UIDE UNIVERSIDAD INTERNACIONAL DEL ECUADOR
MECANICA AUTOMOTRIZ
SISTEMA HIDRAULICOS
RICARDO A. HIDALGO LOPEZ
MANOMETRO El manómetro es un instrumento utilizado para la medición de la presión en los fluidos, generalmente determinando la diferencia de la presión entre el fluido y la presión local. En la mecánica la presión se define como la fuerza por unidad de superficie que ejerce un líquido o un gas perpendicularmente a dicha superficie. La presión suele medirse en atmósferas (atm); en el sistema internacional de unidades (SI), la presión se expresa en newtons por metro cuadrado; un newton por metro cuadrado es un pascal (Pa). La atmósfera se define como 101.325 Pa, y equivale a 760 mm de mercurio en un barómetro convencional. Cuando los manómetros deben indicar fluctuaciones rápidas de presión se suelen utilizar sensores piezoeléctricos o electrostáticos que proporcionan una respuesta instantánea. Hay que tener en cuenta que la mayoría de los manómetros miden la diferencia entre la presión del fluido y la presión atmosférica local, entonces hay que sumar ésta última al valor indicado por el manómetro para hallar la presión absoluta. Cuando se obtiene una medida negativa en el manómetro es debida a un vacío parcial.
Manómetro de Burdon: Instrumento mecánico de medición de presiones que emplea como elemento sensible un tubo metálico curvado o torcido, de sección transversal aplanada. Un extremo del tubo esta cerrado, y la presión que se va a medir se aplica por el otro extremo. A medida que la presión aumenta, el tubo tiende a adquirir una sección circular y enderezarse. El movimiento del extremo libre (cerrado) mide la presión interior y provoca el movimiento de la aguja. Los manómetros Burdon se utilizan tanto para presiones manométricas que oscilan entre 0-1 Kg/cm2 como entre 0-10000 Kg/cm2 y también para vacío. Las aproximaciones pueden ser del 0.1 al 2% de la totalidad de la escala, según el material, el diseño y la precisión de las piezas. El elemento sensible del manómetro puede adoptar numerosas formas. Las más corrientes son las de tubo en C, espiral y helicoidal. El tubo en C es simple y consistente y muy utilizado con esferas indicadoras circulares. También se emplea mucho en algunos indicadores eléctricos de presión, en los que es permisible o deseable un pequeño movimiento de la aguja. El campo de aplicación es de unos 2 1500 Kg/cm . Las formas espiral y helicoidal se utilizan en instrumentos de control y registro con un movimiento más amplio de la aguja o para menores esfuerzos en las paredes. Los elementos en espiral permiten un campo de medición de 0.300 Kg/cm2, y los helicoidales hasta 10000 2 kg/cm
Manómetro de columna de líquido: Doble columna líquida utilizada para medir la diferencia entre las presiones de dos fluidos. El manómetro de columna de líquido es el patrón base para la medición de pequeñas diferencias de presión.
Las dos variedades principales son el manómetro de tubo de vidrio, para la simple indicación de la diferencia de las presiones, y le manómetro de mercurio con recipiente metálico, utilizado para regular o registrar una diferencia de presión o una corriente de un líquido. Los tres tipos básicos de manómetro de tubo de vidrio son el de tubo en U , los de tintero y los de tubo inclinado, que pueden medir el vacío o la presión manométrica dejando una rama abierta a la atmósfera. Manómetro de tubo en U Si cada rama del manómetro se conecta a distintas fuentes de presión, el nivel del líquido aumentara en la rama a menor presión y disminuirá en la otra. La diferencia entre los niveles es función de las presiones aplicadas y del peso específica del líquido del instrumento. El área de la sección de los tubos no influyen el la diferencia de niveles. Normalmente se fija entre las dos ramas una escala graduada para facilitar las medidas.
Los tubos en U de los micro manómetros se hacen con tubos en U de vidrio calibrado de precisión, un flotador metálico en una de las ramas y un carrete de inducción para señalar la posición del flotador. Un indicador electrónico potencio métrico puede señalar cambios de presión hasta de 0.01 mm de columna de agua. Estos aparatos se usan solo como patrones de laboratorio.
