Lab 3 Semifinal

ANALISIS Y EVALUACION DE MOTORES DIESEL __________________________________________________________________________________ ___________________________________________ ________________________________________________________ _________________

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Análisis y Evaluación del Sistema de Lubricación del motor 3126 Caterpillar

”

I. OBJETIVOS DEL LABORATORIO  



Desarrollar destrezas en el uso de herramientas y equipos. Adquirir habilidades para realizar un diagnóstico correcto de un motor Diésel mediante la evaluación de la compresión. Evaluar el estado del motor.

LUGAR DE REALIZACION TALLER M9

DURACION DE LA TAREA 01 SESION

II. IMPLEMENTOS DE SEGURIDAD

III. RECURSOS A EMPLEAR (HERRAMIENTAS, EQUIPOS DE DIAGNÓSTICO, MÓDULOS, MANUALES, PLANOS, INSUMOS, ETC.) - Carrito portaherramientas. - Diésel 2 - Comprobador de fugas - Lámpara de luz fría - Bandeja - Compresímetros - Tacómetro - Módulos de motores diésel

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IV. ATS (Análisis de Trabajo Seguro) trabajo seguro busca solventar solventar una de las las  La implementación de un análisis de trabajo problemáticas más habituales existentes en las instalaciones industriales en términos de seguridad laboral. Esta herramienta analítica tiene por objeto identificar los riesgos potenciales asociados a cada etapa de la actividad productiva, para así, encontrar medidas eficaces de control para prevenir o eliminar la exposición a riesgos mecánicos utilizando todos los recursos que la institución en nuestros laboratorios esté dispuesta a invertir para su implementación.  A continuación se hace presente presente el correspondiente ATS con con su categoría de peligros según el color:

Tarea

Riesgo

Medida preventiva

Identificación del sistema de lubricación

No identificar el sistema

Prepararse leyendo los manuales correspondientes

Verificar el carrito porta herramientas

Que falten o sobren herramientas o que estén dañadas.

Hacer el respectivo inventario comprobando con los datos que se encuentran en el carrito.

Desarmado de componentes

Mal armado y daño de materiales al momento de ensamblar

Colocar marcas en los accesorios que se está desmontando para no tener dificultad

Mover componentes pesados.

Caída y daño del material a trasladar, herniarse la espalda

Usar la pluma para poder trasladarlo y en forma ordenada.

Hacer respectivas medidas que se nos pide

Mala utilización de herramientas, ruptura de herramientas

Solicitar al docente que se nos enseñe cómo funciona la herramienta en caso de no saber.

Limpieza del módulo.

Caídas, lugar sucio, pérdida de herramientas.

Mantener limpio la zona de trabajo.

TABLA 1.- ATS

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IV. ATS (Análisis de Trabajo Seguro) trabajo seguro busca solventar solventar una de las las  La implementación de un análisis de trabajo problemáticas más habituales existentes en las instalaciones industriales en términos de seguridad laboral. Esta herramienta analítica tiene por objeto identificar los riesgos potenciales asociados a cada etapa de la actividad productiva, para así, encontrar medidas eficaces de control para prevenir o eliminar la exposición a riesgos mecánicos utilizando todos los recursos que la institución en nuestros laboratorios esté dispuesta a invertir para su implementación.  A continuación se hace presente presente el correspondiente ATS con con su categoría de peligros según el color:

Tarea

Riesgo

Medida preventiva

Identificación del sistema de lubricación

No identificar el sistema

Prepararse leyendo los manuales correspondientes

Verificar el carrito porta herramientas

Que falten o sobren herramientas o que estén dañadas.

Hacer el respectivo inventario comprobando con los datos que se encuentran en el carrito.

Desarmado de componentes

Mal armado y daño de materiales al momento de ensamblar

Colocar marcas en los accesorios que se está desmontando para no tener dificultad

Mover componentes pesados.

Caída y daño del material a trasladar, herniarse la espalda

Usar la pluma para poder trasladarlo y en forma ordenada.

Hacer respectivas medidas que se nos pide

Mala utilización de herramientas, ruptura de herramientas

Solicitar al docente que se nos enseñe cómo funciona la herramienta en caso de no saber.

Limpieza del módulo.

Caídas, lugar sucio, pérdida de herramientas.

Mantener limpio la zona de trabajo.

TABLA 1.- ATS

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V. EQUIPO DE TRABAJO

Nombre del alumno

Responsabilidad en el equipo

Incacoña Paxi Sócrates

Verificación y calibración del Equipo de Presion Pr esion

Cruz Roque Anthony J.

Almacenero y desmontaje de accesorios. acces orios.

Flores Yucra Maximiliano

Colocación del equipo Caterpillar

Melo Maque Marcos J.

Encendido y apagado de motor

López Mamani Renato

Diagnóstico de fallas de Presion.

Choque Manrique Billy A.

Análisis de presiones y técnicas

VI. INFORMACION PREVIA CONSIDERACIONES 3

ANALISIS Y EVALUACION DE MOTORES DIESEL ___________________________________________________________________________________________________

