DESCRIPCIÓN DEL MOTOR DE COMBUSTIÓN INTERNA (MCI) La definición formal de un motor es aquella máquina que está constituida para transformar algún tipo de energía en movimiento, dicho movimiento se entre ga en forma rotacional. El motor de combustión interna realiza este proceso transformando la energía química y térmica que posee la mezcla combustible en energía mecánica (movimiento), por medio de un mecanismo de biela –manivela. El motor consta de diferentes partes entre ellas como constante, la culata, el bloque y el cárter. El motor de combustión interna proporciona la potencia necesaria para mover un vehículo. El tipo de combustible que se utiliza en motores de gasolina o diesel es diferente, debido al método utilizado para el encendido del combustible. El funcionamiento mecánico de ambos motores es casi idéntico. En un motor, el combustible se quema para generar un movimiento mecánico. Entre los principales componentes del motor de combustión interna se encuentran: • El conjunto del bloque de cilin dros o monoblock. • El tren de válvulas. • El sistema de entrada. • El sistema de escape. • EL sistema de lubricación. • El sistema de enfriamiento.
CARACTERÍSTICAS DEL MOTOR DEL AUTO: TOYOTA PRIUS BASE
TIPOS: -
Ciclo de 2 tiempos:
El motor de un tiempo, también denominado motor de dos ciclos, es un motor de combustión interna que realiza las cuatro etapas del ciclo termodinámico (admisión, compresión, expansión y escape) en dos movimientos lineales del pistón
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Ciclo de 4 tiempos o tipo OTTO:
Este motor recibe el nombre de su inventor, Nicolás Augusto Otto (izq.), quien llevó a la práctica un sistema de operación del motor a base de válvulas cuyo uso se ha generalizado y se aplica prácticamente en la mayoría de los diseños de motores para automóviles. El motor Otto es una máquina que transforma la energía química contenida en el combustible en energía mecánica utilizada para propulsar un émbolo que actúa sobre una biela, la cual mueve el cigüeñal y a través de transmisiones provoca el movimiento de las ruedas. El funcionamiento del mismo es en base a explosiones que se producen en su interior por la inflamación de los gases (aire y nafta) detonados por un salto de chispa (bujías).El motor convencional del tipo Otto es de cuatro tiempos. La eficiencia de los motores Otto modernos se ve limitada por varios factores, entre otros la pérdida de energía por la fricción y la refrigeración. En general, la eficiencia de un motor de este tipo depende del grado de compresión. Esta proporción suele ser de 8 a 1 o 10 a 1 en la mayoría de los motores Otto modernos. Se pueden utilizar proporciones mayores, como de 12 a 1, aumentando así la eficiencia del motor, pero este diseño requiere la utilización de combustibles de alto índice de octano. La eficiencia media de un buen motor Otto es de un20 a un 25%: sólo la cuarta parte de la energía calorífica se transforma en energía mecánica.
Funcionamiento del motor Otto Gasolina y aire forman una mezcla peligrosa. La más leve chispa basta para que se inflame en un instante y así funciona un motor. Los pistones de los cilindros se encargan de comprimir la mezcla, facilitando la ignición, provocada por la chispa eléctrica emitida por la bujía. Estalla en llamas con tal velocidad y violencia que hace descender el pistón por el cilindro. Este movimiento determina el giro del cigüeñal y da su fuerza al motor. En casi todos los motores de coches esta explosión tiene lugar en uno de los cuatro movimientos del pistón, por lo que se le denomina Motor de cuatro tiempos. 1. Tiempo de admisión. 2. Tiempo de compresión y encendidos. 3. Tiempo de combustión. 4. Tiempo de escape.
Tiempo de admisión: A partir de su punto muerto superior, el pistón inicia su carrera descendente. AI mismo tiempo, la válvula de admisión se abre y permite la entrada de la mezcla aire-combustible que llenará la cavidad del cilindro. El tiempo de admisión y la carrera del pistón terminan cuando éste llega a su punto muerto inferior (PMI).
Tiempo de compresión: Al continuar girando el cigüeñal, el pistón inicia su carrera ascendente; la válvula de admisión se cierra y la mezcla aire-combustible queda confinada en el interior del cilindro donde es comprimida violentamente. Las partículas de combustible se encuentran entonces rodeadas apretadamente por partículas de oxígeno y en ese momento (PMS), tiene lugar la chispa entre los electrodos de la bujía de encendido.
