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CURSO DE CAPACITACIÓN PUCALLPA – PERÚ
CURSO: Operación y mantenimiento de maquinaria pesada. Técnicas de operación operación CARGADOR FRONTAL CATERPILLAR 938G
Máquina autopropulsada sobre ruedas o cadenas, con un equipo de trabajo montado en la parte frontal cuya función principal son operaciones de carga (utilización de cuchara), con la que se carga o excava mediante el movimiento de la máquina hacia delante.
Objetivos DEL CURSO: Al finalizar el presente curso el participante estará en condiciones de:
Reconocer los diversos componentes componentes los cuales conforman los distintos sistemas sistemas del cargador frontal. Aplicar los diferentes diferentes métodos y técnicas de operación del cargador frontal. frontal. Actuar en forma forma correcta y correcta al momento momento de una una emergencia en la máquina. Uso correcta de extintores extintores durante una emergencia emergencia en la máquina. Como emplear los primeros auxilios en casos casos de emergencias en en el trabajo. trabajo.
CONTENIDO DEL CURSO: a. SEGURIDAD Y MEDIO AMBIENTE AMBIENTE GLOBALIZADOS EN MINERIA:
Normas de seguridad en la operación maquinaria maquinaria pesada. pesada. condiciones generales. operaciones con seguridad. uso de extintores. disposición de residuos residuos ssólidos ólidos y líquidos. cuidados contra fuegos y explosiones. definición de primeros auxilios. procedimientos para brindar brindar los primeros auxilios. auxilios.
b- MOTOR DE COMBUSTION INTERNA INTERNA DIESEL:
el motor diésel y funcionamiento Componentes del motor diésel. sistema de lubricación del motor. sistema de refrigeración del motor sistema de combustible del motor. sistema de admisión admisión y escape del motor. Tren de fuerza.
DESCRIPCION DEL CURSO: CURSO: CARGADOR MEDIANO 938G
Tiempo de duración: 5 días (40 horas) Número de Participantes: 15 Estudiantes DIRIGIDO A:
Este curso ha sido diseñado para personas que desean capacitarse para poder adquirir conocimiento básico en operación y mantenimiento de maquinaria.
RESUMEN:
El curso se desarrollará 30% en el aula y 70% en la máquina de acuerdo a la disponibilidad de esta. La clase de aula será una presentación de los cargadores de ruedas serie seri e G con énfasis en el modelo m odelo 938G, se describirán los sistemas y sus componentes. En cada módulo se revisará la ubicación de componente componentess así como el funcionamiento de los distintos Sistemas de la máquina, m áquina, utilizando presentaciones, presentaciones, videos ilustrativos, los esquemas respectivos y una máquina. Realizaremos prácticas in situ para que los participantes refuercen los conocimientos aprendidos en clase y practiquen sus habilidades en la máquina. Se incide en realizar las pruebas pr uebas según los procedimientos del manual de servicio y se tendrá una discusión en clase de los resultados obtenidos para comprobar lo aprendido. Durante el curso podrían tocarse temas de Diagnóstico de Máquina similares a una Certificación de Técnicos en Maquinarias, según la disponibilidad del tiempo. El curso está dividido en siete módulos teóricos prácticos respectivos:
TEMARIO:
INTRODUCCIÓN AL CARGADOR • MODULO 1: MOTOR DIESEL • MODULO 2: COMPONENTES PRICIPALES • MODULO 3: SISTEMA DE COMBUSTIBLE • MODULO 4: SISTEMA DE LUBRICACION • MODULO 5: SISTEMA DE REFRIGERACION • MODULO 6: SISTEMA DE ADMISION Y ESCAPE. • TRANSMISION Y TREN DE FUERZA.
OBJETIVOS GENERALES: Al término de este curso, los estudiantes estarán en Capacidad de realizar los siguientes procesos: • Ubicar los componentes mayores y puntos de servicio de acuerdo al Manual de
Operación y Mantenimiento, realizar el mantenimiento preventivo e inspección diaria de los Cargadores Medianos serie G. • conocer los principales componentes del motor diésel y de la máquina. • comprender el funcionamiento del motor diésel.
• conocer la finalidad del sistema de combustible y componentes. • conocer la finalidad del sistema de lubricación y componentes. • conocer la finalidad del sistema de refrigeración y componentes. • Sistema de admisión y escape. • Transmisión y tren de fuerza.
REQUISITOS:
ningún requisito:
AGENDA DEL CURSO: PRIMER DÍA Mañana
• Presentación Inicial, Expectativas: • Pre-Test • Módulo 1, Introducción a la Máquina • Reconocimiento y tipos de cargadores f.
SEGUNDO DÍA
TERCER DÍA
CUARTO DÍA
QUINTO DÍA
Tarde
• Módulo 2: motor diésel y componentes • Funcionamiento
Mañana
• Módulo 3, seguridad durante la operación • Cuidados con la maquina
Tarde
• Módulo 4, motor de combustión interna • Componentes.
Mañana
• Módulo 5, sistema de combustible • Finalidad.
Tarde
• Módulo 6, sistema lubricación. • Finalidad.
Mañana
• Módulo 7, sistema de refrigeración. • Finalidad.
Tarde
• Módulo 8, sistema de admisión de aire / escape • Finalidad.
Mañana
• Módulo 9, transmisión y tren de fuerza. • Componentes
Tarde
• Repaso General • Examen Final • Encuesta Final
Horario de Clase: de 7.45 am a 5:30 pm Horarios de Intermedios recomendados:
10:00 am y 3:00 pm Duración: 30 minutos
Horario de Almuerzo recomendado:
12:00 m a 1:30 pm Duración: 60 minutos
MATERIAL NECESARIO:
Manual de Operación y Mantenimiento 938G. (Senati) cargador frontal 938g cat. Video ilustrativo de inspección diario de la máquina. Aula interactiva equipada con capacidad para 20 participantes. Materiales para las clases demostrativas durante el curso. accesorios de seguridad personal.
Procedimiento general de mantenimiento proporciona información sobre: 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7.
Como reunir información sobre el motor antes de efectuar el mantenimiento. Como determinar un intervalo de mantenimiento. Como efectuar los cambios de filtros y fluidos en el sistema de lubricación. Como efectuar los cambios de filtro y fluidos en el sistema de enfriamiento. Como efectuar los cambios de filtros y el sistema de combustible. Como efectuar los cambios de filtros en el sistema de aire. Como tomar una muestra S.O.S. y como leer un informe S.O.S.
MODULO 1 INTRODUCCIÓN AL CARGADOR MEDIANO SERIE G.
El propósito de este módulo es familiarizar al participante con los mandos y características de control en la cabina, la revisión diaria de mantenimiento y operación de la máquina. Los procedimientos de mantenimiento son críticos para la vida útil del motor. Al efectuar los Procedimientos de forma adecuada se prolonga la duración de los motores y la satisfacción de los clientes.
OBJETIVOS:
Al termino del módulo, el estudiante estará en capacidad de Diferenciar los diferentes modelos de Cargadores Medianos serie G respecto a versiones anteriores y conocer sus especificaciones técnicas.
Realizar la inspección diaria de mantenimiento acuerdo a una hoja de trabajo(check list) Realizar el mantenimiento programado de acuerdo a los procedimientos del Manual de Operación Y Mantenimiento del equipo (intervalos de mantenimiento pm1, pm2) Identificar los controles de operación del Cargador Mediano Serie G: Palancas de implementos, dirección y transmisión, indicadores de alerta e interruptores. Leer e interpretar el panel de instrumentos de la cabina del Cargador Mediano Serie G Realizar el encendido y apagado seguro de la máquina.
MOTOR DIESEL
CONCEPTO Un motor es un conjunto de mecanismos que convierten la energía térmica del combustible, la energía eléctrica de la corriente o la energía hidráulica del aceite en energía mecánica (torque motriz). Es el sistema principal ya que acciona el resto de sistemas. Nosotros en este acápite nos dedicaremos a hablar de un motor de combustión interna. 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. Se diferencia del motor de gasolina en usar gasóleo/gas-oíl o aceites pesados derivados del petróleo, como también aceites naturales
como combustible como el aceite de girasol (de hecho el primer combustible utilizado en este motor fue el aceite de cacahuete).1 Además es muy eficiente en términos termodinámicos, los mejores y más desarrollados llegan a alcanzar hasta un 40% o un 45% de eficiencia, un valor muy elevado en relación a la casi la totalidad de los motores de gasolina, es uno de los motores más usados desde su creación en diversas aplicaciones. LA COMBUSTIÓN:
Es un proceso químico de oxidación rápida que va acompañado de desprendimiento de energía bajo en forma de calor y luz. Para que éste proceso se dé, es necesario la presencia de un combustible, un comburente y calor. El material que es capaz de arder y se combina con el oxígeno, se conoce como combustible. En las combustiones ordinarias el combustible es una sustancia compuesta, como hidrocarburos (gas de petróleo, gasolina, kerosene, parafina, etc.), existen otros compuestos como el hidrógeno, el azufre, el papel, la madera, etc. El oxígeno, elemento esencial para que se produzca y continúe el proceso de oxidación, se conoce como comburente.
El combustible debe alcanzar una temperatura mínima para que pueda arder, ésta temperatura es la denominada punto de ignición o temperatura de inflamación. Los materiales combustibles tienen una temperatura de inflamación baja y entran con facilidad en combustión. Si se quema carbón o azufre en iguales cantidades, se observará que la energía calórica que desprende el carbón es mayor que la que desprende el azufre. Esto significa que los combustibles, al quemarse, no desprenden iguales cantidades de calor. Hay unos que desprenden mucha energía calórica, mientras que otros menos calores. Como resultado del proceso de combustión, se obtienen los productos de la combustión. Estos dependen de la naturaleza del combustible, pero en general se produce vapor de agua, dióxido de carbono y carbón. El hecho de que al quemar combustible se liberan importantes cantidades de energía, le da a estos materiales una particular importancia, ya que pueden ser aprovechados para nuestra utilidad. Las industrias, las fábricas, las plantas de producción de electricidad hacen uso de la combustión para derivar la energía que requieren para funcionar. En la actualidad, los hidrocarburos ocupan en primer lugar entre las fuentes de energía. TIPOS DE MOTORES según su utilización:
Motor de combustión: Motor de un automóvil diésel o gasolina Motor eléctrico : El arrancador Motor neumático : Compresor de aire Motor hidráulico : motores hidrostáticos Motor a reacción : Usado normalmente en aviones
TIPOS DE MOTORES DE COMBUSTIÓN: Motores De Combustión Interna.
Un motor de combustión interna, motor de explosión o motor a pistón, es un tipo de máquina que obtiene energía mecánica directamente de la energía química de un combustible que arde dentro de la cámara de combustión. Su nombre se debe a que dicha combustión se produce dentro de la propia máquina, a diferencia de, por ejemplo, la máquina de vapor. Motores De Combustión Externa.
En este motor la combustión o expansión de los gases se realiza fuera de los cilindros, ya no es usado el día de hoy por ser demasiados lentos.
CLASIFICACIÓN DE LOS MOTORES de combustión interna Según El Combustible Que Utiliza:
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Motor diésel Motor a gasolina Motores a gas.
Según El Sistema De Refrigeración: • • •
Motor refrigerado por agua Motor refrigerado por aire. refrigeración mixta por agua y aire.
Según El Ciclo De Trabajo: • •
Motor de dos tiempos. Motor de cuatro tiempos.
Según El Número De Culatas: • •
Motor de una sola culata. Motor de varias culatas.
Según La Ubicación Del Árbol De Levas: • •
Árbol de levas en el bloque del motor OHV Árbol de levas en la culata OHC Y DOHC.
Según La Carrera De Pistón. Motor largo: Cuando la carrera del pistón es mayor que el diámetro del cilindro. Motor cuadrado: Cuando la carrera del pistón es igual al diámetro del cilindro. Motor súper cu adrado: Cuando la carrera del pistón es menor que el diámetro del cilindro.
MOTOR EN LÍNEA: Tiene los cilindros dispuestos en línea de forma vertical en un solo bloque. Este motor
se puede utilizar desde 2 a 8 cilindros, el motor de 4 cilindros es el más utilizado hoy en día. El motor en línea es el más sencillo constructivamente hablando por lo que su coste es más económico así como sus reparaciones.
MOTORES EN V: Tiene los cilindros repartidos en dos bloques unidos por la base o bancada y formando
un cierto ángulo (60º, 90º, etc.). Se utiliza este motor para 6 cilindros en adelante. Esta forma constructiva es ventajosa para un número de cilindros mayor de 6, ya que es más compacta, con lo cual el cigüeñal, al ser más corto, trabaja en mejores condiciones. Tiene la desventaja de que la distribución se complica ya que debe contar con el doble de árboles de levas que un motor en línea, lo que trae consigo un accionamiento (correas de distribución) más difícil y con mas Mantenimiento.
MOTOR HORIZONTAL U OPUESTO: Es un caso particular de los motores de cilindros en V. Los cilindros van
dispuestos en dos bloques que forman un ángulo de 180º colocados en posición horizontal y en sentidos opuestos que se unen por su base o bancada. La ventaja de esta disposición es que reduce la altura del motor, por lo que se puede utilizar motos de gran cilindrada, en coches deportivos y autobuses que disponen de mucho espacio a lo ancho y no en altura.
Según El Control De Combustión de la combustión: •
a) Motores de inyección directa.
Cuando el combustible se inyecta directamente en la cámara de combustión. •
b) Motores de inyección indirecta.
Estos diseños de motores la inyeccion del combustible se realiza en la pre cámara.
Por El Sistema De Alimentación De Aire. a) De aspiración natural. Cuando
el ingreso del aire es solo por la depresión causada por el desplazamiento descendente del pistón b) Sobrealimentado. Es cuando el motor tiene un turbo alimentador o soplador de aire el cual gracias a la fuerza de los gases de escape, empuja al aire y lo hace ingresar con más fuerza dentro de la cámara de combustión:
Componentes DEL MOTOR diésel: MONOBLOCK y componentes:
Es el corazón del motor hacho generalmente de hierro fundido o de aleaciones de aluminio que es más liviano su peso y más eficiente en relación al calor que el de fabricado y hierro fundido, el monoblock cuenta con rebordes de refuerzo en la parte exterior para aumentar su rigidez y ayudar en la radiación del calor. El bloque de cilindros contiene varios cilindros donde los pistones se mueven de arriba hacia abajo. BLOQUE de cilindros:
Camisetas húmedas:
Está rodeada de líquido refrigerante que moja la parte externa de la camisa con lo cual se elimina el problema de la transferencia del calor, para ello es necesario un sello en la parte superior que evite ingresar al líquido dentro del cilindro y otro sello inferior para que el líquido no llegue al Carter. El espesor de la camisa húmeda es mucho mayor que el de la camisa seca y ese mayor grosor especial es necesario porque la camisa húmeda no tiene apoyo en el cilindro en toda su longitud.
Camisas Secas:
se montan en el cilindro, en el mismo material que el del block, de forma prensada de manera que no tenga contacto con el líquido refrigerante. NO entra en contacto con el líquido. Una camisa seca no bien ajustada al block creara una barrera térmica que mantendrá el calor dentro de la camisa lo que provocará un aumento de la temperatura lo que puede ocasionar ralladuras en la pared del cilindro, el pistón o los aros. Una camisa seca demasiado ajustada comprime el material de la camisa con lo cual se contrae y pierde el ajuste de interferencia y puede crear un hueco entre la camisa y el cilindro del block.
CIGUEÑAL:
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Un cigüeñal1o cigoñal2 es un eje acodado, con codos y contrapesos presente en ciertas máquinas que, aplicando el principio del mecanismo de biela-manivela, transforma el movimiento rectilíneo alternativo en circular uniforme y viceversa. En los motores de automóviles el extremo de la biela opuesta al bulón del pistón (cabeza de biela) conecta con la muñequilla y es la parte que se une al cigüeñal, la cual junto con la fuerza ejercida por el pistón sobre el otro extremo (pie de biela) genera el par motor instantáneo, que esta acoplado un casquillo antifricción para la unión con el pistón, a través de un eje llamado bulón. 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 hace 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 muñequilla.
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. En otras disposiciones como motores en V o bien horizontales opuestos (boxer) puede variar esta regla, dependiendo del número de cilindros que tenga el motor. El cigüeñal es también el eje del motor con el funcionamiento del pistón y gradualmente se usa así en los automóviles con motor de combustión interna actuales. El otro extremo de la biela hace girar el cigüeñal, que está ubicado en la parte inferior del bloque de motor. El cigüeñal transmite el movimiento giratorio al volante proporcionando energía adecuada para el trabajo. Los cigüeñales para los motores en línea generalmente sólo tienen un muñón de cojinetes de biela por cada cilindro mientras que los motores en "V" comparten un solo muñón de cojinetes de biela entre dos cilindros. PARTES DEL CIGÜEÑAL.
Muñones o puños biela.
Los muñones de los cojinetes de biela determinan la posición de los pistones. Cuando los muñones están arriba, los pistones están en el punto muerto superior. Cuando los muñones están abajo, los pistones están en el punto muerto inferior. El orden de encendido del motor determina el momento en que cada muñón de cojinete de biela llega al punto muerto superior. Agujeros de aligeramiento.
Ciertos muñones de cojinetes de biela tienen agujeros de aligeramiento para reducir el peso del cigüeñal y ayudar a equilibrar el cigüeñal. Conductos de aceite.-
son aquellos que se encuentran mecanizados interiormente con la finalidad que el aceite lubrique y enfríe los muñones de biela y bancada. Tapón del conducto de aceite:
Los conductos perforados de aceite están taponados en un extremo por un tapón cóncavo o un tornillo de ajuste. Tapas de biela y bancada.
Los muñones de los cojinetes de bancada (1) y los muñones de los cojinetes de biela (2) están sujetos por medio de nervaduras (3). El radio entre la nervadura y el muñón se denomina curva de unión cóncava (4). Contrapesos.