En la mayor parte de los motores solo se utiliza eficazmente del 23 al 35% de la energía generada por la combustión del combustible en los cilindros, el resto se disipa en pérdidas termodinámicas y mecánicas entre las que se enc uentra la fricción, de tal modo que en el par anillo - émbolo se tiene casi la mitad de estas pérdidas. La disminución del peso del émbolo, el uso de mejores materiales en los anillos y los cilindros, permite reducir este valor en cerca del 25%. 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 cárter 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. Causas del desgaste Una superficie lubricada se puede Par cilindro pistón gastar por factores que pueden ser intrínsecos al tipo de lubricante utilizado, a su tiempo de servicio o debido a contaminantes externos. En algunos pocos casos se presenta como resultado de la selección incorrecta del equipo, de un mal diseño, o del empleo de materiales inadecuados para las condiciones de operación de los mecanismos. En las superficies lubricadas el proceso de desgaste es leve y genera partículas del orden de 1µm a 2µm. El desgaste es consecuencia directa del rozamiento metal-metal entre dos superficies y se define como el deterioro sufrido por Zona de mayor desgaste ellas a causa de la intensidad de la interacción de sus rugosidades superficiales; este puede llegar a ser crítico, haciendo que las piezas de una máquina pierdan su tolerancia y queden inservibles, causando costosos daños y elevadas pérdidas de producción. La excesiva contaminación con carbón tupe los rociadores de enfriamiento del pistón por aceite aumentando bruscamente la temperatura delos pistones lo que se dilatan excesivamente y comienza un proceso acelerado del desgaste, inclusive puede trancar los pistones muy rápidamente al fallar el flujo de aceite. En la práctica el desgaste adhesivo se puede presentar como consecuencia de un alto o bajo nivel de aceite, alta o baja viscosidad, y alta y baja presión. En el caso de un alto nivel de aceite, alta viscosidad y alta presión, el exceso de fricción fluida en el aceite incrementa la temperatura de operación, haciendo que las superficies metálicas se dilaten y rocen, rompiendo en un momento dado la película límite y dando lugar finalmente al desgaste adhesivo. La herrumbre en un motor de combustión interna resulta casi enteramente del agua y los ácidos provenientes de la cámara de combustión. En los motores Diésel la combustión de los compuestos de azufre produce ácido sulfúrico que ataca los anillos y las paredes del cilindro. De manera similar, el ataque de las partes ferrosas de un motor de gasolina se debe a los ácidos orgánicos y al ácido clorhídrico y bromhídrico, éstos últimos procedentes de los haluros orgánicos (di cloruro y di bromuro de etileno) usados junto con el compuesto antidetonante, con el fin de eliminar los residuos de plomo dejados al quemarse el combustible. Se ha demostrado que mientras que las paredes del cilindro se mantengan por encima de 180°F, el desgaste corrosivo aumenta marcadamente, debido a la condensación de agua ácida. Por lo tanto, un motor se debe dejar funcionando en vacío durante el tiempo necesario, 4


para que alcance la temperatura normal de operación, de lo contrario, en unos pocos minutos puede ocurrir un considerable desgaste corrosivo. Los ácidos débiles se forman a medida que el aceite se degrada y éste es un fenómeno normal, mientras que los fuertes son ocasionados por una descomposición a altas temperaturas. Esta última situación es la que necesita el máximo control (en el caso de los aceites industriales) para evitar desgaste corrosivo. El desgaste corrosivo en un motor de combustión interna se puede controlar mediante aditivos alcalinos, tales como fenatos y sulfonatos básicos. Se ha encontrado que en un motor Diésel se puede inhibir la corrosión debido al ácido sulfúrico si el pH (acidez) del aceite se mantiene por encima de 4,5. En motores de gasolina que operan a baja temperatura (unos 900 °F), el desgaste de los anillos y el cilindro aumenta rápidamente si el pH del aceite baja de 6. ACEITES 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, sedimentos, 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 detergente y multigrado. 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. Los puntos principales a engrasar en un motor, son:      

Paredes de cilindro y pistón. Bancadas del cigüeñal. Pié de biela. Árbol de levas. Eje de balancines. Engranajes de la distribución.

El cárter 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.

Características del aceite Una de las funciones básicas que debe tener toda sustancia que se emplee como lubricante es la de reducir la fricción sólida y por tanto, el desgaste a los valores más bajos posibles. El rozamiento metal sobre metal (frotamiento en seco) conduce rápidamente al gripaje (soldadura de la asperezas de las superficies en contacto). Para evitarlo se debe establecer una película de aceite entre las superficies metálicas que se desplazan una sobre la otra (lubricación hidrodinámica). Esta película de aceite debe ser lo suficientemente fluida en frío para no producir un aumento de las resistencias, pero lo suficientemente viscosa a alta temperatura para conservar el espesor requerido para f uncionar en caliente. Esta función está determinada por el grado de viscosidad. El aceite debe controlar los depósitos sobre las partes calientes en el motor que se producen por efecto de los productos de la combustión así como por la descomposición (volatilidad) del mismo; siendo esta la característica detergente. 5


En el aceite se deben mantener en dispersión coloidal las partículas sólidas provenientes de la combustión, desgastes, partículas introducidas en el aire de admisión, etc., para evitar el taponado de los conductos. Es la característica dispersante. El aceite debe neutralizar los productos ácidos que provienen de la combustión o de la oxidación (anhídrido sulfuroso, agua condensada en las parte frías). Es la característica alcalinidad. Debe tener la característica de inhibidor de la corrosión para evitar la creación de pares galvánicos que producen desgastes corrosivos. Maneras de disminuir el desgaste Utilizando los lubricantes más apropiados para las diferentes condiciones de operación. Frecuencia de lubricación adecuada, con el fin de determinar los cambios de aceite y los reengrases correctos. Buenos programas de mantenimiento preventivo, incluyendo principalmente l a limpieza y/o el cambio de los filtros de aire y aceite. No sometiendo los equipos a condiciones diferentes a las de diseño  

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Presión La presión a la que circula el aceite, desde la salida de la bomba hasta que llegue a los puntos de engrase 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. Sistemas de Lubricación Se denominan sistemas de lubricación a los distintos métodos de distribuir el aceite por las piezas del motor. Se distinguen los siguientes: Salpicadura Resulta poco eficiente y casi no se usa en la actualidad (en solitario). Consiste en una bomba que lleva el lubricante del cárter a pequeños "depósitos" o hendiduras, y mantiene cierto nivel, unas cuchillas dispuestas en los codos del cigüeñal "salpican" de aceite las partes a engrasar. De este sistema de engrase se van a aprovechar los demás sistemas en cuanto al engrase de las paredes del cilindro y pistón. Hay muchas piezas que rotan en el interior de un motor. Cuando el motor está funcionando, todas estas piezas rotativas generan calor por la fricción que las piezas de metal hacen cuando entran en contacto directo con otras piezas de metal. Como resultado del desgaste y el calor de todo este movimiento y fricción, es fácil para un motor agarrotarse o empezar a dañarse. El equipo de lubricación crea una película de aceite en las piezas de metal en movimiento del motor, aliviando el desgaste y el calor, originando que las piezas roten fácilmente .