Tiempo de fuerza: La mezcla aire-combustible se enciende por la chispa, desarrollando una elevada presión de gases en expansión. Como las válvulas siguen cerradas, los gases impulsan al pistón en su carrera descendente y la biela comunica esa fuerza al cigüeñal haciéndolo girar. Esta carrera del ciclo Otto es la única que produce energía, mientras que las otras tres la consumen en mayor o menor medida.
Tiempo de escape: El tiempo de escape es el último del ciclo y tiene lugar en la carrera ascendente del pistón. La válvula de escape se abre y permite la expulsión de los gases quemados que serán conducidos al exterior a través del tubo de escape. El ciclo se reanuda de inmediato ya que a continuación sigue de nuevo el tiempo de admisión y así sucesivamente en forma indefinida. En las figuras siguientes se podrá observar el ciclo completo de cuatro tiempos. Con un poco de observación podremos darnos cuenta de que para efectuarlo, el cigüeñal tuvo que completar dos vueltas. Esto tendrá relevancia para poder entender más adelante la sincronización con las válvulas.
PIEZAS DEL MOTOR DE COMBUSTION INTERNA:
CULATA Parte que contiene componentes como las válvulas, entre otros, se construye en hierro fundido, aluminio o en aleación ligera y se une al bloque motor mediante tornillos y una junta; es una de las partes más calientes del motor.
REPARACION: lo más usual es la ratificación de la misma por medio de una rectificadora plana que utiliza una piedra de carburo de silicio con aglutinante sintético de base polimérica.
MULTIPLE DE ADMISION Variante de tubería por la cual es admitido el aire y se dirige hacia las válvulas por las cuales cuando se abren, el aire ingresa a la cámara de combustión para ser quemado con la gasolina. Es fabricado de aluminio fundido aleado con otros compuestos para mejorar su resistencia a la corrosión.
REPARACION: cuando presenta fisuras o agrietamientos se sueldan las partes implicadas utilizando el método TIC.
MULTIPLE DE ESCAPE Especie de tubería por la cual es conducido y de una manera expulsados los gases de la gasolina y el aire quemados. Fabricado principalmente por fundición gris.
REPARACION: cuando presenta fisuras o agrietamientos se sueldan las partes implicadas utilizando el método de soldadura por arco eléctrico y se utilizan electrodos de alto contenido de níquel para la soldadura de unión y recargue de hierro fundido.
FILTRO DE AIRE Dispositivo que limpia el aire de las impurezas, previene que el aire que va a ser admitido se encuentre limpio y de esta manera no ingresen particular que puedan dañar la cámara de combustión.
REPARACION: el mantenimiento del filtro de aire se da cuando su estructura filtrante se satura de elementos ajenos a la composición del aire, para ello se sopletea con aire a presión de adentro hacia afuera limpiando las porosidades.
ARBOL DE LEVAS Un árbol de levas es un mecanismo formado por un eje en el que se colocan distintas levas. Las levas presionan las válvulas para que se abran o cierren, dependiendo del tiempo del motor en que se encuentren, en el momento oportuno. En la actualidad los árboles de levas se construyen de tubo hueco, pasando las levas sobre estriado y el perno de fijación de las levas, se hace pasar por el interior del tubo a presión de aceite, suficiente para aumentar ligeramente el diámetro de los laterales del estriado, y fijar definitivamente la posición de las levas.
REPARACION: en caso de deterioro del árbol de levas se procede al cambio debido a que no se lo puede reparar.
VALVULAS Mecanismo que regula el flujo de la comunicación entre dos partes de una máquina o sistema, existen dos tipos: V. de admisión: Admite aire en la cámara de combustión, para evitar que se fugue el aire
tiene un movimiento recto en el cual baja para admitir y sube para cerrar, contando para esto con un resorte que le permite hacerlo. La válvula de admisión se hace de una aleación de acero al cromo- níquel V. de escape: Al igual que la de admisión cuenta con lo mismo, solo que esta sube para
que se escapen los gases de la cámara de combustión y cierra para que al admitir no se escape nada. La válvula de escape que es menor y que trabaja a temperaturas más elevadas se hace de una aleación de cromo silicio.
