ACTIVIDADES DE APRENDIZAJE Capítulo Uno: Trabajo Trabajo básico !l "otor Di!s!l APRENDIZ: No#br!s: AD$%&$ PANDUR$ 'UEVARA E#ail: apa(u!)*+,a-oo.co# Opción elegida para desarrollar la actividad1:
$pci/n Uno: 0Tall!r1
$pci/n Dos: 2 0consulta1
DESARR$%%$ DE %A ACTIVIDAD:
"$T$R DE C$"3USTI4N INTERNA Un #otor ! co#busti/n int!rna. Es un tipo de máquina que obtiene energía mecánica directamente mecánica directamente de la energía química de un combustible que combustible que arde dentro de una cámara de combustión. Su nombre se debe a que dicha combustión se prod produc uce e dent dentrro de la má máqu quin ina a en si mism misma, a, a die dierrenci encia a de, de, por por e!em e!empl plo, o, la máquina de vapor. vapor.
5istoria "os primeros motores de combustión interna alternativos de gasolina que sentaron las bases de los que conocemos ho# ueron construidos casi a la ve$ por %arl &en$ # &en$ # 'ottlieb (aimler. (aimler. "os intentos anteriores de motores de combustión interna no tení tenían an la ase ase de compr ompres esiión, ón, sino sino que que unc unciionab onaban an con una una me$cl e$cla a de aire aire # # combustible as aspi pirad rada a o so sopl plada ada dent dentro ro duran durante te la prim primer era a part parte e del del movimi movimient ento o del sis siste tema. ma. "a disti distinci nción ón más signi) signi)cat cativ iva a entre entre los motor motores es de combustión interna modernos # los dise*os antiguos es el uso de la compresión compresión..
Principal!s tipos ! #otor!s •
o
o
+lternativos. +lternativos. El motor de eplosión ciclo Otto, Otto, cu#o nombre proviene del t-cnico alemán que lo inventó, i/olaus +ugust Otto, Otto, es el motor convencional de gasolina. El mot motor or didi-sel sel,, llam llamad ado o as asíí en hono honorr del del inge ingeni nier ero o alem alemán án naci nacido do en 0rancia ud udol ol (i (i-s -sel el,, unciona con un principio dierente # suele consumir gasoil gasoil..
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"a turbina de gas. gas.
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El motor rotatorio. rotatorio.
1
Clasi6caci/n ! los alt!rnati7os s!(8n !l ciclo • •
(e dos tiempos 2345: eect6an una carrera 6til de traba!o en cada giro (e cuatro tiempos 2745 eect6an una carrera 6til de traba!o cada dos giros.
Eisten los di-sel # gasolina tanto en 34 como en 74. 74.
8otor SO9 de moto de competición, rerigerado por aire, 1;<=
Aplicacion!s #ás corri!nt!s "as dierentes variantes de los dos ciclos tanto en di-sel como en gasolina, tienen cada uno su ámbito de aplicación. •
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)T (aso (asolin lina a: tuvo gran aplicac aciión en las motocicletas , motores de ultraligeros 2U"85 # motores marinos uera>borda hasta una cierta cilindrada, habiendo perdido mucho terreno en este campo por las normas anticontaminación. c5 +demás de en las cilindradas mínimas de ciclomotores # scooters 2?@cc5 sólo motores mu# peque*os como motosierras # peque*os grupos electrógenos siguen llevándolo. 9T (asoli (asolina na: domi domina na en las las apli aplicac cacio ione ness en moto motoci cicl clet etas as de toda todass las las cilindradas, automóviles, automóviles, aviación deportiva # uera borda. )T is!l: domina domina en las aplica aplicacio ciones nes navale navaless de gran potencia potencia,, hasta hasta 1@@@@@ A ho# día, tracción erroviaria. En su día se usó en aviación con cierto -ito. 9T is!l is!l: domina domina en el transp transport orte e terre terrestr stre, e, automó automóvil viles, es, aplica aplicacio ciones nes navales hasta una cierta potencia. Empie$a a aparecer en la aviación deportiva.
Estructura , ;unciona#i!nto "os moto motorres Otto Otto # los los di-s di-sel el tien tienen en los los mism mismos os elem elemen ento toss prin princi cipa pale les, s, 2bloque, cigBe*al, cigBe*al, biela, biela, pistón, pistón, culata, válvulas5 # otros especí)cos de cada uno , como co mo la &omba &omba de in#ecc in#ección ión de alta alta pres presió ión n en los los di-s di-sel el,, o anti antigu guam amen ente te el carburador en carburador en los Otto. En los 74 es mu# recuente designarlos mediante su tipo de distribución: SA, SA, O9A, O9A, SO9, SO9, (O9. (O9. Es una una reer eeren enci cia a a la disp dispos osic ició ión n del del 2o los5 árbol de levas. levas.
Cá#ara ! co#busti/n
"a cámara de combustión es un cilindro, por lo general )!o, cerrado en un etremo # dentro del cual se desli$a un pistón mu# a!ustado al cilindro. "a posición hacia dentro # hacia uera del pistón modi)ca el volumen que eiste entre la cara interior del pistón # las paredes de la cámara. "a cara eterior del pistón está unida por una biela al cigBe*al, que convierte en movimiento rotatorio el movimiento lineal del pistón. En los motores de varios cilindros, el cigBe*al tiene una posición de partida, llamada espiga de cigBe*al # conectada a cada e!e, con lo que la energía producida por cada cilindro se aplica al cigBe*al en un punto determinado de la rotación. "os cigBe*ales cuentan con pesados volantes # contrapesos cu#a inercia reduce la irregularidad del movimiento del e!e. Un motor alternativo puede tener de 1 a 3C cilindros.
Sist!#a ! ali#!ntaci/n
arburador SO"ED mono cuerpo. El sistema de alimentación de combustible de un motor Otto consta de un depósito, una bomba de combustible # un dispositivo dosi)cador de combustible. ue vapori$a o atomi$a el combustible desde el estado líquido, en las proporciones correctas para poder ser quemado. Se llama carburador al dispositivo que hasta ahora venía siendo utili$ado con este )n en los motores Otto. +hora los sistemas de in#ección de combustible lo han sustituido por completo por motivos medioambientales. Su ma#or precisión en el dosa!e de combustible in#ectado reduce las emisiones de O 3, # aseguran una me$cla más estable. En los motores di-sel se dosi)ca el combustible gasoil de manera no proporcional al aire que entra, sino en unción del mando de aceleración # el r-gimen motor 2mecanismo de regulación5 mediante una bomba de in#ección de combustible.
&omba de in#ección de combustible &OS9 para motor di-sel. En los motores de varios cilindros el combustible vapori$ado se lleva los cilindros a trav-s de un tubo rami)cado llamado colector de admisión. "a ma#or parte de los motores cuentan con un colector de escape o de epulsión, que transporta uera del vehículo # amortigua el ruido de los gases producidos en la combustión. Sistema de distribución
(escripción de Aálvulas # árbol de levas. ada cilindro toma el combustible # epulsa los gases a trav-s de válvulas de cabe$al o válvulas desli$antes. Un muelle mantiene cerradas las válvulas hasta que se abren en el momento adecuado, al actuar las levas de un Frbol de levas rotatorio movido por el cigBe*al, estando el con!unto coordinado mediante la cadena o la correa de distribución. 9a habido otros diversos sistemas de distribución, entre ellos la distribución por camisa corredera 2sleeve>valve5.
adena de distribución. Encendido
4apa del distribuidor. "os motores necesitan una orma de iniciar la ignición del combustible dentro del cilindro. En los motores Otto, el sistema de ignición consiste en un componente llamado bobina de encendido, que es un auto>transormador de alto volta!e al que está conectado un conmutador que interrumpe la corriente del primario para que se indu$ca un impulso el-ctrico de alto volta!e en el secundario. (icho impulso está sincroni$ado con la etapa de compresión de cada uno de los cilindrosG el impulso se lleva al cilindro correspondiente 2aquel que está comprimido en ese momento5 utili$ando un distribuidor rotativo # unos cables de gra)to que dirigen la descarga de alto volta!e a la bu!ía. El dispositivo que produce la ignición es la bu!ía que, )!ado en cada cilindro, dispone de dos electrodos separados unos milímetros, entre los cuales el impulso el-ctrico produce una chispa, que inHama el combustible. Si la bobina está en mal estado se sobrecalientaG esto produce p-rdida de energía, aminora la chispa de las bu!ías # causa allos en el sistema de encendido del automóvil.