Ciertas nervaduras tienen contrapesas para equilibrar el cigüeñal. Estas contrapesas pueden formar parte del forjado del cigüeñal o en ciertos casos están empernadas. Muñones de los cojinetes de bancada.
Este es un muñón de cojinete de bancada de empuje. Es uno de los muñones de los cojinetes de bancada. Su nervadura tiene flancos pulidos anchos. Funciona con el cojinete de bancada de empuje para limitar el movimiento hacia adelante y hacia atrás del cigüeñal llamado juego longitudinal.
Cojinetes de bancada.
El cigüeñal gira dentro de los cojinetes de bancada, que están bien sujetos en orificios ubicados en la parte inferior del bloque en general, la mitad de casquillo inferior soporta más carga y se desgasta más rápido.
EL PISTON. UN pistón es una pieza que forma parte del mecanismo de funcionamiento de un motor. También conocido como émbolo, se trata de un elemento que se mueve de forma alternativa dentro de un cilindro y además tiene la forma de un vaso invertido para interactuar con un fluido. El pistón realiza tres funciones principales: 1. - Transmiten la fuerza de combustión a la biela y al cigüeñal. 2. - Sellan la cámara de combustión. 3. - Disipan el calor excesivo de la cámara de combustión. Partes de un pistón.
El pistón, que transmite la fuerza de combustión, está compuesto por muchas piezas: 1.-Cabeza - contiene la cámara de combustión. 2.-Ranuras y resaltos de los anillos - sujetan los anillos de compresión y de control de aceite. 3.-Orificio del pasador de biela - contiene un pasador que Conecta el pistón con la biela. 4.-Anillo de retención - mantiene el pasador de biela dentro del orificio del pasador. 5.-Faldón de tope - soporta las presiones laterales.
Tipos de pistón .
Los pistones se construyen de diversas maneras. 1.-Cabeza de aluminio colado con faldón de aluminio forjado, soldada por haz electrónico. 2.-Compuestos. Formados por una cabeza de acero y un faldón de aluminio forjado empernados entre sí. 3.-Articulados. Cabeza de acero forjado con orificios de pasador y bujes, y un faldón separado de aluminio colado. Las dos piezas están conectadas por medio de un pasador de biela. 4.-El tipo más común es el pistón de aluminio colado de una sola pieza con una banda de hierro que lleva los anillos de los pistones.
Tipos de anillos de pistón:
Hay tres tipos de anillos de pistón:
Anillos de compresión . Segundo anillo de compresión o fuego . Tercer anillo de lubricación .
Los anillos de compresión sellan la
parte inferior de la cámara de combustión impidiendo que los gases de combustión se fuguen por los pistones. Anil lo de c ontr ol de aceit e o lub ri cació n:
Normalmente hay un anillo de control de aceite debajo de los anillos de compresión. Los anillos de control de aceite lubrican las paredes de la camisa del cilindro al moverse el pistón hacia arriba y hacia abajo. La película de aceite reduce el desgaste en la camisa del cilindro y en el pistón. Resorte o anill o de expansión:
Detrás del anillo de control de aceite hay un resorte de expansión que permite mantener una película uniforme de aceite en la pared del cilindro.
Bielas:
La Biela es el elemento del motor encargado de transmitir la presión de los gases que actúa sobre el pistón al cigüeñal, o lo que es lo mismo, es un eslabón de la cadena de transformación del movimiento alternativo (pistón) en rotativo (cigüeñal).
La biela const a de varias pi ezas:
CUL ATA O TAPA DE CILINDROS : CONCEPTO: Es la tapa superior de los cilindros, la cual tapa el monoblock e independiza cada uno de los cilindros con su cámara de combustión, sus válvulas y cámara de combustión. En la culata se encuentra montado el conjunto de válvulas y balancines y en algunos motores llevan los descansos del eje de levas.
CONSTRUCCIÓN.
La culata se construye de fierro fundido y aluminio, y es de una sola pieza para cada grupo de cilindros, los motores en V y los horizontales de cilindros opuestos llevan dos culatas.
EMPAQUETADURA DE CULATA.
Para conseguir la hermeticidad entre ambos componentes se emplea una lámina de acero o asbesto, llamada empaquetadura, esta impide escapes de la compresión de los cilindros y el agua de las chaquetas a los cilindros.
ORIFICIOS PARA PERNOS DE FIJACION DE LA CULATA
ANILLOS 1
2
3
4
5
DE
6
METAL
CONDUCTOS PARA LA CIRCULACION DEL REFIGERANTE
La culata se une herméticamente con el monoblock por pernos de acero de gran resistencia, al igual que los del cigüeñal deben ser ajustados con el torqui metro. Tipos de culata.
Según el Sistema de refrigeración en los motores, las culatas se pueden clasificar en dos tipos generales: Las que se utilizan en motores refrigerados por agua, y las usadas en refrigeración por aire. Existen motores Diésel equipados con una sola culata para todo el bloque; o bien con una culata para cada grupo de dos o tres cilindros o una, para cada cilindro.
CULATAS MULTIPLES
MOTORES DE 6 CILINDROS
CULATAS INDIVIDUALES
MOTORES DE 4 CILINDROS
EJE DE LEVAS:
Este eje funciona para abrir y cerrar las válvulas. La cima en la leva empuja para abrir la válvula y la zona baja permite que la válvula esté cerrada por la fuerza de un resorte.
Mecanismos de válvula.
En un motor de 4 ciclos, cada uno de los cilindros es provisto con una o dos válvulas de admisión y válvulas de escape. El mecanismo de válvula es el equipo el cual abre y cierra éstas válvulas en el momento óptimo para que el movimiento de las válvulas coincida con los pistones cuando ellos se mueven arriba y abajo. Los mecanismos de válvula principalmente consisten de los mecanismos OHV, OHC y DOHC.
EJE DE VALANCINES
Sistema ohv (eje de leva en el bloque). OHV (Eje de Levas en el Monoblock) Este es un mecanismo con un eje de levas el cual está ubicado en el costado de los cilindros. Los movimientos de esta leva actúan vía varillas de empuje, brazos de balancín u otros mecanismos que abren y cierran las válvulas ubicadas en la parte superior de la cámara de combustión.
OHC (Un solo Eje de Leva en la Culata )
Este es un mecanismo con un eje de levas el cual está ubicado en la culata de cilindros. Los movimientos de esta leva actúan vía brazos de balancín para mover las válvulas.
DOHC (Doble Eje de Levas en la Culata)
Este es un mecanismo con 2 ejes de levas, uno usado exclusivamente para las válvulas de admisión y el otro usado exclusivamente para las válvulas de escape, los cuales abren y cierran las válvulas directamente. 2 EJES DE LEVAS
FUNCIONAMIENTO DEL MOTOR DE combustión interna. Características:
Un motor de combustión interna basa su funcionamiento, como su nombre lo indica, en el quemado de una mezcla comprimida de aire y combustible dentro de una cámara cerrada o cilindro, con el fin de incrementar la presión y generar con suficiente potencia el movimiento lineal alternativo del pistón. EL MOTOR DIÉSEL es un motor térmico 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. Fue inventado y patentado por Rudolf Diésel en 1892, por lo que a veces se denomina también motor Diésel, utilizando su motor originalmente un biocombustible: aceite de Palma, coco...(pero incluso Diésel reivindicó en su patente el uso de polvo de carbón como combustible, pero no se utiliza por lo abrasivo que es). Un motor diésel funciona mediante la ignición de la mezcla aire-gas sin chispa. La temperatura que inicia la combustión procede de la elevación de la presión que se produce en el segundo tiempo motor, compresión. El combustible diésel se inyecta en la parte superior de la cámara de compresión a gran presión, de forma que se atomiza y se mezcla con el aire a alta temperatura y presión. Como resultado, la mezcla se quema muy rápidamente. Esta combustión ocasiona que el gas contenido en la cámara se expanda, impulsando el pistón hacia abajo. La biela transmite este movimiento al cigüeñal, al que hace girar, transformando el movimiento lineal del pistón en un movimiento de rotación. Para que se produzca la auto inflamación es necesario emplear combustibles más pesados que los empleados en el motor de gasolina, empleándose la fracción de destilación del petróleo comprendida entre los 220 y 350°C, que recibe la denominación de gasóleo. La principal ventaja de los motores diésel comparados con los motores a gasolina estriba en su menor consumo de combustible, el cual es, además, más barato. Debido a la constante ganancia de mercado de los motores diésel en turismos desde los años noventa (en mucho países europeos ya supera la mitad), el precio del combustible tiende a acercarse a la gasolina debido al aumento de la demanda. Este hecho ha generado grandes problemas a los tradicionales consumidores de gasóleo como transportistas, agricultores o pescadores. Actualmente se está utilizando el sistema Common-rail en los vehículos automotores pequeños, este sistema brinda una gran ventaja, ya que se consigue un menor consumo de combustible, mejores prestaciones del motor, menor ruido (característico de los motores Diésel) y una menor emisión de gases contaminantes Este tipo de motores utiliza un combustible diferente a la gasolina, que lleva por nombre Gas-Oíl , comúnmente conocido como diésel, o en su defecto Biodiesel. Los motores diésel utilizan un sistema de cuatro tiempos: Los cuales son: admisión, compresión, combustión y escape. Primer tiempos o admission:
en esta fase el descenso del pistón aspira la mezcla aire combustible en los motores de encendido provocado o el aire en motores de encendido por compresión. La válvula de escape permanece cerrada, mientras que la de admisión está abierta. En el primer tiempo el cigüeñal da 180 y el árbol de levas da 90º y la válvula de admisión se encuentra abierta y su carrera descendente. Segundo tempo o compresión:
Al llegar al final de carrera inferior, la válvula de admisión se cierra, comprimiéndose el gas contenido en la cámara por el ascenso del pistón. En el 2º tiempo el cigüeñal da 360º y el árbol de levas da 180º, y además ambas válvulas se encuentran cerradas y su Carrera es ascendente.
Tercer tiempo combustión o explosión:
Al no poder llegar al final de carrera superior el gas ha alcanzado la presión máxima. En los motores de encendido provocado, salta la chispa en la bujía provocando la inflamación de la mezcla, mientras que en los motores diésel, se inyecta con jeringa el combustible que se auto inflama por la presión y temperatura existentes en el interior del cilindro. En ambos casos, una vez iniciada la combustión, esta progresa rápidamente incrementando la temperatura en el interior del cilindro y expandiendo los gases que empujan el pistón. Esta es la única fase en la que se obtiene trabajo. En este tiempo el cigüeñal da 170º mientras que el árbol de levas da 240º, ambas válvulas se encuentran cerradas y su carrera es descendente. Cuarto tiempo o escape:
En esta fase el pistón empuja cuidadosamente, en su movimiento ascendente, los gases de la combustión que salen a través de la válvula de escape que permanece abierta. Al llegar al final de carrera superior, se cierra la válvula de escape y se abre la de admisión, reiniciándose el ciclo. En este tiempo el cigüeñal da 360º y el árbol de levas da 180º y su carrera es ascendente.
Ciclo de dos tiempos: En el motor de dos tiempos, se efectúa el ciclo completo de funcionamiento con dos carreras del pistón: una ascendente y. una descendente. Los motores básicos de dos tiempos tienen lumbreras en las paredes del cilindro las cuales descubre y cubre el pistón durante su movimiento hacia abajo y hacia arriba en el cilindro. Estas lumbreras son de admisión y de escape. En los motores Diésel, por lo general, se utilizan tanto las lumbreras y válvulas las lumbreras para introducir aire en el cilindro y 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 ci lindro con aire limpio, ayuda expulsar los gases de escape. Esta acción se denominada barrido.
El pistón está en PMI. El soplador introduce el aire por las lumbreras de admisión en la pared del cilindro. Esto llena el cilindro con aire exterior y expulso los gases quemados por las válvulas de escape que está en la culata de cilindros. El pistón se mueve hacia arriba y 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 1/16 parte de su volumen, original. Esto eleva la temperatura del aire comprimido. El pistón casi ha llegado al PMS.en la carrera de compresión El combustible atomizado por el inyector en la cámara de combustión se inflama con la alta temperatura del aire comprimido. La presión resultante empuja el pistón hacia abajo en el cilindro en la carrera de potencia. El pistón casi ha llegado al PMI en la carrera de potencia. La válvula de escape esta sincronizada para que abra justo antes del PMI y deje salir los gases quernados del cilindro. Conforme continua la rotación del cigüeñal, el pistón llegara al PMI y descubrirá las lumbreras de admisión para que penetre el aire del soplador y el ciclo continua igual que antes. Todo el ciclo ocurre con una sola revolución del cigüeñal.
1.- SISTEMA LUBRICACIÓN DE LOS MOTORES DE COMBUSTIÓN INTERNA. INTRODUCCIÓN:
La función del sistema de lubricación es evitar el desgaste de las piezas del motor, creando una capa de lubricante entre las piezas, que están siempre rozando. El lubricante suele ser recogido (y almacenado) en el Carter inferior (pieza que cierra el motor por abajo) El lubricante y su viscosidad pueden influir mucho en el rendimiento de un motor, además, existen varios sistemas para su distribución. La lubricación forma una parte fundamental de las operaciones del mantenimiento preventivo que se deben realizar al vehículo para evitar que el motor sufra desgastes prematuros o daños por utilizar aceite contaminado o que ha perdido sus propiedades. OBJETIVO DEL SISTEMA DE LUBRICACIÓN:
La lubricación tiene varios objetivos. Entre ellos se pueden mencionar los siguientes:
i. Reducir el rozamiento o fricción para optimizar la duración de los componentes. ii. Disminuir el desgaste. iii. Reducir el calentamiento de los elementos del motor que se mueven unos con respecto a otros. En la lubricación de un motor de combustión interna generalmente se presentan combinaciones de estos fenómenos lo cual mejora la efectividad de la lubricación. LUBRICACIÓN HIDROSTÁTICA del motor.
Se obtiene introduciendo el lubricante en el área de soporte de la carga a una presión suficientemente elevada para separar las superficies con una capa relativamente gruesa de lubricante. Se utiliza en los elementos donde las velocidades son relativamente bajas. En el caso de los motores de combustión interna antes de que se genere la lubricación hidrodinámica es necesario generar una fuerza que separe los elementos móviles. Esta fuerza se genera al inyectar el lubricante a presión por medio de una bomba la cual normalmente es movida por el motor. Este tipo de lubricación permite suministrar el lubricante a todas las partes que lo requieran y no depende de la velocidad de rotación de los elementos. La cantidad de lubricante inyectado depende de la presión de la bomba de aceite, de la temperatura y de la viscosidad del lubricante. LOS PUNTOS PRINCIPALES A ENGRASAR EN UN MOTOR, SON: •
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Paredes de cilindro y pistón. Bancadas del cigüeñal. Pie de biela. Árbol de levas. Eje de balancines. Engranajes de la distribución. LOS Componentes DEL SISTEMA DE LUBRICACIÓN:
El sistema de lubricación está compuesto de los siguientes componentes: 1. Carter 2. Malla, filtro o coladera 3. Bomba de aceite 4. Filtro de aceite 5. Galería principal 6. Cigüeñal 7. Árbol de levas 8. Barra de balancines 9. Intercambiador de calor (sólo en motores a diésel)
El Carter :
Inferior sirve de depósito al aceite, que ha de engrasar a todos los elementos y en la parte más profunda, lleva una bomba que, movida por un eje engranado al árbol de levas, lo aspira a través de un colador. A la salida de la bomba, el aceite pasa a un filtro donde se refina, y si la presión fuese mayor de la necesaria, se acopla una válvula de descarga.
TAPÓN DE DRENADO DE ACEITE
Presión:
La presión a la que circula el aceite, desde la salida de la bomba hasta que llegue a los puntos de engrase. Esta presión debe ser la correcta para que el aceite llegue a los puntos a engrasar, no conviene que sea excesiva, ya que aparte de ser un gasto innecesario llegaría a producir depósitos carbonosos en los cilindros y las válvulas. Para conocer en todo momento la presión del sistema de engrase, se instala en el salpicadero un manómetro, que está unido a la tubería de engrase, y nos indica la presión real. O bien una luz situada en el tablero de instrumentos, que se enciende cuando la presión es insuficiente. Lubricación por mezcla.
La forma más sencilla de lubricar el motor. El aceite lubricante suele agregarse al combustible al llenar el depósito o se agrega a la mezcla en el carburador por medio de un deposito especial y una bomba dosificadora. El caudal impulsado por la bomba puede depender del número de revoluciones del motor y de la carga de este. La relación de mezcla del aceite con el combustible está comprendida entre 1:25 y 1:100 . La lubricación por mezcla sólo puede utilizarse utilizarse en motores de dos ti empos , en los que la mezcla pasa por el cárter del cigüeñal. Lubricación por inmersión o por salpicadura.-
Las tapas de las bielas van provistas de unos cacillos y los muñones del cigüeñal con discos. Unos y otros se sumergen en el depósito de aceite del cárter y lanzan el aceite salpicando todos los puntos. Se emplea siempre como complemento del circuito de engrase a presión. Lubricación por circuito a presión.-
Es el sistema más empleado. En este sistema, una bomba aspira aceite del cárter, normalmente a través de un filtro, y lo impulsa por los conductos y, en su caso, por un filtro a los puntos de lubricación.
Colador de aceite del Carter.
Que es un tubo por donde se recolecta el aceite y se introduce a la bomba. El cedazo está sumergido en el aceite así que la zona de recolección está cubierta por una malla que impide el paso de impurezas al sistema de lubricación.
Filtros de aceite.
