OBJETIVOS 1. OBJETIV OBJETIVO O GENERAL GENERAL:: •
Conocer el origen, la estructura, el mantenimiento preventivo, las ventajas y desventajas de un Motor Diésel.
2. OBJETIV OBJETIVOS OS ESPEC ESPECÍFICO ÍFICOS: S: •
•
Reconocer Reconocer cada una de las piezas de un motor Diésel. Aprender a dar un mantenimiento básico a un motor Diésel.
MARCO TEÓRICO ÍNDICE: 1.- ¿Qué s! "s #$%&s D'és&"( 2.- )'s$%'* +&" #$% D'és&". ,.- I+&!$'*'/! +& u! #$% D'és&" 0.- M!$*& D&s#!$*& +& u! #$% 0.- C!s$'$u'/! +&" #$% D'és&". 0.1.- Segmentos. 0.2.- lo!ue del motor. 0.,.- Culata. 0.0.- Cig"e#al. 0.3.- $olante. 0.4.- %ist&n. 0.5.- 'rbol de (evas. 0.6.- $álvulas. 0.7.- Carter. 0.18.- omba )nyectora. 0.11.- Ductos. 0.12.- )nyectores. 0.1,.- omba de trans*erencia . 0.10.+ oberas. 0.13.- uj-as de precalentamiento . 3.- P%'!'9' +& Fu!'!*#'&!$. 4.- M*!$&!'#'&!$ ;s' 9%&<&!$'< +& u! #$% +'és&". 5.- V&!$**s +&s<&!$**s. 6.- A9"'*'/!. 7.- B'"'=%*>?*. LOS MOTORES DI@SEL
. /012 S34 (3S M33R5S D)5S5(6
5l Motor Diésel es un motor térmico !ue tiene combusti&n interna alternativa !ue se produce por la auto+ignici&n del combustible debido a altas temperaturas derivadas de la alta relaci&n de compresi&n !ue posee, seg7n el principio del ciclo del diésel. 1n motor diésel es un motor en el cual el encendido se produce por una alta temperatura !ue posibilita la compresi&n del aire al interior del cilindro de éste. %or ende, se trata de un motor térmico, de combusti&n interna. 5n contraste, los motores a petr&leo usan el ciclo de 3tto, en Imagen de un motor Diésel donde el aire y combustible son mezclados antes de entrar a la cámara de combusti&n y la ignici&n bajo compresi&n no es deseable 5l origen del motor diésel guarda relaci&n con el se#or Rudol* Diésel, !uien en el a#o 89:, invent& y luego patent& este motor. Su primera aparici&n *ue en la ;eria )nternacional de %ar-s en 9<<, y *ue presentado como el primer motor para biocombustibles= *ue dise#ado para la combusti&n de aceite de palma con un <<> de pureza. 5l *uncionamiento de un motor diésel comienza con la ignici&n sin c?ispa de la mezcla de aire con gas. Como se mencionaba anteriormente, es necesaria la elevaci&n de la temperatura para la compresi&n del aire, lo !ue se produce en el denominado segundo tiempo motor, la compresi&n. %osteriormente, el combustible es inyectado en la parte superior de la cámara de compresi&n. 5ste proceso se realiza a una gran presi&n, lo !ue permite !ue el combustible se atomice y se mezcle con el aire. odo este proceso produce la !uema de la mezcla en *orma rápida, lo !ue ?ace !ue el gas !ue se ?a acumulado en la cámara se e@panda, ?aciendo !ue el pist&n se mueva ?acia abajo. 5l movimiento del pist&n es transmitido a otras estructuras !ue ?acen !ue este movimiento lineal se trans*orme en uno de rotaci&n. (os motores diésel resultan de gran utilidad, ya !ue, debido a su bajo consumo de combustible, resultan en el mediano y largo plazo bastante más baratos !ue los motores a gasolina. Debido a esto se ?a incrementado la demanda de este tipo de motores para los autom&viles, por lo tanto, el precio del diésel se ?a ido acercando cada vez más al de la gasolina, situaci&n !ue ?a generado ciertos problemas, sobretodo, en el rubro de los transportes.
:. )S3R)A D5( M33R D)5S5( 5l padre motor DiéselB Rudol* Diésel 5l :9 de setiembre de 9 Rudol* Diésel embarc& en Amberes en el vapor Dresden !ue se dirig-a a aric? E)nglaterraF, su destino era )psic?, donde se inaugurar-a, en breve, una nueva *ábrica de motores. A la ma#ana siguiente, al llegar la nave a su destino, Rudol* Diésel ?ab-a desaparecido. Su cama no estaba des?ec?a. 1nos d-as más tarde, el < de octubre de 9 un bu!ue ?olandés avist& el cadáver Gotando en las aguas. 4adie ten-a noticia de la desaparici&n de Diésel y como no era costumbre en el mar llevar cadáveres a bordo, el triste ?allazgo *ue devuelto a las aguas. (os marineros no supieron !ue a!uel cadáver a la deriva era Rudol* Diésel, uno de los ingenieros más conocidos del mundo en a!uella época, !ue ?ab-a estado !uince a#os luc?ando por sacar adelante el proyecto de su vidaB el motor !ue lleva su nombre, tampoco pod-an imaginar !ue el cadáver devuelto al mar pertenec-a a un suicida, ya !ue Diésel era una persona con tendencias depresivas !ue atravesaba en a!uellos momentos por ciertos problemas econ&micos, lo cual le sumi& en una pro*unda desmoralizaci&n !ue le llevar-a a tomar drástica decisi&n . 5l origenB má!uinas *rigor-Hcas Diésel naci& en %ar-s el 8 de marzo de 8I8 de padres bávaro. 5l negocio del padre, !ue e@plotaba en %ar-s una *ábrica de art-culos de cuero, se ?ab-a arruinado y la *amilia se traslad& a (ondres sumida en una terrible miseria. Rudol*, !ue contaba entonces : a#os, tuvo !ue acogerse a la tutela de su t-o, un pro*esor de matemáticas residente en Augsburgo, !uien le envi& a la 5scuela )ndustrial de esta ciudad. Más tarde cursar-a estudios en la 5scuela de Altos 5studios écnicos de Munic?. 1no de sus maestros en esta escuela *ue el %ro*esor Carl (inde, inventor de la má!uina para *abricar ?ielo. 5l pro*esor ?ab-a