R!;ri(!raci/n !n #otor!s ! co#busti/n int!rna (ado que la combustión produce calor, todos los motores deben disponer de alg6n tipo de sistema de rerigeración. +lgunos motores estacionarios de automóviles # de aviones # los motores ueraborda se rerigeran con aire. "os cilindros de los motores que utili$an este sistema cuentan en el eterior con un con!unto de láminas de metal que emiten el calor producido dentro del cilindro. En otros motores se utili$a rerigeración por agua, lo que implica que los cilindros se encuentran dentro de una carcasa llena de agua que en los automóviles se hace circular mediante una bomba. El agua se rerigera al pasar por las láminas de un radiador. Es importante que el líquido que se usa para enriar el motor no sea agua com6n # corriente porque los motores de combustión traba!an regularmente a temperaturas más altas que la temperatura de ebullición del agua. Esto provoca una alta presión en el sistema de enriamiento dando lugar a allas en los
empaques # sellos de agua así como en el radiadorG se usa un rerigerante, pues no hierve a la misma temperatura que el agua, sino a más alta temperatura, # que tampoco se congela a temperaturas mu# ba!as. Otra ra$ón por la cual se debe usar un rerigerante es que -ste no produce sarro ni sedimentos que se adhieran a las paredes del motor # del radiador ormando una capa aislante que disminuirá la capacidad de enriamiento del sistema. En los motores navales se utili$a agua del mar para la rerigeración.
Sist!#a ! arran
Tipos ! #otor!s "otor con7!ncional !l tipo $tto El motor convencional del tipo Otto es de cuatro tiempos 2745, aunque en uera borda # vehículos de dos ruedas hasta una cierta cilindrada se utili$ó mucho el motor de dos tiempos 2345. El rendimiento t-rmico de los motores Otto modernos se ve limitado por varios actores, entre otros la p-rdida de energía por la ricción # la rerigeración. "a termodinámica nos dice que el rendimiento de un motor alternativo depende en primera aproimación del grado de compresión. Esta relación suele ser de C a 1 o 1@ a 1 en la ma#oría de los motores Otto modernos. Se pueden utili$ar proporciones ma#ores, como de 13 a 1, aumentando así la e)ciencia del motor, pero este dise*o requiere la utili$ación de combustibles de alto índice de octano para evitar el enómeno de la detonación, que puede producir graves da*os en el motor. "a e)ciencia o rendimiento medio de un buen motor Otto es de un 3@ a un 3?J: sólo la cuarta parte de la energía calorí)ca se transorma en energía mecánica.
&unciona#i!nto
1. 4iempo de admisión > El aire # el combustible me$clados entran por la válvula de admisión 1. 4iempo de compresión > "a me$cla aireKcombustible es comprimida # encendida mediante la bu!ía. 1. 4iempo de combustión > El combustible se inHama # el pistón es empu!ado hacia aba!o. 1. 4iempo de escape > "os gases de escape se conducen hacia uera a trav-s de la válvula de escape
"otor!s is!l
los cuatro tiempos del di-sel 74G pulsar sobre la imagen
8otor di-sel 34, escape # admisión simultáneas
En teoría, el ciclo di-sel di)ere del ciclo Otto en que la combustión tiene lugar en este 6ltimo a volumen constante en lugar de producirse a una presión constante. "a ma#oría de los motores di-sel son asimismo del ciclo de cuatro tiempos, salvo los de tama*o mu# grande, erroviario o marino, que son de dos tiempos. "as ases son dierentes de las de los motores de gasolina. En la primera carrera, la de admisión, el pistón sale hacia uera, # se absorbe aire hacia la cámara de combustión. En la segunda carrera, la ase de compresión, en que el pistón se acerca. el aire se comprime a una parte de su volumen original, lo cual hace que suba su temperatura hasta unos C?@ L. +l )nal de la ase de compresión se in#ecta el combustible a gran presión mediante la in#ección de combustible con lo que se atomi$a dentro de la cámara de combustión, produci-ndose la inHamación a causa de la alta temperatura del aire. En la tercera ase, la ase de traba!o, la combustión empu!a el pistón hacia uera, trasmitiendo la uer$a longitudinal al cigBe*al a trav-s de la biela, transormándose en uer$a de giro par motor. "a cuarta ase es, al igual que en los motores Otto, la ase de escape, cuando vuelve el pistón hacia dentro. +lgunos motores di-sel utili$an un sistema auiliar de ignición para encender el combustible al arrancar el motor # mientras alcan$a la temperatura adecuada. "a e)ciencia o rendimiento 2proporción de la energía del combustible que se transorma en traba!o # no se pierde como calor5 de los motores di-sel dependen, de los mismos actores que los motores Otto, es decir de las presiones 2# por tanto de las temperaturas5 inicial # )nal de la ase de compresión. Ior lo tanto es ma#or que en los motores de gasolina, llegando a superar el 7@ J. en los grandes motores de dos tiempos de propulsión naval. Este valor se logra con un grado de compresión de 3@ a 1 aproimadamente, contra ; a 1 en los Otto. Ior ello es necesaria una ma#or robuste$, # los motores di-sel son, por lo general, más pesados que los motores Otto. Esta desventa!a se compensa con el ma#or rendimiento # el hecho de utili$ar combustibles más baratos. "os motores di-sel grandes de 34 suelen ser motores lentos con velocidades de cigBe*al de 1@@ a =?@ revoluciones por minuto 2rpm o rKmin5, mientras que los motores de 74 traba!an hasta 3.?@@ rpm 2camiones # autobuses5 # ?.@@@ rpm. 2+utomóviles5
"otor ! os ti!#pos on un dise*o adecuado puede conseguirse que un motor Otto o di-sel uncione a dos tiempos, con un tiempo de potencia cada dos ases en lugar de cada cuatro ases. "a e)ciencia de este tipo de motores es menor que la de los motores de cuatro tiempos, pero al necesitar sólo dos tiempos para reali$ar un ciclo completo, producen más potencia que un motor cuatro tiempos del mismo tama*o. El principio general del motor de dos tiempos es la reducción de la duración de los periodos de absorción de combustible # de epulsión de gases a una parte mínima de uno de los tiempos, en lugar de que cada operación requiera un tiempo completo. El dise*o más simple de motor de dos tiempos utili$a, en lugar de válvulas de cabe$al, las válvulas desli$antes u ori)cios 2que quedan epuestos al
despla$arse el pistón hacia atrás5. En los motores de dos tiempos la me$cla de combustible # aire entra en el cilindro a trav-s del ori)cio de aspiración cuando el pistón está en la posición más ale!ada del cabe$al del cilindro. "a primera ase es la compresión, en la que se enciende la carga de me$cla cuando el pistón llega al )nal de la ase. + continuación, el pistón se despla$a hacia atrás en la ase de eplosión, abriendo el ori)cio de epulsión # permitiendo que los gases salgan de la cámara.