REPARACION: en caso de deterioro se procede al cambio debido a que es más costosa su reparación.
INYECTORES Los inyectores se encargan de suministrar o inyectar combustible ya sea gasolina (esta es inyectada en chorro) o el Diesel (este es inyectado como más gaseoso o en aerosol.
REPARACION: en caso de deterioro se procede al cambio y cuando se obstruyen de limpian y calibran por medio de un banco de prueba.
BUJIAS Dispositivo encargado de que explote el combustible y el aire que se encuentra alojado en la cámara de combustión, estas funcionan con el distribuidor, que tiene la bovina o bovinas (esto varía en cada auto).
REPARACION: Regularmente las bujías de cobre con un electrodo se cambian cada 6,215 millas (10,000 km). Existen bujías de cobre con varios electrodos que duran funcionando correctamente hasta las 9,323 millas (15,000 km) por electrodo y hasta las 37,290 millas (60,000 km) para bujías de 4 electrodos. En el caso de las bujías de platino es diferente, ya que éstas duran hasta las 49,720 millas (80,000 km) por cada electrodo.
BLOQUE DEL MOTOR O MONOBLOCK:
BLOQUE El bloque es la parte más grande del motor en la que se encuentran incluidas varias piezas. Por el material de su fabricación se clasifica en : De fundición: son bloques de fundición gris aleada de cromo y níquel. Tienen como ventaja su facilidad para el mecanizado, su precio y su rigidez, pero su desventaja es el peso elevado. De aluminio: es aluminio con aleaciones con cromo y níquel, tienen una mayor conductividad térmica que los bloques de fundición, un menor peso y también una gran rigidez. El problema es su elevado coste de fabricación.
REPARACION: por medio de rectificación y soldadura en caso de agrietamiento siempre y cuando no sea perjudicial para su buen funcionamiento.
CIGUEÑAL Componente pesado situado en la parte baja del bloque antes del carter, cumple la función de hacer girar la biela con el pistón. Se construye generalmente en acero cementado, y templado con aleaciones de cromo y níquel. Además se les da un recubrimiento especial a los apoyos de bancada y muñequillas de biela llamado nitruración.
REPARACION: lo más usual es la ratificación de la misma por medio de una rectificadora cilindrica que utiliza una piedra de carburo de silicio con aglutinante sintético de base polimérica.
BIELAS Componente sujeto a los pistones para que al elevarse o descender se dé el movimiento al cigüeñal. Las bielas se construyen en fundición aleada con Cromo al Vanadio (material muy duro) o cromo al níquel, y posteriormente se equilibran. Para disminuir el peso de las bielas en algunos motores, se montan de titanio (para competición).
REPARACION:
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Causa.- Juego excesivo entre casquillos de biela y m uñequillas o éstas ovaladas. Solución: Cuando existe holgura entre los casquillos o cojinetes de biela y el cigüeñal se percibe claramente un ruido como de golpeteo. Este ruido se acentúa al ralentí o con motor ligeramente acelerado. Par reparar bastará poner un juego nuevo de casquillos de biela, previa medición del óvalo de la muñequilla del cigüeñal, ya que si es más de lo tolerable habrá que rectificar y poner casquillos sobre-medida.
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Causa.- Mal paralelismo de biela con cilindro y mala alineación con el pistón. Solución: En ambos casos, la rumorosidad proviene de trabajar la biela en posición forzada, y desemboca en averías colaterales, tal como destrucción de segmentos, de pistones o de casquillos de biela. La solución consiste en desmontar y alinear correctamente los conjuntos cigüeñal biela, pistón y cilindro.
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Causa.- Baja presión de aceite. Solución: El aceite hace como de almohadilla entre las muñequillas de cigüeñal y los casquillos de biela, de tal manera que, cuando el sistema de lubricación proporciona una presión inferior a la normal, las superficies de ambos elementos pueden llegar a golpear y a deteriorarse rápidamente.
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La solución será la revisión y reparación, en su caso, de la bomba de engranajes y la válvula de descarga del circuito de lubricación del motor.