Sistema mixto En el sistema mixto se emplea el de salpicadura y además la bomba envía el aceite a presión a las bancadas del cigüeñal. Sistema a presión Es el sistema de lubricación más usado. El aceite llega impulsado por la bomba a todos los elementos, por medio de unos conductos, excepto al pie de biela, que asegura su engrase por medio de un segmento, que tiene como misión raspar las paredes para que el aceite no pase a la parte superior del pistón y se queme con las explosiones. De esta forma se consigue un engrase más directo. Tampoco engrasa a presión las paredes del cilindro y pistón, que se engrasan por salpicadura. 6


Sistema a presión total Es el sistema más perfeccionado. En él, el aceite llega a presión a todos los puntos de fricción (bancada, pie de biela, árbol de levas, eje de balancines) y de más trabajo del motor, por unos orificios que conectan con la bomba de aceite. Sistema de cárter seco Este sistema se emplea principalmente en motores de competición y aviación, son motores que cambian frecuentemente de posición y por este motivo el aceite no se encuentra siempre en un mismo sitio. Consta de un depósito auxiliar (D), donde se encuentra el aceite que envía una bomba (B). Del depósito sale por acción de la bomba (N), que lo envía a presión total a todos los órganos de los que rebosa y, que la bomba B vuelve a llevar a depósito (D). Bombas de aceite Su misión es la de enviar el aceite a presión y él una cantidad determinada. Se sitúan en el interior del cárter y toman movimiento por el árbol de levas mediante un engranaje o cadena. Esta aspira hacia arriba el aceite almacenado en el cárter de aceite, entregándolo a los cojinetes, pistones, eje de levas, válvulas y otras partes.

Bomba de aceite. Existen distintos tipos de bombas de aceite:

Bomba de engranajes: Es capaz de suministrar una gran presión, incluso abajo régimen del motor. Está formada por dos engranajes situados en el interior dela misma, toma movimiento una de ellas del árbol de levas y la otra gira impulsada por la otra. Lleva una tubería de entrada proveniente del cárter y una salida a presión dirigida al filtro de aceite.

Bomba de lóbulos: También es un sistema de engranajes pero interno. Un piñón (rotor) con dientes, el cual recibe movimiento del árbol de levas, arrastra un anillo (rodete) de cinco dientes entrantes que gira en el mismo sentido que el piñón en el interior del cuerpo de la bomba, aspira el aceite, lo comprime y lo envía a una gran presión. La holgura que existe entre las partes no debe superar las tres décimas de milímetro.

Bomba de paletas: Tiene forma de cilindro, con dos orificios (uno de entrada y otro de salida). En su interior se encuentra una excéntrica que gira en la dirección contraria de la dirección del aceite, con dos paletas pegadas a las paredes del cilindro por medio de dos muelles (las paletas succionan por su parte trasera y empujan por la delantera).

Manómetro: Se encarga de medir la presión del aceite del circuito en tiempo real. Mano contacto de presión de aceite Interruptor accionado por la presión del aceite que abre o cierra un circuito eléctrico. Cuando la presión del circuito es muy baja se enciende una luz.

Testigo luminoso: 7


Indica la falta de presión en el circuito, y se enciende la luz cuando la presión baja de 0 ́ 5 hg/cm2 e indica la falta de aceite.

Indicador de nivel: También se coloca un indicador de nivel que actúa antes de arrancar el motor y con el contacto dado. La aguja marca cero con el motor en marcha. Válvula limitadora de presión: También se puede denominar válvula de descarga o reguladora, va colocada en la salida de aceite de la bomba de aceite. Su misión es cuando existe demasiada presión en el circuito abre y libera la presión. Consiste en un pequeño pistón de bola sobre el que actúa un muelle. La resistencia del muelle va tarada a la presión máxima que soporte el circuito.

Regulador de Presión de Aceite Cuando el motor está en funcionamiento a altas velocidades, este dispositivo ajusta el volumen de bombeo de aceite al motor para que nada más el aceite necesario sea entregado. Cuando la presión de la bomba de aceite se eleva, una válvula de seguridad interior del regulador de presión de aceite se abre, permitiendo que el exceso de aceite retorne al cárter de aceite.

Filtro de Aceite

Filtro de aceite. A medida que se usa el aceite del motor, este se contamina gradualmente con partículas de metal, carbón, suciedad aerotransportada, etc. Si las piezas del motor que están en movimiento fueran lubricadas por dicho aceite sucio, ellas se desgastarían rápidamente y como resultado el motor podría agarrotarse. Para evitar esto, se fija un filtro de aceite en el circuito de aceite que remueva esas sustancias indeseables. EI filtro de aceite es montado a la mitad del camino del circuito de lubricación. Este remueve las partículas de metal desgastadas de las piezas del motor por fricción, así como también la suciedad, carbón y otras impurezas del aceite. Si el elemento del filtro de aceite (papel filtrante), el cual remueve las impurezas, llega a obstruirse, una válvula de seguridad está colocada en el filtro de aceite, luego este flujo de aceite no será bloqueado cuando intente pasar a través del elemento obstruido.

Tipos de filtros de Aceite

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En los motores a gasolina se usa el filtro tipo de flujo completo, en el cual todo el aceite que circula por el circuito de lubricación es filtrado por el elemento. En otros casos se emplea, el filtro tipo cristal. Este tipo es pequeño y ligero en peso, sin embargo, su rendimiento es alto. El aceite en su recorrido por el motor va recogiendo partículas como: Partículas metálicas (desgaste de las piezas) Carbonilla y hollín (restos de la combustión) El aceite debe ir limpio de vuelta al circuito y este dispone de dos filtros: Un filtro antes de la bomba (rejilla o colador) Un filtro después de la bomba (filtro de aceite o principal) El filtrado puede realizarse de dos maneras: en serie y en derivación. Filtrado en serie: todo el caudal de aceite pasa por el filtro. Es el más utilizado. Filtrado en derivación: solo una parte del caudal de aceite pasa por el filtro. Los filtros van provistos de un material textil y poroso y van provistos de una envoltura metálica. Los más usados son: Con cartucho recambiable Monoblock Centrífugo  

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Refrigeración del aceite Debido a las altas temperaturas el aceite pierde su viscosidad (se vuelve más líquida) y baja su poder de lubricación. Se emplean dos tipos de refrigeración: Refrigeración por cárter Refrigeración por radiador: El aceite pasa por un radiador controlado por una válvula térmica, la cual cuando el aceite está demasiado caliente deja pasar agua que procede del radiador del sistema de refrigeración de agua (mientras esta frío el aceite no deja pasar agua).  

