OBJETIVOS 1. OBJETIVO GENERAL:
Conocer el origen, la estructura, el mantenimiento preventivo, las ventajas y desventajas de un Motor Diésel.
2. OBJETIVOS ESPECÍFICOS:
Reconocer cada una de las piezas de un motor Diésel.
Aprender a dar un mantenimiento básico a un motor Diésel.
MARCO TEÓRICO ÍNDICE: 1.- ¿Qué son los motores Diésel? 2.- Historia del motor Diésel. 3.- Identificación de un motor Diésel 4.- Montaje y Desmontaje de un motor 4.- Constitución del motor Diésel. 4.1.- Segmentos. 4.2.- Bloque del motor. 4.3.- Culata. 4.4.- Cigüeñal. 4.5.- Volante. 4.6.- Pistón. 4.7.- Árbol de Levas. 4.8.- Válvulas. 4.9.- Carter. 4.10.- Bomba Inyectora. 4.11.- Ductos. 4.12.- Inyectores. 4.13.- Bomba de transferencia. 4.14.- Toberas. 4.15.- Bujías de precalentamiento. 5.- Principio de Funcionamiento. 6.- Mantenimiento básico preventivo de un motor diésel. 7.- Ventajas y desventajas. 8.- Aplicación. 9.- Bibliografía.
LOS MOTORES DIÉSEL 1. ¿QUÈ SON LOS MOTORES DIESEL?
El Motor Diésel es un motor térmico que tiene combustión interna alternativa que se produce por la auto-ignición del combustible debido a altas temperaturas derivadas de la alta relación de compresión que posee, según el principio del ciclo del diésel. Un motor diésel es un motor en el cual el encendido se produce por una alta temperatura que posibilita la compresión del aire al interior del cilindro de éste. Por ende, se trata de un motor térmico, de combustión interna. En contraste, los motores a petróleo usan el ciclo de Otto, en donde el aire y combustible son mezclados antes de entrar a la cámara de combustión y la ignición bajo compresión no es deseable
Imagen de un motor Diésel
El origen del motor diésel guarda relación con el señor Rudolf Diésel, quien en el año 1892, inventó y luego patentó este motor. Su primera aparición fue en la Feria Internacional de París en 1900, y fue presentado como el primer motor para biocombustibles; fue diseñado para la combustión de aceite de palma con un 100% de pureza. El funcionamiento de un motor diésel comienza con la ignición sin chispa de la mezcla de aire con gas. Como se mencionaba anteriormente, es necesaria la elevación de la temperatura para la compresión del aire, lo que se produce en el denominado segundo tiempo motor, la compresión. Posteriormente, el combustible es inyectado en la parte superior de la cámara de compresión. Este proceso se realiza a una gran presión, lo que permite que el combustible se atomice y se mezcle con el aire. Todo este proceso produce la quema de la mezcla en forma rápida, lo que hace que el gas que se ha acumulado en la cámara se expanda, haciendo que el pistón se mueva hacia abajo. El movimiento del pistón es transmitido a otras estructuras que hacen que este movimiento lineal se transforme en uno de rotación. Los motores diésel resultan de gran utilidad, ya que, debido a su bajo consumo de combustible, resultan en el mediano y largo plazo bastante más baratos que los motores a gasolina. Debido a esto se ha incrementado la demanda de este tipo de motores para los automóviles, por lo tanto, el precio del diésel se ha ido acercando cada vez más al de la gasolina, situación que ha generado ciertos problemas, sobretodo, en el rubro de los transportes.
2. HISTORIA DEL MOTOR DIESEL
El padre motor Diésel: Rudolf Diésel El 29 de setiembre de 1913 Rudolf Diésel embarcó en Amberes en el vapor Dresden que se dirigía a Harwich (Inglaterra), su destino era Ipswich, donde se inauguraría, en breve, una nueva fábrica de motores. A la mañana siguiente, al llegar la nave a su destino, Rudolf Diésel había desaparecido. Su cama no estaba deshecha. Unos días más tarde, el 10 de octubre de 1913 un buque holandés avistó el cadáver flotando en las aguas. Nadie tenía noticia de la desaparición de Diésel y como no era costumbre en el mar llevar cadáveres a bordo, el triste hallazgo fue devuelto a las aguas. Los marineros no supieron que aquel cadáver a la deriva era Rudolf Diésel, uno de los ingenieros más conocidos del mundo en aquella época, que había estado quince años luchando por sacar adelante el proyecto de su vida: el motor que lleva su nombre, tampoco podían imaginar que el cadáver devuelto al mar pertenecía a un suicida, ya que Diésel era una persona con tendencias depresivas que atravesaba en aquellos momentos por ciertos problemas económicos, lo cual le sumió en una profunda desmoralización que le llevaría a tomar drástica decisión . El origen: máquinas frigoríficas Diésel nació en París el 18 de marzo de 1858 de padres bávaro. El negocio del padre, que explotaba en París una fábrica de artículos de cuero, se había arruinado y la familia se trasladó a Londres sumida en una terrible miseria. Rudolf, que contaba entonces 12 años, tuvo que acogerse a la tutela de su tío, un profesor de matemáticas residente en Augsburgo, quien le envió a la Escuela Industrial de esta ciudad. Más tarde cursaría estudios en la Escuela de Altos Estudios Técnicos de Munich. Uno de sus maestros en esta escuela fue el Profesor Carl Linde, inventor de la máquina para fabricar hielo. El profesor había fundado una empresa industrial y estaba a punto de inaugurar una fábrica de máquinas de hielo en París y dada la excelente formación de Diésel fue contratado por Linde y lo envió a París para trabajar en esta fábrica. Contaba entonces 22 años de edad y tan solo un año más tarde era ya director de dicha fábrica. En las primeras décadas, los motores Diesel, a causa de su pesada construcción, se utilizaron tan sólo como motores fijos o navales. Su aplicación en la industria del
automóvil tuvo lugar diez años después de la muerte de Diesel. El 9 de agosto de 1923, un camión “Diesel” efectuó su primer viaje de pruebas en un recorrido de más de 100
kilómetros y desarrollando la velocidad media de 30 kilómetros por hora. El motor Diesel comprimía, por medio de un compresor accionado por el motor, una reducida cantidad de aire a una presión muy superior a la que existía en el cilindro e inyectaba, el carburante con la ayuda de un chorro de aire. Este compresor aumentaba, en forma muy apreciable, el peso del motor. Diesel había intentado, en un principio, inyectar directamente el carburante, pero fracasó en sus propósitos al no conseguir la suficiente pulverización de la mezcla que produjera una rápida combustión. No se disponía entonces de bombas e inyectores apropiados. Una importante mejora que contribuyó a aligerar peso del motor se debe al ingeniero Prosper L'Orange de la firma Benz, al cual se le había encomendó la tarea de construir un motor de prueba que resultara adecuado para el accionamiento de un camión. L'Orange descubrió que podía evitarse el empleo del incómodo y pesado compresor-inyector de Diesel si se instalaba en la cabeza del cilindro una pequeña “antecámara” donde se inflamara una pequeña
parte del combustible. Al aumentar la presión en la citada “antecámara” el combustible restante,
por la acción de la misma, era lanzado al cilindro de igual forma a como ocurría con el inyector. L'Orange registró su patente el 14 de marzo de 1909. En el mismo año descubrió la firma inglesa “Vickers Ltd.” un procedimiento para la inyección
a chorro directa.