Se instalan para evitar que el lubricante se deteriore prematuramente a causa de las impurezas. Además, suelen mejorar la refrigeración del flujo de aceite. R T E E T I E E R T L I F L E I I B
Normalmente se montan filtros de circuito principal porque así todo el caudal impulsado pasa a presión por el filtro antes de llegar a los puntos de lubricación y se eliminan previamente las impurezas. Una válvula de desvío colocada delante del filtro del circuito principal garantiza que, en caso de obstrucción del filtro, el aceite pueda llegar, sin filtrar, a los puntos de lubricación a través de un conducto de derivación. La válvula de sobrepresión situada a continuación de la bomba de aceite impide que la presión en los conductos de aceite resulte inadmisible, cosa que puede ocurrir, especialmente, en el arranque en frío. Una válvula de retención situada después de la bomba impide que se vacíen los conductos de alimentación con el motor parado. A través de un filtro del circuito secundario no circula más que una parte del caudal de aceite impulsado porque se encuentra en un ramal paralelo al conducto principal. De esta manera, a los puntos de lubricación puede llegar aceite sucio. Por esta razón se mejora la finura del filtro y el aceite se limpia, ciertamente, con mayor lentitud pero con más intensidad. Como solo pasa una parte del aceite por el circuito secundario, no necesita válvula de desvío. Los filtros obstruidos no pueden bloquear el flujo de aceite hacia los puntos de lubricación.
Bomba de aceite de lubricación del motor. Características.
Todo motor necesita lubricación para asegurar un correcto funcionamiento y alargar su vida útil. La bomba de aceite es, por tanto, la encargada de poner en circulación ese aceite y hacer que en todo el circuito del motor se mantenga una presión y un caudal adecuados, de acuerdo a las características del motor en sí. Habitualmente se dice que la bomba de aceite en un coche es como el corazón en un cuerpo humano, ya que este elemento es el encargado de succionar el aceite del cárter e impulsarlo a través del filtro y las galerías de aceite hacia los cojinetes del cigüeñal y del árbol de levas. De este modo se evitarán los rozamientos indeseados que afectarían a las principales partes del motor haciendo que se quedaran inmóviles y originando el mundialmente conocido problema de motor “gripado”.
Por lo general, todo motor necesita una presión de trabajo y un flujo de lubricación constante que dependerá del tipo de motor ante el que nos encontremos o de su fabricante. No obstante estas presiones de trabajo suelen oscilar entre los 80y 90 libras. Normalmente las bombas de aceite están formadas por cuatro elementos diferenciados que son: el cuerpo principal, la tapa o aspirador, dos engranajes (uno conductor y otro libre) o con ensamble de rotor y estator (uno interior y otro exterior) y una válvula que facilitará el aliviado del aceite y que suele encontrarse en el interior de la misma bomba de aceite o en el bloque de motor.
VALVULA DE ALIVIO DE PRESION.
Válvula regulador reguladora a de presión. presión.
La válvula reguladora de presión de la bomba se encarga de regular la presión del flujo de aceite para garantizar que ésta sea continua. Con el paso del tiempo esta válvula sufre desgaste y puede ocasionar dos situaciones extremas: la deformación y/o destrucción del filtro o la caída total de la presión del flujo de aceite. Ambas situaciones se explican en las figuras 2 y 3 respectivamente.
VALVULA REGULADORA DE PRESION
Enfriadores de aceite de motor .
El funcionamiento de los intercambiadores de calor se basa en la transferencia de energía en forma de calor de un medio (aire, gas o líquido) a otro medio. El mecanismo de funcionamiento de los intercambiadores de calor, que logran una separación total entre los dos fluidos sin que se produzca ningún almacenamiento intermedio de calor, se conoce como recuperador. Para que el funcionamiento de los intercambiadores de calor logre una transferencia de calor lo más grande posible, la partición interior del intercambiador se ha diseñado de forma que la distancia - que debe recorrer la corriente de calor - sea lo más pequeña posible. Para ello, también se tiene en cuenta la caída de presión permitida del interior del intercambiador. RECIRCULACION DE ACEITE DE MOTOR
CAMARA DE CIRCULACION DE AGUA
El medidor de presión de aceite es uno de los instrumentos más importantes de un auto. Actúa como un indicador del estado general del motor y como un sistema anticipado de advertencia, indicando con antelación cualquier problema que pueda existir con el fin de que se pueda investigar la causa antes de que el daño sea mayor. Este se encuentra ubicado en el tablero de instrumentos de la máquina.
Este indicador es en esencia un manómetro, de medición a distancia que está constantemente indicando en el tablero de instrumentos el valor de la presión de aceite en el conducto principal del motor. Este conducto recibe directamente el aceite de la bomba de lubricación y lo distribuye al resto del motor. Los fabricantes de automóviles usan diferentes modos para hacer la medición pero las dos más comunes son: 1.- Usando un manómetro de tubo de Bourdon en el tablero y un conducto delgado hasta el motor. 2.- Convirtiendo la señal de presión a un cambio de resistencia eléctrica y luego midiendo esta con un galvanómetro de cuadros cruzados o un indicador de lámina bimetálica.
Sensor de presión de aceite de motor.
El sensor de presión del aceite también conocido como la pera del aceite, este sensor es el encargado de enviar la señal a la ECU sobre la presión del aceite del motor. En el tablero de instrumentos vemos una señal como una lámpara de Aladino, este sensor es el que emite la señal a este indicador, está basado en el principio electromecánico. La posición de la leva en la bobina de cable de resistencia depende directamente de la presión aplicada y genera una señal de salida eléctrica acorde a ésta (10 ohmios - 184 ohmios). Algunos sensores están conectados a tierra. Otros sensores no están conectados a tierra, es decir, la toma de tierra se hace mediante una conexión independiente. Es posible añadir un contacto de aviso adicional a los sensores de presión para así poder indicar cuándo se ha alcanzado el límite de presión, a la vez que se realizan mediciones continuas. ¿Dónde está ubicado el sensor de presión de aceite?
Alumbra con una linterna la parte trasera del lado izquierdo (conductor). Estás buscando una conexión eléctrica de plástico pequeña y negra con un tornillo entre ella y el motor. El sensor se atornilla al motor y está localizado cerca del arranque, un cilindro metálico atornillado del lado del motor. Esta es la ubicación de la mayoría de los motores de 4 cilindros. El sensor de presión del aceite a veces se obstruye a causa de un motor con un mantenimiento deficiente. Un sensor obstruido envía una lectura falsa de baja presión; sin embargo no debemos asumir que el sensor esta obstruido, se debe verificar el nivel del aceite o si presentar fugas. El nivel del aceite no es una señal de daños en el sensor de presión. Esto solo se debe a problemas en el momento de la succión o de la ingesta de la bomba de aceite, si la bomba recibe una pequeña cantidad, por debajo del nivel del tanque, pero es suficiente para lubricar adecuadamente, este no activará el sensor. La situación más común en la que el nivel bajo enciende la luz de advertencia es cuando es una fuga desconocida en el sistema, la succión es imperfecta en el tapón del cárter o en el filtro, que se pueden presentar por piedras o escombros en el camino.
Indicador de la presión de aceite del motor.
Se enciende cuando la presión de aceite del motor asciende por debajo de lo habitual.
Consecuencias de una baja presión.
Debemos estar atentos al sensor de presión del aceite, algunos vehículos presentan fugas a través del sensor de presión del aceite, operar un motor a baja presión puede causar serios daños en el motor. Una baja presión puede presentarse también por filtros tapados, válvulas de derivación de filtro abierta, impurezas en el aceite, pérdida parcial temporal del cebado de la bomba de aceite. Una disminución constante en la presión de aceite durante un periodo largo de operación del motor, puede ser una indicación de cojinetes gastados o desgaste excesivo de la bomba del aceite.
Las causas más probables de un con sumo excesivo de aceite: “se pegan” los aros del pistón.
Cuando las superficies de deslizamiento de los cilindros y guías de las válvulas están desgastadas. Cuando el aceite lubricante se calienta demasiado. Cuando se emplea aceite con viscosidad demasiada pequeña. Cuando las juntas están deterioradas. Empaque del cárter de la distribución. Tapa del cárter de la distribución torcida o rota. Empaque del cárter inferior. Cárter inferior roto o rajado. Obstrucción en el tubo de retorno al cárter desde el retenedor de aceite en el extremo trasero del cigüeñal. Retenedor en el extremo del árbol de levas. Empaquetadura desgastada. Cigüeñal torcido, bombea por los empaques. Empaque de la tapa de válvula. Anillos gastados o sin elasticidad. Cilindro gastados, o cónico. Falda del pistón sin elasticidad, ni ajuste contra el cilindro. Pistón con cabeceo. Biela torcida. Aceite diluido. Respiradero obstruido. Anillos flojos o enfrentados. Orificios de recogida del aceite obstruidos. Cilindro rayado. Casquetes de biela gastada. Resorte del limitador de presión bloqueado.
Agua en el cárter.
Puede ser debido a fugas por el empaque de la culata o cilindro rajado o grieta en un anillo de caucho, pasando el agua al cárter o también puede ser por condensación de humedad en tiempo frío. Para el primer caso la solución es el cambio del empaque de la culata o la reparación del cilindro, lo segundo cambiando el aceite.
CIRCUITO DE ACEITE EN EL MOTOR:
Una flecha montada en el engrane del árbol de levas hace funcionar la bomba de aceite. Esta succiona el aceite a través de la coladera que está colocada en la parte inferior del cárter y lo envía al filtro de aceite, de aquí el aceite pasa entre conductos y pasajes, éste al pasar bajo presión por los pasajes perforados, proporciona la lubricación necesaria a los cojinetes principales del cigüeñal, las bielas, los alzaválvulas (punterías o buzos) y los pernos de los balancines. Las paredes de los cilindros son lubricadas por el aceite que escurre de los pernos de las bielas y de sus cojinetes. Para permitir que el aceite pase por los pasajes perforados en el bloque del motor y lubrique al cigüeñal, los cojinetes principales deben tener agujeros de alimentación de aceite, de modo que a cada rotación de éste permitan el paso del aceite. Después de que el aceite ha sido forzado hasta el área que requiere lubricación, el aceite cae nuevamente hasta su depósito, listo para ser succionado por la bomba y utilizado otra vez.
ACCIONES QUE PUEDEN MEJORAR SU RENDIMIENTO DE COMBUSTIBLE Y QUE INVOLUCRAN AL SISTEMA DE LUBRICACIÓN:
1. Realice los cambios de aceite y de filtro en los periodos recomendados por el fabricante del vehículo 2. Utilice un aceite de buena calidad de preferencia de la mayor clasificación posible (SJ que es la última clasificación de API) 3. Utilice un aceite con el índice de viscosidad adecuado, si utiliza un aceite de mayor viscosidad tendrá un mayor consumo de combustible 4. Por ningún motivo opere su motor sin el filtro de aire, este elemento evita que entren partículas de polvo al aceite del motor 5. No sobrepase el nivel requerido de lubricante ya que su motor requiere mover una mayor cantidad del mismo y esto provoca la formación de burbujas en el aceite 6. No combine el aceite con compuestos que aumenten su viscosidad ACCIONES QUE PUEDEN DAÑAR EL MOTOR A TRAVÉS DEL SISTEMA DE LUBRICACIÓN.
1. No revisar el nivel del aceite lubricante (alto o bajo nivel de lubricante) 2. Mezclar marcas de lubricantes 3. Usar aditivos que no son compatibles con el aceite lubricante 4. Sobrecargar el vehículo 5. Sobre revolucionar el motor en frío o en caliente 6. No cambiar el lubricante 7. No cambiar el o los filtros de los lubricantes 8. Cambiar el aceite y no el filtro 9. Dejar el motor sin filtro de aire 10. Alargar los periodos de cambio 11. Usar lubricantes de baja calidad 12. Usar filtros de aceite de baja calidad 13. Tener fugas en el sistema Aceites lubricantes:
Los aceites empleados para la lubricación de los motores pueden ser tanto minerales, como sintéticos. Las principales condiciones o propiedades del aceite usado para el engrase de motores son: resistencia al calor, resistencia a las altas presiones, anticorrosiva, antioxidante y detergente. Por su densidad: espesos, extra densos, densos, semidensos, semifluidos, fluidos y muy fluidos. Por sus propiedades, los aceites se clasifican en: aceite normal, aceite de primera, aceite detergente y aceite multigrado (puede emplearse en cualquier tiempo), permitiendo un arranque fácil a cualquier temperatura, los aceites sintéticos aúnan las propiedades detergentes y multigradas. Existen en el mercado unos aditivos que suelen añadirse al aceite para mejorarlo o darle determinadas propiedades. El fin de estos aditivos es que el polvo de estos productos se adhiera a las partículas en contacto, haciéndolas resbaladizas.
CARACTERÍSTICAS DE UN BUEN LUBRICANTE .
Cuando requiere comprar aceite para su motor, usted debe escoger un lubricante que le brinde la máxima protección posible, entre las características que debe cumplir un buen lubricante resaltan las siguientes: 1. Baja viscosidad 2. Viscosidad invariable con la temperatura 3. Estabilidad química 4. Acción detergente para mantener limpio el motor 5. Carencia de volatilidad 6. No ser inflamable 7. Tener características anticorrosivas 8. Tener características antioxidantes 9. Tener gran resistencia pelicular 10. Soportar altas presiones 11. Impedir la formación de espuma Baja viscosidad. Algunas personas piensan que es mejor un aceite “grueso”, es decir, muy viscoso, sin embargo el aceite debe
llegar a todas aquellas partes que requieren lubricación en el menor tiempo posible y esto sólo se logra si el aceite tiene una baja viscosidad (“delgado”) de hecho a un motor con un aceite muy viscoso le costará mayor
trabajo arrancar. Pero también hay que tener cuidado de que el aceite no tenga baja viscosidad ya que podría entrar al interior de la cámara de combustión y quemarse generando el “humo azul”. Para conocer el grado de
viscosidad adecuado para su automóvil debe consultar el manual del propietario. Un aceite clasificación 10W-30 puede ser útil para vehículos con menos de 80,000 km y un 10W-40 para motores con mayor kilometraje. Recuerde que la viscosidad es la resistencia que opone el aceite a moverse. Viscosidad invariable con la temperatura.
En todos los aceites la viscosidad cambia con la temperatura, sin embargo no todos cambian de la misma manera, generalmente los aceites monogrados son aquellos en los que estos cambios son más importantes. En los aceites de tipo multigrado los cambios no son tan drásticos. Estabilidad química.
El aceite lubricante se encuentra en constante movimiento, arrastra las partículas formadas por el desgaste propio de las partes, se contamina con: partículas de polvo, agua, combustible y gases producto de la combustión. Es por esta razón que debe tener una gran estabilidad química, de lo contrario se degradaría y formaría compuestos agresivos para el motor como “lodos de alta y baja temperatura”. Acción detergente.
Esta característica permite que el motor siempre se encuentre limpio evitando la formación de lodos, una forma de determinar si el aceite utilizado es de tipo detergente es que al usarlo después de un cierto tiempo éste cambia de color. Carencia de volatilidad.
Esta característica es importante porque evita que se pierda lubricante cuando se incrementa la temperatura del motor.
No ser inflamable.
Esta característica ayuda a evitar un incendio debido a que el aceite está en contacto con zonas de alta temperatura como el pistón. Tener características anticorrosivas y antioxidantes Ayuda a evitar el ataque por corrosión y oxidación de los materiales de los diferentes componentes del motor. Tener gran resistencia pelicular.
Ayuda a evitar el desgaste y pérdida de material de las piezas del metal. Soportar altas presiones.
Ayuda a evitar el contacto entre metal y metal. Impedir la formación de espuma.
La espuma genera la disminución de la cantidad de lubricante inyectado a las diferentes áreas que requieren la lubricación y puede provocar daño a componentes como la bomba de aceite. Para lograr estas características generalmente los fabricantes de aceites de buena calidad adicionan aditivos a los aceites base. CLASIFICACIÓN DE LOS ACEITES
Monogrado SAE30, SAE40, SAE60 Multigrado 10W40, 15W50, 15W40 Los aceites lubricantes se clasifican de acuerdo a la SAE (Sociedad de Ingenieros Automotrices) o al API (Instituto Americano del Petróleo) de la siguiente forma: CLASIFICACIÓN SAE.
La Sociedad de Ingenieros Automotrices SAE clasifica a los aceites de acuerdo a la viscosidad del lubricante y los divide en: monogrados (a estos se les asigna un número el cual es indicativo de su viscosidad) y multigrados (se les asigna dos números y entre ellos se coloca la letra W de Winter que significa invierno en inglés). Los aceites monogrados tienen la característica de que su viscosidad cambia de manera importante con la temperatura, cuando ésta baja, su viscosidad se incrementa y cuando aumenta su viscosidad disminuye. Entre los aceites monogrados se tienen: • SAE40 Usado en motores de trabajo pesado y en tiempo de mucho calor (verano) • SAE30 Sirve para motores de automóviles en climas cálidos • SAE20 Empleado en climas templados o en lugares con temperaturas inferiores a 0°C, antiguamente se
utilizaba para asentamiento en motores nuevos. Actualmente esto no se recomienda • SAE10 Empleado en climas con temperaturas menores de 0°C.
Desde 1964 se utilizan aceites multigrados en los motores. Estos aceites tienen la característica de que Su viscosidad también cambia con la temperatura pero lo hacen de una manera menos drástica que los aceites monogrados. Para los aceites multigrados se tienen algunas de las siguientes clasificaciones SAE5W30, 10W40, 10W50,
CLASIFICACIÓN API PARA SERVICIO DE LOS ACEITES.