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PROCEDIMIENTOS I. S IS T E M A D E L U B R IC A C I O N

1.- RECONOCIMIENTO DEL SISTEMA

D iagr ama del sistema de lubricación (1) Cojinete de la rueda loca trasera superior (2) Conducto de aceite de la caja trasera (3) Cojinete de la rueda loca trasera intermedia (4) Tubería de aceite trasera (5) Rueda loca trasera inferior (6) Conducto de aceite a los balancines y a los cojinetes del árbol de levas (7) Conducto de aceite a las ca bezas (8) Conducto de aceite

en la ca beza (9) Cojinetes del árbol de levas (10) Cojinete del eje de la rueda loca activa (11) Biela con conducto de aceite p erf orado (12) Tubería de aceite externa al tren de engranajes traser o (13) Boquillas de enfriamiento del p istón (14) Cojinete del engranaje loco delantero inferior (15) Cojinetes de b ancada

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ANALISIS Y EVALUACION DE MOTORES DIESEL ___________________________________________________________________________________________________ (16) Tubería de suministro de aceite del turbocompresor del lado derecho (17) Tubería de suministro de aceite del turbocompresor del

lado izquier do (18) Filtro de aceite auxiliar (si tiene) (19) Conducto de aceite p rinci pal (20) Extensión para el conducto de aceite (21) Válvula de derivación del filtro de aceite (22) Válvula de derivación del enfriador de aceite (23) Enfriador de aceite (24) Bomba de aceite (25) Válvula de derivación de la bomba de aceite (26) Colector de aceite (27) Filtro del aceite

La bomba de aceite (24) está montada en la parte inferior del bloque de motor, dentr o del colector de aceite (26). La bomba de aceite (24) extrae el aceite del colector de aceite (26). A continuación, el aceite fluye a través de un conducto hasta el enfriador de aceite (23). El aceite fluye entonces a través de los filtros de aceite (27). El aceite puede fluir hacia dentro del conducto de aceite principal (19) desde el lado derecho o izquierdo del bloque. La ubicación del suministro de aceite que ingresa depende de la ubicación de los filtros de aceite que pueden estar ubicados en cualquier lado del bloque. El aceite fluye entonces a través de un conjunto de orificios transversales hacia el lado opuesto del conducto de aceite. El conducto de aceite principal (19) distribuye el aceite a los siguientes componentes: cojinetes de bancada del cigüeñal (15), boquillas de enfriamiento del pistón (13), extensión del conducto de aceite (20), tubería de suministro de aceite del turbocompresor (16), tubería de suministro de aceite del turbocompresor (17) y cojinetes de engranajes locos delanteros activos (10). El conducto de aceite principal (19) distribuye también el aceite a los mandos accesorios traseros a través de una tubería de aceite externa (12). El aceite ingresa al cigüeñal a través de los orificios de la superficie de apoyo (muñones) del cojinete de bancada (15). Los conductos conectan la superficie de apoyo (muñón) del cojinete de bancada (15) con la superficie de apoyo (muñón) de la biela (11). El aceite fluye hacia arriba a través de un conducto perforado en la biela al cojinete de pasador del pistón. La extensión para el conducto de aceite (20) está ubicada en la esquina delantera derecha del bloque de motor. La extensión del conducto de aceite (20) suministra aceite al cojinete del engranaje loco delantero inferior (14) . El aceite fluye al cojinete de engranaje loco delantero activo (10) y alrededor del cojinete (10) al conducto de aceite de la culata de cilindro (7). El aceite fluye entonces al conducto de aceite de la culata de cilindro (8) y al conducto de aceite (6) de los cojinetes de árbol de levas (9) y los balancines. El aceite del cojinete de la rueda loca trasera inferior (5) se suministra desde un conducto conectado al último cojinete de bancada trasero del cigüeñal (15). El aceite también se suministra desde el cojinete de bancada trasero hacia la tubería de aceite trasera (4) y hacia el conducto de aceite de la caja trasera (2) para el cojinete del engranaje loco trasero intermedio (3) y el cojinete del engranaje loco trasero superior (1) . Este circuito de aceite funciona normalmente a una presión de 214 kPa (31 lb/pulg2) a velocidad baja en vacío y de 400 kPa (58 lb/pulg2) a velocidad nominal. La válvula de derivación de la bomba de aceite (25) limita la presión del aceite que viene de la bomba de aceite (24). La bomba de aceite (24) puede poner más aceite en el sistema del necesario. La válvula de derivación de la bomba de aceite (25) se abre a medida que la presión del aceite aumenta. Esto permite que el aceite que no sea necesario regrese al lado de succión de la bomba de aceite (24) . El aceite frío con alta viscosidad causa una restricción al flujo de aceite a través del enfriador de aceite (23) y el filtro de aceite (27). La válvula de derivación del enfriador de aceite (22) y la válvula de derivación 11