3. IDENTIFICACION DE UN MOTOR DIESEL.
La identificación se realiza mediante una placa remachada en el bloque motor.
Contiene: A : el tipo del motor B : la letra de homologación del motor C : la identidad del constructor D : el índice del motor E : el número de fabricación del motor F : la fábrica de montaje del motor
4. MONTAJE Y DESMONTAJE DE UN MOTOR.
En primer lugar identificamos cuál es el motor que vamos a desmontar y cogemos el manual que le corresponde. Una vez que tengamos el manual, seguimos el orden de desmontaje que nos indica. Lo primero en hacer sería soltar todos los componentes externos del mismo: bobina, delco, alternador, motor de arranque, caja de cambios, embrague, volante motor, bomba de gasolina, colector de admisión con el carburador (todo en uno), y el colector de escape. Después de realizar el desmontaje de estas piezas, lo que nos queda es lo siguiente: la tapa de balancines, la culata, el bloque y el cárter. Todavía la distribución está montada. Llegados a éste punto o bien al principio vaciamos el aceite del motor y retiramos el filtro del aceite. Soltamos la tapa de distribución, aflojamos el tensor de la correa de distribución y retiramos la correa. Siempre que se vaya a hacer ésta operación, aunque no tenga mucha importancia de que si está en marcas o no, es conveniente coger como costumbre realizar esto poniéndolo antes en sus marcas. Luego soltamos los tornillos que sujetan tanto a la polea de distribución del árbol de levas como a la polea de distribución del cigüeñal. En nuestro caso el motor está agarrotado y no gira pero como norma siempre es necesario bloquear las poleas para poder soltarlas; tendremos mucho cuidado con las chavetas en no perderlas (las poleas tienen un único sentido de montaje). Ahora soltamos la tapa de balancines, luego los sombreretes del árbol de levas teniendo en cuenta que soltaremos progresivamente y desde el centro hacia el exterior(en forma de caracol).Luego retiramos los taques hidráulicos, se tendrá en cuenta la posición de origen de los sombreretes y taques para el montaje que si fuese necesario deberían de marcarse. Así podremos retirar el árbol de levas con mucho cuidado ya que sólo tiene una posición de salida y entrada (si nos fijamos en el árbol de levas vemos a simple vista que varía su anchura). Continuamos soltando y tenemos que soltar la culata; para esto tenemos que soltar los tornillos de la culata de dentro hacia fuera y de forma progresiva. Así, una vez soltados los tornillos retiramos la culata con especial cuidado para que no rompamos la junta culata. Le damos la vuelta al conjunto que nos queda que son el bloque y el cárter, para poder soltar los tornillos del cárter. Quitamos el cárter y nos queda a la vista el pre filtro de aceite que va con dos tornillos; así que lo soltamos. Después soltamos la bomba de aceite que está situado en el lado de la distribución. Tendremos especial cuidado al soltarlo lleva pues un retén que hace de cierre entre el cigüeñal y el bloque. En el otro lado también soltamos una tapa que hace de cierre con el cigüeñal mediante otro retén. Soltamos los sombreretes de biela que van marcadas y numeradas para saber luego como se deben de montar y en que cilindro cada uno; tendremos cuidado con los casquillos para que no se mezclen ya que éstos también deben de respetar el sitio de origen en el montaje. Sacaremos los conjuntos de pistones y bielas y las pondremos según la posición que les corresponde en los cilindros aunque estén numeradas. Después les quitaremos los segmentos; tres a cada pistón.