PISTONES Pieza cilíndrica la cual sube y baja con las bielas para formar el ciclo Otto (admisión, compresión, explosión y escape) en el cual tiene 2 fases que es punto muerto superior (cuando se encuentra arriba el pistón) y punto m uerto inferior (cuando está por debajo del pistón). Actualmente se fabrican en duraluminio Al/Si + Cu +Ni + Cr, este material tiene un mayor nivel de evacuación de calor, con lo que se alcanzan temperaturas medias en la cámara inferiores, y en consecuencia se puede aumentar la relación de compresión obteniendo un mayor rendimiento del combustible.
CILINDROS El número de cilindros varía en cuanto a su tamaño, igual varía por ejemplo un motor de 6 en línea o 6 en v, un motor de 4 en línea, y su tamaño dependiendo del caballaje. Por esta parte pasa el pistón y es quemado el combustible con el aire.
BOMBA DE ACEITE Dispositivo encargado de bombear el aceite para que pase por el motor, consta de un tipo hélice, la cual se encuentra dentro de la bomba y por fuera una coladera chica para impedir el paso de impurezas. Sus componentes se fabrican en aluminio y acero según su disposición.
BOMBA DE AGUA Dispositivo que transporta el líquido refrigerante, recorriendo el motor y así mismo enfriarlo, pose en su interior una pequeña hélice, la cual impulsa el líquido refrigerante. Su componentes se fabrican en aluminio, bronce y materiales compuestos de matriz polimérica por su resistencia a la corrosión.
DISTRIBUIDOR El distribuidor mantiene las bobinas conectadas a los cables de las bujías y de los cables a las bujías para que pueda ser las chipas para que queme el combustible y el aire que está en la cámara de combustión. Para su fabricación se emplean una serie de materiales como: aluminio, acero, cobre, bronce, polímeros, etc.
ALTERNADOR El alternador es un mecanismo presente en los motores de combustión interna , el cual es capaz de generar energía eléctrica mediante la energía mecánica , además de que mantiene cargada la batería del automóvil . Para su fabricación se emplean una serie de materiales como: aluminio, acero, cobre, bronce, polímeros, cerámicos, etc.
Mantenimiento La labor de mantenimiento, está relacionada muy estrechamente en la prevención de accidentes y lesiones en el trabajador ya que tiene la responsabilidad de mantener en buenas condiciones, la maquinaria y herramientas, equipo de trabajo, lo cual permite un mejor desenvolvimiento y seguridad evitando en parte riesgos en el área laboral.
Procedimiento del Mantenimiento Correctivo en el Motor de Combustión Interna. Tabla N°1: Fallas, Causas y Corrección. FALLA
CAUSA 1. Batería descargada
2. Conexiones de batería con corrosión o flojas.
1. EL MOTOR NO SE PONE EN MARCHA 3. Motor de arranque defectuoso. 4. Unidad de control o bobinas defectuosas. 5. Luz de bujías incorrecta. 6. Contaminación en el sistema de
CORRECCIÓN 1. Pruebe la batería. Cárguela o reemplácela, según sea necesario. 2. Limpie y apriete las conexiones de la batería. Aplique una capa de grasa mineral ligera en los terminales. 3. Pruebe el sistema de arranque. 4. Pruebe y reemplace según sea necesario. 5. Compruebe y ajuste la luz según sea necesario. 6. Limpie el sistema y reemplace el filtro de
combustible. 7. Bomba combustible defectuosa.
2. CALADO DEL MOTOR O RALENTI BRUSCO.
3. EL MOTOR FALLA EN LA ACELERACIÓN.
de
7.
8. Distribución del motor incorrecta.
8.
1. La velocidad de ralentí es demasiado baja. 2. Fugas en el colector de admisión.
1.
3. Bobinas averiadas.
3.
1. Bujías sucias o con luz incorrecta.
1.
2. Contaminación en el sistema de combustible.
2.
3. Válvulas quemadas, deformadas o picadas.
3.
2.
4.
4. EL MOTOR FALLA A ALTA VELOCIDAD
5. PÉRDIDA POTENCIA MOTOR
DE DEL
4. Bobinas averiadas. 1. Bujías sucias o con luz incorrecta.
1.
2. Bobinas averiadas.
2.