del filtro del aceite (21) se abrirán si el motor está frío. Esto proporcionará lubricación inmediata a todos los componentes. La bomba de aceite (24) envía el aceite frío a través de las válvulas de derivación, alrededor del enfriador de aceite (23) y el filtro de aceite (27) y hacia el conducto de aceite principal (19) en el bloque de motor. Cuando el aceite se calienta, la diferencia de presión en las válvulas de derivación disminuye. Esto cierra las válvulas de derivación. Esto produce un flujo normal de aceite a través del enfriador de aceite y a través del filtro del aceite. Las válvulas de derivación también se abren cuando hay una restricción en el enfriador de aceite (23) o en el filtro de aceite (27). Mediante esta acción, se lubrica el motor si se restringen el enfriador de aceite (23) o el filtro de aceite (27). Las presiones de apertura de las válvulas de derivación varían con las aplicaciones. Existe una cámara de enfriamiento del aceite formada por el labio forjado en la parte superior de la camisa del pistón y la cavidad que está detrás de las ranuras del anillo en l a corona del pistón. El flujo de aceite de la boquilla de enfriamiento del pistón (13) ingresa a la cámara de enfriamiento a través de un conducto perforado en la falda y retorna al colector de aceite (26) a través del espacio libre entre la corona y la falda. Los cuatro agujeros taladrados desde la ranura del anillo de aceite del pistón al interior del pistón drenan el exceso de aceite del anillo. El respiradero de aceite permite que los gases de escape de los cilindros escapen del cárter durante la operación del motor. La derivación de gases de escape se descarga a través de la caja del volante hacia un tubo preformado tendido hacia la atmósfera. Esto evita que se acumule presión y se puedan producir fugas en los sellos o en las empaquetaduras. Nota: Los motores equipados con un filtro de aceite auxiliar (18) recogerán aceite en un orificio. El aceite filtrado retornará al colector de aceite (26).

2.- Sistema de renovación de aceite (si tiene) El propósito del sistema de renovación de aceite (ORS) es aumentar la frecuencia del intervalo de cambios de aceite. El objetivo del ORS también es disminuir la cantidad de aceite usado que se debe eliminar. No se acorta la vida útil del motor cuando se realiza esto.

2.1.- Descripción general El ORS dosifica el aceite del motor que se introduce en el suministro de combustible de la máquina. Este aceite se consumirá en el motor durante el proceso normal de combustión. El Módulo de Control Electróni co (ECM) del motor calcula la cantidad de aceite que se dosifica. Esta cantidad está basada en el factor real de carga o en el combustible que consume el motor. El ORS tiene un tanque de aceite de compensación. El tanque de aceite de compensación es un depósito de aceite que reabastece el aceite que la válvula de renovación del aceite saca del cárter del motor. El consumo normal de aceite continuará bajando el nivel del aceite en el cárter. La adición continua de aceite nuevo permitirá prolongar la duración del aceite. La revisión de los informes del análisis S·O·S del aceite permitirá determinar si ha ocurrido un problema y si es necesario cambiar el aceite. El ORS está integrado con el motor y con el sistema electrónico de la máquina. El sistema electrónico consta de sensores, interruptores, el ECM y el Sistema Monitor. El sistema electrónico informará al operador de un desperfecto del sistema o de una advertencia. Se pueden detectar las siguientes advert encias: •

•

•

Problema con la válvula dosificadora Nivel de combustible bajo Obstrucción del filtro de combustible secundario

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ANALISIS Y EVALUACION DE MOTORES DIESEL ___________________________________________________________________________________________________ •

•

Nivel bajo de aceite en el tanque de compensación Baja presión del aceite del motor

Nota: La electrónica del motor desactivará automáticamente el sistema para evitar los posibles daños al motor. El sistema se puede volver a arrancar mediante la corrección del problema y al restaurar el suministro eléctrico.

II. Presión del aceite del motor - Probar La presión de aceite del motor se puede comprobar electrónicamente usando la herramienta electrónica de servicio. La presión de aceite del motor puede medirse con la herramienta electrónica de servicio. Vea información sobre el uso del técnico electrónico en la sección de Localización y solución de problemas.

1. Medición de la presión de aceite del motor

Trabaje con cuidado alrededor de un motor que esté en marcha. Las piezas del motor que estén calientes o que sean móviles pueden causar lesiones personales.

ATENCION Mantenga todas las piezas limpias y sin contaminantes. Los contaminantes pueden causar un desgaste acelerado y reducir la vida del componente.

ATENCION Se debe asegurar de que los fluidos están contenidos durante la inspección, mantenimiento, pruebas, ajustes y reparación de la máquina. Esté preparado para recoger el fluido con recipientes apropiados antes de abrir un compartimiento o desarmar componentes que contengan f luidos.

Tabla 1 Herramientas necesarias Herramienta

Número. de pieza

A

1U-5470 o 198-4240

Nombre de la pieza

grupo de presión o manometro digital

13

Cantidad

1


La herramienta (A) mide la presión del aceite en el sistema. Este grupo de herramientas de servicio para motores puede leer la presión del aceite dentro del múltiple de acei te. Nota: Consulte la Instrucción Especial, SSHS8907, "Utilización del Grupo de Presión del Motor 1U-5470" para obtener más información. Consulte el Manual de Operación, NSHS0818, "Utilización del Manómetro Digital 198-4240" para obtener más información.

Ilustración 2

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Tapón del conducto de aceite

(1) Tapón 1. Instale la herramienta (A) en el tapón de la galería de aceite (1) . Nota: Se debe comprobar la presión del aceite del motor al árbol de levas y a los cojinetes de bancada a cada lado del bloque del motor en el tapón del conducto de aceite (1) .

2. Arranque el motor. Opere el motor con el aceite 15W40 de SAE. Consulte las recomendaciones de aceite de motor en el Manual de Operación y Mantenimiento, "Capacidades de servicio y recomendaciones".

3. Anote el valor de la presión de aceite del motor cuando el motor esté a una temperatura de operación de 100°C (212°F). La presión mínima del aceite del motor a 1.800 rpm debe ser de aproximadamente 275 a 414 kPa (40 a 59 lb/pulg)2. La presión mínima del aceite del motor a rpm de baja en vacío (600 a 800 rpm) debe ser de aproximadamente 68 kPa (10 lb/pulg)2. 4. Compare la presión del aceite del motor que se registra con los indicadores del tablero de instrumentos y con la presión del aceite del motor que se muestra en la herramienta electrónica de servicio. 5. Un indicador o sensor de presión de aceite del motor que tenga un defecto puede dar una indicación falsa de alta o baja presión del aceite. Si hay una diferencia notable entre las lecturas de presión del aceite del motor, haga las repa raciones necesarias. 14


6. Si se determina una baja presión de aceite del motor, consulte "Razones de baja presión del aceite del motor". 7. Si se determina una alta presión de aceite del motor, consulte "Razones de alta presión del aceite del motor".