"otor =an>!l
8otor Man/el En la d-cada de 1;?@, el ingeniero alemán 0-li Man/el completó el desarrollo de un motor de combustión interna con un dise*o revolucionario, actualmente conocido como 8otor Man/el. Utili$a un rotor triangular>lobular dentro de una cámara ovalada, en lugar de un pistón # un cilindro. "a me$cla de combustible # aire es absorbida a trav-s de un ori)cio de aspiración # queda atrapada entre una de las caras del rotor # la pared de la cámara. "a rotación del rotor comprime la me$cla, que se enciende con una bu!ía. "os gases se epulsan a trav-s de un ori)cio de epulsión con el movimiento del rotor. El ciclo tiene lugar una ve$ en cada una de las caras del rotor, produciendo tres ases de potencia en cada giro. El motor de Man/el es compacto # ligero en comparación con los motores de pistones, por lo que ganó importancia durante la crisis del petróleo en las d-cadas de 1;=@ # 1;C@. +demás, unciona casi sin vibraciones # su sencille$ mecánica permite una abricación barata. o requiere mucha rerigeración, # su centro de gravedad ba!o aumenta la seguridad en la conducción. o obstante salvo algunos e!emplos prácticos como algunos vehículos 8a$da, ha tenido problemas de durabilidad.
"otor ! car(a !strati6caa Una variante del motor de encendido con bu!ías es el motor de carga estrati)cada, dise*ado para reducir las emisiones sin necesidad de un sistema de recirculación de los gases resultantes de la combustión # sin utili$ar un catali$ador. "a clave de este dise*o es una cámara de combustión doble dentro de cada cilindro, con una antecámara que contiene una me$cla rica de combustible # aire mientras la cámara principal contiene una me$cla pobre. "a bu!ía enciende la me$cla rica, que a su ve$ enciende la de la cámara principal. "a temperatura máima que se alcan$a es su)cientemente ba!a como para impedir la ormación de óidos de
nitrógeno, mientras que la temperatura media es la su)ciente para limitar las emisiones de monóido de carbono e hidrocarburos.
R!;!r!ncias biblio(rá6cas • •
8otores de combustión interna > (ante 'iacosa > Ed. 9oepli 8anual de la t-cnica del automóvil > &OS9 >2NS& <>;<7?C7>C3>;5
"otor Dis!l Conc!pto. El motor (i-sel, llamado tambi-n motor de ignición por compresión recibe su nombre por el doctor udol (i-sel quien patento un motor del tipo de ignición por compresión en +lemania en 1C;<. Es un motor de combustión interna, es decir, la combustión tiene lugar dentro del motor. En sus aspectos básicos es similar en dise*o # construcción a un motor de gasolina, que tambi-n es de combustión interna. Sin embargo, en el motor (i-sel ha# dierencias en el m-todo de hacer llegar el combustible a los cilindros del motor # en la orma en que ocurre la combustión. En el motor. de gasolina el combustible entra a los cilindros como una me$cla de aire # combustible # la inHamación o ignición de la me$cla se produce por una chispa el-ctrica en las bu!ías. En el caso del (i-sel, el combustible se in#ecta en el cilindro en orma de chorro de roció atomi$ado 2se llamara atomi$ación5 # la ignición ocurre debido a la elevada temperatura del aire que ha# dentro del cilindro en el cual se in#ecta el combustible. El nombre de ignición por compresión se relaciona con el modo de uncionamiento del motor. "os. 8otores (i-sel se dise*an con relaciones de compresión mu# altas, que producen presiones elevadas # por tanto, temperaturas mu# altas en el aire que se comprime en las cámaras de combustión del motor. Estas temperaturas son lo bastante altas para hacer que se inHame el combustible que en orma de chorro de roció es atomi$ado en la cámara de combustión. Ior ello, se verá que la compresión ocasiona la ignición # por tanto a estos motores se les conoce como de ignición por compresión. Sin embargo, se ha utili$ado el nombre de (i-sel para los motores de ignición por compresión desde hace tantos a*os # es de uso generali$ado.
Clasi6caci/n ! los "otor!s Dis!l %a clasi6caci/n ! los #otor!s is!l s!(8n l su ciclo ! ;unciona#i!nto: (entro del motor ocurren ciertos eventos que le hacen uncionar. Estos se. epiten para ormar un ciclo. on!unto motor se puede dise*ar para que su ciclo completo ocurra con cuatro o con dos carreras del pistón. "a ma#or parte de los motores (i-sel uncionan con !l ciclo ! cuatro ti!#posG los otros, con !l ciclo ! os ti!#pos.
Tipos ! "otor!s "os motores (i-sel pueden dividirse seg6n: 215 los ciclos de uncionamiento, 235 la disposición o arreglo de los cilindros, 2<5 el eecto de los pistones, 275 m-todos de in#ección.
Ciclo ! ;unciona#i!nto "os motores (i-sel pueden clasi)carse seg6n el n6mero de tiempos del motor en: 8otores de 7 ciclos # motores de 3 ciclos. El signi)cado de estos t-rminos se eplicará en la parte de Irincipios del 8otor (i-sel
Disposici/n ! los cilinros •
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ilindros en línea: Es la disposición más simple con todos los cilindros, paralelos en línea. Esta clase de construcción se emplea en los motores que tienen hasta 1@ cilindros. (isposición en A: Si el motor tiene más de C cilindros puede ser diícil hacerlo sin una armadura lo su)cientemente rígido en línea. "a disposición en A con 3 bielas conectadas a un mismo mu*ón permite la reducción de la longitud a la mitad haci-ndole así mucho más rígido, con un cigBe*al resistente. Este alegro com6n para los motores de C a 1 cilindros. "os cilindros situados en el plano reciben el nombre de bloque # el ángulo de los bloques puede variar de <@L a 13@L siendo el ángulo más com6n entre 7@L # =?L.
>8otor hori$ontal: se abrican motores con un ángulo de 1C@L, se usa principalmente para buses # camiones. >8otores de unidades m6ltiples: con el ob!eto de aumentar la potencia del motor sin aumentar el diámetro interior de sus cilindros ni la carrera de los pistones, se han agrupado dos o cuatro completos de seis u ocho cilindros conectando los al e!e propulsor mediante embragues # cadenas o transmisión. >8otores con cigBe*al vertical. Es un motor con 7 bielas conectadas a un mismo mu*ón. "os 7 cilindros están todos en un plano hori$ontal, quedando de esta en orma vertical. uatro bloques colocados uno en sima del otro usando un cigBe*al con 7 manivelas, ormando un motor completo de 1 pistones, este motor es mu# recuente en la industria naval.
E;!cto ! los piston!s "os motores de simple eecto usan solo una cara del pistón para producir potencia, la gran ma#oría de los motores (i-sel son de simple eecto. "os motores de doble eecto usan ambos etremos del cilindro # las dos caras del pistón para el desarrollo de la potencia. "os motores de doble eecto son construidos para unidades grandes # de velocidad relativamente ba!a.
Se han desarrollado a partir de este tipo motores con pistones opuestos en un mismo cilindro.