*undado una empresa industrial y estaba a punto de inaugurar una *ábrica de má!uinas de ?ielo en %ar-s y dada la e@celente *ormaci&n de Diésel *ue contratado por (inde y lo envi& a %ar-s para trabajar en esta *ábrica. Contaba entonces :: a#os de edad y tan solo un a#o más tarde era ya director de dic?a *ábrica. 5n las primeras décadas, los motores Diesel, a causa de su pesada construcci&n, se utilizaron tan s&lo como motores Hjos o navales. Su aplicaci&n en la industria del autom&vil tuvo lugar diez a#os después de la muerte de Diesel. 5l 9 de agosto de 9:, un cami&n JDieselK e*ectu& su primer viaje de pruebas en un recorrido de más de << Lil&metros y desarrollando la velocidad media de < Lil&metros por ?ora. 5l motor Diesel comprim-a, por medio de un compresor accionado por el motor, una reducida cantidad de aire a una presi&n muy superior a la !ue e@ist-a en el cilindro e inyectaba, el carburante con la ayuda de un c?orro de aire. 5ste compresor aumentaba, en *orma muy apreciable, el peso del motor. Diesel ?ab-a intentado, en un principio, inyectar directamente el carburante, pero *racas& en sus prop&sitos al no conseguir la suHciente pulverizaci&n de la mezcla !ue produjera una rápida combusti&n. 4o se dispon-a entonces de bombas e inyectores apropiados. 1na importante mejora !ue contribuy& a aligerar peso del motor se debe al ingeniero %rosper (3range de la Hrma enz, al cual se le ?ab-a encomend& la tarea de construir un motor de prueba !ue resultara adecuado para el accionamiento de un cami&n. (3range descubri& !ue pod-a evitarse el empleo del inc&modo y pesado compresor+inyector de Diesel si se instalaba en la cabeza del cilindro una pe!ue#a JantecámaraK donde se inGamara una pe!ue#a parte del combustible. Al aumentar la presi&n en la citada JantecámaraK el combustible restante, por la acci&n de la misma, era lanzado al cilindro de igual *orma a como ocurr-a con el inyector. (3range registr& su patente el N de marzo de 9<9. 5n el mismo a#o descubri& la Hrma inglesa J$icLers (td.K un procedimiento para la inyecci&n a c?orro directa.
. )D54);)CAC)34 D5 14 M33R D)5S5(.
(a identiHcaci&n se realiza mediante una placa remac?ada en el blo!ue motor.
ContieneB A B el tipo del motor B B la letra de ?omologaci&n del
motor C B la identidad del constructor D B el -ndice del motor E B el n7mero de *abricaci&n del motor F B la *ábrica de montaje del motor
N. M34AO5 P D5SM34AO5 D5 14 M33R.
5n primer lugar identiHcamos cuál es el motor !ue vamos a desmontar y cogemos el manual !ue le corresponde. 1na vez !ue tengamos el manual, seguimos el orden de desmontaje !ue nos indica. (o primero en ?acer ser-a soltar todos los componentes e@ternos del mismoB bobina, delco, alternador, motor de arran!ue, caja de cambios, embrague, volante motor, bomba de gasolina, colector de admisi&n con el carburador Etodo en unoF, y el colector de escape. Después de realizar el desmontaje de estas piezas, lo !ue nos !ueda es lo siguienteB la tapa de balancines, la culata, el blo!ue y el cárter. odav-a la distribuci&n está montada. (legados a éste punto o bien al principio vaciamos el aceite del motor y retiramos el Hltro del aceite. Soltamos la tapa de distribuci&n, aGojamos el tensor de la correa de distribuci&n y retiramos la correa. Siempre !ue se vaya a ?acer ésta operaci&n, aun!ue no tenga muc?a importancia de !ue si está en marcas o no, es conveniente coger como costumbre realizar esto poniéndolo antes en sus marcas. (uego soltamos los tornillos !ue sujetan tanto a la polea de distribuci&n del árbol de levas como a la polea de distribuci&n del cig"e#al. 5n nuestro caso el motor está agarrotado y no gira pero como norma siempre es necesario blo!uear las poleas para poder soltarlas= tendremos muc?o cuidado con las c?avetas en no perderlas Elas poleas tienen un 7nico sentido de montajeF. A?ora soltamos la tapa de balancines, luego los sombreretes del árbol de levas teniendo en cuenta !ue soltaremos progresivamente y desde el centro ?acia el e@teriorEen *orma de caracolF.(uego retiramos los ta!ues ?idráulicos, se tendrá en cuenta la posici&n de origen de los sombreretes y ta!ues para el montaje !ue si *uese necesario deber-an de marcarse. As- podremos retirar el árbol de levas con muc?o cuidado ya !ue s&lo tiene una posici&n de salida y entrada Esi nos Hjamos en el árbol de levas vemos a simple vista !ue var-a su anc?uraF.