Es muy importante no mezclar los segmentos de un pistón con los de otro, pero tampoco se han los del mismo ya que cada uno tiene su función y ubicación. Después de sacar los segmentos en cada pistón, el de fuego, el de estanqueidad y el de rascador de aceite los limpiamos y montamos en su sitio, previa limpieza de las gargantas con un útil apropiado o un segmento partido. Luego soltaremos los sombreretes del cigüeñal que van marcadas con una flecha y numeradas para saber dónde habrá que montarlas luego. Para soltar el cigüeñal los tornillos de los sombreretes desde dentro hacia afuera o en forma de caracol y progresivamente; tendremos cuidado de no mezclar los casquillos que lleva. Ya que tenemos todo desmontado habrá que limpiar todas las piezas bien con la pistola a presión bien en la lavadora; las piezas que no se van a limpiar son las siguientes: alternador, motor de arranque, embrague, caja de cambios, delco y colector de admisión con su carburador. Todo lo demás lo limpiamos. Una vez limpiados los aclaramos con agua caliente a presión y los secamos con la ayuda de aire a presión y con papel o un trapo. Más tarde lubricaremos con aceite todos los componentes que se hayan limpiado para evitar así su oxidación. Ahora proseguiremos con la medición de los componentes que se nos indica en la hoja de trabajo que se nos ha facilitado. Estos componentes son los que sufren desgastes por eso su medición es muy importante ya que una anomalía de estas piezas influye en el mal funcionamiento del motor. 1. LOS CILINDROS: En primer lugar, examinaremos los cilindros visualmente comprobando que no presente ningún desgaste anormal, es decir que no se aprecie rayas o señales de agarrotamiento. Posteriormente efectuaremos la medición, con un calibre provisto de un comparador en tres alturas distintas dentro de la carrera en los sentidos longitudinal y transversal. 2. JUEGO DE CILINDRO-PISTÓN: Metemos cada pistón en su correspondiente cilindro sin segmentos y con la ayuda de las galgas medimos la holgura. 3. CONTROL DEL CIGÜEÑAL: Con la ayuda de un micrómetro, medimos el espesor de los semicasquillos axiales que son dos. Luego, cuando el cigüeñal se encuentre debidamente montado con un reloj comparador medimos el valor del juego axial. También se deben de medir los apoyos de bancada con un micrómetro. También las muñequillas de biela; los dos con micrómetro y su diámetro máximo y mínimo para ver su conicidad. 4. CONTROL DE JUEGO ENTRE PUNTOS DE SEGMENTO: Cogemos los segmentos de uno en uno y los vamos introduciendo cada uno en su cilindro y con unas galgas comprobamos la abertura que les queda en frío porque en caliente debería de ser cero. CONTROL DEL ÁRBOL DE LEVAS: Colocamos el árbol de levas en unos apoyos de tal forma que pueda girar libremente, y luego con la ayuda de un reloj comparador, medimos la alzada de la leva. 5.
6. CONTROL DE OVALAMIENTO DE LOS APOYOS DEL ÁRBOL DE LEVAS: Con la ayuda de un micrómetro, medimos en los dos extremos para saber su diámetro máximo y mínimo y así sacar el ovalamiento.
7. TAMBIÉN REALIZAREMOS UN CONTROL VISUAL SOBRE EL ÁRBOL DE LEVAS, EL CIGÜEÑAL Y LA CULATA: Nos aseguraremos que no presenten grietas ni golpes y también que estén excéntricas y la culata esté plana. También realizaremos un control sobre las demás piezas. Una vez hecho todos los controles realizaremos juntas que nos puedan hacer falta como las juntas de la bomba de aceite, junta del cárter...- Después de haber hecho todas las juntas empezaremos con el montaje del motor con su correspondiente manual que nos servirá de guía para el montaje y sobre todo y lo más importante para poder saber los pares de apriete que deben llevar las piezas a montar. Para empezar le damos la vuelta al bloque motor y le echamos aceite en los apoyos del cigüeñal, colocamos el cigüeñal en su posición con los semicasquillos axiales, y luego colocamos sus correspondientes sombreretes en el lugar que les corresponden que vienen marcados. Luego atamos los sombreretes desde el centro hacia fuera en forma de caracol y progresivamente con su par de apriete. Mientras vamos atando comprobamos que el cigüeñal puede girar y lo lubricamos con aceite. Luego metemos los conjuntos pistón y biela con sus correspondientes segmentos que se han montado anteriormente con las aberturas de los segmentos a 120 grados una de otra dentro de los cilindros con la ayuda del zuncho. Antes de meter los pistones los lubricamos de aceite y también las paredes del cilindro. Cuando las bielas con sus casquillos (que se han lubricado antes) apoyen en el cigüeñal, le echarnos aceite a los sombreretes de. Biela y lo atamos cada uno en su correspondiente sitio, con sus pares de apriete y volvemos a girar el cigüeñal mientras le echamos aceite comprobando que gira correctamente, sin dificultades ya que antes no giraba. Después colocamos las tapas del bloque con sus juntas y pasta de sellado que hacen de cierre gracias a los retenes que lleva en el cigüeñal. Una de estas tapas que es la del lado de distribución, lleva incorporado la bomba de aceite. Ataremos el prefiltro de aceite que hemos soltado antes para poder así atar el cárter mediante la pasta de juntas y la junta que hemos hecho, con su correspondiente par de apriete. Le damos la vuelta al motor y limpiamos la parte superior del bloque y ponemos la junta de la culata con cuidado de ponerlo bien ya que puede adquirir más de una posición y sólo una es la que le corresponde. Luego moveremos los pistones para que ninguno esté en el punto muerto superior y así no pueda dañar a ninguna válvula. Colocamos la culata en su sitio, y le ponemos los tornillos lubricados anteriormente para atarlos con su correspondiente par de apriete, desde dentro hacia fuera en forma de caracol. Hay que decir que utilizamos aparte de la llave dinamométrica también el goniómetro. Luego alojamos los taqués hidráulicos en su correspondiente alojamiento cada uno con mucho aceite. Después colocamos el árbol de levas con cuidado de meterlo en la culata en su posición única de montaje; sin forzarlo ya que sino se podría romper. Ahora ponemos los sombreretes sobre los taqués y los atamos con su par de apriete en forma de caracol. Colocamos las poleas de distribución con sus chavetas y les damos el par de apriete que dice el manual. Luego ponemos las poleas en marcas ayudándonos para esto con una llave para girarlas. Ya en marcas, colocamos la correa de distribución, de tal manera que al tensarlo el motor quede en marcas. Tensamos la correa y le damos dos vueltas, mediante una llave giramos desde el cigüeñal, para asegurarnos que la correa está bien tensada y el motor sigue en marcas.