%a Construcci/n Principal !l "otor. Part!s !l "otor "os motores di-sel varían enormemente en su apariencia eterior, tama*o, n6mero de cilindros, disposición de los cilindros # detalles de construcción. Sin embargo, todos tienen las partes básicas principales, las cuales pueden tener dierentes aspectos para desempe*ar las mismas unciones. Solamente ha# mu# pocas partes de traba!o básicas principales que a#udarán a las principales en su uncionamiento así como las partes de coneión necesarias para mantener el traba!o del con!unto. "as partes principales de traba!o son: o o o o o o
ilindro Iistón &iela igBe*al o!inetes &omba de combustible # toberas.
Cilinro: El cora$ón del motor es el cilindro donde el combustible es quemado # la potencia se desarrolla. El interior del cilindro está ormado por la camisa # el cabe$ote que sella un etremo del cilindro # a menudo, aunque no siempre, contiene las válvulas para administrar combustible # aire # para eliminar los gases producidos por la combustión. El diámetro del cilindro es conocido como taladro o diámetro interior. Pist/n: El pistón sella el otro etremo del cilindro # transmite al eterior la potencia desarrollada en el interior del cilindro por la combustión del aceite combustible. Una estanqueidad entre el pistón # la camisa del cilindro es producida por los anillos del pistón lubricados con aceite del motor. "a distancia que el pistón recorre de un etremo al otro del cilindro se conoce con el nombre de carrera. 3i!la: Un etremo llamado pi- de biela está asegurado al balón del pistón # el otro llamado cabe$a de biela tiene un co!inete # va asegurado al motor. "a biela transorma el movimiento alternativo del pistón en movimiento continuo de rotación en el cigBe*al durante la carrera de traba!o # viceversa durante todas las carreras. Ci(?!@al: El cigBe*al obtiene su movimiento de rotación del pistón a trav-s de la biela # el mu*ón colocado entre las manivelas. El traba!o del pistón es transmitido a la h-lice o al e!e propulsor de un generador. Un volante de masa su)ciente es asegurado al cigBe*al con el ob!eto de reducir las Huctuaciones de la velocidad por almacenamiento cin-tico durante las carreras de traba!o.
El cárter es construido para proteger el cigBe*al, los co!inetes, las bielas # demás accesorios para recoger el aceite de las partes móviles # para servir de receptor del aceite del sistema de lubricación. El combustible para los motores (i-sel es suministrado por la cámara de combustión de los cilindros por un sistema de in#ección compuesto de bombas, tuberías e in#ectores.
PRINCIPI$S DE &UNCI$NA"IENT$ DE "$T$RES DISE% El motor di-sel es un motor t-rmico de combustión interna en el cual el encendido se logra por la temperatura elevada producto de la compresión del aire en el interior del cilindro. 0ue inventado # patentado por udol (i-sel en 1C;3, por lo que a veces se denomina tambi-n motor (i-sel, utili$ando su motor originalmente un biocombustible: aceite de Ialma, coco...2pero incluso (i-sel reivindicó en su patente el uso de polvo de carbón como combustible, pero no se utili$a por lo abrasivo que es5. Un motor di-sel unciona mediante la ignición de la me$cla aire>gas sin chispa. "a temperatura que inicia la combustión procede de la elevación de la presión que se produce en el segundo tiempo motor, compresión. El combustible di-sel se in#ecta en la parte superior de la cámara de compresión a gran presión, de orma que se atomi$a # se me$cla con el aire a alta temperatura # presión. omo resultado, la me$cla se quema mu# rápidamente. Esta combustión ocasiona que el gas contenido en la cámara se epanda, impulsando el pistón hacia aba!o. "a biela transmite este movimiento al cigBe*al, al que hace girar, transormando el movimiento lineal del pistón en un movimiento de rotación. Iara que se produ$ca la auto inHamación es necesario emplear combustibles más pesados que los empleados en el motor de gasolina, empleándose la racción de destilación del petróleo comprendida entre los 33@ #
consumo, con lo que la principal venta!a de estos motores prácticamente desaparece. +ctualmente se está utili$ando el sistema ommon>rail en los vehículos automotores peque*os, este sistema brinda una gran venta!a, #a que se consigue un menor consumo de combustible, me!ores prestaciones del motor, menor ruido 2característico de los motores (i-sel5 # una menor emisión de gases contaminantes.
Ciclos ! &unciona#i!nto Ciclo ! cuatro ti!#pos E" motor (i-sel de cuatro tiempos unciona con cuatro carreras de los pistones: admisión de aire, compresión, potencia # escape, "as válvulas de admisión # de escape abren # cierran en momentos eactos en relación con el pistón. El árbol de levas, impulsado desde el cigBe*al abre # cierra las válvulas. Ior ra$ón de sencille$, en los siguientes párraos se considerara que las válvulas abren o cierran en I8S o en I8N En realidad, no están sincroni$adas abrir # cerrar en estos puntos eactos sino que abren antes o despu-s de I8S o I8N para permitir la entrada de aire del eterior al cilindro # para el escape de los gases de combustión con la ma#or e)cacia posible.
Pri#!r ti!#po o a#isi/n: en esta ase el descenso del pistón aspira la me$cla aire combustible en los motores de encendido provocado o el aire en motores de encendido por compresión. "a válvula de escape permanece cerrada, mientras que la de admisión está abierta. En el primer tiempo el cigBe*al da 1C@P # el árbol de levas da ;@P # la válvula de admisión se encuentra abierta # su carrera es descendente. S!(uno ti!#po o co#pr!si/n: +l llegar al )nal de carrera inerior, la válvula de admisión se cierra, comprimi-ndose el gas contenido en la cámara por el ascenso del pistón. En el 3P tiempo el cigBe*al da <@P # el árbol de levas da 1C@P,# además ambas válvulas se encuentran cerradas # su carrera es ascendente T!rc!r ti!#po o !2plosi/n: +l no poder llegar al )nal de carrera superior el gas ha alcan$ado la presión máima. En los motores de encendido provocado, salta la chispa en la bu!ía provocando la inHamación de la me$cla, mientras que en los motores di-sel, se in#ecta con !eringa el combustible que se auto inHama por la presión # temperatura eistentes en el interior del cilindro. En ambos casos, una ve$ iniciada la combustión, esta progresa rápidamente incrementando la temperatura en el interior del cilindro # epandiendo los gases que empu!an el pistón. Esta es la 6nica ase en la que se obtiene traba!o. En este tiempo el cigBe*al da 1=@P mientras que el árbol de levas da 37@P, ambas válvulas se encuentran cerradas # su carrera es descendente
Cuarto ti!#po o !scap!: En esta ase el pistón empu!a cuidadosamente, en su movimiento ascendente, los gases de la combustión que salen a trav-s de la válvula de escape que permanece abierta. +l llegar al )nal de carrera superior, se cierra la válvula de escape # se abre la de admisión, reiniciándose el ciclo. En este tiempo el cigBe*al da <@P # el árbol de levas da 1C@P # su carrera es ascendente. Ciclo ! os ti!#pos En el motor de dos tiempos, se eect6a el ciclo completo de uncionamiento con dos carreras del pistón: una ascendente #. una descendente. "os motores básicos de dos tiempos tienen lumbreras en las paredes del cilindro las cuales descubre # cubre el pistón durante su movimiento hacia aba!o # hacia arriba en el cilindro. Estas lumbreras son de admisión # de escape. En los motores (i-sel, por lo general, se utili$an tanto las lumbreras # válvulas las lumbreras para introducir aire en el cilindro # las válvulas de escape para descargar los gases quemados dentro del cilindro. El motor está equipado con una bomba de aire o soplador que suministra aire a una presión un poco más alta que la presión de los gases de escape. Esto, además de llenar el cilindro con aire limpio, a#uda epulsar los gases de escape. Esta acción se denominada barrido. El pistón esta en I8N. El soplador introduce el aire por las lumbreras de admisión en la pared del cilindro. Esto llena el cilindro con aire eterior # epulsa los gases quemados por las válvulas de escape que está en la culata de cilindros. El pistón se mueve hacia arriba # ha cubierto las lumbreras de admisión para cortar el paso de aire desde el soplador. El pistón sigue su movimiento ascendente para comprimir el aire en el cilindro a alrededor de 1K1 parte de su volumen, or iginal. Esto eleva la temperatura del aire comprimido. El pistón casi ha llegado al I8S. en la carrera de compresión El combustible atomi$ado por el in#ector en la cámara de combustión se inHama con la alta temperatura del aire comprimido. "a presión resultante empu!a el pistón hacia aba!o en el cilindro en la carrera de potencia. El pistón casi ha llegado al I8N en la carrera de potencia. "a válvula de escape esta sincroni$ada para que abra !usto antes del I8N # de!e salir los gases quemados del cilindro. onorme continua la rotación del cigBe*al, el pistón llegara al I8N # descubrirá las lumbreras de admisión para que penetre el aire del soplador # el ciclo continua igual que antes. 4odo el ciclo ocurre con una sola revolución del cigBe*al.