2. Razones de baja presión de aceite del motor •

El nivel del aceite del motor está bajo. Consulte el Paso 1.

•

El aceite del motor está contaminado. Consulte el Paso 2.

•

Las válvulas de derivación de aceite del motor están abiertas. Consulte el Paso 3.

El sistema de lubricación del motor está abierto. Consulte el Paso 4.

•

El tubo de la toma de aceite tiene una fuga o una rejilla de admisión restringida. Consulte el Paso 5.

•

La bomba de aceite del motor es defectuosa. Consulte el Paso 6.

•

Los cojinetes del motor tienen un espacio libre excesivo. Consulte el Paso 7.

1.

Compruebe el nivel del aceite del motor en el cárter. El nivel de aceite puede estar posiblemente muy por debajo del tubo de suministro de la bomba de aceit e. Esto hará que la bomba de aceite no pueda lubricar de forma e ficiente los componentes del motor. Si el nivel

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del aceite del motor está bajo, añada aceite para alcanzar el nivel correcto. Para las recomendaciones sobre aceite del motor, refiérase al Manual de Operación y Mantenimiento, "Aceite del motor". 2. El aceite del motor que está contaminado con combustible o refrigerante baja la presión de dicho aceite. Un nivel alto de aceite del motor en el cárter puede ser una indicación de contaminación. Determine la causa de la contaminación del aceite del motor y haga las reparaciones necesarias. Reemplace el aceite del motor por un aceite del grado aprobado. Para las recomendaciones sobre aceite del motor, refiérase al Manual de Operación y Mantenimiento, "Aceite del motor".

ATENCION Los filtros Caterpillar se fabrican según las especificaciones de Caterpillar. El uso de un filtro de aceite que no sea recomendado por Caterpillar puede producir daños importantes en el motor, cojinetes, cigüeñal, etc., como consecuencia de las mayores partículas de desecho procedentes del aceite sin filtrar que entra en el sistema de lubricación del motor. Use solamente filtros de aceite recomendados por Caterpillar.

3. Si las válvulas de derivación del aceite del motor se mantienen en la posición abierta, el resultado puede ser una reducción de la presión del aceite. Es posible que esto se deba a escombros en el aceite del motor. Si las válvulas de derivación del aceite del motor se a tascan en la posición abierta, quite cada una de las válvulas de derivación del aceite del motor y límpielas para resolver este problema. También debe limpiar cada perforación de la válvula de derivación. Instale filtros de aceite del motor nuevos. Los filtros de aceite de motor nuevos evitan que la presencia de más residuos ocasione este problema. Para información sobre la reparación de las válvulas de derivación del aceite del motor, refiérase a Desarmado y Armado, "Base del filtro de aceite del motor - Desarmar". 4. Una tubería o un conducto de aceite abierto, roto o desconectado causa una baja presión del aceite del motor. Un sistema de lubricación puede estar abierto debido a un surtidor de enfriamiento del pistón que falte o que esté dañado. Determine la razón de un sistema de lubricación abierto del motor y haga las reparaciones necesarias. Nota: Los surtidores de enfriamiento de los pistones envían aceite del motor hacia la parte inferior del pistón para enfriar el pistón. Esto también permite lubricar el pasador de biela. Una rotura, una restricción o la instalación incorrecta de las boquillas de enfriamiento de pistón causarán un agarrotamiento del pistón.

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5. La rejilla de admisión del tubo de la toma de aceite de la bomba de aceite del motor puede tener una restricción. Esta restricción causa cavitación y una pérdida de presión del aceite del motor. Revise la rejilla de entrada en el tubo de toma del aceite y quite todo el material que pueda limitar el flujo del aceite del motor. La baja presión del aceite del motor también puede ser consecuencia de un tubo de toma de aceite que permita la entrada de aire. Compruebe las uniones del tubo de toma del aceite para ver si están agrietadas o si hay un sello anular dañado. Quite el colector de aceite del motor para obtener acceso al tubo de toma del aceite y a la rejilla del aceite. Para obtener información adicional, consulte Desarmado y Armado, "Colector de aceite del motor - Quitar e Instalar". 6. Compruebe los siguientes problemas que pueden producirse en la bomba de aceite del motor. a. Las fugas de aire en el lado de suministro de la bomba de aceite también producen cavitación y pérdida de presión del aceite. Compruebe el lado de suministro de la bomba de aceite y haga las reparaciones necesarias. Para obtener información sobre la reparación de la bomba de aceite del motor, consulte Desarmado y Armado, "Bomba de aceite del motor - Quitar". b. Los engranajes de la bomba de aceite con demasiado desgastados disminuyen la presión del aceite. Repare la bomba de aceite del motor. Para obtener información sobre la reparación de la bomba de aceite del motor, consulte Desarmado y Armado, "Bomba de aceite del motor - Quitar". 7. Si hay demasiado espacio libre en los cojinetes del motor, el resultado será la baja presión del aceite del motor. Revise los componentes del motor que tengan demasiado espacio libre del cojinete y haga las reparaciones necesarias.

3. Causa de alta presión del aceite del motor

ATENCION Mantenga todas las piezas limpias y sin contaminantes. Los contaminantes pueden causar un desgaste acelerado y reducir la vida del componente.

ATENCION Se debe asegurar de que los fluidos están contenidos durante la inspección, mantenimiento, pruebas, ajustes y reparación de la máquina. Esté preparado para recoger el fluido con recipientes apropiados antes de abrir un compartimiento o desarmar componentes que contengan f luidos. Vea la Publicación Especial, NENG2500, "Guía de herramientas y productos de taller Caterpillar" para obtener información sobre las herramientas y suministros adecuados para recoger y contener f luidos de los productos Caterpillar. 17


Deseche todos los fluidos según las regulaciones y ordenanzas locales.