Miramos que el cilindro número uno está en compresión y así sabemos cuál va a ser el primer cilindro que deberá de recibir la primera chispa al realizar la puesta a punto del encendido. Ahora podemos colocar la tapa de balancines con su correspondiente junta mediante la pasta de sellado y ataremos al par prescrito por el fabricante. Colocamos la tapa de distribución ya que sabemos que la correa está bien tensada y el motor en marcas. Lo siguiente será ir atando todos los componentes exteriores que hemos desmontado al principio del trabajo (alternador, motor de arranque, colector de escape, colector de admisión y carburador, bobina, delco...) no nos vamos a olvidar del filtro de aceite que tenemos que poner antes de rellenar de aceite el motor hasta un nivel prudente. Lo único que nos falta para hacer arrancar el motor es la puesta a punto del encendido que en nuestro caso es del tipo inductivo. Haremos girar el cigüeñal así el árbol de levas gira y éste último hace girar al distribuidor. Pondremos un polímetro en los dos, cables que salen y haremos girar el motor en su giro normal y llega un punto en el que nos da tensión entonces le hacemos un poco para atrás gusto un poco antes de que nos da la tensión) y miramos hacia donde está la pipa. Así pondremos el cable que está mirando a la bujía del cilindro número uno y teniendo en cuenta el orden de encendido y el sentido de giro del distribuidor, pondremos los demás cables de alta tensión. Por ejemplo nuestro motor es 1-3-4-2 así que el segundo cable al cilindro número 3 luego 4 y al final al 2. Por último lo ideal sería colocar la masa de la batería al bloque, el borne positivo gordo a 30 de motor de arranque, un positivo de alimentación a 15 de la bobina, otro positivo a la electroválvula de ralentí del carburador, echar gasolina (un chorro) al carburador, poner gasolina en un bote para que la bomba de gasolina pueda chupar gasolina y alimentar al carburador y al final darle positivo al borne 50 del motor de arranque; Lo ideal sería que el motor empieza a girar y arranque, ya que esto quiere decir que no se ha cometido ningún error grande a la hora de realizar el montaje.
Desmontando o motor diésel 366 A
5. CONSTITUCIÓN DEL MOTOR DIÉSEL.
5.1.
Segmentos
Un segmento, aro de pistón o anillo de pistón es un aro de metal con una abertura que calza en una ranura que recorre la superficie exterior de un pistón en un motor alternativo tal como un motor de combustión interna o una máquina de vapor. Las tres funciones principales de los segmentos en motores con movimiento recíproco son: 5.1.1. 5.1.2. 5.1.3.
Sellar la cámara de combustión/expansión. Colaborar en la transferencia de calor desde el pistón a la pared del cilindro. Regular el consumo de aceite del motor.
La holgura entre el aro del pistón y el agujero del cilindro es de unas pocas milésimas de centímetro.
5.2.
Bloque del motor
El bloque del motor, bloque motor, bloque de cilindros o monoblock es una pieza fundida en hierro o aluminio que aloja los cilindros de un motor de combustión interna así como los soportes de apoyo del cigüeñal. El diámetro de los cilindros, junto con la carrera del pistón, determina la cilindrada del motor. La función del bloque es alojar el tren alternativo, formado por el cigüeñal, las bielas y los pistones. En el caso de un motor por refrigeración líquida, la más frecuente, en el interior del bloque existen también cavidades formadas en el molde a través de las cuales circula el líquido anticongelante, así como otras tubulares para el aceite de lubricación cuyo filtro también está generalmente fijo a la estructura del bloque.
Bloque hecho de Aluminio.
Cuando el árbol de levas no va montado en la culata (como es el caso del motor OHV) existe un alojamiento con apoyos para el árbol de levas de las válvulas. El bloque tiene conexiones y aperturas a través de las cuales varios dispositivos adicionales son controlados a través de la rotación del cigüeñal, como puede ser la bomba de agua, bomba de combustible, bomba de aceite y distribuidor (en los vehículos que los poseen).
5.3.
Culata
La culata, tapa de cilindros, cabeza del motor o tapa del bloque de cilindros es la parte superior de un motor de combustión interna que permite el cierre de las cámaras de combustión. Son varias las explosiones que se han dado con las configuraciones de la culata, según el tipo de motor, siendo la más sencilla la del motor de dos tiempos refrigerado por aire (Fig. 4 culata Morini de un scooter) en la que literalmente es la tapa del cilindro atravesada por el orificio roscado para la bujía y que por una de sus caras tiene las aletas de refrigeración que buscan una mayor superficie de contacto con el elemento refrigerante que es el aire.
Culata de un motor Ford.
Los motores antiguos refrigerados por agua pero con válvulas en el bloque, son también sencillamente la tapa de los cilindros conformando la cámara de combustión, presentando la diferencia de ser una pieza de fundición hueca que en su interior conduce el elemento refrigerante que es el agua. las cabezas de los motores son muy diferentes en cuanto a material a comparación del monobloque.
5.4.
Cigüeñal
Un cigüeñal o cigoñal es un eje acodado, con codos contrapesos presente en ciertas máquinas que, aplicando principio del mecanismo de biela-manivela, transforma movimiento rectilíneo alternativo en circular uniforme viceversa.
y el el y
En los motores de automóviles el extremo de la biela opuesta al bulón del pistón (cabeza de biela) conecta con la muñequilla, la cual junto con la fuerza ejercida por el pistón sobre el otro extremo (pie de biela) genera el par motor instantáneo. El cigüeñal va sujeto en los apoyos, siendo el eje que une los apoyos el eje del motor. Normalmente se fabrican de aleaciones capaces de soportar los esfuerzos a los que se ven sometidos y pueden tener perforaciones y conductos para el paso de lubricante. Sin embargo, estas aleaciones no pueden superar una dureza a 40 Rockwell «C» (40 RHC), debido a que cuanto más dura es la aleación más frágil se convierte la pieza y se podría llegar a romper debido a las grandes fuerzas a las que está sometida. Hay diferentes tipos de cigüeñales; los hay que tienen un apoyo cada dos muñequillas y los hay con un apoyo entre cada Cigüeñal de cuatro cilindros y cinco muñequilla. apoyos, con doble contrapeso por biela de un motor de automóvil.
Por ejemplo, para el motor de automóvil más usual, el de cuatro cilindros en línea, los hay de tres apoyos (hoy ya en desuso), y de cinco apoyos, el más común actualmente.
5.5.