Aplicaci/n ! los "otor!s Dis!l. 8aquinaria agrícola 2tractores, cosechadoras5 Iropulsión erroviaria • •
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Iropulsión marina
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+utomóvil # camiones 'rupos generadores de energía el-ctrica 2centrales el-ctricas # de emergencia5 +ccionamiento industrial 2bombas, compresores, etc., especialmente de emergencia5 Iropulsión a-rea.
Sist!#a El!ctr/nico ! In,!cci/n El combustible es el elemento necesario para producir la potencia que mueve a un vehículo. En la actualidad son varios los combustibles que pueden ser utili$ados en los motoresG el di-sel # la gasolina son los más comunes pero tambi-n se pueden utili$ar el gas licuado de petróleo 2"I5, el gas natural comprimido 2'5, el gas natural licuado 2'"5, el propano, el metanol, el etanol # otros. Iara obtener el máimo aprovechamiento de la energía del combustible se requiere me$clar con oígeno, el cual es obtenido del aire # así generar la combustión. > %a T!#p!ratura "a temperatura de la cámara de combustión es undamental para generar una buena combustión. 'eneralmente a ma#or temperatura se tiene una me!or combustión, sin embargo esto aecta las emisiones de óidos de nitrógeno 2O5 las cuales se incrementan al tener ma#ores temperaturas. "as temperaturas ba!as generan una mala combustión # generalmente provocan altas emisiones de hidrocarburos no quemados 295 # de monóido de carbono 2O5. > %a Turbul!ncia Se re)ere a la orma en la cual se me$clan el aire # el combustible. En este sentido los abricantes han tratado por dierentes medios de incrementar la turbulencia, algunas veces a trav-s del dise*o del m6ltiple de admisión, otras en la cabe$a del pistón, otras en la orma de la cámara, etc. > El Ti!#po ! R!si!ncia Se re)ere al tiempo que la me$cla aireKcombustible permanece dentro de la cámara de combustión. En este tiempo, la me$cla aireKcombustible debería quemarse completamente. Un sistema de combustible que no cumpla los requisitos necesarios puede producir los siguientes eectos: > Sobr! consu#o ! co#bustibl! > (esgaste prematuro de partes por contaminación del con combustible # provocar adelga$amiento de la película lubricante > 0alta de potencia > (a*o al convertidor catalítico
lubricante
> 0ugas de combustible > onatos de incendio Ior todo esto es importante conocer cómo traba!a el sistema de combustible # las acciones que puedan llegar a aectar de manera negativa al desempe*o del vehículo. El sistema de combustible tiene varios ob!etivosG entre ellos se pueden mencionar los siguientes: > Iroporcionar la me$cla adecuada de aireKcombustible acorde a las condiciones de reparación del vehículo > 8e$clar el aire # el combustible para el me!or aprovechamiento del combustible > (osi)car el combustible o la me$cla aireKcombustible en la cámara de combustión Iara cumplir con estos ob!etivos eisten dierentes sistemas de combustible entre ellos, se tienen los sistemas carburados o de admisión natural # los sistemas de in#ección electrónica.
DI&ERENCIAS ENTRE %A CAR3URACI4N B %A INBECCI4N El sistema de admisión natural cuenta con un carburador el cual se encarga de dosi)car la me$cla aire combustible a la cámara de combustión utili$ando el principio de tubo Aenturi, es decir, generando un vacío en la parte más estrecha del tubo lo cual provoca la succión del combustible al pasar el aire por este estrechamiento. El control de la dosi)cación se lograba en los primeros sistemas utili$ando 6nicamente medios mecánicos, 2palancas, -mbolos, diaragmas, etc.5 sin embargo en los 6ltimos carburadores se contaba #a con controles electrónicos. Estos sistemas tienen las siguientes características: > Son sistemas relativamente sencillos con pocos componentes > El principio de uncionamiento es por la depresión que se genera en el tubo Aenturi que es la parte undamental del dise*o > "a velocidad del aire es ma#or que la del combustible, por lo cual el combustible es arrastrado por el aire > 'eneralmente proporcionan me$clas ricas de aireKcombustible > Son áciles de instalar > Son de precio ba!o > o permiten un control estricto de las emisiones contaminantes > o permiten una dosi)cación homog-nea a todos los cilindros > "a presión del sistema de combustible es del orden de ? lbKpulg3 +l sistema carburado lo orman: 1. 4anque o depósito de combustible 3. 0iltro de combustible
<. "íneas de combustible 7. &omba de combustible mecánica 2de diaragma5 ?. 86ltiple de admisión . arburador =. +hogador o Qcho/eR C. Aálvula de aceleración ;. "ínea de retorno 1@. 0iltro de aire (esde hace algunos a*os, sin embargo, aumentó la tendencia a preparar la me$cla por medio de la in#ección de combustible en el colector de admisión. Esta tendencia se eplica por las venta!as que supone la in#ección de combustible en relación con las eigencias de potencia, consumo, comportamiento de marcha, así como de limitación de elementos contaminantes en los gases de escape. "as ra$ones de estas venta!as residen en el hecho de que la in#ección permite una dosi)cación mu# precisa del combustible en unción de los estados de marcha # de carga del motorG teniendo en cuenta así mismo el medio ambiente, controlando la dosi)cación de tal orma que el contenido de elementos nocivos en los gases de escape sea mínimo. +demás, asignando una electroválvula o in#ector a cada cilindro se consigue una me!or distribución de la me$cla. 4ambi-n permite la supresión del carburadorG dar orma a los conductos de admisión, permitiendo corrientes aerodinámicamente avorables, me!orando el llenado de los cilindros, con lo cual, se avorece el par motor # la potencia, además de solucionar los conocidos problemas de la carburación, como pueden ser la escarcha, la percolación # las inercias de la gasolina. "os sistemas de in#ección de combustible presentan las siguientes características: > Son sistemas más complicados # tienen más componentes > El principio de uncionamiento es por la presión con la que se in#ecta el combustible, lograda por la bomba de alimentación # el regulador de presión del sistema > "a velocidad del aire es menor que la del combustible, por lo cual el combustible es me$clado me!or con el aire. > 'eneralmente proporcionan me$clas aireKcombustible pobres > Son de precio medio # alto > Iermiten un control estricto de las emisiones contaminantes > Iermiten una dosi)cación homog-nea a todos los cilindros > "a presión del sistema de combustible es del orden de
VENTAJAS DE %A INBECCI4N > C$NSU"$ REDUCID$ on la utili$ación de carburadores, en los colectores de admisión se producen me$clas desiguales de aireKgasolina para cada cilindro. "a necesidad de ormar una