Una de las ramas de este tipo de manómetro tiene un diámetro manómetro de tintero manómetro relativamente pequeño; la otra es un deposito. El área de la sección recta del deposito puede ser hasta 1500 veces mayor que la de la rema manómetro, con lo que el nivel del deposito no oscila de manera apreciable con la manómetro de la presión. Cuando se
produce un pequeño desnivel en el depósito, se compensa mediante ajustes de la escala de la rama manómetro. Entonces las lecturas de la presión diferencial o manométrica pueden efectuarse directamente en la escala manómetro. Los barómetros de mercurio se hacen generalmente del tipo de tintero.
manómetro de tubo inclinado Se usa para presiones manométricas inferiores a 250mm de columna de agua. La rama larga de un manómetro de tintero se inclina con respecto a la vertical para alargar la escala. También se usan manómetros de tubo en U con las dos ramas inclinadas para medir diferenciales de presión muy pequeñas.
Si bien los manómetros de tubo de vidrio son precisos y seguros, no producen un movimiento mecánico que pueda gobernar aparatos de registro y de regulación. Para esta aplicación de usan manómetros de mercurio del tipo de campana, de flotador, o de diafragma. Los manómetros de tubo en U y los de deposito tienen una aproximación del orden de 1mm en la columna de agua, mientras que el de tubo inclinado, con su columna más larga aprecia hasta 0.25mm de columna de agua. Esta precisión depende de la habilidad del observador y de la limpieza del líquido y el tubo.
Algunas aplicaciones cotidianas del manómetro: El manómetro en el buceo: El manómetro es de vital importancia para el buceador por que le permite conocer cuanto aire le resta en el tanque (multiplicando el volumen del tanque por la presión), durante una inmersión y determinar entonces si debe continuarla o no. La manometría en la medicina: En la mediciones se utiliza la manometria para realizar mediciones de actividades musculares internas a través de registros hidroneumocapilares, por ejemplo la manometría anorectal o la manometría esofágica.
En la industria del frigorífico: Para mantener controlada la presión del líquido refrigerante que pasa por la bomba.
EL BAROMETRO
Este es un instrumento para medir la presión atmosférica, es decir, la fuerza por unidad de superficie ejercida por el peso de la atmósfera. El peso del aire ejerce sobre la tierra una presión que es llamada "presión atmosférica". Este fenómeno fue descubierto por Evangelista Torricelli. Inventó un tubo llamado "Tubo de Torricelli" o Barómetro (del griego "baros": peso de y "métron": medida), que servía para medir esta presión atmosférica.
El Tubo de Torricelli calcula, a través de un tubo de mercurio de 76 centímetros de altura, que se equilibra con la presión atmosférica. De acuerdo con sus estudios, el aire presiona sobre sobre cada centímetro cuadrado con un peso de 1.033 gramos, es decir, 1,033 g/cm. (Esto surge del conocimiento del peso de un centímetro cúbico de mercurio : 13,59 g/cm3, que fuera multiplicado por 76 cm. de altura del mercurio en el tubo, con lo que se obtiene que 13,59g/cm3 X 76 cm. = 1.033 g/cm3). De esa fórmula surge la unidad para medir presiones, llamada atmósfera: 1 atmósfera = 1.033 gramos
La presión atmosférica es variable, e influencian en esto : 1 Variación de la altura: A mayor altitud menor presión. (A mayor altura, menos masa de aire existente) 2 Humedad o sequedad del aire (El aire húmedo es menos pesado que el aire seco). Barómetro de Fortin: es más perfeccionado pero basado en el de Torricelli. Se emplea en las estaciones meteorológicas y lleva el nombre del Físico que lo perfeccionó.
Los barómetros metálicos son menos sensibles que los de mercurio pero más prácticos y transportables. El más utilizado es el holostérico, que hace vacío en una caja metálica.
El Barógrafo es un barómetro holostérico formado por varias cajas, con mayor sensibilidad.
Altímetro: es un barómetro que señala la altitud sobre el nivel del mar, de un lugar, y la presión atmosférica. Es metálico y provisto de una doble graduación. Era usado por los aviadores. El Barómetro para la previsión del tiempo: indica en su cuadrante la presión y el estado del tiempo. El barómetro aneroide es un barómetro preciso y práctico; en éste, la presión atmosférica deforma la pared elástica de un cilindro en el que se ha hecho un vacío parcial, lo que a su vez mueve una aguja.
VACUOMETRO Medidas de vacío Solamente se describirá el principio del vacuómetro de Pirani, en el que se aprovecha el enfriamiento producido por el gas cuya presión se ha de medir en un hilo calentado por una corriente eléctrica constante. Las variaciones de la resistencia del hilo se miden en un puente de resistencia. La salida del vacuómetro es un tensión eléctrica. Hay otros instrumentos de medida de vacío, como el vacuómetro de termopar, el manómetro iónico, el vacuómetro radioactivo. Vacuómetro Pirani
El medidor de Pirani mide la presión a través de la variación de la conductividad térmica del gas. Rango de medición entre 10 y 10-3 mbar. Se utiliza frecuentemente en instalaciones de plasma.