Volante
En mecánica, un volante de inercia o volante motor es un elemento totalmente pasivo que únicamente aporta al sistema una inercia adicional de modo que le permite almacenar energía cinética. Este volante continúa su movimiento por inercia cuando cesa el par motor que lo propulsa. De esta forma, el volante de inercia se opone a las aceleraciones bruscas en un movimiento rotativo. Así se consiguen reducir las fluctuaciones de velocidad angular. Es decir, se utiliza el volante para suavizar el flujo de energía entre una fuente de potencia y su carga. En la actualidad numerosas líneas de investigación están abiertas a la búsqueda de nuevas aplicaciones de los volantes. Algunos ejemplos de dichos usos son:
Absorber la energía de frenado de un vehículo, de modo que se reutilice posteriormente en su aceleración (KERS). Como dispositivos para suavizar el funcionamiento de Volante de inercia de acero usado un parque eólico en la instalaciones generadoras de energía eléctrica en actualidad. mediante energía eólica y energía fotovoltaica, así como de diversas aplicaciones eléctricas industriales. En los ferrocarriles eléctricos que usan desde hace mucho tiempo un sistema de freno regenerativo que alimenta la energía extraída del frenado nuevamente a las líneas de potencia; con los nuevos materiales y diseños se logran mayores rendimientos en tales fines.
5.6.
Pistón
Su función principal es la de constituir la pared móvil de la cámara de combustión, transmitiendo la energía de los gases de la combustión a la biela mediante un movimiento alternativo dentro del cilindro. Dicho movimiento se copia en el pie de biela, pero se transforma a lo largo de la biela hasta llegar a su cabeza apretada al muñón del cigüeñal, en donde dicha energía se ve utilizada al movilizar dicho cigüeñal. De esta forma el pistón hace de guía al pie de biela en su movimiento alternativo.
5.7.
Árbol de levas
Un árbol de levas es un mecanismo formado por un eje en el que se colocan distintas levas, que pueden tener distintas formas y tamaños, y están orientadas de diferente manera para activar diferentes mecanismos a intervalos repetitivos, como por ejemplo unas válvulas. Es decir, constituye un temporizador mecánico cíclico, también denominado programador mecánico.
En un motor, controla la apertura y el cierre de las válvulas de admisión y escape, por lo que hay tantas levas como válvulas tenga. Dichas levas pueden modificar el ángulo de desfase para adelantar y retrasar la apertura y el cierre de las mismas, según el orden de funcionamiento establecido.
5.8.
Válvulas
Válvula es un instrumento de regulación y control de fluido etc. Una definición más completa describe la válvula como un dispositivo mecánico con el cual se puede iniciar, detener o regular la circulación (paso) de líquidos o gases mediante una pieza movible que abre, cierra u obstruye en forma parcial uno o más orificios o conductos. a Hay que diferenciar que existen válvulas que dejan pasar un fluido en un sentido y lo impiden en el contrario (incluido el llamado fluido eléctrico), como suele suceder en el uso de válvulas industriales,1 campo en el que puede considerarse como instrumento básico. Debido a su diseño y materiales, las válvulas pueden abrir y cerrar, conectar y desconectar, regular, modular o aislar una enorme serie de líquidos y gases, desde los más simples hasta los más corrosivos o tóxicos. Sus tamaños van desde unos milímetros hasta los 90 m o más de diámetro (aunque en tamaños grandes suelen llamarse compuertas). Pueden trabajar con presiones que van desde el vacío hasta más de 140 MPa (megapascales) y temperaturas desde las criogénicas hasta 1100 K (kelvin). En algunas instalaciones se requiere un sellado absoluto; en otras, las fugas o escurrimientos no tienen importancia. La palabra flujo expresa el movimiento de un fluido. Para la cantidad total de fluido que pasa por una sección determinada de un conducto por unidad de tiempo, en castellano se emplea la palabra caudal.2
5.9.
Cárter
El cárter es una de las piezas fundamentales de una máquina, especialmente de un motor. Técnicamente, el cárter es una caja metálica que aloja los mecanismos operativos del motor. Es el elemento que cierra el bloque, de forma estanca, por la parte inferior, protegiéndolo, y que cumple adicionalmente con la función de actuar como depósito para el aceite del motor. Simultáneamente, este aceite se refrigera al ceder calor al exterior. Normalmente el cárter se fabrica por estampación a partir de chapa de acero. su forma cóncava aporta la capacidad de almacenaje de aceite necesaria para cada motor, cantidad que se comprueba verificando el nivel mediante una varilla o sonda con sus correspondientes marcas. Con el objeto de evitar el alojamiento del aceite, que suelen disponer en el cárter de chapas que frenan el desplazamiento del mismo, especialmente en el sentido de la marcha.
Mientras que los siguientes, son elementos que si bien la mayoría son componentes comunes con los motores de gasolina, pueden ser de diseño y prestaciones diferentes:
5.10. Bomba inyectora (mecánica o eléctrica) La Bomba inyectora "o bomba de inyección" es un dispositivo capaz de elevar la presión de un fluido, generalmente presente en los sistemas de Inyección de combustible como el gasoil (Motores Diesel) o más raramente gasolina (Motores Otto), hasta un nivel lo bastante elevado como para que al ser inyectado en el motor esté lo suficientemente pulverizado, condición imprescindible para su inflamación espontánea (fundamento del ciclo del Motor diésel), gracias a la elevada Temperatura de autocombustión. Además Bomba en línea Bosch distribuyen el combustible a los diferentes cilindros en función del orden de funcionamiento de los mismos (ej. 1-3-4-2 en los 4 cilindros). Básicamente han existido dos tipos de bombas para diésel y gasolina (estas últimas ya desaparecidas al aparecer la Inyección electrónica ). Estos dos tipos son: las bombas en línea y las bombas rotativas.
5.11. Inyectores (mecánicos, electrohidráulicos o piezoeléctricos Un inyector es un dispositivo utilizado para bombear fluidos utilizando el efecto Venturi. Utiliza un fluido a alta presión que sale por una boquilla a alta velocidad y baja presión convirtiendo su energía potencial en energía cinética. En esta zona de baja presión se mezcla con el fluido que se quiere bombear y le imparte energía cinética (velocidad). A continuación ambos fluidos mezclados entran por otra boquilla donde la energía cinética vuelve a convertirse en potencial, disminuyendo la velocidad y aumentando la presión. El fluido bombeado puede ser o líquido o gaseoso y, en algunos casos puede llevar sólidos en suspensión.
A- Vapor a alta presión procedente de la caldera, B- Válvula de aguja, C- Manija de la válvula de aguja, D- Aquí se mezclan el vapor y el agua, EEntrada de agua, F- Cono de mezcla, G- Boquil la y cono de salida, H- Cavidad y tubo de salida, K Válvula anti-retorno.