me$cla que alimente su)cientemente incluso al cilindro más desavorecido obliga, en general, a dosi)car una cantidad de combustible demasiado elevada. "a consecuencia de esto es un ecesivo consumo de combustible # una carga desigual de los cilindros. +l asignar un in#ector a cada cilindro, en el momento oportuno # en cualquier estado de carga se asegura la cantidad de combustible, eactamente dosi)cada. > "AB$R P$TENCIA "a utili$ación de los sistemas de in#ección permite optimi$ar la orma de los colectores de admisión con el consiguiente me!or llenado de los cilindros. El resultado se traduce en una ma#or potencia especí)ca # un aumento del par motor. > 'ASES DE ESCAPE "EN$S C$NTA"INANTES "a concentración de los elementos contaminantes en los gases de escape depende directamente de la proporción aireKgasolina. Iara reducir la emisión de contaminantes es necesario preparar una me$cla de una determinada proporción. "os sistemas de in#ección electrónica reali$an una me$cla mu# próima a la estequiom-trica 217,=:1 para la gasolina5, lo que garanti$a una mu# buena combustión con reducción de los porcenta!es de gases tóicos a la atmósera. "a relación estequiometria es la proporción eacta de aire # combustible que garanti$a una combustión completa de todo el combustible. > ARRANUE EN &R$ B &ASE DE CA%ENTA"IENT$ 8ediante la eacta dosi)cación del combustible en unción de la temperatura del motor # del r-gimen de arranque, se consiguen tiempos de arranque más breves # una aceleración más rápida # segura desde el ralentí. En la ase de calentamiento se reali$an los a!ustes necesarios para una marcha redonda del motor # una buena admisión de gas sin tirones, ambas con un consumo mínimo de combustible, lo que se consigue mediante la adaptación eacta del caudal de -ste. 0UNO+8NE4O (E "OS SNS4E8+S (E NENT E"E4TN+ "os sistemas de in#ección electrónica de combustible, constan undamentalmente de una o más unidades de control 2computadoras5, sensores # actuadores, para controlar en un 1@@J el suministro de combustible # otras unciones del motor. Iara poder cumplir con -ste propósito la unidad de control debe calcular la masa o cantidad de aire que entra al motor. "a masa de aire es medida en libras de aire por minuto. 'eneralmente se usan dos m-todos para calcular la entrega de combustible al motor: > "EDICI4N DE% AIRE En -stos sistemas, la computadora recibe inormación de un aparato que mide el Hu!o de aire entrando al motor, # calculará la cantidad de combustible dependiendo del Hu!o de aire o Hu!o de masa de aire, además de la inormación de
los sensores de temperatura del motor, temperatura de aire # posición de la mariposa de la admisión. > DENSIDAD DE %A VE%$CIDAD En -ste sistema la computadora recibe inormación de los varios sensores de entrada, calcula la masa de aire, # proporciona la cantidad de combustible necesario. Iara comprender como la computadora calcula la masa de aire, es necesario ver como este sistema controla la entrega de combustible. "a capacidad del motor de llenar en un 1@@J cada cilindro en la carrera de admisión, es conocida como e)ciencia volum-trica. Esto sería si el motor uera una perecta bomba de aire, lo cual en realidad solamente es de un ?@J a C@J de su capacidad total de llenado. Este es un actor undamental en el cálculo de la masa de aire por parte de la computadora. El sensor 8+I 2Iresión de la 8asa de +ire5 se encarga de esta evaluación. Ior medio de la presión de aire en el m6ltiple de admisión, la computadora es inormada de la cantidad de aire que es suministrada al motor. Este sistema tambi-n inorma sobre la densidad del aire, #a que -ste cambia con la temperatura # la presión atmos-ricaG por lo tanto, es incorporado un sensor de inormación sobre la presión barom-trica # temperatura del aire que entra al motor. En síntesisG la computadora inicialmente usa las lecturas de I8 # el 8+I para calcular la densidad del aire, # despu-s usa la inormación del 8+I # la temperatura del aire para determinar la densidad, de)niendo la masa de aire # el Hu!o total de aire. on esta inormación, además de la temperatura del motor # la posición de la mariposa de paso de aire, la computadora determina la cantidad de combustible requerido para conservar la me$cla aireKcombustible que ocupa el motor. "a computadora con esta inormación, manda el pulso al in#ector. El in#ector es un solenoide o válvula electrónica que permite el Hu!o de combustible hacia el cilindro. Entonces deducimos que el Hu!o de combustible es controlado por la variación de la anchura de pulso o ciclo de traba!o del in#ector. "a presión del combustible en la ma#oría de estos sistemas, es constante, la presión de operación varía de un sistema a otro, que va desde 13 psi a 7C psi, lo su)ciente para poder atomi$ar el combustible a la lumbrera de admisión. Sin embargo, eisten otros sensores que determinan o a!ustan la anchura de pulsoG como son: > Sensor de temperatura del motor: Este es un sensor mu# importante, #a que la anchura de pulso del in#ector se prolongará a medida que la temperatura descienda. Nnorma a la unidad de control que tan río o caliente está operando el motor, para así, poder enriquecer la
me$cla en los arranques en río para simular la operación de un estrangulador, además de prevenir la detonación cuando el motor esta caliente. > Sensor de posición de la mariposa: Nnorma el porcenta!e de apertura de la mariposa de admisión, para que la computadora determine si el motor se encuentra en marcha ralentí, media carga o carga plena. Este es un sensor mu# importante, #a que puede indicar si el motor es acelerado o desacelerado abruptamente. > Sensor de temperatura de aire: +lgunos utili$an este sensor, el cual indica la temperatura del aire que entra al motor. El aire, entre mas río es más denso, # deducimos que la densidad del aire es mas alta cuando la temperatura del aire es ba!a. "a unidad de control por lo tanto aumentará la anchura de pulso del in#ector cuando la temperatura sea ba!a. (ebido al aumento riguroso del control del medio ambiente 2contaminación5 en la ma#oría de los países # principalmente de los gases nocivos de escape en los vehículos, los abricantes se han visto obligados a la instalación de varios sistemas para minimi$ar los sub>productos nocivos de los motores de combustión interna. El uso de convertidores catalíticos # de computadoras para poder regular la emisión de 9idrocarburos 295, 8onóido de arbón 2O5, # Tidos de itrógeno 2O5, son las ma#ores venta!as de los sistemas electrónicos de in#ección con unidad de control 2EU5. "a incorporación de un sensor de oígeno, logra casi con eactitud mantener siempre una relación aireKcombustible que no aecte el rendimiento del motor ni los niveles de contaminación. "os convertidores catalíticos operan con su ma#or e)ciencia cuando la relación aireKcombustible es de 17.= a 1. > Sensor de oígeno: En la ma#oría de los sistemas de in#ección de combustible es integrado este sensor, el cual manda una se*al que la computadora procesa como cantidad de oígeno en los gases de escape, que a su ve$ es indicador de me$cla pobre o rica, la computadora entonces aumentará o disminuirá el pulso al in#ector dependiendo del caso. En ciertos casos los motores no operan bien con la relación aireKcombustible 17.= a 1, # se presenta aceleración brusca, arranque irregular, mala operación del motor en río, etc. Iara esto la unidad de control 2EU5 debe estar capacitada para balancear la relación de aireKcombustible entre las demandas del motor # la e)ciencia del convertidor catalítico. uando el motor opere con otra relación que no sea igual a 17.= a 1, el sistema entrará en NUN4O +&NE4O 2Open "oop5, en este modo la unidad de control ignorará la se*al del sensor de oígeno, # el control de combustible será basado en otras se*ales del sistema.
uando la unidad de control 2EU5 anali$a que la relación de 17.= a 1 es aceptable, el control de combustible es basado en el sensor de oígeno, a esta estrategia se le conoce como NUN4O E+(O 2losed "oop5. "a unidad de control permanecerá en circuito cerrado siempre # cuando los sensores del motor no indiquen lo contrario. Esto es, básicamente el principio de uncionamiento de los sistemas de in#ección de combustible. +lgunos sistemas utili$an mas sensores que otros, pero el propósito general es mantener la cantidad de aireKcombustible lo más eacta posible.