La presión del aceite del motor es alta si las válvulas de derivación del aceite del motor se atascan en la posición cerrada y se restringe el flujo de aceite del motor. La presencia de materiales extraños en el sistema de aceite del motor puede ser la causa de una restricción del flujo de aceite y del movimiento de las válvulas de derivación del aceite del motor. Si las válvulas de derivación del aceite del motor se quedan atascadas en la posición cerrada, quite cada válvula de derivación para corregir este problema. También debe limpiar cada perforación de la válvula de derivación. Instale filtros de aceite del motor nuevos. Los nuevos filtros de aceite del motor impedirán que los residuos causen este problema. Para información sobre la reparac ión de la válvula de derivación del filtro de aceite del motor, refiérase a Desarmado y Armado, "Base del filtro de aceite del motor - Desarmar".

ATENCION Los filtros Caterpillar se fabrican según las especificaciones de Caterpillar. El uso de un filtro de aceite que no sea recomendado por Caterpillar puede producir daños importantes en el motor, cojinetes, cigüeñal, etc., como consecuencia de las mayores partículas de desecho procedentes del aceite sin filtrar que entra en el sistema de lubricación del motor. Use solamente filtros de aceite recomendados por

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TECNICAS DE MEDICION: PRESION DE ACEITE Los alumnos presentes de este tema realizaron una exposición en la pizarra que narra los pasos a seguir en esta maniobra de examinar las presiones en el sistema de lubricación.

ATENCION: Se debe asegurar de que los fluidos están contenidos durante l a inspección, mantenimiento, pruebas, ajustes y reparación de l a máquina. Esté preparado para recoger el fluido con reci pientes apropiados antes de abrir un compartimiento o desarmar componentes que contengan f luidos.

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a) Instale el manometro Caterpillar en el tapon de la galería de aceite.

En la maleta de juego demanometros de presiones se elige la que soporte mayor presion en este caso como se apresia se le conectara la manguera especial al racor 1 que esta en la maleta, seguidamente se conecta el otro extremo al racor que esta conectado en el filtro de aciete de la maquinaria. Ajuste correctamente y presione los respectivos elementos de presion.

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b) Instale el manometro Caterpillar en el tapón de la galería de aceite.

c) Arranque el motor . Opere el motor con el aceite 15W40 de SAE.

ON

d) Anote el valor de la presión de aceite del motor cuando el motor esté a una temperatura de operación de 100°C (212°F). - La presión mínima del aceite del motor a 1.800 rpm debe ser de aproximadamente 275 a 414 kPa (40 a 59 lb/pulg)2.

270 21


-

La presión mínima del aceite del motor a rpm de baja en vacío (600 a 800 rpm) debe ser de aproximadamente 68 kPa (10 lb/pulg)2.

274

65

e) Compare la presión del aceite del motor que se registra con los indicadores del tablero de instrumentos y con la presión del aceite del motor que se muestra en la herramienta electrónica de servicio.

f) Un indicador o sensor de presión de aceite del motor que tenga un defecto puede dar una indicación falsa de alta o baja presión del aceite. Si hay una diferencia notable entre las lecturas de presión del aceite del motor, haga las reparaciones necesarias.(MANUAL)

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g) Si se determina una baja presión de aceite del motor, consulte "Razones de baja presión del aceite del motor". h) Si se determina una alta presión de aceite del motor, consulte "Razones de alta presión del aceite del motor".

PRUEBA DE CONTEO DE PARTÍCULAS 1. Objetivos : Conocer el equipo de conteo de partículas y sus funciones. Realizar el conteo de partículas con el equipo y la interpretación de reporte del contador de partículas.

 

Imagen 01: fuente propia (equipo contador)

2. Contador de partículas PAMAS S40 2.1 indicaciones de contador de partículas PAMAS S40 



   

   

El diseño de los sensores de PAMAS con células volumétricas garantiza la mayor precisión, resolución y la mejor información estadística. Información de los resultados de las medidas según la IP 577, DEF STAN 91-91, ISO 4406, NAS 1638, SAE AS 4059, GJB 420 Y GOST 17216. Portabilidad real con la precisión de un sistema de laboratorio. Los usuarios pueden configurar las condiciones de sus medidas según sus necesidades. Sensor presurizado para evitar la formación de burbujas. Visualización e impresión según el triple código ISO, clases de grados de limpieza NAS y SAE, medida de volúmenes y numero de partículas. La mayor respetabilidad y precisión. Diferentes niveles de usuarios protegidos con password. Almacena los resultados de hasta 4000 medidas. Utilización muy sencilla del software de descarga de datos. 23

ANALISIS Y EVALUACION DE MOTORES DIESEL ___________________________________________________________________________________________________ 



Funciona con corriente alterna 90-240v – 60Hz AC o corriente continua 12-30V DC o también con batería integrada para 3 horas de operación. Equipado con una sonda de muestreo para analizar muestra a muestra.

Imagen 02: fuente propia (equipo listo para realizar la prueba)

2. Procedimiento 





Calibración y encendido del equipo: El contador de partículas automático se calibra según los estándares internacionales de calibración. Dicha calibración es trazable a los standard reference material del NIST (nacional más de una calibración puede pre-configurarse en un mismo contador). Estándares: La pantalla muestra el número de partículas, las clases de grados de limpieza y los tamaños. Impresión acorde a muchos estándares internacionales ISO 4406, NAS 1638. PAMAS sensor volumétrico: Rangos de calibración: - 4- 70um (c) acorde a la ISO 11171 (calibración estándar). - 2-100um (c) acorde a la ISO 4402 (calibración opcional). 24


-

Max concentración de partículas: 24,000 p/mm a un caudal nominal de 25ml/min y un error de coincidencia menor de 7.8%.