Continuamos soltando y tenemos !ue soltar la culata= para esto tenemos !ue soltar los tornillos de la culata de dentro ?acia *uera y de *orma progresiva. As-, una vez soltados los tornillos retiramos la culata con especial cuidado para !ue no rompamos la junta culata. (e damos la vuelta al conjunto !ue nos !ueda !ue son el blo!ue y el cárter, para poder soltar los tornillos del cárter. 0uitamos el cárter y nos !ueda a la vista el pre Hltro de aceite !ue va con dos tornillos= as- !ue lo soltamos. Después soltamos la bomba de aceite !ue está situado en el lado de la distribuci&n. endremos especial cuidado al soltarlo lleva pues un retén !ue ?ace de cierre entre el cig"e#al y el blo!ue. 5n el otro lado también soltamos una tapa !ue ?ace de cierre con el cig"e#al mediante otro retén. Soltamos los sombreretes de biela !ue van marcadas y numeradas para saber luego como se deben de montar y en !ue cilindro cada uno= tendremos cuidado con los cas!uillos para !ue no se mezclen ya !ue éstos también deben de respetar el sitio de origen en el montaje. Sacaremos los conjuntos de pistones y bielas y las pondremos seg7n la posici&n !ue les corresponde en los cilindros aun!ue estén numeradas. Después les !uitaremos los segmentos= tres a cada pist&n. 5s muy importante no mezclar los segmentos de un pist&n con los de otro, pero tampoco se ?an los del mismo ya !ue cada uno tiene su *unci&n y ubicaci&n. Después de sacar los segmentos en cada pist&n, el de *uego, el de estan!ueidad y el de rascador de aceite los limpiamos y montamos en su sitio, previa limpieza de las gargantas con un 7til apropiado o un segmento partido. (uego soltaremos los sombreretes del cig"e#al !ue van marcadas con una Gec?a y numeradas para saber d&nde ?abrá !ue montarlas luego. %ara soltar el cig"e#al los tornillos de los sombreretes desde dentro ?acia a*uera o en *orma de caracol y progresivamente= tendremos cuidado de no mezclar los cas!uillos !ue lleva. Pa !ue tenemos todo desmontado ?abrá !ue limpiar todas las piezas bien con la pistola a presi&n bien en la lavadora= las piezas !ue no se van a limpiar son las siguientesB alternador, motor de arran!ue, embrague, caja de cambios, delco y colector de admisi&n con su carburador. odo lo demás lo limpiamos. 1na vez limpiados los aclaramos con agua caliente a presi&n y los secamos con la ayuda de aire a presi&n y con papel o un trapo. Más tarde lubricaremos con aceite todos los componentes !ue se ?ayan limpiado para evitar as- su o@idaci&n. A?ora proseguiremos con la medici&n de los componentes !ue se nos indica en la ?oja de trabajo !ue se nos ?a *acilitado. 5stos componentes son los !ue su*ren desgastes por eso su medici&n es muy importante ya !ue una anomal-a de estas piezas inGuye en el mal *uncionamiento del motor. 1. LOS CILINDROSB 5n primer lugar, e@aminaremos los cilindros visualmente comprobando !ue no presente ning7n desgaste anormal, es decir !ue no se aprecie rayas o se#ales de agarrotamiento. %osteriormente
e*ectuaremos la medici&n, con un calibre provisto de un comparador en tres alturas distintas dentro de la carrera en los sentidos longitudinal y transversal. 2. JEGO DE CILINDRO-PISTÓN: Metemos cada pist&n en su correspondiente cilindro sin segmentos y con la ayuda de las galgas medimos la ?olgura. ,. CONTROL DEL CIGEAL: Con la ayuda de un micr&metro, medimos el espesor de los semicas!uillos a@iales !ue son dos. (uego, cuando el cig"e#al se encuentre debidamente montado con un reloj comparador medimos el valor del juego a@ial. ambién se deben de medir los apoyos de bancada con un micr&metro. ambién las mu#e!uillas de biela= los dos con micr&metro y su diámetro má@imo y m-nimo para ver su conicidad. 0. CONTROL DE JEGO ENTRE PNTOS DE SEGMENTOB Cogemos los segmentos de uno en uno y los vamos introduciendo cada uno en su cilindro y con unas galgas comprobamos la abertura !ue les !ueda en *r-o por!ue en caliente deber-a de ser cero. CONTROL DEL RBOL DE LEVASB Colocamos el árbol de levas en unos apoyos de tal *orma !ue pueda girar libremente, y luego con la ayuda de un reloj comparador, medimos la alzada de la leva. 5.
4. CONTROL DE OVALAMIENTO DE LOS APOOS DEL RBOL DE LEVAS: Con la ayuda de un micr&metro, medimos en los dos e@tremos para saber su diámetro má@imo y m-nimo y as- sacar el ovalamiento. 5. TAMBI@N REALIAREMOS N CONTROL VISAL SOBRE EL RBOL DE LEVAS EL CIGEAL LA CLATAB 4os aseguraremos !ue no presenten grietas ni golpes y también !ue estén e@céntricas y la culata esté plana. ambién realizaremos un control sobre las demás piezas.