El Instituto Americano del Petróleo clasifica a los aceites de acuerdo al tipo de motor en el cual será utilizado, los divide en aceites para motores a gasolina o para diésel y les asigna dos letras: la primera indica el tipo de motor; si es de gasolina, esta letra es una “S” del inglés spark (chispa) si la letra es una “C” (del inglés
compresión) el aceite es para un motor a diésel. La segunda letra que forma la pareja indica la calidad del aceite. ACEITES PARA MOTORES A GASOLINA. • SA Típico para motores en condiciones ideales en donde son adecuados los aceites minerales simples
(obsoleto)
• SB Para motores cuyo funcio namiento se asemeja al anterior, para motores que necesitan un aceite que les
brinde protección contra ralladuras, resistencia a la oxidación y a la corrosión (obsoleto) • SC Para vehículos de 1964 a 1967, incluye aditivos detergentes y dispersantes a la vez ofrecen protección contra el desgaste, la herrumbre y la corrosión • SD Para motores a partir de 1968 ofrecen mayor protección contra el desgaste, la herrumbre y la corrosión • SE Para motores modelo 1972 y posteriores, ofrecen mayor protección contra corrosión, los depósitos por alta temperatura (lodos) y la oxidación del aceite • SF Para motores a partir de 1980, efectúa protección contra oxidación del aceite, formación de depósitos, herrumbre y corrosión • SG Adecuado para motores modelo 1989, se recomienda usar en motores recién reparados • SH Adecuado para motores modelo 1993 de inyección electrónica de combustible, turbo cargados o super cargados • SJ Adecuado para motores modelo 1996 turbo cargados, súper cargados o de inyección electrónica, especialmente preparado para reducir el desgaste durante el arranque y reducir el consumo de combustible ACEITES PARA MOTORES A DIESEL. • CA Servicio ligero hasta moderado y con combustible con mínimo o ningún contenido de azufre, protege
contra la corrosión de cojinetes o depósitos por alta temperatura • CB Parecido al anterior pero se puede emplear un combustible con mayor contenido de azufre • CC Para motores turbo cargados en servicio moderado hasta severo, protege contra lodos por alta temperatura • CD Para motores turbo cargados en servicio a alta velocidad y con cargas pesadas, en donde es necesario el control eficaz del desgaste y evitar la formación de depósitos de baja y alta temperatura • CE Para motores diésel de servicio pesado y turbo cargados fabricados después de 1983 • CF.- Para motores diésel de servicio pesado protege contra lodos y depósitos y permite un control eficaz del desgaste • CF4 Permite un mejor control del consumo de aceite y los depósitos en los pistones sustituye al CD y CE • CG4 Para motores diésel de servicio pesado y que trabajan con diésel con bajo contenido de azufre 0.5% en peso. Se desempeña mejor que el CD, CE y el CF-4 Para motores diésel de dos tiempos se tienen: • CDII • CF-2.
Tiene mejor desempeño que el CD II Los aceites para motores a diésel deben controlar la acidez que se pueda generar por el azufre en el combustible el cual al reaccionar con el agua (generada de la propia combustión o de la humedad que tiene el aire) se genera ácido sulfúrico que corroe los materiales. A los fabricantes de aceites para motores a diésel los catalogan a través del TBN (número básico total).
Un aceite que no cumpl a los requisit os que se exigen puede producir los s iguientes efectos: • Desgaste prematuro de partes • Daño a componentes del motor o accesorios (turbo cargador, cigüeñal, bielas, etc.) • Mayor emisión de contaminantes • Daño al convertidor catalítico • Formación de carbón en la cámara de combustión anillos de los cilindros • Fugas en los • Evaporación del lubricante.
Es por todo esto importante conocer en qué consiste el fenómeno de lubricación, las características que debe tener un buen lubricante y las acciones que pueden afectar de manera negativa a la lubricación
2.-SISTEMA DE REFRIGERACION: Al terminar el capítulo del sistema de enfriamiento, podrá identificar los componentes del sistema de enfriamiento y su función, el flujo del refrigerante a través del sistema de enfriamiento y las características del refrigerante. También se familiarizará con los procedimientos de pruebas del refrigerante y de los componentes del sistema de enfriamiento. Además, un ventilador, generalmente impulsado por correas, se encuentra cerca del radiador, para aumentar el flujo de aire y la transferencia de calor. Conceptos básicos.
En esta sección usted aprenderá a: 1. Identificar la función principal del sistema de enfriamiento. 2. Trazar el flujo de refrigerante a través del sistema. 3. Localizar la función de cada uno de los componentes del sistema de enfriamiento del motor. 4. Reconocer los diferentes sistemas de enfriamiento. Función del sistema de enfriamiento.
El sistema de enfriamiento del motor tiene como función mantener las temperaturas adecuadas del motor. Si falla el sistema de enfriamiento puede ocurrir un daño serio en el motor. Veamos los componentes y el flujo en el sistema de enfriamiento. Principio de operación.
El sistema de enfriamiento hace circular refrigerante a través del motor, para absorber el calor producido por la combustión y la fricción. Para hacer este trabajo, el sistema refrigerante aplica el principio de transferencia de calor. Transferencia de calor.
El calor siempre se mueve de un objeto caliente (1) a un objeto más frío (2). El calor puede moverse entre metales, fluidos o aire, lo que permite este movimiento de calor es la diferencia de temperaturas relativas entre los objetos. Mientras mayor sea la diferencia de temperatura mayor será la transferencia de calor. Cada componente del sistema de enfriamiento cumple con una función específica de la transferencia de calor.
Componentes del sistema de enfriamiento.
Los principales componentes del sistema de enfriamiento son aquellos que ayudan a que este sistema funcione correctamente: 1. La bomba de agua de paletas 2. El enfriador de aceite de tubo 3. Los conductos de enfriamiento a través del bloque del motor y la culata 4. El regulador de temperatura y caja del regulador (termostato) 5. El radiador tipo panal 6. La tapa de presión del radiador 7. las mangueras y tuberías de conexión. Además un ventilador impulsado normalmente por un par de correas en los motores livianos y directamente en los motores grandes el cual se encuentra cerca del radiador, para aumentar el flujo de aire y lograr que se lleve a cabo el trabajo más importante como es la transferencia de calor al medio ambiente.
Bomba de agua y componentes.
La bomba de agua es el principal componente del sistema de refrigeración del sistema, es la encargada de mantener el flujo necesario para el buen funcionamiento del sistema, compone de un rodete con paletas curvas Contenido en una caja. A medida que el rodete gira, las paletas envían el agua hacia fuera, a la salida formada por la caja. RODAJES DEL
CUERPO DE LA
PIÑON DE SEGURO DEL ENGRANE RODAJE
EJE SELLOS DE FIBRA
RESORTE Y
BOMBA
CARBON PARA EL SELLO RODETE ENTRADA DE AGUA
EJE DE LA BOMBA
HERMETICO.
Ubicación de la bomba de agua.
Esta es una bomba de agua típica de un motor. Como puede ver, se instala en la parte delantera del bloque de motor BOMBA DE AGUA
Enfriador de aceites según la utilización.
De la salida de la bomba de agua, el refrigerante fluye al enfriador de aceite. Los enfriadores de aceite se componen de una serie de tubos contenidos en una caja. En este ejemplo, el refrigerante fluye a través de los tubos, y absorbe el calor del aceite del motor que rodea los tubos. El enfriador de aceite transfiere el calor del aceite lubricante, lo que permite que el aceite conserve sus propiedades lubricantes. CONDUCTOS DE CIRCULACION DEL REFRIGERANTE
ENTRADA DEL ACEITE
SALIDA DEL ACEITE
pos enfriador.
Del enfriador de aceite, el refrigerante fluye al bloqueo o en caso de que el motor tenga turbocompresor, el refrigerante puede fluir al pos enfriador. En algunos motores con turbo compresión, se Utiliza. Si es así, el refrigerante irá al pos enfriador. Cómo funciona el pos enfriador.
El intercooler es un intercambiador (radiador) aire-aire o aire-agua que se encarga de enfriar el aire comprimido por el turbocompresor de un motor de combustión interna. En el caso del turbo los gases salen a un temperatura de unos 90-120°C. Este calentamiento es indeseado, porque los gases al calentarse pierden densidad, con lo que la masa de oxígeno por unidad de volumen disminuye. Esto provoca que la potencia del motor disminuya, ya que hay menos oxígeno para la combustión. El intercooler rebaja la temperatura del aire de admisión a unos 60 °C, con lo que la ganancia de potencia gracias al intercooler está en torno al 10-15%, respecto a un motor solamente turboalimentado (sin intercooler). El post enfriador hace lo mismo que el intercooler. Podría haber una variante en cuanto a su uso y a la capacidad de uno y del otro. El pos enfriador absorbe el calor del aire de admisión. En un pos enfriador de agua de la camisa, el sistema de enfriamiento disipa el calor del aire. El pos enfriador se construye con tubos y aletas al igual que un radiador El aire comprimido caliente que viene del turbocompresor pasa por las aletas y transfiere el calor al refrigerante contenido en los tubos.
1-Sistema Pos enfriador por agua.
2-sistema pos enfriador por aire.
Camisetas HUMEDAS.
Del enfriador de aceite o del pos enfriador, el refrigerante fluye al bloque de motor y alrededor de las camisas del cilindro, y Absorbe el calor residual de los pistones, de los anillos y de las camisas. Estas cavidades alrededor de estos co mponentes se denominan “camisa de agua”.
Por la culata el refrigerante se desplaza desde los conductos del bloque del motor hasta la culata, y recoge calor de los asientos y guías de válvula. Por la caja de la reguladora una vez que el refrigerante sale de la culata, entra al termostato o a la caja de regulador. Dentro de la caja se monta el regulador de temperatura.
Regulador de temperatura. El regulador de temperatura (o termostato) funciona como el “policía de tráfico” del sistema de enfriamiento.
El trabajo del regulador es mantener una gama apropiada de temperaturas de operación. Para hacer esto, el regulador deriva el flujo del refrigerante a través del radiador o de un tubo de derivación de regreso a la bomba de agua.
1- Caja de termostato 2-toma de prueba de refrigerante 3-tubo de derivación (bypass) 4-bomba de agua.
Cómo funciona el regulador.
Cuando el motor esta frio, se cierra el regulador. El refrigerante circula de regreso a la bomba, y no pasa por el radiador. Esto ayudará a que el motor tenga la temperatura de operación. A medida de que el motor alcanza la temperatura de operación, la temperatura del refrigerante aumenta hasta llegar a la temperatura de apertura del regulador. A medida que abre el regulador, parte del refrigerante fluye el radiador. La otra parte de refrigerante fluye a la bomba de agua sin pasar el radiador. Con el aumento de la temperatura, el regulador se abre más, y más refrigerante pasa al radiador. Cuando el regulador se abre completamente, todo el flujo de refrigerante va al radiador. Prueba del regulador.
El regulador se debe probar durante el mantenimiento del sistema de enfriamiento, y reemplazarse, si es necesario. Nunca ponga en funcionamiento un motor Caterpillar si se ha quitado el regulador o si el regulador está instalado de manera incorrecta. El calentamiento excesivo puede producir un daño catastrófico en el motor, algunas veces, en cuestión de minutos.
El radiador.
Si el regulador está abierto, el refrigerante fluye a través de las tuberías o de las mangueras hasta la parte superior del radiador. Este punto, la función del refrigerante es absorber el calor de todas las piezas del motor. En el radiador, la función cambia. Ahora el refrigerante transfiere el calor a la atmósfera.
Cómo funciona el radiador.
En el radiador, el refrigerante fluye de la parte superior a la parte inferior. Los tubos y las aletas funcionan juntos para disipar el calor. Generalmente, los radiadores se instalan en el sitio que permita el mayor flujo de aire y la mejor transferencia de calor.
Tapa del radiador.
Los radiadores tienen tapas de presión. La tapa determina la presión del sistema de enfriamiento durante la operación. Los sistemas de enfriamiento presurizados ayudan a evitar la ebullición del agua o gran altitud. A medida que se asciende sobre el nivel del mar, disminuye la temperatura de ebullición. Si el sistema de enfriamiento no está presurizado, el refrigerante podría entrar en ebullición y ocasionar daños serios al motor. La tapa del radiador mantiene la presión del sistema de enfriamiento por medio de dos válvulas. Si la diferencia de presión entre el sistema de enfriamiento y la presión atmosférica sobrepasa la presión de apertura de la tapa, se abre una válvula de escape. Esto hace que una pequeña cantidad de aire escape y disminuya la presión en el sistema. El sistema se estabiliza. Cuando el motor se apaga y el sistema comienza a enfriarse, la presión del sistema de enfriamiento desciende a un valor menor que la presión atmosférica. La válvula de admisión de la tapa se abre, para permitir que entre aire al radiador. Esta operación equilibra y estabiliza las dos presiones.
Presión nominal de la tapa del radiador.
Se puede usar una gran variedad de tapas de presión, que depende de la altitud en la que se funciona el motor. La presión nominal está impresa en la tapa. Prueba de la tapa.
Durante el mantenimiento del sistema de enfriamiento, se debe hacer una prueba en la tapa de presión y reemplazarla, si es necesario. En la sección tres se describirá como se realiza este procedimiento.
Ventiladores del sistema de refrigeración.
La transferencia de calor en el radiador se refuerza mediante un ventilador. Los ventiladores aumentan el flujo de aire al pasar por las aletas y los tubos del radiador. Tipos de ventiladores.
Hay dos tipos de ventiladores de succión y sopladores. Los ventiladores de succión (1) absorben el aire a través del radiador, y los sopladores (2) empujan el aire a través del radiador.
Ventilador accionado por faja.
Ventilador accionado con motor hidráulico.
Manómetro de temperatura.
Este indicador es en esencia un termómetro y está presente en todos los automóviles cuyo motor tenga un sistema de refrigeración líquido y en algunos de enfriamiento por aire. Es común que sea un indicador de aguja con la escala graduada en grados de temperatura y en cuya esfera se han dibujado tres zonas coloreadas, la primera (amarilla), correspondiente al trabajo aun frío del motor, la segunda (verde). Que representa la zona de temperatura de trabajo óptima, y la tercera (roja), para la zona de temperatura demasiado alta del motor. En algunos casos se usan pantallas del tipo digital, con valores de temperatura o con palabras claves indicadoras. En realidad lo que se mide es la temperatura del líquido refrigerante del motor en la culata y muy cerca del último cilindro, en este punto es donde el refrigerante ha alcanzado su mayor temperatura debido a que ha refrigerado todos los cilindros. Por tal motivo se coloca allí un sensor que envía al indicador del panel una señal eléctrica que es registrada por la aguja como un valor de temperatura.
Casi todos los sistemas de medición de temperatura de los motores actuales usan como sensor un termistor, y como indicador, un instrumento que mide el valor de la resistencia del termistor con la escala graduada en grados de temperatura.
Como el motor está constantemente sometido a aceleraciones y desaceleraciones, fuerzas laterales en las curvas y movimientos oscilatorios verticales con las irregularidades del camino, este indicador debe tener un mecanismo de movimiento de la aguja a prueba de estos perturbaciones, tales como el indicador de lámina bi-metálica o el galvanómetro de cuadros cruzados, de manera que este constante movimiento del coche no se transmita a la aguja indicadora, y así mostrar una indicación estable. -Medidor de temperatura o termistor
3.-Sistema de combustible convencional. INTRODUCCIÓN. De igual forma que los motores de ciclo Otto, los Diésel requieren un filtrado exhaustivo del aire que utilizan en la admisión. Los sistemas de filtrado son semejantes a los motores Otto cuando las condiciones de trabajo son extremas, como es el caso de las cosechadoras de cereales, pre filtros centrífugos de grandes dimensiones y eficacia, gracias a los cuales es eliminada la enorme cantidad de partículas que rodean a la máquina durante el trabajo. Para evitar las frecuentes detenciones por saturación del filtro que se originarían, estos filtros están provistos de sistemas continuos de limpieza que dejan caer al terreno las impurezas eliminadas del aire.
Como se expuso en el tema dedicado al ciclo teórico de funcionamiento de los motores alternativos, la alimentación de los Diésel se realiza introduciendo por separado en el interior de los cilindros el aire y el combustible, de forma que el aire se introduce en la admisión, y el combustible, finamente pulverizado, se mezcla con él, en la cámara de combustión, al finalizar la carrera de compresión. Al comprimir el aire alcanza la temperatura adecuada para la auto inflamación del combustible suministrado por un inyector de combustible colocado en la culata sobre cada uno de los cilindros, el cual, en el momento adecuado, en la cantidad justa, necesaria para el funcionamiento del motor, lo introduce finamente pulverizado en forma de micro gotas. CIRCUITO DE BAJA PRESIÓN.
El circuito que se utiliza en los motores de ciclo Diésel para llevar el combustible desde el depósito hasta el interior de la bomba de inyección se denomina circuito de baja presión. Su funcionamiento es semejante al que, de igual forma, lleva la gasolina en los motores de ciclo Otto desde el depósito hasta la cuba del carburador. Se compone de depósito, de características similares a los empleados para gasolina, de filtro de malla, que elimina las partículas gruesas, de bomba, que aspira el combustible del depósito y lo envía a cierta presión, de filtro exhaustivo, que realiza un pre filtrado del gasoil, de válvula reguladora de presión, tarada con un valor suficientemente alto como para mantener el flujo de combustible e impedir la entrada de aire, y de una salida que lleva el combustible hasta la bomba de inyección.
CIRCUITO DE ALTA PRESIÓN.
Este circuito, que recibe el combustible a la presión tarada en la válvula reguladora de presión del circuito de alimentación, está formado por una bomba de inyección, que comprime el combustible a presión que en algunos vehículos llega a superar actualmente 1250 atmósferas, lo que ha cambiado muchas de las antiguas ideas que había sobre los motores Diésel, de finas tuberías de acero, una por cilindro, que conducen el combustible que sale de la bomba de inyección, de inyectores, que situados en la culata pulverizan a alta presión, cada uno en su respectiva cámara de combustión, el combustible que reciben a través de las tuberías de presión desde la bomba de inyección.