5.12. Bujías de Precalentamiento Una bujía de precalentamiento es un dispositivo usado para ayudar a los motores diésel a arrancar. En condiciones de frío, algunos motores diésel pueden tener dificultades en arrancar porque la masa del bloque del cilindro y el propio cilindro absorben el calor de la compresión, impidiendo la ignición. En estos motores se usan bujías de precalentamiento, las cuales dirigen su calor hacia el bloque del motor alrededor de los cilindros. Esto ayuda a reducir la difusión térmica que ocurre cuando el motor trata de Bujías de precalentamiento situadas arrancar. bajo la barra de contacto de un Las bujías de precalentamiento son una pieza de pequeño motor Kubota. metal con forma de lápiz con un elemento calefactor en la punta. Cuando una corriente eléctrica fluye a través de este elemento, se produce una gran cantidad de calor debido a su resistencia eléctrica . Estas bujías de precalentamiento o calentadores solo entran en funcionameinto para arrancar un motor diésel y no durante su funcionamiento normal. No deben confundirse con la bujía de los motores de gasolina.
6. PRINCIPIO DE FUNCIONAMIENTO.
Un motor diésel funciona mediante la ignición del combustible al ser inyectado muy pulverizado y con alta presión en una cámara de combustión que contiene aire a una temperatura superior a la temperatura de auto combustión, sin necesidad de chispa como en los motores de gasolina. Este proceso es lo que se llama el auto inflamación. La temperatura que inicia la combustión procede de la elevación de la temperatura que se produce en el segundo tiempo del motor, la compresión. El combustible se inyecta en la parte superior de la cámara de combustión a gran presión desde unos orificios muy pequeños que tiene el inyector de forma que se atomiza y se mezcla con el aire a alta temperatura (entre 700 y 900 °C)y alta presión. Como resultado, la mezcla se inflama muy rápidamente. Esta combustión ocasiona que el gas contenido en la cámara se expanda, impulsando el pistón hacia fuera. Esta expansión, a diferencia del motor de gasolina es adiabática generando un movimiento rectilíneo a través de la carrera del pistón. La biela transmite este movimiento al cigüeñal, al que hace girar, transformando el movimiento rectilíneo alternativo del pistón en un movimiento de rotación. Para que se produzca la autoinflamación es necesario alcanzar la temperatura de inflamación espontánea del diésel. En frío es necesario pre-calentar el diésel o emplear combustibles más pesados que los empleados en el motor de gasolina, empleándose la fracción de destilación del petróleo fluctuando entre los 220 °C y 350 °C, y que reciben la denominación de gasóleo o gasoil en inglés.
Sistema de Inyección Common-Rail
7. MANTENIMIENTO BÁSICO PREVENTIVO DE UN MOTOR DIESEL.
Varían según la aplicación para la cual se utilice el motor, mantenimiento previo y condiciones de operación. 5.1.ACEITE Y FILTROS: Una lubricación adecuada es crítica para mantener el desempeño y vida del motor. Es esencial utilizar el aceite y los filtros diseñados para motores específicos. Sin cambios regulares de aceite y filtros, el aceite se satura de impurezas y partículas contaminantes, y no puede realizar su función adecuadamente. Asegúrese de cambiar aceite y filtros según las indicaciones de su manual del operador. •
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Verifique el nivel de aceite diariamente, o cada vez que vaya a utilizar su motor. El análisis del aceite puede prevenir fallas potenciales, ya que detecta desgaste de piezas clave y verifica el estado del aceite. Es normal que el motor consuma cierta cantidad de aceite. Refiérase a su manual de operación para más información, no todos los aceites y filtros son iguales, utilice el que recomienda el fabricante de su motor.
5.2.SISTEMA DE REFRIGERACIÓN Los refrigerantes (anticongelantes) sufren desgaste y pérdida de sus propiedades al igual que el aceite. Mantener la química apropiada del refrigerante protege contra cavitación, corrosión, depósitos, gelatinización y congelamiento. •
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Verifique el nivel de refrigerante diariamente, o cada vez que vaya a utilizar su motor. Los sistemas de enfriamiento de los motores diésel requieren protección durante todo el año con un refrigerante de uso pesado, adecuado para este tipo de motor. Utilizar agua provocará problemas en el sistema de refrigeración y en el motor rápidamente. Inspeccione la bomba de agua y sus cojinetes, si hay fuga repare o reemplace la bomba. Limpie el radiador externamente cuando esté sucio (puede ser necesario hacerlo a diario si trabaja en un ambiente de aire sucio), y después de cada reparación. Mida la presión del sistema de refrigeración y la temperatura de apertura del termostato cada 1,200 horas de operación. Inspeccione regularmente las aspas del ventilador. Si están dobladas o rotas, reemplace el ventilador.
5.3.CORREAS •
•
Inspeccione las correas en busca de fisuras, desgaste o estiramiento, según los intervalos establecidos en su manual de operación. Reemplace cuando sea necesario. Mida la tensión de la correa, y el estado del tensor automático si su motor cuenta con esta opción.
5.4. SISTEMA DE COMBUSTIBLE Revise los inyectores y el tiempo de la bomba de inyección según se especifica en el manual del operador. Cambie los filtros de combustible regularmente, teniendo cuidado que sea el filtro indicado para su motor y tipo de sistema de inyección.
Reparación de un motor Diésel
6. VENTAJAS Y DESVENTAJAS.
Comparados con los motores a gasolina, la principal ventaja de los motores diésel es su bajo costo de operación, debido al precio del combustible que necesita para funcionar. Existe una creciente demanda del mercado por motores de este tipo, especialmente en el área de turismo. Actualmente en los vehículos pequeños se está utilizando el sistema common-rail. Este sistema brinda una gran ventaja, ya que se consigue un menor consumo de combustible, mejorando las prestaciones del mismo; menor ruido y una menor emisión de gases contaminantes. Las desventajas iniciales de estos motores se están reduciendo debido a mejoras tecnológicas que se han hecho con el tiempo, en su diseño original sobre todo en inyección electrónica de combustible y mejoras en sistema de alimentación de aire forzado con accesorios como el turbocompresor. El uso de una precámara para los motores de automóviles, se consiguen prestaciones semejantes a las de los motores de gasolina, pero se presenta el inconveniente de incremento del consumo de combustible, con lo que la principal ventaja de estos motores prácticamente desaparece. Durante los últimos años el precio del combustible ha superado a la gasolina común por al aumento de la demanda. Este hecho ha generado quejas de los consumidores de gasóleo, como es el caso de transportistas, agricultores o pescadores.
