiliares. NOTA: Consulte la “Guía de Selección de Potencia Marina” (LSDM3457), páginas 3 a 11. Revise las definiciones de clasificación de los motores de propulsión marina.
Unidad 1 Lección 1
1-1-7
Fundamentos del Motor
Fig. 1.1.9
La gama de motores de propulsión marina comienza en el motor 3034, de aproximadamente 63 hp, hasta el motor 3618, que puede producir más de 9.600 hp. NOTA: Consulte la “Guía de Selección de Potencia Marina” (LSDM3457), páginas 12 a 41. Consulte la cilindrada, el peso y la gama de potencia de cada motor. Caterpillar también vende motores de propulsión fabricados por MaK, que producen más de 21.000 hp.
Fig. 1.1.10
Las clasificaciones de los grupos electrógenos se basan en la potencia principal para servicio eléctrico continuo y en la capacidad de sobrecarga de 10%. Las clasificaciones de los grupos electrógenos se dan en kilovatios eléctricos (ekW). La gama de motores de grupos electrógenos marinos comienza en el motor 3054, de aproximadamente 30 ekW, hasta el motor 3616, que puede producir más de 5.000 ekW. NOTA: Consulte la “Guía de Selección de Potencia Marina” (LSDM3457), páginas 41 a 60. Consulte la cilindrada, peso y gama de kilovatios eléctricos de cada motor.
Unidad 1 Lección 1
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Fundamentos del Motor
Fig. 1.1.11
Los motores auxiliares marinos, enfriados por radiador, se usan típicamente en bombas, cabrestantes, grúas, cintas transportadoras y se utilizan generalmente en cubierta. Los motores auxiliares marinos enfriados por quilla/intercambiador de calor son se usan típicamente en remolcadores, bombas, cabrestantes y se instalan generalmente bajo cubierta. La gama de motores auxiliares marinos comienza en el 3304B, de aproximadamente 75 hp, hasta la familia de motores 3600, que pueden producir más de 7.000 hp. NOTA: Consulte la “Guía de Selección de Potencia Marina” (LSDM3457), páginas 60 a 75. Consulte la cilindrada, el peso y la gama de potencia de cada familia de motor.