Debido a la gran precisión de funcionamiento y a los ajustes entre los elementos constituyentes de la bomba de inyección y de los inyectores, para el correcto funcionamiento de los mismos es fundamental un filtrado exhaustivo del combustible para eliminar todas las partículas que pueda llevar en suspensión. Esto en los motores Diésel se realiza en tres fases, la primera mediante un filtrado grosero situado a la salida del de depósito en la aspiración de la bomba de alimentación de combustible, la segunda mediante un segundo filtro más fino situado a la salida de ella, y la tercera, mucho más exigente, mediante un filtro denominado filtro principal, que elimina las partículas por minúsculas que sean. El filtro principal, que se construye de diferentes modelos, aunque en esencia sólo se diferencian entre sí en el diseño y en la materia empleada como elemento filtrante, debe caracterizarse por tener, además de ofrecer una gran superficie de filtrado, para permitir el paso de gran cantidad de combustible sin apenas ofrecer pérdida de carga, un reducido volumen y por ser duradero y tener fácil limpieza. El filtro de papel, tiene una constitución semejante al anterior pero, como elemento filtrante, utiliza papel plegado como se muestra en la siguiente figura, gracias a lo que ofrece una gran superficie de filtrado y un reducido volumen. A veces se encuentran tractores con doble filtro de papel.
los sistemas modernos de combustión exigen mejores filtros de combustible Mejores filtros de combustible. Esos es lo que demandan los motores diésel que, en la actualidad, necesitan mantener sus altos niveles de rendimiento para cumplir con la estricta normativa de emisiones Tier 4, cuya última fase entró en vigor a principios de 2014, y que reduce un 90% las partículas en suspensión (PM) y los óxidos de nitrógeno (NOx), en comparación con los niveles establecidos por la norma Tier 3. Atendiendo a estas exigencias, los filtros de combustible desempeñan un papel fundamental, debido a que los inyectores actuales de combustible de línea singular funcionan a altas presiones de entre 30.000 y 45.000 psi (2.000 y 3.100 bar). Por tanto, es muy importante usar un combustible limpio para que las bombas e inyectores de los sistemas de combustión mantengan su rendimiento. La bomba de inyección transforma la energía mecánica del motor en presión del combustible y lo envía a los inyectores situados en la culata que a alta presión lo inyectan, en la cantidad justa y en el instante adecuado, en cada cilindro del motor. Las bombas de inyección tienen que aportar la cantidad exacta de combustible según las necesidades de funcionamiento del motor, enviando la misma cantidad a cada cilindro, y además de hacer la inyección en el instante preciso, deben automáticamente que adaptar dicho momento al régimen de giro del motor, pues, como se expuso al hablar de las cotas de reglaje del motor, el comienzo de la inyección debe variar según la velocidad de giro del motor. A todo ello hay que añadirle que debe ser apta para conseguir una alta presión de inyección, pues cuanto mayor es esta menor es el tamaño de las gotas que produce el inyector, más corto el tiempo de combustión, menor la relación de combustión a presión constante, más alto el rendimiento térmico y más suave y silencioso es el motor. Todas estas condiciones de funcionamiento hacen que la bomba de inyección sea un elemento de elevada precisión, empleándose en su fabricación materiales de gran calidad, fabricados con extremado ajuste. Antiguamente las bombas de inyección eran de pistones en línea, hoy, por sus mejores prestaciones, la mayoría de los motores diésel utilizan las denominadas bombas rotativas. Mediante finas tuberías metálicas con diámetro interior de tan sólo dos milímetros con la que se eliminan acumulaciones de combustible por dilatación, y pared de espesor suficiente como para poder soportar la alta presión de trabajo, el combustible es enviado a los inyectores, cuya misión es introducirlo finamente pulverizado en el cilindro, para que se mezcle uniformemente, al final de la compresión, con el aire caliente y se queme en su totalidad. Cada inyector va montado sobre un soporte, denominado porta inyector, el cual se fija a la culata mediante espárragos, y en su interior tienen una aguja sobre la que actúa un resorte, la cual cierra el orificio de salida del líquido al interior del cilindro. Dicho orificio se denomina tobera. El combustible procedente de la bomba entra a alta presión en el interior del inyector y su presión desplaza la aguja venciendo la acción que sobre ella ejerce el resorte, por lo sale por la tobera al interior del cilindro.
Bomba de transferencia de combustible motor 3306 Caterpillar y su ubicación.
. INYECTORES hidráulicos.
El funcionamiento de los inyectores es como se presenta a continuación: Cuando la bomba de inyección envía el combustible este pasa los conductos internos de la porta inyector y llega hasta una cavidad en la que está el extremo de la aguja, cuya punta tapona la tobera. La presión del combustible actúa sobre la aguja inyectora y, venciendo la fuerza del muelle que la obliga a cerrar la tobera, la levanta dejando abierto el orificio de salida, por él sale el combustible finamente pulverizado al interior del cilindro y se mezcla con el aire a alta temperatura contenido en la cámara de compresión y ardiendo a continuación. Cuando la bomba de inyección deja de enviar combustible, deja de haber presión y el muelle empuja la aguja que cierra la tobera.
Inyectores motores Caterpillar 3304, 3306,3406. Como entre la aguja y el cuerpo del inyector hay inevitablemente una cierta holgura. Para dar salida al combustible que escapa entre ambos el inyector lleva un orificio roscado en el que se conecta un tubo de baja presión que lo lleva hasta el depósito. Los fabricantes de motores Diésel, han venido adoptando diferentes sistemas para inyectar el gas-oíl en El cilindro. De estos, hoy, el más usado es el de inyección directa, ya que la alta presión de inyección que se consigue permite evitar las complicaciones mecánicas y constructivas que ofrecía la inyección en antecámara. La inyección en antecámara se hacía en una cavidad tallada en la culata, al lado de la cámara de combustión y conectada con ella. Durante la compresión el aire entraba tangencialmente en la referida cavidad por un conducto, lo que provocaba una gran turbulencia y favorecía el íntimo contacto de aire y combustible. Al quemarse la mezcla, los gases salían por el mismo conducto al interior del cilindro, presionando suavemente sobre la cabeza del pistón. De esta forma se evitaban, o al menos se reducían, las trepidaciones producidas al arder las relativamente gruesas gotas que se inyectaban. Bomba – inyector mecánico mui cat.
Motores Caterpillar 3114, 3116,3126.
Se conoce como unidad inyectora al dispositivo mecánico que incluye a la bomba inyectora y al inyector propiamente dicho en una sola unidad o cuerpo, se lo conoce en la actualidad como UIS: unidad de bombainyector.
BOMBA DE INYECCIÓN DE PISTONES EN LINEA.
La bomba de inyección de pistones en línea tiene una carcasa de fundición que aloja en su interior un árbol de levas que gira apoyado en dos cojinetes, el cual se mueve accionado por medio de engranajes desde el cigüeñal. Cada leva, cuyo número es igual que el de cilindros, a través de un empujador, denominado botador, provisto en su parte inferior de un rodillo, empuja y desplaza el vástago de un pistón que se mueve con movimiento alternativo en el interior de un cilindro fijo en la carcasa. Dicho vástago lleva tallado un rebaje para sujetar una arandela en la que apoya un muelle que lo mantiene en continuo contacto con la leva y una cruz que se aloja en los rebajes de otro cilindro, gracias al cual, cuando este cilindro gira, el pistón también lo hace. El giro se consigue mediante una cremallera dentada por una de sus caras, que se mueve accionada por el mando del acelerador, la cual conecta con un pequeño engranaje solidario con el cilindro de manera que, al desplazarse la cremallera movida desde el acelerador, esta hace girar el engranaje solidario con el cilindro, girando este y con él el pistón.
Bomba de inyección de pistones en línea. Motores 3306, 3406,3408.
El funcionamiento de la bomba de inyección es como sigue:
Cuando el pistón está en la parte más baja de su recorrido, el combustible que llega micro filtrado y a cierta presión pasa por los orificios y llena el interior del cilindro. Cuando sube empujado a través de su vástago por la leva, una vez que cierra los orificios de entrada de combustible al cilindro, empuja al gasoil que sale hacia el inyector, para lo que abre la válvula anti retorno colocada a la salida, venciendo la fuerza del muelle que la empuja, hasta que la leva pasa por su cresta. A continuación el pistón baja empujado por el muelle, el pistón deja de enviar gasoil, la válvula anti retorno se cierra, la presión en la tubería que lleva el combustible al inyector cesa y la inyección se detiene súbitamente.
Como el pistón siempre recorre la misma carrera, es precisamente para adaptar el volumen de combustible inyectado a las necesidades de funcionamiento del motor, para lo que se le hace se hace pivotar en el interior de su correspondiente cilindro, lo que hace que su escotadura coincida antes o después con uno de los orificios de llenado del cilindro, con lo que el pistón deja de enviar combustible al inyector, y para ello se usa la cremallera, el engranaje del cilindro giratorio y la cruz del vástago. Hay una posición del pistón en la que la ranura vertical coincide con uno de los orificios de llenado del cilindro, por lo que al desplazarse no inyecta nada de combustible, y el motor se para, lo que se aprovecha para detener el motor. Para inyectar más combustible se gira el pistón de manera que sea necesario un mayor desplazamiento para que su escotadura coincida con el correspondiente orificio de llenado del cilindro. El pivota miento del pistón lo hace la cremallera, la cual se mueve desde el acelerador, el cual la desplaza y hace girar al piñón de la carcasa que, como se dijo está conectada a la cruz del vástago. En las bombas existen reguladores que efectúan el control de la velocidad del motor, los cuales actúan bien por fuerza centrífuga o bien mediante el vacío. Los primeros usan la acción de dos masas centrífugas que giran solidarias con el árbol de levas de la bomba de inyección, separándose más o menos de él al comprimir sendos muelles. Estas masas al desplazarse accionan unas palancas que actúan sobre el sistema de mando de la cremallera, de forma que cuando la velocidad del motor tiende a aumentar, la cremallera se desplaza automáticamente reduciendo la cantidad de combustible inyectada, o bien si al motor se le ofrece más resistencia al giro, las masas centrífugas se acercan al árbol de levas y la cremallera se desplaza aumentando el volumen de combustible que se inyecta a los cilindros. Basándose en que la depresión que aparece en los conductos de admisión aumenta a medida que lo hace el régimen de giro del motor, una válvula de membrana unida por un vástago a la varilla de mando de la cremallera permite modificar la cantidad de combustible inyectado en los cilindros, de forma análoga a la descrita. Mediante un distribuidor lo envía a todos los inyectores del motor, han sido, hasta la aparición de la última generación de motores diésel con sistema de alimentación “common rail”, las más empleadas para alimentar motores de ciclo Diésel.
BOMBA DE INYECCIÓN ROTATIVA. Tipo distribuidor con control electrónico.
Este tipo de bombas, que tienen un único elemento que da presión al combustible y El gas-oíl llega a la bomba de transferencia impulsada por la bomba de alimentación, y después de pasar por el filtro. Esta bomba se encarga de aumentar la presión mandando el gas- oíl a la válvula dosificadora. Dado que el caudal que manda es mayor que lo que puede pasar por la válvula dosificadora, el gas-oíl irá por otro conducto hacia la válvula reguladora de presión, la cual es la que se encarga de mantener una presión en el circuito. La válvula dosificadora, que se acciona mediante el mando del acelerador y el regulador, abre más o menos el orifico de paso del gas-oíl hacia el cabezal hidráulico con lo que pasará hacia los pistones, presionando sobre ellos separándolos más o menos, según la cantidad de gas-oíl que deje pasar la válvula dosificadora, mayor o menor cantidad de combustible. En las bombas rotativas, la impulsión se consigue mediante un sistema como el que se presenta en la figura siguiente.
El funcionamiento es como se presenta a continuación: Al girar el rotor dentro del anillo de levas, los rodillos son empujados por estas y desplazan los pistones que comprimen el combustible que hay entre ellos, lo hacen salir por la perforación longitudinal del rotor justo en el momento que coincide con una de las salidas a los inyectores. La válvula dosificadora.
Cuyo esquema es el que se presenta en la siguiente figura, se puede mover hacia arriba o hacia abajo por el interior del conducto donde va alojada. Si el movimiento es hacia arriba, cerrará el conducto de salida de gasoil al cabezal hidráulico disminuyendo, por lo tanto, la cantidad inyectada, reduciendo la energía disponible por el motor, por lo que bajara su régimen de giro. Si el movimiento es hacia abajo, abrirá el conducto de salida aumentando la cantidad inyectada, aumentando la energía disponible, por lo que el motor aumentará su régimen de giro. Para acelerar o desacelerar el motor, se actuará sobre el mando del acelerador, el cual, a través de un pequeño engranaje mueve la cremallera en sentido descendente o ascendente.
Sistema DE inyeccion COMMON RAIL. Terminología: Desde un punto de vista tecnológico, lo último en alimentación de los motores de ciclo Diésel es la inyección directa con sistema “common rail”, también conocido como sistema a base de electro inyectores. El “common rail”, que traducido significa conducto común, consiste en un tubo de distribución en el que a alta muy alta presión, que hoy supera incluso 1250 atmósferas , está contenido el carburante enviado por una
bomba de paletas. De igual forma que en los sistemas descritos el gasoil es aspirado desde el depósito mediante una bomba cuya misión es la de proporcionar el combustible micro filtrado con el caudal necesario para garantizar la lubricación y la refrigeración de la bomba de paletas. Desde el colector común se hacen conexiones mediante tubos de acero con diámetro interior de 2 mm y diámetro exterior de 6 mm, capaces de soportar la alta presión de trabajo, hasta el elemento que introduce el combustible en la cámara de combustión, que por ser accionado eléctricamente se le denomina electro inyector. Este está constituido por una bobina que actúa sobre una aguja cuyo extremo, de forma semejante a la expuesta al describir los inyectores, abre y cierra una tobera con salida multipunto. Dicho control de la cantidad a inyectar, así como el instante de inicio de la pulverización de combustible en cada cilindro, está regulado por un microordenador que recibe continuamente Información de todos los sensores colocados en el motor, los cuales hacen que, en función de la velocidad de giro, de la posición del acelerador, de la temperatura ambiente, de la temperatura del motor, etc.; el microprocesador las procese todas y consiga un funcionamiento óptimo. Como un componente clave de la tecnología Cat® Tier 4, la sincronización de inyección controla con precisión el proceso de inyección de combustible mediante una serie de micro explosiones sincronizadas cuidadosamente. Esta sincronización de la inyección proporciona más control de la combustión para obtener la quema de combustible más limpia y eficiente. Para maximizar el valor para el cliente, los ingenieros de Caterpillar especificaron sistemas de combustible según las demandas de potencia y rendimiento de cada motor.
Como se ve en el esquema inferior, hay una bomba de baja presión que toma combustible del depósito y lo lleva a la bomba de alta presión, tras pasar por un filtro. Esta bomba de alta presión, que está accionada por el cigüeñal del motor, manda el combustible al raíl común, y de aquí va a los inyectores. Una parte de este combustible se inyecta en el motor, y parte vuelve al depósito. Este combustible que vuelve al depósito se controlará con el limitador de presión.
El rail sirve por tanto para acumular combustible, que se inyectará posteriormente en el motor. También sirve para amortiguar las oscilaciones y perturbaciones producidas por la bomba de alta presión. Cuanto más combustible se acumule en el rail, más aumentará la presión del mismo, aumentando de esta forma la presión de inyección. Para reducir la presión en el mismo, no hay más que permitir más retorno de combustible al depósito.
Módulos de control electrónicos. Las computadoras son los Módulos de Control Electrónico ECM que se programan para activar los componentes que, a su vez, realizan las funciones de la máquina, como los cambios de marcha de la transmisión, activación de los inyectores para controlar la inyección de combustible la activación de cilindros hidráulicos, o alertar al operador acerca de un problema o falla del sistema. Todos estos sistemas se interconectan a través del enlace de datos llamado Cat Data Link o Enlace de datos Cat; este enlace contempla también la conexión con un Puerto de servicio.
Esta ilustración muestra la relación del sistema monitor Caterpillar con los otros sistemas de control electrónico encontrados en una máquina Caterpillar típica. El “corazón” del sistema es el Módu lo de Visualización Principal que recibe la información de los interruptores, de los sensores y del Enlace de Datos CAT, y la procesa. El Módulo de Visualización Principal, entonces, activa las diferentes salidas. El sistema monitor se usa en gran variedad de productos Caterpillar. No todos los productos disponen de todas las funciones posibles de la máquina. Consulte el diagrama eléctrico de la máquina correspondiente, para determinar qué componentes están instalados en la máquina en particular. El hardware del sistema monitor instalado en algunos Bull Dozer, Cargadores de Ruedas y camiones medianos consta de un Módulo de Visualización Principal, un Módulo de Grupo de Medidores y un Módulo Optativo de Velocímetro/ Tacómetro, conectados a diferentes componentes de entrada y de salida. El hardware del sistema monitor instalado en otras máquinas puede no tener el Grupo de Medidores y/o el Módulo de Velocímetro/ Tacómetro, pero las funciones del sistema principal son las mismas. El Módulo de Visualización Principal Contiene las funciones de procesamiento del sistema y debe estar instalado para que el sistema monitor funcione. Como máximo pueden usarse cuatro módulos con el módulo principal: dos de grupo de medidores y dos de velocímetro /tacómetro. El Módulo Principal de Visualización mostrado en la figura de arriba está en el tablero, y contiene una sección superior con hasta diez indicadores de alerta y, una pantalla inferior, con lectura digital. En la sección de los indicadores de alerta se usan entradas de interruptores, sensores, emisores o sender y el Enlace de Datos CAT, para alertar al operador de condiciones anormales de la máquina. El área de visualización digital proporciona una lectura de seis dígitos con la información del horómetro de la máquina, la velocidad del motor, el kilometraje y los datos de diagnóstico. También, parte del área de Visualización se usa para proveer indicación de unidades, como C°, kPa, MILLAS, RPM, LITROS y Km/h. Los indicadores se ACTIVAN o se DESACTIVAN de acuerdo con la información mostrada en la lectura de seis dígitos. También hay un indicador de código de servicio (en el área de visualización), para señalar si hay una falla registrada en las modalidades de servicio y desplazamiento de datos de diagnóstico. En el Módulo de Visualización Principal se utiliza un par de enlaces de comunicación para permitir un paso de comunicación entre otros controles electrónicos y varios módulos de visualización. El Enlace de Datos CAT se usa para la comunicación con otros controles electrónicos. Este enlace de Datos es bidireccional, lo cual permite a los diferentes módulos electrónicos compartir información, El otro paso de comunicación es el Enlace de Datos de Visualización. Este enlace comunica información de ida y vuelta entre el Módulo de velocímetro / tacómetro. El Enlace de Datos CAT y el Enlace de Datos de Visualización se usan en muchos otros productos, como el Sistema Monitor Computarizado y el Sistema de Administración de Información Vital.