Una de las desventajas es que los vehículos con motores diésel son más caros y en las asolineras, el diésel es más caro
7. APLICACIÓN.
7.1.
En la carretera:
La gran mayoría de los vehículos modernos de gran tonelaje como camiones y autobuses, barcos, trenes de larga distancia, generadores de energía portátiles de gran escala, y la mayoría de los vehículos de agricultura y minería tienen motores diesel. Sin embargo, en algunos países no son tan popular en los vehículos de pasajeros, ya que son más pesados, más ruidosos, y tienen características de rendimiento que los hacen más lentos para acelerar. En general, también son más caros que los vehículos de gasolina. Los motores diesel modernos han recorrido un largo camino y con sistemas turbo de inyección directa ahora en vehículos, a uno se le haría difícil notar una diferencia entre los motores diesel y los de gasolina. En algunos países, donde las tasas de impuestos hacen que el combustible diesel sea mucho más barato que la gasolina, los vehículos diesel son muy populares. Los nuevos diseños han reducido significativamente las diferencias entre los vehículos de gasolina y diesel en estas áreas. El laboratorio diésel de BMW en Austria se considera el líder mundial en el desarrollo de motores diesel para automóviles. Después de un largo período con relativamente pocos coches diesel en su alineación, Mercedes Benz ha vuelto a los coches con motor diesel en el siglo 21, con énfasis en el alto rendimiento. En el ámbito agrícola, tractores, bombas de riego, trilladoras y otros equipos son predominantemente de motor diesel. La construcción es otro sector que depende en gran medida de la energía diesel. Todos los adoquines de hormigón, raspadores, rodillos, zanjadoras y excavadoras funcionan con diesel. 7.2.
En el Aire:
Algunos aviones han estado utilizando motores diesel desde finales de 1930. Los motores diesel de automóviles nuevos tienen relaciones potencia-peso comparables a los antiguos diseños de encendido por chispa y tienen una eficiencia de combustible muy superior. Su uso de encendido electrónico, inyección de combustible, y sofisticados sistemas de gestión del motor también les hace mucho más fáciles de operar que los motores de aeronaves de encendido por chispa producidos en masa. El costo del combustible diesel en comparación con la gasolina ha dado lugar a un considerable interés en pequeños aviones de aviación general con motor diesel, y varios fabricantes han comenzado recientemente a vender motores diesel para este propósito 7.3.
Sobre las Aguas:
Los motores de alta velocidad se utilizan para potenciar tractores, camiones, barcos, autobuses, coches, compresores, generadores y bombas. Los motores diesel más grandes se utilizan para dar potencia a barcos y revestimientos a lo largo de alta mar. Estos enormes motores tienen salidas de potencia de hasta 90.000 kW, giran a alrededor de 60 a 100 rpm, y tienen una altura de 15 metros.
7.4.
Bajo la tierra:
El sector de la minería y la extracción de minerales en todo el mundo depende en gran medida de la potencia diesel para aprovechar los recursos naturales, tales como agregados, metales preciosos, hierro, petróleo, gas y carbón. Palas y taladros diesel excavan estos productos y los cargan en enormes camiones de minería o en cintas transportadoras que también operan con el mismo combustible. En general, el diesel representa el 72 por ciento de la energía utilizada por el sector minero. Tanto las operaciones de superficie, como las subterráneas dependen de equipos diesel para extraer materiales y cargar camiones. Los equipos diesel más grande con neumáticos de caucho utilizados en la minería son enormes camiones todoterreno con motores de más de 2.500 caballos de fuerza, capaces de transportar más de 300 toneladas por carga. Estos camiones gigantes rodando través de la tierra son un espectáculo para la vista. 7.5.
En los Hospitales:
Los generadores de respaldo de emergencia son una necesidad para cualquier gran institución de salud médica. Debido a la naturaleza crítica de las obras que estas instalaciones hacen y la posición en la que sus pacientes se encuentran, las fallas de energía simplemente no son una opción. Durante muchos años, tanto los hospitales militares y los públicos han utilizado generadores de fuerza industrial fija para asumir el control cada vez que se va la luz, ya sea debido a un corte local o a un desastre natural como un huracán o una inundación. Detrás de los centros de datos: Las computadoras están en el corazón de la industria de hoy. Cuando los servidores y los sistemas se caen, las comunicaciones se pueden perder, el negocio se detiene, se pierden datos, los trabajadores dejan de realizar sus labores, y casi todo se detiene. Es por eso que casi todas las compañías de comunicaciones y telecomunicaciones de todas las formas recurren a generadores diésel como su opción de alimentación de reserva primaria. Con la fiabilidad de sus servicios afectando a tanta gente, ellos realmente no tienen más remedio que tener una opción de energía de respaldo sólido, tanto para su negocio, como para los clientes a quienes sirven. 7.6.
En resumen:
El Diésel se utiliza en la mayoría de los sectores industriales de forma abrumadora, ya que proporciona más energía por unidad de combustible y su baja volatilidad hace que sea más seguro de manejar. Una perspectiva muy emocionante de diésel sobre la gasolina es la posibilidad de eliminar el consumo de petróleo por completo. La mayoría de los motores diésel pueden ser inducidos a la quema de aceite vegetal en lugar de la quema de diésel y todos ellos pueden quemar distintas formas procesadas de aceite vegetal sin pérdidas en la vida o la eficiencia.
8. BIBLIOGRAFIA SEGUN LAS NORMAS APA:
-
Castro Vicente, M. (1987) El motor Diésel en el automóvil. Barcelona: Ediciones CEAC, S.A.