C%ASI&ICACI4N DE %$S SISTE"AS DE INBECCI4N "os sistemas de in#ección se pueden clasi)car en unción de tres características distintas: 1. Seg6n el lugar donde in#ectan 3. Seg6n el n6mero de in#ectores <. Seg6n el n6mero de in#ecciones 1. SE'N E% %U'AR D$NDE INBECTAN
INBECCI4N DIRECTA Nndependientemente de si se trata de un motor de gasolina o diesel, se dice que el sistema de in#ección es directo cuando el combustible se introduce directamente en la cámara de combustión ormada por la culata # la cabe$a del pistón, que suele estar labrado para avorecer la turbulencia de los gases, # me!orar así la combustión. "os in#ectores de un motor de gasolina 2en un sistema 8IN5 suelen estar ubicados en el colector de admisión, lo que eplica la denominación de estos sistemas. El combustible es in#ectado por delante de una válvula cerrada o bien encima de la válvula abierta # es me$clado de orma casi completa con el aire de admisión en cada una de las toberas del colector de admisión. Iero esta me$cla de aire # neblina de combustible in#ectado no permite su perecta eplosión en el cilindro si no está preparada conorme a una eacta relación estequiometria comprendida en unos límites mu# especí)cos 217,=K15. Esta precisa relación de aireKcombustible tiene que ser a!ustada durante cada uno de los ciclos del motor cuando la in#ección tiene lugar en el colector de admisión. El problema de estos sistemas viene dado principalmente a cargas parciales del motor cuando el conductor solicite una potencia no mu# elevada, por e!emplo con el acelerador a medio pisar. "os eectos se podrían comparar con una vela encendida dentro de un envase que se va tapando poco a poco por su apertura superior: la llama de la vela va desapareciendo conorme empeoran las condiciones de combustión. Esta especie
de estrangulación supone un desavorable comportamiento de consumo de un motor de ciclo Otto en los momentos de carga parcial. Es aquí donde se declaran las grandes virtudes de la in#ección directa de gasolina. "os in#ectores de este sistema no están ubicados en las toberas de admisión, sino que están incorporados de orma estrat-gica con un determinado despla$amiento lateral por encima de las cámaras de combustión. "a in#ección directa de la gasolina posibilita una de)nición eacta de los intervalos de alimentación del carburante en cada ciclo de traba!o de los pistones así como un preciso control del tiempo que se necesita para preparar la me$cla de aire # combustible. En unas condiciones de carga parcial del motor, el combustible es in#ectado mu# cerca de la bu!ía # con una determinada turbulencia cilíndrica al )nal de la ase de compresión mientras el pistón se está despla$ando hacia su punto muerto superior. Esta concentrada carga de me$cla puede ser eplosionada aunque el motor se encuentre en esos momentos en una ase de traba!o con un determinado eceso de aire 213.7K15. Su grado de eectividad termodinámica es correspondientemente más alto. omparado con un sistema de in#ección en el colector de admisión 28IN5 se obtienen unas importantes venta!as de consumo de combustible merced a la eliminación de la citada estrangulación. "os motores de in#ección directa gasolina uncionan con dos tipos de me$cla seg6n sea la carga del motor: me$cla estrati)cada # me$cla homog-nea. > 8E"+ ES4+4N0N+(+: El motor es alimentado con una me$cla poco enriquecida cuando el vehículo se despla$a en unas condiciones de carga parcial 2pedal del acelerador a medio pisar5. Iara poder conseguir una me$cla pobre para alimentar el motor, -ste debe ser alimentado de orma estrati)cada. "a me$cla de aire # combustible se concentra en torno a la bu!ía ubicada en una estrat-gica posición central en las cámaras de combustión, en cu#as $onas peri-ricas se acumula prácticamente sólo una capa de aire. on esta medida se consigue la eliminación de la mencionada estrangulación para proporcionar un importante ahorro de combustible. "a positiva característica de economía de consumo es tambi-n una consecuencia de la disminuida dispersión de calor. El aire concentrado de la manera comentada en la perieria del espacio de combustión mientras se produce la eplosión de la me$cla en la $ona central de la cámara proporciona una especie de aislamiento t-rmico. on esta estrati)cación especí)ca de la carga, el valor "ambda en el área de combustión oscila entre 1,? # <. (e este modo, la in#ección directa de gasolina
alcan$a en el campo de carga parcial el ma#or ahorro de combustible rente a las in#ecciones convencionalesG en marcha de ralentí incluso un 7@J.
SISTE"A DE EN&RIA"IENT$ El propósito del sistema de enriamiento es mantener el motor a una temperatura +propiada durante la operación del motor. Iara lograr satisactoriamente este propósito, el sistema está previsto de una bomba de rerigerante, un radiador, un termostato # un abanico. Se bombea el agua rerigerante dentro del sistema de enriamiento dentro del bloque de cilindros # la camisa de agua de la culata del cilindro, # se circula por el camino del desvío. uando la temperatura del agua ecede una temperatura )!a, el termostato se abre # el agua corre %A 3$"3A DE A'UA %A 3$"3A DE ACEITE V "a bomba de aceite está montada en el bloque de cilindros, conectada mediante un tubo de aceite al )ltro de aceite # succiona el aceite del cárter de aceite para enviarlo ba!o presión a las secciones de lubricación. %A ESTRUCTURA "a bomba de agua está compuesta de un cuerpo de bomba, el impulsor, el e!e del impulsor, los roles, # el sello. El e!e de la bomba está soportado dentro del cuerpo de la bomba por "os rodamientos, # tiene un impulsor # un sello montados sobre el mismo e!e, para que todo gire en con!unto. "os rodamientos son de bola # son del tipo de un solo anillo, # están ensamblados alrededor del e!e de la bomba, como dos !uegos de rodamientos. El impulsor es de tipo radial o centríugo, seg6n la orma de las aspas, # está montado en el e!e por presión. "a unidad del sello del impulsor está montada en el e!e de la bomba pare evitar la uga del agua. El asiento del sello de la bomba tiene una empaquetadura de sello # una unidad de resortes para hacer presión contra el impulsor.
%AS &UNCI$NES El engrana!e impulsor de la bomba está impulsado por el engrana!e del cigB e*al, cuando giran !untos para impulsar la bomba a velocidad alta. El agua rer igerante en el tanque inerior del radiador entra desde el puerto de entrada del cuerpo de la bomba al centro del impulsor. "a uer$a ce
ntríuga del impulsor envía el agua ba!o presión desde el puerto de salida a la ca misa de agua de los cilindros.