En la figura se muestra el Módulo del Grupo de Medidores, este módulo muestra cuatro de las condiciones de
cambio constante de la máquina que frecuentemente más desea ver el operador. Los sistemas mostrados son: • • • •
Temperatura del refrigerante del motor (arriba a la izquierda) Temperatura de aceite de la transmisión (arriba a la derecha) Temperatura de aceite hidráulico (abajo a la izquierda) Nivel de combustible (abajo a la derecha)
El tipo y la cantidad de medidores usados en el grupo pueden variar de acuerdo con la aplicación. En algunas máquinas se pueden usar hasta dos Módulos del Grupo de Medidores. Para determinar qué funciones se usan una máquina en particular, vea el Manual de Operación Y Mantenimiento correspondiente.
En la figura se muestra el Módulo de Velocímetro / Tacómetro, La sección del tacómetro muestra la velocidad del motor (RPM). Directamente debajo de la sección del tacómetro, mediante una pantalla de cristal líquido entrega una lectura de tres dígitos, muestra la información de la velocidad de desplazamiento (millas/h o km/h). En algunas aplicaciones la velocidad de desplazamiento puede no mostrarse debido a que ingeniería puede determinar que no es necesario para la aplicación de la máquina. En el lado derecho de la pantalla de la velocidad de desplazamiento, una lectura de dos dígitos muestra la información del cambio de velocidad y el sentido de marcha actual. Algunas máquinas es optativo el Módulo del Velocímetro /Tacómetro. En el Sistema Monitor Caterpillar CMS. El módulo de visualización principal toma decisiones con base en las entradas de los diferentes interruptores, emisores y sensores instalados en el Sistema, así Como de los datos del Enlace de Datos CAT. Las entradas le indican al Módulo de Visualización Principal Como operar y la condición de los sistemas de la máquina.
INYECTORES DEL SISTEMA COMMON RAIL. GENERALIDADES.
La parte complicada del sistema serán los inyectores, controlados desde la unidad de control electrónica del motor (ECU). Los inyectores controlarán la duración de la inyección, el momento en el que se inyecta y la cantidad de combustible inyectado, mediante la acción de un campo magnético. En el momento de la inyección, la ECU manda la señal correspondiente, y excita la bobina generando un campo magnético. De esta forma, se produce el movimiento de la válvula de control de la descarga que hace subir el inyector de forma muy rápida y violenta por la presión que hay en la zona inferior, abriéndose la salida de combustible de forma rápida por los orificios del inyector, que se cerrarán al cesar el campo magnético y descender la válvula. Con este descenso concluye la inyección. Abriendo la válvula más o menos tiempo, más rápido o menos, se controla la inyección de combustible controlando este campo magnético.
Actualmente en lugar de bobinas se emplean piezoeléctricos, con el mismo principio de funcionamiento, Pero que eliminan en gran medida el retardo que necesita la excitación de la bobina. Para explicarlo un poco por encima, un piezoeléctrico se basa en la elongación de cristales, que hacen que se libere voltaje con su deformación, aprovechando éste de igual forma que la magnetización de la válvula electromagnética de control de descarga.
CIRCUITO DE BAJA PRESIÓN.
El circuito que se utiliza en los motores de ciclo Diésel para llevar el combustible desde el depósito hasta el interior de la bomba de inyección se denomina circuito de baja presión. Su esquema y la denominación de sus elementos pueden verse en la siguiente figura:
Su funcionamiento es semejante al que, de igual forma, lleva la gasolina en los motores de ciclo Otto desde el depósito hasta la cuba del carburador. Se compone de depósito, de características similares a los empleados para gasolina, de filtro de malla, que elimina las partículas gruesas, de bomba, que aspira el combustible del depósito y lo envía a cierta presión, de filtro exhaustivo, que realiza un pre filtrado del gasoil, de válvula reguladora de presión, tarada con un valor suficientemente alto como para mantener el flujo de combustible e impedir la entrada de aire, y de una salida que lleva el combustible hasta la bomba de inyeccion.
CIRCUITO DE ALTA PRESIÓN.
Este circuito, que recibe el combustible a la presión tarada en la válvula reguladora de presión del circuito de alimentación, está formado por una bomba de inyección, que comprime el combustible a presión que en algunos vehículos llega a superar 1250 atmósferas, lo que ha cambiado muchas de las antiguas ideas que había sobre los motores Diésel, de finas tuberías de acero, una por cilindro, que conducen el combustible que sale de la bomba de inyección, de inyectores, que situados en la culata pulverizan a alta presión, cada uno en su respectiva cámara de combustión, el combustible que reciben a través de las tuberías de presión desde la bomba de inyección. CIRCUITO DE ALTA PRESION
Debido a la gran precisión de funcionamiento y a los ajustes entre los elementos constituyentes de la bomba de inyección y de los inyectores, para el correcto funcionamiento de los mismos es fundamental un filtrado exhaustivo del combustible para eliminar todas las partículas que pueda llevar en suspensión. Esto en los motores Diésel se realiza en tres fases, la primera mediante un filtrado grosero situado a la salida del de depósito en la aspiración de la bomba de alimentación de combustible, la segunda mediante un segundo filtro más fino situado a la salida de ella, y la tercera, mucho más exigente, mediante un filtro denominado filtro principal, que elimina las partículas por minúsculas que sean. El filtro principal, que se construye de diferentes modelos, aunque en esencia sólo se diferencian entre sí en el diseño y en la materia empleada como elemento filtrante, debe caracterizarse por tener, además de ofrecer una gran superficie de filtrado, para permitir el paso de gran cantidad de combustible sin apenas ofrecer pérdida de carga, un reducido volumen y por ser duradero y tener fácil limpieza. El filtro de papel, tiene una constitución semejante al anterior pero, como elemento filtrante, utiliza papel plegado como se muestra en la siguiente figura, gracias a lo que ofrece una gran superficie de filtrado y un reducido volumen. Estructura y función de los componentes. Válvula reguladora de presión:
Esta válvula tiene la misión de ajustar y mantener la presión en el "Rail", dependiendo del estado de carga del motor. - En caso de una presión demasiado alta en el Rail, La válvula reguladora de la presión abre de forma que una parte del combustible retorna al depósito, desde el Rail a través de una tubería colectora. - En el caso de una presión demasiado baja en el Rail, la válvula reguladora de presión cierra y estanqueidad así el lado de alta presión contra el lado de alta presión.
Estructura:
La válvula reguladora de presión tiene una brida de sujeción para su fijación a la bomba de alta presión o al Rail según sea el caso. El inducido (2) presiona una bola (1) contra el asiento estanco para eliminar la conexión entre el lado de alta presión y el de baja presión; para ello existe por una parte un muelle (4) que presiona el inducido hacia abajo, y por otra parte, existe un electroimán que ejerce una fuerza sobre el inducido. Para la lubricación y la eliminación del calor se rodea con combustible el inducido completo.
Funcionamiento:
La válvula reguladora de la presión tiene dos circuitos: Un circuito regulador eléctrico más lento, para ajustar un valor de presión medio variable en el Rail. Un circuito regulador mecánico-hidráulico más rápido, que compensa las oscilaciones de presión de alta frecuencia. Válvula reguladora de presión no activada: La alta presión existente en el Rail o en la salida de la bomba de alta presión, está presente también en la válvula reguladora de presión a través de la entrada de alta presión. Ya que el electroimán sin corriente no ejerce fuerza alguna, la fuerza de la alta presión es superior a la fuerza elástica, de forma tal que abre la válvula reguladora de presión y permanece más o menos abierta según el caudal de suministro. El muelle esta dimensionado de tal modo que se establece una presión de aprox. 100 bares. Válvula reguladora de presión activada: Si debe aumentarse la presión en el circuito de alta presión, debe formarse fuerza magnética adicionalmente a la fuerza elástica. La válvula reguladora de presión es activada y, por tanto, cerrada, hasta que se establezca un equilibrio de fuerzas entre la fuerza de alta presión por una parte y las fuerzas magnéticas y elástica por otra parte. La válvula queda entonces en una posición abierta y mantiene constante la presión. Mediante una abertura diferente compensa un caudal de suministro modificado de la bomba así como la extracción de combustible de la parte de alta presión por los inyectores. La fuerza magnética del electroimán es proporcional a la corriente de activación, se realiza mediante intervalos (modulación de amplitud de impulsos). La frecuencia de impulsos de 1kHz es suficientemente alta para evitar movimientos perturbadores del inducido u oscilaciones de presión en el Rail. Rail o acumulador de alta presión :
El Rail tiene la misión de almacenar combustible a alta presión. Al hacerlo deben amortiguarse mediante el volumen acumulado, oscilaciones de presión producidas por el suministro de la bomba y la inyección. La presión en el distribuidor de combustible común para todos los cilindros se mantiene a un valor casi constante incluso al extraer grandes cantidades de combustible. Con esto se asegura que permanezca constante la presión de inyección al abrir el inyector.
CAÑERIAS DE ALTA PRESION HACIA LOS INYECTORES RIEL COMUN VALVULAS LIMITADORAS DE FLUJO.
ENTRADA COMBUSTIBLE A PRESION
SENSOR DE PRESION DE COMBUSTIBLE DEL RIEL COMUN
BOMBA DE ALTA PRESION
Estructura :
El Rail con limitadores de flujo (opcionales) y la posibilidad de montaje adosado para sensor de presión Rail, válvula reguladora de presión y válvula limitadora de presión, puede estar configurado distintamente, debido a las diferentes condiciones de montaje del motor. Función: El volumen existente en el Rail está lleno continuamente con combustible sometido a presión. La capacidad de compresión de combustible conseguida con la elevada presión, se aprovecha para obtener un efecto de acumulador. Al extraer combustible del Rail para una inyección, se mantiene casi constante la presión en el acumulador. Igualmente se amortiguan, es decir, se compensan las oscilaciones de presión procedentes de la alimentación pulsatoria por la bomba de alta presión. Sensor de presión del riel común.
Este sensor debe medir la presión actual en el Rail - Con suficiente exactitud - En un tiempo que sea corto y suministrar una señal de tensión a la unidad de control, en función de la presión existente. Estructura .:
El sensor de presión del Rail consta de los siguientes elementos: Un elemento sensor integrado, que esta sobre soldado en el empalme de presión. Una placa de circuito impreso con circuito de evaluación eléctrico. Un cuerpo de sensor con conector de enchufe eléctrico. El combustible fluye a través de un taladro en el Rail hacia el sensor de presión del Rail, cuya membrana de sensor cierra herméticamente el final del taladro. A través de un orificio en el taladro ciego llega a la membrana el combustible sometido a presión. Sobre esta membrana se encuentra el elemento sensor que sirve para transformar la presión en una señal eléctrica. A través de cables de unión se transmite la señal Generada a un circuito evaluador que pone a disposición de la unidad de control la señal de medición amplificada.
Función:
El sensor de presión Rail trabaja según el siguiente principio: La resistencia eléctrica de las capas aplicadas sobre la membrana, varía si cambia su forma. Este cambio de forma (aprox. 1mm a 1500 bar) que se establece por la presión del sistema, origina una variación de la resistencia eléctrica y genera un cambio de tensión en el puente de resistencia abastecido con 5 V: Esta tensión es del orden de 0....70 mV (conforme a la presión existente) y es amplificada por el circuito evaluador hasta un margen de 0,5......4,5 V. La medición exacta de la presión en el Rail es imprescindible para el funcionamiento del sistema. Por este motivo son también muy pequeñas las tolerancias admisibles para el sensor de presión en la medición de presión. La precisión de la medición en el margen de servicio principal es de aprox. ±2% del valor final. En caso de fallar el sensor de presión del Rail, se activa la válvula reguladora de presión con una función de emergencia "a ciegas" mediante valores preestablecidos. Válvula limitadora de presión.
La misión de esta válvula corresponde a la de una válvula de sobrepresión. La válvula limitadora de presión limita la presión en el Rail dejando libre una abertura de salida en caso de un aumento demasiado grande. La válvula admite en el Rail una presión máxima de 1500 bar brevemente. Estructura y función.
Esta válvula trabaja mecánicamente y consta de las siguientes piezas: - Un cuerpo con rosca exterior para enroscarla en el Rail. - Un empalme a la tubería de retorno hacia el depósito. - Un émbolo móvil. - Un muelle. El cuerpo presenta hacia el lado de conexión del Rail un taladro que se cierra por parte del extremo cónico del émbolo en el asiento estanco en el interior del cuerpo. Bajo una presión de servicio normal (hasta 1350 bar), un muelle presiona sobre el émbolo estanqueizandolo en el asiento, de forma que se mantiene cerrado el Rail. Solamente cuando se sobrepasa la presión máxima del sistema, el émbolo se levanta por la presión en el Rail contra la fuerza del muelle, pudiendo escapar el combustible que se encuentra bajo presión. El combustible es conducido entonces por canales en un taladro céntrico del émbolo y retorna al depósito de combustible a través de una tubería colectora. Al abrir la válvula, sale combustible del Rail, la consecuencia es una reducción de presión en el Rail.
Limitador de flujo.
El limitador de flujo tiene la misión de evitar el caso poco probable de inyecciones permanentes en un inyector. Para cumplir esta misión, el limitador de flujo cierra la afluencia al inyector afectado, si se sobrepasa el caudal de extracción máximo.
Estructura .
El limitador de flujo consta de un cuerpo máximo con una rosca exterior para enroscarlo al Rail y con una rosca exterior para enroscarlo en las tuberías de alimentación de los inyectores. El cuerpo lleva en sus extremos un taladro, que establece respectivamente una comunicación hidráulica hacia el Rail o hacia las tuberías de alimentación de los inyectores. En el interior del limitador de flujo se encuentra un émbolo presionado por un muelle en dirección al acumulador o Rail. Este émbolo cierra herméticamente contra la pared del cuerpo; el taladro longitudinal en el émbolo es la comunicación hidráulica entre la entrada y la salida. El diámetro de este taladro longitudinal esta reducido por su extremo. Esta reducción actúa como un estrangulador con un flujo de paso exactamente definido. Función:
Servicio normal El émbolo se encuentra en su posición de reposo, es decir, contra el tope por el lado del Rail. Al producirse una inyección disminuye ligeramente la presión por el lado del inyector, con lo cual el émbolo se mueve en dirección al inyector. El limitador de flujo compensa la extracción de volumen por parte del inyector, mediante el volumen desalojado por el émbolo y no por el estrangulador, ya que este es demasiado pequeño para ello. Al final de la inyección se detiene el émbolo sin cerrar el asiento estanco. El muelle lo presiona devolviéndolo a su posición de reposo; a través del estrangulador se produce el paso sucesivo de combustible. El muelle y el taladro estrangulador están dimensionados de tal forma que en caso de un caudal máximo
(incluida una reserva de seguridad) pueda volver el émbolo otra vez hasta el tope por el lado del Rail. Esta posición de reposo se mantiene hasta que se produce la siguiente inyección.
Servicio con anomalía y gran caudal de fuga. Debido al gran caudal de extracción, el embolo se aparta de su posición de reposo presionado hasta el asiento estanco en la salida. Se mantiene entonces hasta la parada del motor en su tope por el lado del inyector y cierra así la afluencia al inyector. Servicio con anomalía y pequeño caudal de fuga Debido al caudal de fuga, el émbolo ya no alcanza su posición de reposo. Después de algunas inyecciones, el émbolo se mueve hasta el asiento estanco en el taladro de salida. También aquí permanece el émbolo hasta la parada del motor en su tope por el lado del inyector y cierra así la afluencia del inyector. BOMBA de combustible alta presión. La transferencia de combustible avanzada bombea adentro integrado en el sistema de inyección de alta presión, entregando respuesta de la válvula reguladora, economía de combustible y estándares de ruido mejorados las bombas de la Medio-presión diseñaron para el inyector de la unidad y los sistemas de carburante comunes del carril Cojinetes, sellos y válvula del oscurecimiento especificada para todos los usos del combustible Las instalaciones avanzadas de la prueba de combustible al modelo aumentaron flujo y el control de presión, prima seca, refrescándose, atascó flujo y los efectos de los combustibles sucios o de la bajo-lubricidad
4.- SISTEMA DE ADMISION Y ESCAPE.
El Sistema de admisión consiste de una caja de filtros (si se utiliza), elemento filtrante, tubería y conexiones al múltiple de admisión o turbo cargador. Un sistema de filtrado efectivo provee al motor aire limpio con una restricción mínima, separando del aire los materiales finos como el polvo, arenas, etc. También debe permitir la operación del motor por un período de tiempo razonable antes de requerir servicio. Un Sistema de filtrado ineficiente afectará de manera adversa el desempeño, las emisiones y la vida útil del motor. ANTE FILTRO.
Este componente es el encargado de retener impurezas de gran tamaño o dicho de otra manera retiene partículas de gran tamaño, ejemplo hojas secas, Lana etc.., es el punto de inicio de un sistema de admisión, en toda máquina se ha hecho necesario el uso de este componente debido al trabajo al que está expuesto el sistema en sí.
Filtros de Aire.
En condiciones normales nunca deberíamos tratar de limpiar un filtro de aire con elementos de papel. La tierra en el filtro no hace mal hasta que empiece a restringir el flujo de aire. Sin embargo, en ciertas circunstancias nos encontramos en el campo y se tapa el filtro hasta el punto que el motor no anda a altas velocidades. Cuando el vehículo o el equipo tienen un filtro doble (un exterior de papel y interior de lana), Este es el procedimiento para la limpieza del filtro exterior de papel. El filtro interior es el seguro del Motor. Cuando muestra señales de tierra, hay que cambiar ambos filtros. Este sistema es común en tractores agrícolas y muchos camiones Volvo. Tomando en cuenta que si abrimos Los poros del papel, la tierra pasará por el papel y acortará la vida útil del motor. Hay que limpiarlo con el máximo cuidado posible.