1na vez ?ec?o todos los controles realizaremos juntas !ue nos puedan ?acer *alta como las juntas de la bomba de aceite, junta del cárter...+ Después de ?aber ?ec?o todas las juntas empezaremos con el montaje del motor con su correspondiente manual !ue nos servirá de gu-a para el montaje y sobre todo y lo más importante para poder saber los pares de apriete !ue deben llevar las piezas a montar. %ara empezar le damos la vuelta al blo!ue motor y le ec?amos aceite en los apoyos del cig"e#al, colocamos el cig"e#al en su posici&n con los semicas!uillos a@iales, y luego colocamos sus correspondientes sombreretes en el lugar !ue les corresponden !ue vienen marcados. (uego atamos los sombreretes desde el centro ?acia *uera en *orma de caracol y progresivamente con su par de apriete. Mientras vamos atando comprobamos !ue el cig"e#al puede girar y lo lubricamos con aceite. (uego metemos los conjuntos pist&n y biela con sus correspondientes segmentos !ue se ?an montado anteriormente con las aberturas de los segmentos a :< grados una de otra dentro de los cilindros con la ayuda del
zunc?o. Antes de meter los pistones los lubricamos de aceite y también las paredes del cilindro. Cuando las bielas con sus cas!uillos E!ue se ?an lubricado antesF apoyen en el cig"e#al, le ec?arnos aceite a los sombreretes de. iela y lo atamos cada uno en su correspondiente sitio, con sus pares de apriete y volvemos a girar el cig"e#al mientras le ec?amos aceite comprobando !ue gira correctamente, sin diHcultades ya !ue antes no giraba. Después colocamos las tapas del blo!ue con sus juntas y pasta de sellado !ue ?acen de cierre gracias a los retenes !ue lleva en el cig"e#al. 1na de estas tapas !ue es la del lado de distribuci&n, lleva incorporado la bomba de aceite. Ataremos el preHltro de aceite !ue ?emos soltado antes para poder as- atar el cárter mediante la pasta de juntas y la junta !ue ?emos ?ec?o, con su correspondiente par de apriete. (e damos la vuelta al motor y limpiamos la parte superior del blo!ue y ponemos la junta de la culata con cuidado de ponerlo bien ya !ue puede ad!uirir más de una posici&n y s&lo una es la !ue le corresponde. (uego moveremos los pistones para !ue ninguno esté en el punto muerto superior y as- no pueda da#ar a ninguna válvula. Colocamos la culata en su sitio, y le ponemos los tornillos lubricados anteriormente para atarlos con su correspondiente par de apriete, desde dentro ?acia *uera en *orma de caracol. ay !ue decir !ue utilizamos aparte de la llave dinamométrica también el goni&metro. (uego alojamos los ta!ués ?idráulicos en su correspondiente alojamiento cada uno con muc?o aceite. Después colocamos el árbol de levas con cuidado de meterlo en la culata en su posici&n 7nica de montaje= sin *orzarlo ya !ue sino se podr-a romper. A?ora ponemos los sombreretes sobre los ta!ués y los atamos con su par de apriete en *orma de caracol. Colocamos las poleas de distribuci&n con sus c?avetas y les damos el par de apriete !ue dice el manual. (uego ponemos las poleas en marcas ayudándonos para esto con una llave para girarlas. Pa en marcas, colocamos la correa de distribuci&n, de tal manera !ue al tensarlo el motor !uede en marcas. ensamos la correa y le damos dos vueltas, mediante una llave giramos desde el cig"e#al, para asegurarnos !ue la correa está bien tensada y el motor sigue en marcas. Miramos !ue el cilindro n7mero uno está en compresi&n y as- sabemos cuál va a ser el primer cilindro !ue deberá de recibir la primera c?ispa al realizar la puesta a punto del encendido. A?ora podemos colocar la tapa de balancines con su correspondiente junta mediante la pasta de sellado y ataremos al par prescrito por el *abricante. Colocamos la tapa de distribuci&n ya !ue sabemos !ue la correa está bien tensada y el motor en marcas. (o siguiente será ir atando todos los componentes e@teriores !ue ?emos desmontado al principio del trabajo Ealternador, motor de arran!ue, colector de escape, colector de admisi&n y carburador, bobina, delco...F no nos vamos a olvidar del Hltro de aceite !ue tenemos !ue poner antes de rellenar de aceite el motor ?asta un nivel prudente. (o 7nico !ue nos *alta para
?acer arrancar el motor es la puesta a punto del encendido !ue en nuestro caso es del tipo inductivo. aremos girar el cig"e#al as- el árbol de levas gira y éste 7ltimo ?ace girar al distribuidor. %ondremos un pol-metro en los dos, cables !ue salen y ?aremos girar el motor en su giro normal y llega un punto en el !ue nos da tensi&n entonces le ?acemos un poco para atrás gusto un poco antes de !ue nos da la tensi&nF y miramos ?acia donde está la pipa. As- pondremos el cable !ue está mirando a la buj-a del cilindro n7mero uno y teniendo en cuenta el orden de encendido y el sentido de giro del distribuidor, pondremos los demás cables de alta tensi&n. %or ejemplo nuestro motor es ++N+: as- !ue el segundo cable al cilindro n7mero luego N y al Hnal al :. %or 7ltimo lo ideal ser-a colocar la masa de la bater-a al blo!ue, el borne positivo gordo a < de motor de arran!ue, un positivo de alimentaci&n a I de la bobina, otro positivo a la electroválvula de ralent- del carburador, ec?ar gasolina Eun c?orroF al carburador, poner gasolina en un bote para !ue la bomba de gasolina pueda c?upar gasolina y alimentar al carburador y al Hnal darle positivo al borne I< del motor de arran!ue= (o ideal ser-a !ue el motor empieza a girar y arran!ue, ya !ue esto !uiere decir !ue no se ?a cometido ning7n error grande a la ?ora de realizar el montaje.
Desm ontando o motor diésel QQ A
I. C34S)1C)4 D5( M33R D)S5(. I.. Segmentos 1n s&=#&!$, *% +& 9's$/! o *!'"" +& 9's$/! es un aro de metal con una abertura !ue calza en una ranura !ue recorre la superHcie e@terior de
un pist&n en un motor alternativo tal como un motor de combusti&n interna o una má!uina de vapor. (as tres *unciones principales de los segmentos en motores con movimiento rec-proco sonB I... Sellar la cámara de combusti&nTe@pansi&n. I..:. Colaborar en la trans*erencia de calor desde el pist&n a la pared del cilindro. I... Regular el consumo de aceite del motor. (a ?olgura entre el aro del pist&n y el agujero del cilindro es de unas pocas milésimas de cent-metro.
I.:. lo!ue del motor 5l "Hu& +&" #$%, "Hu& #$%, "Hu& +& '"'!+%s o monoblock es una pieza *undida en ?ierro o aluminio !ue aloja los cilindros de un motor de combusti&n interna as- como los soportes de apoyo del cig"e#al. 5l diámetro de los cilindros, junto con la carrera del pist&n, determina la cilindrada del motor. (a *unci&n del blo!ue es alojar el tren alternativo, *ormado por el cig"e#al, las bielas y los pistones. 5n el caso de un motor por re*rigeraci&n l-!uida, la más *recuente, en el interior del blo!ue e@isten también cavidades *ormadas en el molde a través Bloque hecho de Aluminio. de las cuales circula el l-!uido anticongelante, as- como otras tubulares para el aceite de lubricaci&n cuyo Hltro también está generalmente Hjo a la estructura del blo!ue. Cuando el árbol de levas no va montado en la culata Ecomo es el caso del motor 3$F e@iste un alojamiento con apoyos para el árbol de levas de las válvulas. 5l blo!ue tiene cone@iones y aperturas a través de las cuales varios dispositivos adicionales son controlados a través de la rotaci&n del cig"e#al, como puede ser la bomba de agua, bomba de combustible, bomba de aceite y distribuidor Een los ve?-culos !ue los poseenF.