E% TER"$STAT$ El termostato está instalado dentro del paso del agua, para controlar el caudal del agua rerigerante # para regular las temperaturas del agua rerigerante. El rango de temperatura más apropiado para el agua rerigerante es desde l os C@L a los ;@L 21= a 1;7L05. Iara mantener esta temperatura, el termostato cierra el paso del a gua cuando la temperatura del agua está demasiado ba!a # causa un incremento de la temperatura a un nivel apropiado. +demás, si la temperatura del agua está demasiado alta, el termostato se abre para permitir la circulación del agua rerigerante por el r adiador para el enriamiento.
%A TAPA DE% RADIAD$R "a tapa del radiador es la tapa del suministro agua, # a la ve$, un dispositivo de control de la presión dentro del sistema de enriamiento. uando la temperatura es alt a, el agua se epande # el aire por encima del líquido se comprime, por lo que se aplica presión. +6n cuando la temperatura del agua rerigerante est- por encima de los 1@@L 23 13L05, el agua no hierve, # la dierencia de temperatura, con relación a la atmósera ambiental es mu# grande. Ior esta ra$ón, el eecto del rerigerante es mu# grande. (ebido a esto, el eecto rerigerante es mu# grande # el n6cleo del radiador puede ser de un tama*o menor , más liviano # con una super)cie menor. Una tapa del radiador a presión, tiene una válvula de presión # una válvula de vac ío, para mantener la presión especi)cada dentro del sistema de enriamiento. "as dos válvulas tienen resortes para un sellado )rme. Si la presión dentro del sistema de enriamiento eceda la presión especi)cada. la válvula de presión empu!a al resorte de la válvula, # se abrepara liberar la presión interna. (e la misma manera, si se enría el agua rerigerante, el vapor dentro del sistema de enriamiento puede condensarse, # si se reduce el volumen del agua rerigerante, la presión dent ro del radiador se volverá negativa. En estos momentos, se abre la válvula de vacío, para permitir la entrada de aire desde el eterior, # para evitar la deormació n del radiador. E% SISTE"A DE %U3RICACI4N
(entro de un motor, ha# muchas pie$as que giran # ro$an. Estas hacen un contacto directo de metal con metal, # causan una p-rdida de energía # el agarrotamiento por la ricción. "os sistemas de lubricación surten de aceite a estas partes con ricción # producen una capa delgada que evita el contacto directo entre las partes metálicas. El sistema de lubricación tiene la unción de: Enviar el aceite ba!o presión, de )ltrar, enriar, circular # a!ustar la presión del aceite. En esta sección, se verán las unciones de circulación # a!uste de la presión del aceite. En comparación con los motores de gasolina, los m-todos de combustión del motor di-sel son dierentes # las cargas aplicadas sobre cada parte son ma#ores. Ior lo tanto, el aceite se ensucia ácilmente # las temperaturas son más altas, lo cual signi)ca que, por lo general, el m-todo de )ltración es del tipo combinado, # ha# un enriador del aceite. Iara motores peque*os, el m-todo de )ltración es del tipo de Hu!o completo # puede ser que no ha#a un enriador de +ceite. V Irimero, la bomba de aceite envía el aceite en el cárter a trav-s del colador de aceite, en donde se remueve las partículas relativamente grandes. V Se envía la ma#or parte del aceite presuri$ado al enriador de aceite, en donde se enría. Se envía una parte al )ltro de desvío, para )ltrado, # luego se devuelve al cárter. V Se )ltra de nuevo el aceite del enriador mediante el )ltro de Hu!o completo, # de allí se envía a la galería de aceite en el bloque de cilindros. (esde este lugar, se distribu#e cada sección de lubricación. V El aceite enviado a trav-s de los co!inetes de las mu*oneras pasa por el conducto del aceite dentro del cigBe*al para entrar en contacto con los codos del cigBe*al, lubricar los co!inetes de las bielas, # a la ve$, lubricar las camisas de los cilindros # los pistones. +demás, el chorro de enriamiento del pistón, que está ubicado deba!o de la parte inerior de la camisa, enría el pistón mediante la atomi$ación del aceite. V El aceite que ha lubricado los co!inetes del árbol de levas, pasa por el conducto de aceite en el bloque de cilindros # la culata del cilindro, # entra al e!e de los balancines para lubricar las super)cies de contacto de los balancines, los vástagos de las válvulas # las varillas de empu!e. V Se utili$a el aceite que se envía al pi*ón de enlace de sincroni$ación, para lubricar los co!inetes # los engrana!es de sincroni$ación. V Se lubrica la bomba de in#ección # el compresor de aire con el aceite en la galería de aceite. V
El aceite que circula a cada sección de lubricación se devuelve al cárter de aceite.
%A 3$"3A DE ACEITE V "a bomba de aceite está montada en el bloque de cilindros, conectada mediante un tubo de aceite al )ltro de aceite # succiona el aceite del cárter de aceite para enviarlo ba!o presión a las secciones de lubricación.
Sist!#a ! Ali#!ntaci/n ! Co#bustibl! El sistema de combustible de un motor di-sel tiene como misión el entregar la cantidad correcta de combustible limpio a su debido tiempo en la cámara de combustión del motor. Es el encargado de suministrar el combustible necesario para el uncionamiento del motor, pudi-ndose dierenciar dos apartados undamentales: El!#!ntos (!n!ral!s !l sist!#a. Suelen ser parecidos en todos los abricante de motores di-sel, sin embargo puede ser que en alg6n caso no est-n todos en un motor determinado, o que monte alg6n otro componente a5. ircuito de alta presión, encargado de impulsar el combustible a una presión determinada para ser introducido en las cámaras de combustión. b5. ircuito de ba!a presión, encargado de enviar el combustible desde el depósito en que se encuentra almacenado a la bomba de in#ección. El circuito
%ín!as ! co#bustibl!: Son las tuberías por donde circula el combustible en todo el circuito. &iltro pri#ario: 'eneralmente a la salida del depósito de combustible, suele ser de re!illa # solamente )ltra impure$as gruesas.
3o#ba ! trans;!r!ncia: 8ovida por el motor, es la que presuri$a el sistema hasta la bomba de in#ección, puede ir montada en lugares distintos dependiendo del abricante del motor. &iltro pri#ario: Se puede usar generalmente como decantador de agua e impure$as más gruesas. 3o#ba ! c!bao: Sirve para purgar el sistema cuando se cambian los )ltros o se desceban las tuberías. Iuede ser manual # en motores más modernos el-ctrica. &iltro s!cunario: Es el principal )ltro de combustible, tiene el paso más )no, por lo que generalmente es el que se tiene que cambiar más habitualmente. Vál7ula ! pur(a: Aa situada generalmente en el )ltro secundario # sirve para purgar el sistema, es decir, epulsar el aire cuando se esta actuando sobre la bomba de cebado. Vál7ula ! !ri7aci/n: Sirve para hacer retornar al tanque de combustible el sobrante del mismo, que impulsado por la bomba de transerencia, no es necesario para el r-gimen del motor en ese momento. 3o#ba ! in,!cci/n: Es la que impulsa el combustible a cada cilindro con la presión adecuada para su pulveri$ación en el cilindro. 9a# muchos modelos # marcas de bombas de in#ección. Aer articulo aparte de in#ección # sus sistemas. Col!ctor ! la bo#ba ! in,!cci/n: Es la tubería que devuelve el sobrante de la bomba de in#ección. In,!ctor!s: Son los elementos que pulveri$an el combustible en la pre cámara o cámara de combustión.
