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Motor de 14 litros li tros Descripción del funcionamiento
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© Scania CV AB 1998-12, Sweden
Índice Descripción y funcionamiento
Tren de válvulas ........................................... ........................................... 3 Bloque motor ............................................ ................................................. ..... 5 Camisas....................................................... Camisas............................... ............................ .... 5
Tren alternativo ............................................ .............................................. 7 Pistones....................... Pistones ............................................... .................................... ............ 7 Bielas .............................................. .............................................................. ................ 9 Cigüeñal........................................................ Cigüeñal.......................................... .............. 10 Ventilación del cárter.................................... cárter.................................... 12
Distribución .............................................. ................................................. ... 13 Tren de distribución..................... distribución ...................................... ................. 13
Lubricación .............................................. ................................................. ... 14 Bomba de aceite............................................ aceite............................................ 14 Enfriador de aceite.................... aceite ........................................ .................... 15 Filtro de aceite lubricante ............................. ............................. 15 Filtro de aceite ............................................ .............................................. .. 16 Conductos de lubricación ............................. ............................. 16
Turbocompresor ......................................... ......................................... 18 Intercooler ............................................ ................................................... ....... 20 Ventilador ............................................. .................................................... ....... 21 Accionamiento de accesorios .......... ............... .......... ....... 22
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Tren de v álvulas
Tren de válvulas El tren de válvulas abre y cierra las l as válvulas de forma sincronizada con el movimiento del cigüeñal y el pistón.
El árbol de levas es accionado por una serie engranajes y gira a la l a mitad de revoluciones que el cigüeñal. Las levas del árbol de levas, dos por cilindro, accionan los taqués.
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Tren de válvulas
La varilla empujadora descansa en un extremo en el taqué, mientras que el otro acciona el balancín. Los balancines disponen de un tornillo de ajuste en uno de los extremos. El extremo inferior de forma esférica de este tornillo de ajuste se apoya en la varilla empujadora para que el taqué se ajuste al movimiento del árbol de levas.
Los asientos postizos de las válvulas están montados a presión en la culata. Los asientos postizos de las válvulas están fabricados de un material duradero, lo que proporciona a los asientos una prolongada vida útil. En caso necesario, estos asientos postizos se pueden sustituir.
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Bloque motor
Bloque motor En el bloque motor, de una sola pieza, hay una culata por cada cilindro. Las camisas de cilindro son de tipo húmedo.
Camisas Las camisas se pueden sustituir. Una junta de acero con retenes de goma vulcanizados proporciona la hermeticidad necesaria entre la camisa y la culata (una junta por cilindro). La camisa sobresale un poco del bloque motor y presiona la junta contra la culata para lograr la hermeticidad necesaria. Los retenes de goma vulcanizados evitan evitan que se produzcan filtraciones de los conductos de refrigerante o aceite lubricante.
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Bloque motor
La parte inferior de las camisas de cilindro admiten cierta movilidad, para adaptarse a la dilatación por efecto del calor. La hermeticidad de la camisa se consigue con tres anillos de goma situados alrededor de la sección inferior de la camisa. Entre los dos anillos inferiores hay un orificio de comprobración que comunica con el exterior del bloque motor.
Las fugas de refrigerante a través de este orificio de comprobación son un indicio de filtraciones a través de los anillos de goma. En caso de producirse, deben sustituirse estos anillos de goma antes de que la fuga de refrigerante llegue al cárter.
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Debido a la disposición en V de los cilindros, los cojinetes de bancada están sometidos a diversas presiones, incluida la presión lateral. Por esta razón, las tapas de los cojinetes de bancada están sujetos con tornillos tanto en sentido vertical como en horizontal.
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Tren alternativo
Tren alternativo alternativo Pistones En este motor se utilizan pistones articulados. Tienen forma dividida, falda de aluminio y cabeza de acero.
En algunos tipos de motor los pistones son de una pieza.
Una de las ventajas de utilizar pistones articulados es que pueden soportar más presión que los pistones normales. Esto se traduce tr aduce en una mayor potencia.
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Tren alternativo
La cámara de combustión consiste en un rebaje de la cabeza del pistón. Tiene forma cóncava y una elevación en la sección central. Para que el recorrido del pistón se realice suavemente es necesario que haya holgura entre el pistón y la pared del cilindro. Los segmentos taponan esta holgura y aislan el pistón del calor.
El pistón tiene dos segmentos de compresión. El segmento de compresión superior está sometido a temperaturas y presiones más elevadas que el resto de los segmentos. Por ello, la ranura del segmento superior está sometida a un grado de presión especialmente elevada.
El pistón tiene t iene un segmento rascador. Este segmento evita que el aceite penetre en la cámara de combustión y se queme. Dentro del segmento rascador hay un expansor que presiona el segmento contra la pared del cilindro. Este expansor es un muelle helicoidal. El diseño del pistón y de los segmentos es importante para la fiabilidad del motor, lubricación y consumo de aceite y combustible.
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Tren alternativo
Bielas El pie de biela está diseñado en forma de cuña. Con ello se logra aumentar la superficie de contacto entre el pistón y la biela.