I.. Culata (a u"*$*, $*9* +& '"'!+%s, *&* +&" #$% o $*9* +&" "Hu& +& '"'!+%s es la parte superior de un motor de combusti&n interna !ue permite el cierre de las cámaras de combusti&n. Son varias las e@plosiones !ue se ?an dado con las conHguraciones de la culata, seg7n el tipo de motor, siendo la más sencilla la del motor de dos tiempos re*rigerado por aire E;ig. N culata Morini de un scooterF en la !ue literalmente es la tapa del cilindro atravesada por el oriHcio roscado para la buj-a y !ue por una de sus caras tiene las aletas de re*rigeraci&n !ue buscan una mayor de contacto con el elemento !ue es el aire. (os motores antiguos re*rigerados por con válvulas en el blo!ue, son también sencillamente la tapa de los cilindros con*ormando la cámara de combusti&n, presentando la di*erencia pieza de *undici&n ?ueca !ue en su conduce el elemento re*rigerante !ue las cabezas de los motores son muy en cuanto a material a comparaci&n monoblo!ue.
Culata de un motor Ford.
superHcie re*rigerante agua
pero
de ser una interior es el agua. di*erentes del
I.N. Cig"e#al 1n '=&K*" o '=K*" es un eje acodado, con codos y contrapesos presente en ciertas má!uinas !ue, aplicando el principio del mecanismo de biela+ manivela, trans*orma el movimiento rectil-neo alternativo en circular uni*orme y viceversa. 5n los motores de autom&viles el e@tremo de la biela opuesta al bul&n del pist&n Ecabeza de bielaF conecta con la mu#e!uilla, la cual junto con la *uerza ejercida por el pist&n sobre el otro e@tremo Epie de bielaF genera el par motor instantáneo. 5l cig"e#al va sujeto en los apoyos, siendo el eje !ue une los apoyos el eje del motor. 4ormalmente se *abrican de aleaciones capaces de soportar los es*uerzos a los !ue se ven sometidos y pueden tener per*oraciones y conductos para el paso de lubricante. Sin embargo, estas aleaciones no pueden superar una dureza a
N< RocLell UCV EN< RCF, debido a !ue cuanto más dura es la aleaci&n más *rágil se convierte la pieza y se podr-a llegar a romper debido a las grandes *uerzas a las !ue está sometida. ay di*erentes tipos de cig"e#ales= los ?ay !ue tienen un apoyo cada dos mu#e!uillas y los ?ay con un apoyo entre cada mu#e!uilla. %or ejemplo, para el motor de autom&vil más usual, el de cuatro cilindros en l-nea, los ?ay de tres apoyos E?oy ya en desusoF, y de cinco apoyos, el más com7n actualmente. Cigüeñal de cuatro cilindros y cinco apoyos, con doble contrapeso por biela de un
I.I. $olante 5n mecánica, un <"*!$& +& '!&%'* o <"*!$& #$% es un elemento totalmente pasivo !ue 7nicamente aporta al sistema una inercia adicional de modo !ue le permite almacenar energ-a cinética. 5ste volante contin7a su movimiento por inercia cuando cesa el par motor !ue lo propulsa. De esta *orma, el volante de inercia se opone a las aceleraciones bruscas en un movimiento rotativo. As- se consiguen reducir las Guctuaciones de velocidad angular. 5s decir, se utiliza el volante para suavizar el Gujo de energ-a entre una *uente de potencia y su carga. 5n la actualidad numerosas l-neas de investigaci&n están abiertas a la b7s!ueda de nuevas aplicaciones de los volantes. Algunos ejemplos de dic?os usos sonB •
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Volante de inercia de acero usado en un parque eólico en la actualidad.
Absorber la energ-a de *renado de un ve?-culo, de modo !ue se reutilice posteriormente en su aceleraci&n EW5RSF.
Como dispositivos para suavizar el *uncionamiento de instalaciones generadoras de energ-a eléctrica mediante energ-a e&lica y energ-a *otovoltaica, as- como de diversas aplicaciones eléctricas industriales. 5n los *errocarriles eléctricos !ue usan desde ?ace muc?o tiempo un sistema de *reno regenerativo !ue alimenta la energ-a e@tra-da del *renado nuevamente a las l-neas de potencia= con los nuevos materiales y dise#os se logran mayores rendimientos en tales Hnes.
I.Q. %ist&n
Su *unci&n principal es la de constituir la pared m&vil de la cámara de combusti&n, transmitiendo la energ-a de los gases de la combusti&n a la biela mediante un movimiento alternativo dentro del cilindro. Dic?o movimiento se copia en el pie de biela, pero se trans*orma a lo largo de la biela ?asta llegar a su cabeza apretada al mu#&n del cig"e#al, en donde dic?a energ-a se ve utilizada al movilizar dic?o cig"e#al. De esta *orma el pist&n ?ace de gu-a al pie de biela en su movimiento alternativo.
I.X. 'rbol de levas 1n ;%" +& "&<*s es un mecanismo *ormado por un eje en el !ue se colocan distintas levas, !ue pueden tener distintas *ormas y tama#os, y están orientadas de di*erente manera para activar di*erentes mecanismos a intervalos repetitivos, como por ejemplo unas válvulas. 5s decir, constituye un temporizador mecánico c-clico, también denominado programador mecánico. 5n un motor, controla la apertura y el cierre de las válvulas de admisi&n y escape, por lo !ue ?ay tantas levas como válvulas tenga. Dic?as levas pueden modiHcar el ángulo de des*ase para adelantar y retrasar la apertura y el cierre de las mismas, seg7n el orden de *uncionamiento establecido.