3. Uno o más inyectores de combustible sucios. 4. Contaminación en el sistema de combustible. 1. Bujías sucias o con luz incorrecta.
3.
2. Contaminación en el
2.
4.
1.
combustible. Pruebe la bomba de combustible y reemplace lo necesario. Compruebe si la correa o cadena de distribución se ha saltado algún diente o si la rueda dentada del árbol de levas está floja. Pruebe el flujo de aire mínimo. Inspeccione la junta del colector de admisión, el colector y las mangueras de vacío. Pruebe y reemplace según sea necesario. Ajuste la luz según sea necesario o reemplace las bujías. Limpie el sistema de combustible y reemplace el filtro de combustible. Reemplace las válvulas. Pruebe y reemplace según sea necesario. Pruebe y reemplace según sea necesario. Ajuste la luz según sea necesario o reemplace las bujías. Pruebe y reemplace según sea necesario. Pruebe y reemplace según sea necesario. Limpie el sistema y reemplace el filtro de combustible. Ajuste la luz según sea necesario o reemplace las bujías. Limpie el sistema y
3.
4. 5. 6.
sistema de combustible. Bomba de combustible defectuosa. Distribución incorrecta de las válvulas. Fugas en la junta de la culata de cilindros. Baja compresión.
7. Válvulas quemadas, deformadas o picadas. 8. Sistema de escape tapado o restringido. 9. Bobinas averiadas.
3. 4.
5. 6. 7. 8.
9.
6. FUGAS DE ACEITE.
7. RUIDO DE VÁLVULAS
1. Juntas desalineadas o deterioradas. 2. Dispositivo de fijación flojo, o pieza metálica porosa o rota. 3. Casco o tapón roscado desalineado o deteriorado. 1. Nivel alto o bajo de aceite en el cárter. 2. Aceite muy ligero o diluido. 3. Aceite espeso. 4. Baja presión de aceite. 5. Suciedad en los empujadores/regulado res de juego. 6. Balancines gastados. 7. Empujadores /reguladores de juego desgastados. 8. Guías de válvula desgastadas.
reemplace el filtro de combustible. Pruebe y reemplace según sea necesario. Corrija la distribución de válvulas según sea necesario. Reemplace la junta de la culata de clindros. Pruebe la compresión de cada cilindro. Reemplace las válvulas. Compruebe las restricciones existentes en el sistema de escape. Reemplace las piezas según sea necesario. Pruebe y reemplace según sea necesario.
1. Reemplace la o las juntas. 2. Apriete, repare o reemplace la pieza. 3. Reemplace según sea necesario.
1. Verifique y corrija el nivel de aceite del motor. 2. Cambie el aceite para corregir la viscosidad. 3. Cambie el aceite y filtro. 4. Verifique y corrija el nivel de aceite del motor. 5. Reemplace el conjunto de balancín y regulador de juego hidráulico. 6. Inspeccione el suministro de aceite a los balancines. 7. Instale un conjunto
nuevo de balancín y regulador de juego hidráulico. 8. Escarie las guías e instale válvulas nuevas con vástagos de sobremedida.
Consideraciones de Seguridad para: Mantenimiento a la batería:
El gas emitido por las baterías puede explotar. Mantener las chispas y las llamas alejadas de las baterías.
Nunca revisar la carga de la batería haciendo un puente entre los bornes de la batería con un objeto metálico. (Usar voltímetro)
Siempre desconectar el cable de la batería de la Terminal que va al Borne (Negativo).
Mantenimiento al Radiador:
Al realizar esta operación se debe usar guantes de trabajo y lentes de seguridad ( el refrigerante es tóxico.
El drenado apropiado de los refrigerantes es muy importante, ya que son altamente tóxicos pero tienen un olor dulce que puede resultar atractivo para niños y animales. No se deben dejar drenar los fluidos si uno no está al pendiente y nunca hacer el drenado directo al suelo.
No trabajar en el radiador, ni retirar cualquier guarda de protección cuando el motor esté funcionando.
Se debe verificar que el tapón del radiador se encuentre firmemente apretado, y que el empaque de hermeticidad entre el tapón y radiador se encuentre en buen estado, libre de incrustaciones, roto o sucio.