Estos son los pasos correctos para limpiar el filtro de aire en estos casos:
Buscar el regulador de presión de aire en el compresor y bajar la presión a 30 psi (2 bar). NUNCA se debe usar la presión de aire directo de la manguera que infla llantas sin bajar la presión. Estas mangueras normalmente están con más de 100 psi de presión de aire y abrirá los poros del papel filtrante. Sacar el filtro del porta filtro y soplar el porta filtro mientras se tapa la entrada de aire al motor con un trapo para evitar la entrada de esa tierra. Con 30 psi de presión de aire, apuntar la manguera por el medio del filtro y soplar de adentro hacia fuera, manteniendo por lo menos 2 cm entre la pistola y el papel filtrante. Con 30 psi de presión de aire, limpiar un poco del residuo de polvo en la parte exterior del filtro, manteniendo un ángulo entre 30 y 45 grados entre el filtro y la pistola. Nunca apunte la pistola directamente al filtro. Cuando la mayoría de la tierra suelta ha salido, colocar el filtro en su porta filtro. Si alguna vez encuentra tierra en la entrada al motor, o en el porta filtro después del filtro. Cambie el filtro lo antes posible. Esta tierra está entrando al motor para lijar el bloque, las camisas, o los anillos. Nunca apunte la pistola de aire directamente al filtro. Esto abre los poros del papel y deja pasar la tierra hasta el motor. El propósito del filtro de aire es evitar la entrada de tierra al motor. Estos filtros están trabajando.
INDICADORES DE RESTRICCIÓN.
El indicador de restricción está localizado entre el filtro de aire y el múltiple de admisión. Para los motores diésel el indicador esta calibrado para dar una señal de acuerdo a ensayos. Los motores a gas natural tienen requerimientos especiales. Algunas máquinas ya cuentan con un indicador de restricción eléctrico el cual visualiza el estado de los filtros en el tablero o panel de instrumentos mediante un símbolo o simplemente una luz de panel o en algunos casos se visualiza en una pantalla digital.
MULTIPLES DE ADMISION. El colector de admisión es el conducto a través del cual accede el aire hacia las canalizaciones de la culata. El colector se sujeta a la culata del motor por medio de unos pernos y su diseño condi cionará la forma en la que se llenan los cilin dros . Generalmente suelen ser fabricados en aluminio o similares y también en materiales plásticos de considerable resistencia. A continuación, podréis ver un vídeo tutorial donde se explica el funcionamiento de este elemento:
MULTIPLES DE ESCAPE.
En ingeniería automotriz, un múlt iple de escape , lumbrera, colector es una unión de tubos o conductos que recoge los gases de escape de 1 o más cilindros de un motor térmico alternativo, a la salida de la cabeza del motor, juntándolos en un solo tubo. También en los motores existe el múltiple admisión que abastece la mezcla de combustible y aire o solo aire a cada uno de los pistones. Hay que aclarar que si no se unen varios conductos en un solo conducto de gases entonces no hay múltiple como en el caso de un escape por cada pistón o motores de un solo pistón (en casos de motores de una válvula de escape por cada pistón).
normalmente son fabricados por moldeo a la arena de hierro o algún metal o aleación que resista las altas temperaturas de los gases de escape, en el caso de los "headers" pueden ser fabricados mediante tubos doblados y soldados a bases para su conexión a la cabeza del motor y unidos al múltiple más conocido en este caso como colector. Pueden estar recubiertos o no con pintura cerámica para protección de la temperatura o estética y/o cubiertas con una placa aislante térmica para mantener el área del motor lo más libre de calor, en el caso de los automóviles.
Funcionamiento
El objetivo de un buen múltiple de escape es no obstruir el libre flujo de los gases de escape, que harían disminuir la potencia del motor, pero deben de reforzar el efecto de vacío que se produce en el instante de cierre/apertura de las válvulas de escape/admisión, ya que el final de salida del escape atrae el aire fresco de la admisión al cilindro por los efecto de inercia, vacío, el efecto de resonancia (ya que la presión dentro de la cámara de combustión se ve influida por la velocidad de transmisión del sonido en el gas; que son ondas de presión; y a 1/4 de onda en resonancia se tendría la mínima presión dentro de la cámara a máxima presión en el múltiple o tubo de escape) y fenómenos de turbulencia e interferencia entre los escapes de los otros cilindros. Básicamente un múltiple de escape debe estar diseñado para aumentar el efecto de depresión que se produce cuando los gases postcombustión lo atraviesan, y así favorecer la salida del cilindro de los mismos, permitiendo que ingrese más aire fresco, es decir, mejorar el llenado del cilindro.
Transmisión Power shift. Servo transmisión de Contra eje. UN tipo de transmisión utilizada en las máquinas Caterpillar es la servo transmisión de contra eje. A continuación se describe los componentes fundamentales de la servo transmisión de contra eje, su funcionamiento (incluyendo el flujo de potencia) y los procedimientos de prueba de desempeño y localización de averías.
¿Qué es una servotransmisión de contraeje? Las servo transmisiones de contra eje se diferencian de las planetarias en que utilizan engranajes rectos de engranaje constante. La transmisión no tiene collares deslizantes. Los cambios de velocidad y dirección se obtienen enganchando hidráulicamente varios conjuntos de embrague.
Ventajas de la servotransmisión de contraeje. Las ventajas de la servo transmisión de contra eje incluyen: menos piezas, menos peso y protección controlada de la modalidad de fallas. Solenoides de cambio operados eléctricamente, proporcionan cambios automáticos a la vez que eliminan el varillaje de control por cable desde la cabina del operador a la válvula de control de la transmisión.
Componentes de la servo tranSmisión de contra eje . A continuación se presenta la identificación, función y ubicación de los componentes fundamentales que conforman la servo transmisión de contra eje:
Válvula de control. El cuerpo de la válvula de control alberga solenoides accionados eléctricamente, que dirigen el flujo a los carretes selectores direccionales y de velocidad. La explicación a continuación se basa en los portaherramientas integrales y los pequeños cargadores de ruedas. La parte superior de la válvula de control contiene los tres carretes selectores direccionales (1). Estos carretes cambian de posición para permitir que el aceite a presión del embrague direccional (P2) se dirija a uno de los tres conjuntos de embrague direccional. Los carretes selectores direccionales dirigen el aceite presurizado (P2) a los embragues direccionales N° 1 (avance en baja), N°2 (avance en alta) y N°3 (retroceso). La presión P2
Suministrada a los carretes selectores , es paralela con el avance y el retroceso, pero escalonada con el avance en alta y con el avance en baja. Esto es así para que se evite enganchar más de un embrague direccionales al mismo tiempo. El pistón de carga (2) está ubicado en la sección media de la válvula de control. El pistón de carga trabaja con la válvula de alivio moduladora (3) para proporcionar una subida de presión controlada (modulación) en los embragues y para limitar el máximo valor de P2. La válvula de alivio moduladora está ubicada también en la sección media de la válvula de control y además envía el aceite excedente al convertidor de par. La parte inferior de la válvula de control alberga a los tres carretes selectores de velocidad (4). Estos carretes dirigen el aceite bajo presión del embrague de velocidad (P1) a uno de los tres embragues de velocidad. Los carretes selectores de velocidad dirigen P1 los embragues de velocidad 4 ,5 y 6 . Cada carrete selector está controlado por un solenoide eléctrico. Cuando el solenoide está activado, el solenoide se cambia. Esto hace que se dirija aceite al carrete selector a través del solenoide. La presión de aceite cambia el carrete selector, el cual dirige el aceite al embrague direccionado. El suministro de aceite P1 es escalonado a través de los tres carretes selectores, para evitar que se embrague más de un paquete de dirección al mismo tiempo. El escalonamiento significa que el aceite está disponible primero para el solenoide y el carrete selector N°4, luego para el solenoide y carrete selector N°5 y finalmente para el solenoide y carrete selector N°6. Por lo tanto ante cualquier condición de falla la transmisión hará un cambio hacia abajo o cambiará hacia una condición neutral. Los solenoides (5) consisten en dos componentes básicos: el vástago y la bobina. Los seis solenoides y/o los componentes son intercambiables. La pérdida de energía eléctrica a cualquier solenoide de velocidad o direccional neutralizaría la transmisión, al quedar desconectado ese embrague en particular. El suministro de aceite se dirige al final del vástago del solenoide. Cuando el solenoide es activado, un pasador cambia hacia arriba dentro del vástago y mueve de su lugar una bola para impedir que el aceite pase a través del pasaje de aceite al carrete selector. Lumbreras de toma de presión. Las lumbreras de toma de presión están ubicadas en la válvula de control, para controlar las presiones del embrague de velocidad P1, del embrague de dirección P2 y de admisión del convertidor de par P3.
Válvula diferencial de presión. La válvula y el resorte diferencial de presión están ubicados entre la válvula de control y el plato separador. La válvula diferencial de presión, mantiene la presión P1 a una presión específica mayor que la P2.
Embragues. Los embragues se enganchan hidráulicamente y se desenganchan por la fuerza de resortes. Los embragues se enganchan de manera que proporcionen la apropiada reducción de velocidad y dirección al eje de salida de la transmisión.
Pistón del embrague (1). El pistón del embrague tiene un sello interior y exterior. Cuando los discos han gastado la mitad de la profundidad del canal de aceite, el pistón del embrague llega lo suficientemente lejos como para mover de su lugar (reventar) el sello exterior. Esto evita que los disco s y platos jamás funcionen metal contra metal. La presión del embrague direccional o de velocidad llena la cavidad detrás del pistón de embrague y mueve el pistón hacia la izquierda contra el resorte del pistón y engancha los discos y platos del embrague. Platos y discos del embrague (2). Los platos del embrague están montados dentro de la caja del embrague. Las estrías en el diámetro interior de los platos están engranadas con las estrías en la caja del embrague. Los platos y la caja giran juntos. Los discos del embrague están superpuestos entre los platos del embrague. Los dientes interiores de los discos se engranan con los dientes exteriores de la maza. Los discos del embrague tienen un material de fricción adherido a su superficie de manera que no haya un contacto de metal a metal entre los discos y platos de embrague . La maza (3).
Es el componente en el conjunto de embrague al que el engranaje está empalmado en estrías. Cuando el pistón del embrague se engancha, la fuerza de los platos y discos de embriague se transfiere al engranaje a través de la maza.
Ejes. Los ejes sostienen los engranajes dentro de la transmisión. El número de ejes y engranajes está determinado por el modelo de la transmisión y de la máquina.
Pasajes de aceite. Cada uno de los ejes de la transmisión tiene tres pasajes de aceite internos. Un pasaje es para que pase el aceite para la lubricación y el enfriamiento de los embragues, los cojinetes y los engranajes. Los otros dos pasajes son para que pase el aceite bajo presión para el enganche de los embragues en cada eje.
Bomba. Una bomba suministra aceite para todo el sistema hidráulico del tren de fuerza. Es una bomba de desplazamiento positivo, de engranajes, con una sola sección. La bomba es impulsada por el engranaje de la bomba empernado al rodete del convertidor de par.
En algunas máquinas la bomba está ubicada en el eje interno de la transmisión, y es impulsada por la maza del rodete del convertidor de par. Para conocer la ubicación de los componentes remítase siempre al manual de servicio apropiado para la máquina que recibe servicio.
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Funcionamiento de la servotransmisión de contraeje.
Ejemplo: De la válvula de control de la transmisión utilizado en esta parte es la válvula de control de la transmisión utilizada en el cargador de ruedas 938F. Los colores indican lo siguiente: - Rojas P1 o presión del embrague de velocidad. Franjas rojas con blanco - P2 o presión del embrague direccional. Puntos rojos - Presión del pistón de carga Naranja - P3 o presión de admisión del convertidor de par.
La máquina está func ionando en neutr al. Cuando la máquina está funcionando y el selector de velocidad está en NEUTRAL, el aceite fluye de la bomba a través de la válvula de control a los tres solenoides del selector de velocidades. El aceite también fluye a la válvula diferencial de presión y al carrete selector de la válvula de descarga en la válvula de descarga donde el aceite está bloqueado. Se divide el flujo del aceite P2. Después que la válvula diferencial de la presión se abre, el flujo del aceite P2 se divide. Parte del flujo va a la válvula de descarga y mantiene el carrete selector hacia abajo contra el resorte del carrete selector. Con el carrete selector hacia abajo, el aceite P1 queda bloqueado en la válvula de descarga por el carrete selector.
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El flujo también entra en la válvula de control de la transmisión y directamente en la cavidad del émbolo de la válvula de alivio moduladora. El aceite P2 también fluye a través del orificio de admisión P2 hacia el cuerpo de la válvula de control de la Transmisión y nuevamente se divide y se dirige en tres direcciones. Parte del flujo se dirige a la cavidad del émbolo de la válvula de retención, a través del orificio restrictor y a la cavidad del pistón de carga, como analizamos anteriormente. El aceite (puntos rojos) que entra en la cavidad del pistón de carga, fluye a la válvula de descarga donde está bloqueado el aceite. El flujo también va hasta la cavidad del émbolo del carrete selector de RETROCESO, después al solenoide de AVANCE EN BAJA y al solenoide de AVANCE EN ALTA. El aceite también es enviado a la cavidad del émbolo del carrete selector de AVANCE EN BAJA y después a la cavidad del émbolo del carrete selector de AVANCE EN ALTA. De los carretes selectores de AVANCE, el flujo es dirigido al solenoide de RETROCESO. En NEUTRAL, ningún solenoide recibe energía por lo que no se engancha ningún embrague direccional o de velocidad. El carrete de descarga en la válvula de descarga bloquea el aceite en la cavidad del pistón de carga. El pistón de carga comprime ambos resortes y regula el flujo de aceite del pistón de carga de la válvula de control de la transmisión que debe drenarse a través del pasaje límite del recorrido del pistón de carga. La válvula de alivio moduladora regula el exceso de flujo bombeado al circuito del convertidor de par P3. El cambio de neutral a la primera velocidad del retro ceso. Cuando se hace un cambio de NEUTRAL a la PRIMERA VELOCIDAD DE RETROCESO, los solenoides número 2 y 4 reciben energía. El carrete selector para el embrague de la primera velocidad recibe aceite a través del solenoide N°4 y se mueve el carrete hacia la derecha, dirigiendo aceite P1 al embrague de la PRIMERA VELOCIDAD. Se llena el embrague de velocidad. Mientras se llena el embrague de velocidad, la presión P1 se reduce y el resorte cierra la contrapunta en la válvula diferencial de presión. Al mismo tiempo, el pistón de carga, la válvula de alivio moduladora y la válvula de retención en la válvula de alivio moduladora se mueven hacia la derecha a la posición de reposición. La presión del pistón de carga se reduce porque la válvula de retención está en la posición de reposición, abriendo la cavidad de drenaje del pistón de carga. La presión P2 comienza a bajar a través del orificio restrictor en la válvula de alivio moduladora y alrededor de los carretes selectores. Cuando la válvula de alivio moduladora se mueve a la derecha, se bloquea el pasaje de suministro del Convertidor. Cuando el pistón de carga se ha movido a la posición de reposición, la presión residual en el circuito P3 pasa a través del pasaje de drenaje del convertidor que está bloqueado durante el funcionamiento normal. Debido a que el aceite en la cavidad del pistón de carga no se drena al tanque lo suficientemente rápido a través del drenaje de la cavidad del pistón de carga, se usa una válvula de descarga para proporcionar un cambio más suave. Cuando la presión P2 cae por debajo del ajuste del resorte del carrete selector de la válvula de descarga, el resorte del carrete selector de la válvula de descarga sobrepasa la presión P2 y el carrete selector se mueve hacia la posición cerrada. En la posición cerrada, la presión P1 es dirigida a la cámara del émbolo en e l carrete de descarga. La presión P1 en la cavidad del émbolo mueve el carrete de descarga y el pistón hacia abajo contra el resorte del pistón, drenando la cavidad del pistón de carga a través del pasaje hacia la válvula de descarga.
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El flujo es dirig ido a la válvula de alivio mod uladora. Después que se ha llenado el embrague de velocidad, la válvula diferencial de presión se abre y el flujo es dirigido a la válvula de alivio moduladora, los carretes selectores del embrague direccional y los solenoides direccionales. La válvula de alivio moduladora se mueve a la izquierda debido al flujo dentro de la cavidad del émbolo de la válvula de alivio moduladora a través del pasaje de suministro de la válvula de alivio moduladora. La válvula de retención del orificio también se mueve a la izquierda dentro del carrete de la válvula de alivio moduladora bloqueando el drenaje de la cavidad del pistón de carga. Debido a que el solenoide No. 2 está activado, el flujo va al carrete selector direccional de RETROCESO, el cual cambia el carrete selector hacia la derecha. Al cambiar el carrete selector a la derecha, el flujo va al embrague No. 3. El pistón y el carrete de descarga son cambiados hacia abajo por el aceite P1, lo que mantiene la cavidad del pistón de carga abierta para drenar. En el carrete de descarga hay un orificio dimensionado para proporcionar una demora controlada al cerrar el drenaje del pistón de carga (a través de la válvula de descarga). Mientras la presión P1 continúa actuando sobre el extremo del carrete de descarga a través del orificio en el carrete, el carrete se mueve lentamente hacia la posición cerrada. Cuando el drenaje del pistón de carga (a través de la válvula de descarga) se cierra, comienza el ciclo de modulación. Cuando aumenta la presión P2 hacia el ajuste del resorte del carrete selector de la válvula de descarga, el selector regresa a la posición normal de funcionamiento. Como resultado, la presión P1 se bloquea y la cavidad del émbolo del carrete de descarga se abre para drenar. Cuando el embrague direccional se haya llenado, el pistón de carga se habrá movido ligeramente hacia la derecha. P1, P2 y P3 están bajo una presión de funcionamiento normal. Ahora la válvula de alivio moduladora comienza a moverse lentamente hacia la derecha a un régimen estable. El pistón de carga comienza a moverse hacia la izquierda a un régimen estable. En la medida en que la presión continúa aumentando, el pistón de carga comienza a cubrir el pasaje de drenaje del convertidor. Entonces, comienza a subir la presión P3 y la válvula de retención del flujo de retorno se abre. Luego que el pasaje de drenaje del convertidor queda bloqueado, el pistón de carga sigue moviéndose hacia la izquierda hasta el pasaje límite del recorrido. Cuando se alcanza el pasaje límite del recorrido, el pistón de carga dosifica el aceite a drenar. La válvula de alivio moduladora deja de moverse hacia la derecha y no cierra completamente P2 de P3. Al mismo tiempo, la válvula de alivio moduladora está en posición de dosificación, y P1, P2 y P3 están en su presión de funcionamiento normal.