I.8. $álvulas V;"
Debido a su dise#o y materiales, las válvulas pueden abrir y cerrar, conectar y desconectar, regular, modular o aislar una enorme serie de l-!uidos y gases, desde los más simples ?asta los más corrosivos o t&@icos. Sus tama#os van desde unos mil-metros ?asta los 9< m o más de diámetro Eaun!ue en tama#os grandes suelen llamarse compuertasF. %ueden trabajar con presiones !ue van desde el vac-o ?asta más de N< M%a EmegapascalesF y temperaturas desde las criogénicas ?asta << W ELelvinF. 5n algunas instalaciones se re!uiere un sellado absoluto= en otras, las *ugas o escurrimientos no tienen importancia. (a palabra Gujo e@presa el movimiento de un Guido. %ara la cantidad total de Guido !ue pasa por una secci&n determinada de un conducto por unidad de tiempo, en castellano se emplea la palabra caudal.:
I.9. Cárter 5l ;%$&% es una de las piezas *undamentales de una má!uina, especialmente de un motor. écnicamente, el cárter es una caja metálica !ue aloja los mecanismos operativos del motor. 5s el elemento !ue cierra el blo!ue, de *orma estanca, por la parte in*erior, protegiéndolo, y !ue cumple adicionalmente con la *unci&n de actuar como dep&sito para el aceite del motor. Simultáneamente, este aceite se re*rigera al ceder calor al e@terior. 4ormalmente el cárter se *abrica por estampaci&n a partir de c?apa de acero. su *orma c&ncava aporta la capacidad de almacenaje de aceite necesaria para cada motor, cantidad !ue se comprueba veriHcando el nivel mediante una varilla o sonda con sus correspondientes marcas. Con el objeto de evitar el alojamiento del aceite, !ue suelen disponer en el cárter de c?apas !ue *renan el desplazamiento del mismo, especialmente en el sentido de la marc?a.
Mientras !ue los siguientes, son elementos !ue si bien la mayor-a son componentes comunes con los motores de gasolina, pueden ser de dise#o y prestaciones di*erentesB
I.<. omba inyectora Emecánica o eléctricaF La Bomba inyectora "o bomba de inyección" es un dispositivo capaz de elevar la presión de un fluido, generalmente presente en los sistemas de Inyección de combustible como el gasoil (Motores Diesel) o más raramente gasolina (Motores tto), !asta un nivel lo bastante elevado como para ue al ser inyectado en el motor est# lo suficientemente pulverizado, condición imprescindible para su inflamación espontánea (fundamento del ciclo del Motor di#sel), gracias a la elevada $emperatura de autocombustión% &demás -omba en l2nea -osc! distribuyen el combustible a los diferentes cilindros en función del orden de funcionamiento de los mismos (e'% *+ en los + cilindros)% -ásicamente !an e.istido dos tipos de bombas para di#sel y gasolina (estas /ltimas ya desaparecidas al aparecer la Inyección electrónica )% 0stos dos tipos son1 las bombas en l2nea y las bombas rotativas%
I.. )nyectores Emecánicos, electro?idráulicos o piezoeléctricos
3n inyector es un dispositivo utilizado para bombear fluidos utilizando el efecto 4enturi% 3tiliza un fluido a alta presión ue sale por una bouilla a alta velocidad y ba'a presión convirtiendo su energ2a potencial en energ2a cin#tica% 0n esta zona de ba'a presión se mezcla con el fluido ue se uiere bombear y le imparte energ2a cin#tica (velocidad)% & continuación ambos fluidos mezclados entran por otra bouilla donde la A- Vapor a alta presión procedente de la energ2a cin#tica vuelve a caldera, B- Válvula de aguja, C- Manija de la en potencial, disminuyendo la válvula de aguja, D- Aqu se me!clan el vapor " aumentando la presión% 0l el agua, #- #ntrada de agua, F- Cono de bombeado puede ser o l2uido me!cla, $- Boquilla " cono de salida, %en algunos casos puede llevar Cavidad " tu&o de salida, '- Válvula antiretorno. suspensión%
convertirse velocidad y fluido o gaseoso y, sólidos en
I.:. uj-as de %recalentamiento 3na bujía de precalentamiento es un dispositivo usado para ayudar a los motores diésel a arrancar% 0n condiciones de fr2o, algunos motores di#sel pueden tener dificultades en arrancar porue la masa del bloue del cilindro y el propio cilindro absorben el calor de la compresión, impidiendo la ignición% 0n estos motores se usan bu'2as de precalentamiento, las cuales dirigen su calor !acia el bloue del motor alrededor de los Bujas de precalentamiento situadas cilindros% 0sto ayuda &ajo la &arra de contacto de un a reducir la difusión peque(o motor 'u&ota. térmica ue ocurre cuando el motor trata de arrancar% Las bu'2as de precalentamiento son una pieza de metal con forma de lápiz con un elemento calefactor en la punta% 5uando una corriente el#ctrica fluye a trav#s de este elemento, se produce una gran cantidad de calor debido a su resistencia eléctrica % 0stas bu'2as de precalentamiento o calentadores solo entran en funcionameinto para arrancar un motor di#sel y no durante su funcionamiento normal% 6o deben confundirse con la bujía de los motores de gasolina%
Q. %R)4C)%)3 D5 ;14C)34AM)543. 1n motor diésel *unciona mediante la ignici&n del combustible al ser inyectado muy pulverizado y con alta presi&n en una cámara de combusti&n !ue contiene aire a una temperatura superior a la temperatura de auto combusti&n, sin necesidad de c?ispa como en los motores de gasolina. 5ste proceso es lo !ue se llama el auto inGamaci&n. (a temperatura !ue inicia la combusti&n procede de la elevaci&n de la temperatura !ue se produce en el segundo tiempo del motor, la compresi&n. 5l combustible se inyecta en la parte superior de la
cámara de combusti&n a gran presi&n desde unos oriHcios muy pe!ue#os !ue tiene el inyector de *orma !ue se atomiza y se mezcla con el aire a alta temperatura Eentre X<< y 9<< YCFy alta presi&n. Como resultado, la mezcla se inGama muy rápidamente. 5sta combusti&n ocasiona !ue el gas contenido en la cámara se e@panda, impulsando el pist&n ?acia *uera. 5sta e@pansi&n, a di*erencia del motor de gasolina es adiabática generando un movimiento rectil-neo a través de la carrera del pist&n. (a biela transmite este movimiento al cig"e#al, al !ue ?ace girar, trans*ormando el movimiento rectil-neo alternativo del pist&n en un movimiento de rotaci&n. %ara !ue se produzca la autoinGamaci&n es necesario alcanzar la temperatura de inGamaci&n espontánea del diésel. 5n *r-o es necesario pre+calentar el diésel o emplear combustibles más pesados !ue los empleados en el motor de gasolina, empleándose la *racci&n de destilaci&n del petr&leo Guctuando entre los ::< YC y I< YC, y !ue reciben la denominaci&n de gas&leo o gasoil en inglés.