Vacuometro de McLeod: Modelo de instrumento utilizado para medir bajas presiones. También se llama vacuometro de McLeod. Se recoge un volumen conocido del gas cuya presión se ha de medir y se eleva en el nivel de fluido (normalmente mercurio) por medio de un embolo, por una elevación del deposito, con una pero de goma o inclinando el aparato. Al elevar mas el nivel del mercurio el gas se comprime en el tubo capilar. De acuerdo con la Ley de Boyle, el gas comprimido ejerce ahora una presión suficiente para soportar una columna de mercurio lo bastante alta como para que pueda ser leída. Las lecturas son casi por completo independientes de la composición del gas. El manómetro de McLeod es sencillo y económico. Es muy usado como patrón absoluto de presiones en la zona de 0.0001-10mm de mercurio; a menudo se emplea para calibrar otros manómetros de bajas presiones que tienen un uso más practico. Este manómetro tiene como inconvenientes que las lecturas son discontinuas, que necesita cierta manipulación para hacer cada lectura y que esta lectura es visual. El vapor de mercurio
pue e c s
s
s
undirse en e v c
que se v a medir.
posición de medida
Las lec uras del vacuóme ro de en ser tomadas como un elemento más en el diagnóstico y no como el único dato. Las medidas del vacuómetro están dadas en pulgadas de mercurio (inG . Conectar el instrumento directamente al múltiple de admisión y de ser posible hacerlo en la parte central del mismo para evitar fluctuaciones debidas a cada cilindro. se puede añadir una pequeña prensilla al tubo y apretarla progresivam ente hasta eliminar, o al menos reducir al mínimo las oscilaciones de la agu ja. El motor deb erá estar a temperatura normal de funcionamiento Arrancar el motor y dejarlo moderando normalment e. Una lectura normal sería entre 15-20 (in- G en ralenti. urante el Arranque: Si el motor no arran case! Una lectura normal en modo de arranque sería de 1-4 in- g. En Funcionamiento Un motor en buenas condiciones debería producir entre 15-20 in- g., en ralentí. Subir las RPM hasta aprox. 2500 rpm. La lectura debe ser constante y entre 19-21 in- g. Acelerar y desa cel erar rápidamente. urante la acelera ción a fondo, la lectura deb e ser de aprox. 0 in- g. urante la desaceleración esta debe llegar hasta aprox. 21-27 in- g. Si alguna de estas medidas no son correctas ver mas aba jo. Lectura ba ja constante
Usualmente una lectura como esta indica una fuga en el múltiple de admisión (probablemente la junta) o posiblemente fugas por la junta del carburador etc.
También
pude ser debido a puesta a punto del encendido demasiado atra sada o incorrecta distribución Lectura ba ja pero fluctuante
Si la agu ja fluctúa entre 3 y 8 pulgadas por deba jo de lo normal, Chequear por fugas en la admisión pero que af ectan a uno o dos cilindros. También puede ser un cilindro que no realice la combustión debido a un inyector d ef ectuoso. Caídas Regulares Si la agu ja cae entre 2 a 4 pulgadas en forma regular, sospechar por fugas en válvulas. Acompañar con un chequ eo de compresión. Caidas Irregulares
Movimientos irregular es pueden ser debidos a una válvula atascada o fallo de una bu jía.
Vibración Rápida
Una vivración rápida de aprox. 4 in.Hg de lo normal en ralentí combinado con humo en el escape pued e ser debido a desgaste d e guía de válvulas. Si la vibración ocurre solo con el aumento de las rpm, chequ ear por fugas en la junta de tapa de cilindros o resortes de válvulas def ectuosos o válvulas quemadas o falla de encendido. Fluctuación Pequ eña Una fluctuación de aprox., 1 in. por encima o deba jo de lo normal, puede indicar problemas de encendido.
Fluctuación Grande
Chequ ear compresión y observar por un cilindro con poca o ninguna compresión, también chequ ear por junta de tapa de cilindros con fugas. Retorno d espacio despú es de desacel erar
Acelerar a fondo brevemente hasta alcanzar aprox. 2500 RPM y dejar ba jar hasta moderación. La agu ja deberá ba jar hasta casi 0 para luego regresar hasta aprox. 5 in-Hg. por encima de la lectura de ralentí y luego debe volver a la lectura de moderación.. Si la lectura retorna lentamente y no llega a un máximo extremo cuando el acel erador se vu elve a cerrar, los aros pueden estar desgastados.
Si ha y una demora excesiva en retornar, chequ ear posible obstrucción el escape (por ejemplo Catalizador ob struido).