3. Resultados de la muestra. 



Muestreo de aceite limpio hidráulico: para esta prueba primero se ha instalado correctamente el equipo con sus respectivas entradas de succión y salida del aceite prendiendo en START y la parte lateral del equipo. ISO 19/17/15 17: según la norma a trabajar nos indica que existe un total de 600 a 1300 partículas por ml que tienen un tamaño de ≥ 6 µm cada una de estas partículas. 15: según la norma a trabajar nos indica que existe un total de 160 a 320 partículas por ml que tienen un tamaño de ≥ 14 µm cada una de estas part ículas.

Imagen 03: fuente propia (muestra 1) 

ISO 16/15/14 15: según la norma a trabajar nos indica que existe un total de 160 a 320 partículas por ml que tienen un tamaño de ≥ 6 µm cada una de estas partículas.

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14: según la norma a trabajar nos indica que existe un total de 80 a 160 partículas por ml que tienen un tamaño de ≥ 14 µm cada una de estas partículas.

Imagen 04: fuente propia (muestra 2)



Muestreo de aceite contaminado: para esta prueba se cambió el aceite por otro mismo aceite hidráulico pero contaminado y se siguió el mismo procedimiento anterior. Interpretación de resultado Nota: para todas las pruebas de conteo de partículas no se toma en cuenta el primer valor que se obtiene en cada uno de las ISO 4406.



ISO 21/21/18 21: según la norma a trabajar nos indica que existe un total de 10000 a 20000 partículas por ml que tienen un tamaño de ≥ 6 µm cada una de estas partículas.

26


18: según la norma a trabajar nos indica que existe un total de 1300 a 2500 partículas por ml que tienen un tamaño de ≥ 6 µm cada una de estas partículas




ISO 21/20/17 20: según la norma a trabajar nos indica que existe un total de 5000 a 10000 partículas por ml que tienen un tamaño de ≥ 6 µm cada una de estas partículas. 27


17: según la norma a trabajar nos indica que existe un total de 640 a 1300 partículas por ml que tienen un tamaño de ≥ 6 µm cada una de estas partículas.


Observación 

El equipo contador de partículas ya se encontraba calibrado para el conteo de aceite hidráulico por lo ya era necesario su calibración.

Recomendación Cuando se esté realizando las pruebas es necesario en lo posible no tratar de exponer el aceite limpio o usado hacia el aire ya que este medio se encuentra contaminado y eso nos podría llevar a un mal diagnóstico del aceite. Conclusión 



Saber leer e interpretar los resultados en base a una norma correcta nos llevara a tomar decisiones si el aceite hidráulico puede seguir trabajando o no y esto es de vital importancia para reducir los costos de operación en equipos de la industria minera y construcción.

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La medición del escape de gases nos ayuda a evaluar el estado del cilindro del motor, lo que resulta muy útil a la hora de determinar si es necesario reparar el motor. La cantidad de escape de gases puede expresarse en litros por minuto o en pies cúbicos por hora. Para esta prueba se necesitara las siguientes Herramientas: 

Sensor de flujo de gases.



Medidor digital de bluw by.



Cargador de equipo de 12V y 24V.



Mangueras.

Conectamos la manguera al tubo de salida del respiradero del Carter, seguidamente fijamos la manguera con abrazaderas.

Luego procedemos a conectamos el sensor de escape de gases a la manguera como también los conectores al medidor digital de escape de gases. 29


Seguidamente se da arranque al motor y se espera un tiempo hasta que alcance su temperatura normal de funcionamiento.

Realizamos la prueba de escape de gases del Carter en mínimo.

Luego se revoluciona el motor hasta llegar a los 1800 RPM y realizamos la prueba de escape de gases del Carter en máximo (1800RPM).

resultados a 1800 RPM

Con el valor máximo de la prueba de escape de gases, debemos de

buscar las

especificaciones del motor en el que realizamos la prueba y extraemos la potencia del trabajo para poder realizar las comparaciones y dar un diagnóstico.

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Especificaciones del motor 3126 CAT

220 HP

563 ft3/hr

Bluw by HP

Ft`3 563 = hr = HP 290

Bluw by HP

= 1.9

Los resultados están dentro de R>1=2 1.9 se encuentra en la zona Eso nos qui ere decir que el motor se encu entr a bien pero ya se encu entr a desgaste por par te de el .

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FLASHEO 1. Vertimos parte de la muestra tomada en un recipiente metálico. 2. Colocamos el recipiente sobre una fuente de calor y esperamos a que tome temperatura.

3. Prestar atención al recipiente desde el inicio hasta el final de la prueba, ya que cuando tome temperatura se observará un destello de luz de poca duración. 4. Este destello nos indicará si la muestra de aceite contiene combustible o no.

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IV.- Análisis del trabajo.

¿Cuál es la presión mínima de aceite del motor, y como detectaría el problema? La presion minima es identificada por medio del juego de manometros de la maleta Caterpillar, la cual al momento de colocar al motor y este funcione en ralentí se detecta por menor de la presion especificada en el manual , podemos decir que hay ausencia de aciete aceptable o que hay alguna fuga que no cumple con la presion según el manual .

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CONCLUSIONES 

La medición de aceite es muy importante para saber si se tiene la cantidad de aceite debida , si existe fuga o algún corte presenta las mangueras de aceite con la cual puede presentar perdida de presion y disminuir la cantidad de nivel de aceite



.La prueba de BLUW BY destacamos con respecto con el equipo y el clculo pertinente se resolvió que el resultado es que se encuentra en la zona VERDE aun asi nos pide seguir en mantenimiento progresivo el manual de la maquinaria.



En la prueba del contador de partículas se desprende que para poder saber leer e interpretar los resultados en base a una norma correcta nos llevara a tomar decisiones si el aceite hidráulico puede seguir trabajando o no y esto es de vital importancia para reducir los costos de operación en equipos de la industria minera y construcción.Es decir , analizando según la especificación que hay para un aceite limpio podemos determinar si esta usado , sucio o en malas condiciones de funcionamiento ya sea el mismo aceite asi como la maquina.



En la prueba de chisporroteo y flasheo sirve para poder identificar la presencia de gasolina o agua en el aceite, estas pruebas son realizadas en lugares que no se cuenten con el equipo sofisticado cercano.

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Lab 3 Semifinal

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