!istema de Inyección Common"#ail
X. MA454)M)543 'S)C3 %R5$54)$3 D5 14 M33R D)5S5(. $ar-an seg7n la aplicaci&n para la cual se utilice el motor, mantenimiento previo y condiciones de operaci&n. 3.1. ACEITE FILTROS:
1na lubricaci&n adecuada es cr-tica para mantener el desempe#o y vida del motor. 5s esencial utilizar el aceite y los Hltros dise#ados para motores espec-Hcos. Sin cambios regulares de aceite y Hltros, el aceite se satura de impurezas y part-culas contaminantes, y no puede realizar su *unci&n adecuadamente. Aseg7rese de cambiar aceite y Hltros seg7n las indicaciones de su manual del operador. 7
$eriH!ue el nivel de aceite diariamente, o cada vez !ue vaya a utilizar su motor.
7
5l análisis del aceite puede prevenir *allas potenciales, ya !ue detecta desgaste de piezas clave y veriHca el estado del aceite.
7
5s normal !ue el motor consuma cierta cantidad de aceite.
7
ReHérase a su manual de operaci&n para más in*ormaci&n, no todos los aceites y Hltros son iguales, utilice el !ue recomienda el *abricante de su motor.
3.2. SISTEMA DE REFRIGERACIÓN
(os re*rigerantes EanticongelantesF su*ren desgaste y pérdida de sus propiedades al igual !ue el aceite. Mantener la !u-mica apropiada del re*rigerante protege contra cavitaci&n, corrosi&n, dep&sitos, gelatinizaci&n y congelamiento. 7
$eriH!ue el nivel de re*rigerante diariamente, o cada vez !ue vaya a utilizar su motor.
7
(os sistemas de en*riamiento de los motores diésel re!uieren protecci&n durante todo el a#o con un re*rigerante de uso pesado, adecuado para este tipo de motor. 1tilizar agua provocará problemas en el sistema de re*rigeraci&n y en el motor rápidamente.
7
)nspeccione la bomba de agua y sus cojinetes, si ?ay *uga repare o reemplace la bomba.
7
(impie el radiador e@ternamente cuando esté sucio Epuede ser necesario ?acerlo a diario si trabaja en un ambiente de aire sucioF, y después de cada reparaci&n. Mida la presi&n del sistema de re*rigeraci&n y la temperatura de apertura del termostato cada ,:<< ?oras de operaci&n.
7
)nspeccione regularmente las aspas del ventilador. Si están dobladas o rotas, reemplace el ventilador.
3.,. CORREAS
7
)nspeccione las correas en busca de Hsuras, desgaste o estiramiento, seg7n los intervalos establecidos en su manual de operaci&n. Reemplace cuando sea necesario.
7
Mida la tensi&n de la correa, y el estado del tensor automático si su motor cuenta con esta opci&n.
I.N.
SISTEMA DE COMBSTIBLE
Revise los inyectores y el tiempo de la bomba de inyecci&n seg7n se especiHca en el manual del operador. Cambie los Hltros de combustible regularmente, teniendo cuidado !ue sea el Hltro indicado para su motor y tipo de sistema de inyecci&n.
#eparación de un motor Diésel
Q. $54AOAS P D5S$54AOAS.
Comparados con los motores a gasolina, la principal ventaja de los motores diésel es su bajo costo de operaci&n, debido al precio del combustible !ue necesita para *uncionar. 5@iste una creciente demanda del mercado por motores de este tipo, especialmente en el área de turismo. Actualmente en los ve?-culos pe!ue#os se está utilizando el sistema common+rail. 5ste sistema brinda una gran ventaja, ya !ue se consigue un menor consumo de combustible, mejorando las prestaciones del mismo= menor ruido y una menor emisi&n de gases contaminantes. (as desventajas iniciales de estos motores se están reduciendo debido a mejoras tecnol&gicas !ue se ?an ?ec?o con el tiempo, en su dise#o original sobre todo en inyecci&n electr&nica de combustible y mejoras en sistema de alimentaci&n de aire *orzado con accesorios como el turbocompresor. 5l uso de una precámara para los motores de autom&viles, se consiguen prestaciones semejantes a las de los motores de gasolina, pero se presenta el inconveniente de incremento del consumo de combustible, con lo !ue la principal ventaja de estos motores prácticamente desaparece. Durante los 7ltimos a#os el precio del combustible ?a superado a la gasolina com7n por al aumento de la demanda. 5ste ?ec?o ?a generado
!uejas de los consumidores de gas&leo, como es el caso de transportistas, agricultores o pescadores. X. A%()CAC)4. $na de las desenta%as es que los eh&culos con motores diésel son m's caros y en las gasolineras, el diésel es más caro
X.. E! "* *%%&$&%*: (a gran mayor-a de los ve?-culos modernos de gran tonelaje como camiones y autobuses, barcos, trenes de larga distancia, generadores de energ-a portátiles de gran escala, y la mayor-a de los ve?-culos de agricultura y miner-a tienen motores diesel. Sin embargo, en algunos pa-ses no son tan popular en los ve?-culos de pasajeros, ya !ue son más pesados, más ruidosos, y tienen caracter-sticas de rendimiento !ue los ?acen más lentos para acelerar. 5n general, también son más caros !ue los ve?-culos de gasolina. (os motores diesel modernos ?an recorrido un largo camino y con sistemas turbo de inyecci&n directa a?ora en ve?-culos, a uno se le ?ar-a di*-cil notar una di*erencia entre los motores diesel y los de gasolina. 5n algunos pa-ses, donde las tasas de impuestos ?acen !ue el combustible diesel sea muc?o más barato !ue la gasolina, los ve?