Pruebas del desempeño y localización de averías de la servo transmisión de contra eje. Uno de los elementos más importantes de la información de diagnóstico que se requiere para localizar averías en las transmisiones es el gráfico de enganche del embrague. Este gráfico explica que embragues se enganchan para cada velocidad y dirección. Conociendo estas combinaciones se puede hacer un diagnóstico adecuado sobre qué conjunto de embragues ha fallado. Antes de realizar cualquier procedimiento de prueba o localización de averías remítase al manual de servicio correspondiente y a las últimas especificaciones y procedimientos. Comprobación de la presión del embrague de velocidad (P1): Esta prueba determina si hay suficiente presión en el sistema para enganchar completamente los em bragues de velocidad y para asegurar el funcionamiento adecuado de la válvula de alivio moduladora y el pistón de carga. Si no hay suficiente presión para enganchar los embragues de velocidad, la transmisión no funcionará adecuadamente. Comprobación de la presión del embrague direccional (P2): Esta prueba determina si hay suficiente presión en el sistema para enganchar completamente los embragues direccionales. También determina si ha y suficiente presión diferencial entre P1 y P2 como para asegurar el enganche del embrague de velocidad antes que el direccional. Si no hay suficiente presión para enganchar los embragues direccionales, la transmisión no funcionará adecuadamente.
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Comprobación de la presión de alivio de admisión del convertidor (P3): Cuando se arranca por primera vez la máquina, especialmente en una mañana fría, la presión de admisión del convertidor P3 puede ser tan alta como 80 psi. Cuando la máquina se calienta la presión baja, debido al aceite caliente en contraste con el aceite frío. En la fábrica se prueba el flujo de la válvula de alivio de admisión del convertidor y no tiene ningún ajuste. Si la presión sube por encima de 80 psi puede provocar daño interno en el rodete del convertidor de par y altas temperaturas de funcionamiento. Por otro lado, si la presión en condiciones de funcionamiento (aproximadamente 60 psi) en varios modelos de máquina, baja por cualquier razón o los bazos de la válvula se abren, pueden producirse serios daños en el convertidor de par. Comprobación de la presión de alivio de escape del convertidor: La comprobación de la presión de alivio de escape del convertidor determina si el convertidor de par tiene un suministro de aceite adecuado y s i el alivio de escape del convertidor está funcionando apropiadamente. El aceite debe mantenerse en el convertidor de par para evitar la cavitación. Si la presión es baja, la potencia transferida por el convertidor puede ser menos eficiente. Un flujo de aceite inadecuado también provoca sobrecalentamiento. Esta prueba se hace generalmente cuando se realiza una prueba de velocidad de calado del convertidor de par. Comprobación de la presión de lubricación: Esta prueba indica si hay suficiente presión dentro del sistema como para mantener los platos y engranajes de embrague de la transmisión debidamente lubricados. La falta de lubricación puede dañar seriamente cualquier transmisión. La falta de presión en el sistema puede ser un indicio de un flujo de aceite inadecuado o una fuga en otro componente del sistema.
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TREN DE FUERZA DE TRANSMISION.
TRANSMISIONES. Introducción.- uno de los mayores retos ha sido el de encontrar un método eficiente y
confiable de transmitir potencia desde el motor hasta los componentes de los mandos finales. Historia de la transmisión.-
Las primeras máquinas equipadas con sistemas de transmisión mecánicos. Mientras la transmisión aumentaba de tamaño y complejidad, sus componentes básicos se mantenían iguales. La potencia del motor se transmitía a la línea de mando a través de un embrague mecánico y de una serie de engranajes. El movimiento del engranaje y el funcionamiento del embrague eran controlados por una combinación de palancas, ejes, y /o cables.
Introducción a los componentes del tren de mando de las máquinas de ruedas. En esta sección se estudiará los componentes principales del Tren de Mando de Ruedas tales como :
COMPONENTES DE UN CARGADOR
Los componentes principales de una pala cargadora de ruedas se han mantenido a lo largo de los años en todas las marcas y modelos, sin embargo el avance de las tecnologías han hecho cambiar recientemente los sistemas en algunas marcas y modelos. En los modelos pequeños se impone actualmente un sistema de transmisión hidrostática totalmente distinto de las transmisiones convencionales. En los modelos más grandes de palas de ruedas existen variantes con transmisión eléctrica y motores eléctricos tirando de las ruedas. Lo que aquí vamos a describir es el sistema tradicional que se sigue manteniendo en las palas medianas y grandes que vemos habitualmente.
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CHASIS.
El chasis está formado normalmente en una cargadora común por dos partes delantera y trasera unidas por el centro por dos bulones que permiten el giro de una respecto de la otra. La parte trasera soporta el diferencial trasero, motor, cabina, transmisión y los depósitos de fluidos. La parte delantera soporta el diferencial delantero, brazos y cucharón, botellas hidráulicas y otros componentes hidráulicos. MOTOR.- El motor y todos sus componentes periféricos también han sufrido abundantes tecnológicas
A lo largo de los años, fundamentalmente el sistema de gestión de la inyección que de mecánico se ha convertido en electrónico, la refrigeración por ventiladores movidos hidráulicamente que adaptan su velocidad a la demanda de cada momento. Los sistemas de dirección y frenos que se accionan hidráulicamente evitando Compresores de aire, calderines, complicadas válvulas, etc.
La demanda de la legislación en cuanto a emisiones contaminantes obliga a los fabricantes a afinar cada vez más los componentes para conseguir cumplir la normativa. En este sentido los motores están evolucionando sus sistemas para conseguir mayor potencia, menor consumo, menor número de componentes, mayor fiabilidad y todo ello respetando el medio ambiente.
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El convertidor de par conecta al motor con la transmisión. Su objetivo es transmitir la fuerza hidráulicamente de la volante del motor a la transmisión. El convertidor utiliza aceite para generar la fuerza entre el motor y la transmisión. Cuando una máquina está trabajando contra una carga, el convertidor puede multiplicar la fuerza del motor hacia la transmisión. Los componentes principales del convertidor son: - Impelente., - Turbina., - Estator., - Eje de salida.
SERVOTRANSMISIÓN:
Dentro del concepto transmisión podemos distinguir tres componentes principales: Convertidor, transmisión propiamente dicha y caja de transferencia. El componente que une el motor con la transmisión es el convertidor de par que hace las veces de embrague automático en una pala de ruedas. Pueden existir diversos modelos de convertidores dependiendo del modelo y marca de la máquina, pero su funcionamiento se reduce a efectuar el acoplamiento motor- transmisión. La transmisión propiamente dicha es en resumen como la caja de cambios de un automóvil, su funcionamiento nos permite cambiar de una velocidad a otra procurando hacerlo de la manera más suave posible. Dependiendo de la marca y el modelo se pueden presentar diversos tipos de transmisiones con sus ventajas e inconvenientes. Por último la caja de transferencia es la que lleva la fuerza de salida de la transmisión al diferencial delantero y trasero repartiendo la carga. Conservó las ventajas del sistema mecánico, pero le agregó una característica, embragues y controles accionados hidráulicamente. La introducción de los elementos hidráulicos en los sistemas de transmisión de potencia .Utilizando Además de las bombas, mangueras, reguladores, acumuladores y convertidores de par, La ventaja
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Principal de toda Servo transmisión es la respuesta más rápida al cambiar de un engranaje a otro, así como también el cambio de velocidades cuando la aplicación lo requiere. La Servo transmisión puede cambiarse con cargas sin pérdida de productividad. -
Servo transmisión planetaria Servo transmisión de Contra-Ejes
Los componentes básicos de la Servo transmisión del tipo de Contra-Eje son: Ejes del embrague: los cuales proporcionan el montaje a los engranajes y a los conjuntos de embrague. Engranajes de transmisión constante: estos proporcionan la velocidad y el sentido de marcha que varían mediante el acople o desacople del embrague. Embrague del sentido de marcha y de velocidad: los cuales consisten en platos de presión y discos de fricción que forman el conjunto de embrague, que se emplean para acoplar los diversos cambios que proporcionan la velocidad y el sentido de marcha. ENGRANAJES DE TRANSFERENCIA
Algunas máquinas CAT tienen trenes de engranajes de transferencia. Estos se utilizan para cambiar la dirección del flujo de potencia, bajar el eje entre el motor y la transmisión o entre la transmisión y el mando final. EJES:
En las máquinas de ruedas los ejes proporcionan los frenos de servicio, un equilibrio de potencia a las ruedas durante los giros y la reducción final del engranaje y el incremento de par para el tren de mando. Los componentes principales del eje son: Grupo del diferencial/conjunto de la corona. El grupo de freno. El grupo de mando final de engranajes planetarios. El grupo de eje. GRUPO DIFERENCIAL/CONJUNTO DE LA CORONA:
Diferenciales: Es el componente que menos ha cambiado durante el paso de los años, si bien es verdad que últimamente se ha producido una evolución en la que los mandos finales y los frenos tienden a situarse en el centro formando un todo con la piña del diferencial obteniendo dos finalidades importantes: Separar los mandos finales de la zona de impactos exteriores que siempre es una fuente de averías y posibilitando bañar en aceite los discos de freno mejorando su refrigeración y aumentando su vida útil así como prolongando su mantenimiento.
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Los componentes principales del conjunto de la corona son: Piñón de ataque o de entrada. Corona. Engranajes satélites. Cruceta. El conjunto de caja del diferencial. Engranajes laterales o de salida. Necesidad de la transmisión:
La potencia proveniente del motor a través de la volante al eje de mando debe de controlarse, así como también su velocidad, dirección y fuerza. Esta potencia controlada se convierte en potencia útil. La transformación de la potencia se realiza a través de la transmisión. La transmisión cumple con esta función, utilizando los engranajes de cambios de velocidad y/o embragues planetarios actuados hidráulicamente, los que proporcionan diferentes gamas de velocidad terrestre en la máquina. Ventajas de las tr ansmisi ones CAT® Cambios automáticos más suaves = Disminución de la fatiga del operador e incremento
de la vida útil del tren de fuerza. Componentes modulares = Proporcionan un servicio más rápido en menos tiempo. Cambios electrónicos = Proporciona regularmente cambios suaves mediante controles accionados con las puntas de los dedos. Modulación individual en los = Disminuye los aumentos repentinos de par y los cambios embragues ICM abruptos, reduce el desgaste en el tren de mando y proporciona cambios más suaves que mejoran el movimiento de la máquina.
Aplic aci on es Tractores de cadenas: servo transmisión planetaria, sus velocidades son 3 de avance y 3 -
de retroceso. Cargadores de ruedas: Servo transmisión planetaria o Servo transmisión mecánica de contra eje con dirección hidrostática, sus velocidades son 3 a 4 de avance y 3 a 4 de retroceso. Camiones de obra: Servo transmisión de modulación individual del embrague ICM, sus velocidades son 5 a 7 de avance y 1 de retroceso. Retroexcavadoras cargadoras: Servo transmisión mecánica de contra eje, sus velocidades son 4 de avance y 4 de retroceso. Fundamentos de la servo transmisión planetaria
Posee un grupo compacto de engranajes planetarios, un juego para cada velocidad de la transmisión, un juego para el avance y un juego para el retroceso. Este dibujo es una representación esquemática de una servo transmisión planetaria de dos Velocidades y dos direcciones. La potencia del motor se transmite al eje de entrada a través de un convertidor o divisor de par. Los engranajes solares tanto para la dirección de avance como de retroceso, están montados sobre el eje de entrada y siempre rotan cuando el eje de entrada es impulsado. El componente situado en centro es el portador para los engranajes planetarios del juego de la segunda velocidad. El eje de salida y los engranajes solares para la segunda y primera velocidad se montan sobre él. La disposición de los juegos de engranajes planetarios del motor al eje de salida es retroceso, avance, segunda y primera velocidad. Es importante notar que para que se transmita movimiento hacia el eje de salida siempre deben estar conectados un embrague de velocidad y uno de dirección, solo para el caso de neutro un solo embrague debe de estar enganchado (embrague No. 3).
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CUESTIONARIO DE INVESTIGACION DEL CURSO SISTEMAS MODULO CARGADOR FRONTAL 1.- El juego de la coro na recibe la potenci a del que está conectado en un ángulo de 90 grados y transmite la potencia a los embragues de dirección. a) Eje del piñón cónico. Engranaje de transferencia. b) c) Embrague de dirección. Semieje interior d) 2.- ¿Cuál de las sigu ientes fun cion es no realiza un t ren de fuerza? a) Permite dirigir el vehículo. Aumenta o disminuye el torque. b) c) Aumenta o disminuye la velocidad. Permite el cambio de dirección. d) e) Aumenta la potencia. 3.- ¿Cuál de las sigu ientes alternativas no es u na ventaja de una transmi sión planetaria? Existe fuerza equilibrada ya que el esfuerzo lo absorbe más de un diente por engranaje. a) b) Son más baratos porque usan un mínimo número de componentes. Es más fácil hacer cambios de velocidad y dirección. c) d) Todas son correctas. Ninguna es correcta. e) 4.- El estator en un con vertido r: a) Está conectado a la entrada con el motor. Está conectado a la salida de la transmisión. b) c) Está estacionario en todas las aplicaciones. d) Dirige el aceite para fluir en la misma dirección de la rotación del impelente y turbina. e) Ninguna de las anteriores. 5.- Si se desea que el Power Shift en una transm isi ón t enga marcha en reversa. Entonces el elemento del co njun to pl anetario que se debe de fijar a través de los embragues es: a) El porta satélites. La corona. b) c) El solar. 6.- ¿Cuál de las sigu ientes características cor respon de a una máquin a equip ada con convertidor de par? a) Absorbe las cargas de impacto. Protege el tren de fuerza. Se ajusta automáticamente a la carga requiriendo menos cambios. b) c) Evita que se pare la máquina, permitiendo que el sistema hidráulico continúe
funcionando. d) Todas las anteriores son correctas.
7.- ¿Cuál es el elemento pr inc ipal que diferencia un con vertido r de un divis or de torq ue? a) Un conjunto planetario. Un paquete de embrague. b)
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8.- El propó sit o de un diferencial es: Cambiar la velocidad del motor. a) b) Aumentar el par entregado a las ruedas. Permitir que las ruedas accionadas giren a velocidades diferentes. c) 9.- En el sist ema mostrado, ¿Para dónd e va a girar la cor ona? a) Sentido horario. Sentido anti horario. b) c) No gira. 10.- ¿Cuál no es un comp onente del dif erenci al? Caja. a) b) Cruceta. Engranaje satélite. c) d) Discos. Piñón de mando. e) 11.- ¿Cuantos co njun tos de embragues tiene un servo transmi sió n planetaria con tres velocid ades de avance y tres de retro ceso? a) cuatro cinco b) c) seis 12.- El mando directo es cons eguido en las transmi si ones semiautomátic as de 7 velocid ades de los cami ones 785B: a) A través del desenganchado hidráulico del impelente del motor. b) Trabando el estator y permitiendo que la turbina tenga un giro libre. c) Transmitiendo directamente la potencia a la sección de planetarios de la transmisión. d) Trabando la turbina al impelente. 13.- El sob recalentamiento es la queja más com ún co mo l a causa de falla en un convertidor de torque. Esta condición resulta de: a) Sobrecarga. Problemas del sistema de enfriamiento. b) c) Aceite equivocado suministrado al convertidor. Todas las anteriores. d) e) Ninguna de las anteriores. Secció n B.- Estas afirmaciones son verdaderas o falsas. Indicar su mejor opción marcando en la
hoja de respuestas una "V" o "F".
14.- El propó sit o pri ncip al del tren de fuerza de un vehículo es transf erir la pot encia de la volante del motor a los mandos finales. 15.- En un c onverti dor de torq ue el eje de entr ada o la volante se conecta a la tur bina y el eje de salida al im peler. 16.- Un co nvertid or d e par aumenta la potencia. 17.- En un convert idor de torq ue, el estator dir ige el fluj o del aceite de retorno hacia el impeler, multiplic ando el par.
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18.- En una transm isió n, a una reducció n de veloc idad, corr esponde una dismin ució n de par. 19.- En un c onverti dor de par, mientras mayor sea la dif erencia entr e la veloc idad de la bomb a y la de la turbina, mayor será el par de salida. 20.- En un juego de engranajes planetarios u n miembr o debe ser fi jo, un mi embro debe estar móvil girando y el t ercer miembro girando. 21.- Los ejes en las maqui nas con ru edas realizan cuatro func iones fu ndamentales: Transmiti r pot encia desde el eje impulsor hasta el suelo, proporci onar un equilibri o de potenci a a cada rueda durant e los gir os, detener (frenar) la máquin a y propor cion ar aumento de par/reducció n de la veloc idad antes de que la potencia llegue a los neumáticos. 22.- La ventaja de un eje post erior osci latori o en máquinas de ruedas Caterpi llar, es que proporc iona tracción y estabilidad. 23.- En un eje exterior d e las maquinas con ruedas, el juego de la coron a recibe la potencia del eje impulsor, conectado a 90 grados, proporciona aumento de la velocidad, reducción de la fuerza y transmi te la potencia al diferencial. 24.- Los pr inc ipales compo nentes del diferencial en un eje exterio r en las maquinas con ruedas son: el conjun to de la caja del diferenci al, los engranajes de piñó n, los engranajes laterales y la cru ceta.
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Centro de formación profesional: senati
Elaborado en la ciudad de Pucallpa
Técnico mecánico: rene Ramirez cordova
Instructor de senati c.f.p / u.o.p
Mecánico de automotores diésel
Pucallpa – Perú 2017
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