-
El Diario. (2015). ¿Todavía conviene un motor Diésel?. Recuperado de El Diario (https://eldiariony.com/2015/10/06/todavia-conviene-unautomovil-diesel/)
-
JatPower. (2015). Tipos y aplicaciones de los motores Diésel Industriales. Recuperado de JatPower.com (http://www.jatpower.com/blog/tipos-yaplicaciones-de-los-motores-diesel-industriales/)
-
Martínez, A. (2007). Motores de Combustión Interna (1era edición). Sant Caloni: IES Baix Montseny.
-
Sedon, Don. (2006) El motor Diésel sin problemas ( 1era edición). México: Ed. NORAY.
-
Wikipedia. (2017). Los motores Diésel . Recuperado de Wikipedia. (https://es.wikipedia.org/wiki/Motor_di%C3%A9sel)
MATERIALES DE TRABAJO Y EQUIPOS (HERRAMIENTAS)
EQUIPOS, HERRAMIENTAS CANTIDAD Y MATERIALES MODELO DE TRABAJO
Kit Comprensímetro Diésel Kit Estetoscopio Kit Comprobador de presión Desmonta-mangos
SERIE
CONDICIÓN DE USO: BUENO, REGUILAR, DEFICIENTE.
2
Silverline
911D
Bueno
1 1
Littmann FACOM780
910A DM.35
Bueno Bueno
1
FACOM430
DM. 44
Bueno
Manómetro 1 Comprobador de 1 Anticongelante
Dewit Gunson
920A.CP 77125
Bueno Bueno
Refractómetro digital de mano Alicates para abrazaderas Autoblocantes Llaves Vasos magnéticos de llaves para bujías Juego de galgas Kit de Limas Apriete angular
1
PAL
DR6000
Bueno
2
Knipex
8551250 series
Bueno
8 20
Biexagonales Biexagonales
20 mm. 20 mm.
Bueno Bueno
7 2 3
19LAM
804L 276-277 mm D.360L
Bueno Bueno Bueno
Diamantadas FACOM32
Manual de Mantenimiento Preventivo para un motor Diésel
Introducción:
Los siguientes pasos son recomendaciones para la inspección, reparación y mantenimiento de motores Diésel. El mantenimiento y reparaciones varían según la aplicación para la cual se utilice el motor, mantenimiento previo y condiciones de operación. Para lineamientos más específicos, consulte el Manual de Operación y Mantenimiento que le debe ser entregado junto con su motor.
Desarrollo:
1. Revisar el Aceite y los Filtros. Una lubricación adecuada es crítica para mantener el desempeño y vida del motor. Es esencial utilizar el aceite y los filtros diseñados para motores específicos. Sin cambios regulares de aceite y filtros, el aceite se satura de impurezas y partículas contaminantes, y no puede realizar su función adecuadamente. Asegúrese de cambiar aceite y filtros según las indicaciones de su manual del operador.
1.1. Verificar el nivel de aceite diariamente, o cada vez que vaya a utilizar su motor. 1.2. Analizar el aceite puede prevenir fallas potenciales, ya que detecta desgaste de piezas clave y verifica el estado del aceite. 1.3.
Lubricar y utilizar el aceite correcto y el que recomienda el fabricante. No
todos los aceites y filtros son iguales. 1.4.
Consultar a su distribuidor autorizado, porque el aceite y los filtros son
continuamente reformulados y probados para asegurar el máximo desempeño.
2. Revisar el Sistema de Refrigeración. Los refrigerantes (anticongelantes) sufren desgaste y pérdida de sus propiedades al igual que el aceite. Mantener la química apropiada del refrigerante protege contra cavitación, corrosión, depósitos, gelatinización y congelamiento.
2.1. Verificar el nivel de refrigerante diariamente, o cada vez que vaya a utilizar su motor. 2.2. Verificar el estado del refrigerante. Los sistemas de enfriamiento de los motores diésel requieren protección durante todo el año con un refrigerante de uso pesado, adecuado para este tipo de motor. Utilizar agua provocará problemas en el sistema de enfriamiento y en el motor rápidamente. 2.3. Inspeccionar la bomba de agua y sus cojinetes, si hay fuga repare o reemplace la Bomba. 2.4. Limpiar el radiador externamente cuando esté sucio (puede ser necesario hacerlo a diario si trabaja en un ambiente de aire sucio), y después de cada reparación. 2.5. Medir la presión del sistema de enfriamiento y la temperatura de apertura del Termostato cada 1,200 horas o 24 meses de operación. 2.6. Inspeccionar regularmente las aspas del ventilador. Si están dobladas o rotas, reemplace el ventilador.
3. Revisar las Bandas.
3.1.
Inspeccionar las bandas en busca de fisuras, desgaste o estiramiento,
según los intervalos establecidos en su manual de operación. Reemplace cuando sea necesario. 3.2. Medir la tensión de la banda, y el estado del tensor automático si su motor cuenta con esta opción.
4. Revisar el Sistema de combustibles
4.1. Revisar los inyectores y el tiempo de la bomba de inyección según se especifica en el manual del operador. 4.2. Cambiar los filtros de combustible regularmente, teniendo cuidado que sea el filtro indicado para su motor y tipo de sistema de inyección.
5. Revisar el amortiguador Torsional.
El amortiguador torsional reduce la vibración torsional del cigüeñal, para lograr operación silenciosa, reducir la tensión en el cigüeñal, reducir desgaste de engranes y bomba de agua, incrementar la vida de las bandas y los accesorios de las tomas de fuerza frontales. 5.1. Inspeccionar visualmente el amortiguador, buscando goma rasgada. Según las instrucciones del manual del operador. 5.2. Cambiar el amortiguador torsional si es necesario si su estado no es conveniente por que dicho amortiguador no puede repararse. GU
Conclusiones: La vida y desempeño del motor varía dependiendo de las condiciones de operación y la calidad del mantenimiento. Los motores Diésel pueden llevarse a sus especificaciones originales a través de procedimientos apropiados y mediante la utilización de refacciones originales. Hacer una reparación mayor del motor antes de una falla puede evitar costosas reparaciones y la pérdida de precioso tiempo de trabajo. E M
ANTENIMIENTO