-culos diesel son muy populares. (os nuevos dise#os ?an reducido signiHcativamente las di*erencias entre los ve?-culos de gasolina y diesel en estas áreas. 5l laboratorio diésel de MZ en Austria se considera el l-der mundial en el desarrollo de motores diesel para autom&viles. Después de un largo per-odo con relativamente pocos coc?es diesel en su alineaci&n, Mercedes enz ?a vuelto a los coc?es con motor diesel en el siglo :, con én*asis en el alto rendimiento. 5n el ámbito agr-cola, tractores, bombas de riego, trilladoras y otros e!uipos son predominantemente de motor diesel. (a construcci&n es otro sector !ue depende en gran medida de la energ-a diesel. odos los ado!uines de ?ormig&n, raspadores, rodillos, zanjadoras y e@cavadoras *uncionan con diesel. 5.2. E! &" A'%&:
Algunos aviones ?an estado utilizando motores diesel desde Hnales de 9<. (os motores diesel de autom&viles nuevos tienen relaciones potencia+peso comparables a los antiguos dise#os de encendido por c?ispa y tienen una eHciencia de combustible muy superior. Su uso de encendido electr&nico, inyecci&n de combustible, y soHsticados sistemas de gesti&n del motor también les ?ace muc?o más *áciles de operar !ue los motores de aeronaves de encendido por c?ispa producidos en masa. 5l costo del combustible diesel en comparaci&n con la gasolina ?a dado lugar a un considerable interés en pe!ue#os aviones de aviaci&n general con motor diesel, y varios *abricantes ?an comenzado recientemente a vender motores diesel para este prop&sito 5.,. S%& "*s A=u*s:
(os motores de alta velocidad se utilizan para potenciar tractores, camiones, barcos, autobuses, coc?es, compresores, generadores y bombas. (os motores diesel más grandes se utilizan para dar potencia a barcos y revestimientos a lo largo de alta mar. 5stos enormes motores tienen salidas de potencia de ?asta 9<.<<< LZ, giran a alrededor de Q< a << rpm, y tienen una altura de I metros. 5.0. B* "* $'&%%*:
5l sector de la miner-a y la e@tracci&n de minerales en todo el mundo depende en gran medida de la potencia diesel para aprovec?ar los recursos naturales, tales como agregados, metales preciosos, ?ierro, petr&leo, gas y carb&n. %alas y taladros diesel e@cavan estos productos y los cargan en enormes camiones de miner-a o en cintas transportadoras !ue también operan con el mismo combustible. 5n general, el diesel representa el X: por ciento de la energ-a utilizada por el sector minero. anto las operaciones de superHcie, como las subterráneas dependen de e!uipos diesel para e@traer materiales y cargar camiones. (os e!uipos diesel más grande con neumáticos de cauc?o utilizados en la miner-a son enormes camiones todoterreno con motores de más de :.I<< caballos de *uerza, capaces de transportar más de << toneladas por carga. 5stos camiones gigantes rodando través de la tierra son un espectáculo para la vista. 5.3. E! "s )s9'$*"&s:
(os generadores de respaldo de emergencia son una necesidad para cual!uier gran instituci&n de salud médica. Debido a la naturaleza cr-tica de las obras !ue estas instalaciones ?acen y la posici&n en la !ue sus pacientes se encuentran, las *allas de energ-a simplemente no son una opci&n. Durante muc?os a#os, tanto los ?ospitales militares y los p7blicos ?an utilizado generadores de *uerza industrial Hja para asumir el control cada vez !ue se va la luz, ya sea debido a un corte local o a un desastre natural como un ?uracán o una inundaci&n. Detrás de los centros de datosB (as computadoras están en el coraz&n de la industria de ?oy. Cuando los servidores y los sistemas se caen, las comunicaciones se pueden perder, el negocio se detiene, se pierden datos, los trabajadores dejan de realizar sus labores, y casi todo se detiene. 5s por eso !ue casi todas las compa#-as de comunicaciones y telecomunicaciones de todas las *ormas recurren a generadores diésel como su opci&n de alimentaci&n de reserva primaria. Con la Habilidad de sus servicios a*ectando a tanta gente, ellos realmente no tienen más remedio !ue tener una opci&n de energ-a de respaldo s&lido, tanto para su negocio, como para los clientes a !uienes sirven.
X.Q. E! %&su#&!B 5l Diésel se utiliza en la mayor-a de los sectores industriales de *orma abrumadora, ya !ue proporciona más energ-a por unidad de combustible y su baja volatilidad ?ace !ue sea más seguro de manejar. 1na perspectiva muy emocionante de diésel sobre la gasolina es la posibilidad de eliminar el consumo de petr&leo por completo. (a mayor-a de los motores diésel pueden ser inducidos a la !uema de aceite vegetal en lugar de la !uema de diésel y todos ellos pueden !uemar distintas *ormas procesadas de aceite vegetal sin pérdidas en la vida o la eHciencia. 8. )()3[RA;)A S5[14 (AS 43RMAS A%AB
+ Castro $icente, M. E98XF (l motor Diésel en el automóil. arcelonaB 5diciones C5AC, S.A. + 5l Diario. E:<IF. /)oda&a coniene un motor Diésel*. Recuperado de 5l Diario E?ttpsBTTeldiariony.comT:<IT
Mart-nez, A. E:<
+ Sedon, Don. E:<
C>A9selF
MATERIALES DE )ERRAMIENTAS
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