La cabeza de biela tiene un corte diagonal para facilitar la extracción del pistón y la biela a través del cilindro. Las superficies de contacto están ranuradas de forma circular para evitar que se desalineen las tapas de cojinete de la biela respecto a la biela.
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Tren alternativo
Cigüeñal Las fases de compresión reducen la velocidad de giro del cigüeñal mientras que las fases de combustión incrementan la velocidad de giro. Los pistones y las bielas invierten el sentido de su movimiento dos veces en cada revolución. Por ello el cigüeñal se ve expuesto a distintas fuerzas en cada revolución. La calidad del material del que está hecho el cigüeñal es de vital importancia para la duración de la pieza. Asimismo son de gran importancia otras consideraciones fundamentales que afectan al diseño y tratamiento t ratamiento de superficies. Por ejemplo, el acabado de la superficie del cigüeñal es esencial para prevenir averías debido a la fatiga del material. Los casquillos de los cojinetes de bancada y los cojinetes de las bielas están compuestos por tres capas. La capa exterior es de acero, la capa intermedia de bronce base plomo y la capa interior de plomo e indio o de plomo, estaño y cobre. Generalmente, la capa interior se desgasta.
Los apoyos y las muñequillas del cigüeñal están endurecidos a una profundidad que permite rectificarlos varias veces.
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Tren alternativo
Para realizar el ajuste del juego axial del cigüeñal se colocan arandelas de empuje en el apoyo trasero del cigüeñal. Estas arandelas de empuje están disponibles en diferentes grosores, que permiten ajustar el juego axial del cigüeñal.
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Tren alternativo
Ventilación del cárter cár ter Los gases del cárter se desplazan a la unidad de ventilación del cárter a través de la carcasa de la distribución. Estos gases del cárter contienen aceite. El aceite lubricante queda depositado en un separador en la unidad de ventilación del cárter, y desde ahí baja hasta el fondo de la unidad y vuelve al cárter a través de la cubierta. Para garantizar que los gases y el aceite pueden circular a través del sistema de ventilación del cárter, tanto la unidad de ventilación como las lumbreras de admisión y escape nunca deben quedar obstruidas. En caso contrario el aceite lubricante en el cárter puede ser evacuado por el turbocompresor.
Nota:
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En el cárter se produce un cierto vacío debido a que el racor de salida de la l a unidad de ventilación del cárter está conectado con el lado de aspiración del turbocompresor. turbocompresor. Para regular el vacío del cárter hay una membrana que cierra el racor de salida de la unidad de ventilación del cárter al turbocompresor si se produce demasiada presión en el lado de aspiración del turbocompresor. turbocompresor. Esto puede ocurrir cuando la mariposa se encuentra en su posición completamente abierta. A pesar de la existencia del separador, separador, los gases suelen contener una cantidad mínima de aceite al entrar en el sistema de admisión del motor. El aceite que entra con los gases del cárter formará una fina película de aceite en el sistema de admisión.
Corte del sistema de ventilación del cárter en motores de 14 litros
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Entrada desde la carcasa carcasa de la distribución distribución delantera delantera
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Membrana Membrana
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Orificio que se cierra cuando aumenta excesivamente el vacío procedente procedente del turbocompresor turbocompresor
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Orificio de vaciado del aceite lubricante que queda depositado
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Salida al lado de aspiración del turbocomporesor
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Distribución
Distribución Tren de distribución El piñó piñón n del cigü cig üeñal mueve un piñó pi ñón n intermedio. Este piñó pi ñón n intermedio mueve la bomba de aceite y el árbol de levas. A su vez, el piñó piñón n del árbol de levas mueve la bomba de la servodirecció servodirecci ón y la bomba de inyecció inyecci ón. El piñó piñón n de la bomba de inyecció inyecci ón mueve el piñó pi ñón n del compresor.
El árbol de levas y la bomba de inyecció inyecci ón giran a la mitad de revoluciones que el cig üeñal. Para facilitar el montaje, los pi ñones está están marcados bien en uno de los dientes o en un hueco entre dientes. El piñó pi ñón n de la bomba de inyecció inyección tiene un orificio de forma oval para realizar el reglaje de la inyecci ón variable (a).
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Piñó Piñón n de la bomba de aceite
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Piñó Piñón n de la bomba del servofreno
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Piñó Piñón n intermedio
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Piñó Piñón n de la bomba de inyecció inyecci ón
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Piñó Piñón n del árbol de levas
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Piñó Piñón n del compresor
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Lubricación
Lubricación
Bomba de aceite Una bomba de aceite accionada por el pi ñón ñón intermedio es la encargada de impulsar el flujo de aceite para que llegue a todas las piezas que necesiten lubricació lubricaci ón y para que circule a travé trav és del filtro de aceite y el enfriador de aceite. El orificio de llenado y la varilla de medici ón del nivel de aceite está est án situados en el lado izquierdo del motor. El aceite lubricante pasa a trav és de un filtro situado entre el cá c árter y la bomba de aceite. 7 0 2 1 _ 1 0
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Lubricación
Al salir de la bomba, el aceite lubricante atraviesa una vá v álvula de seguridad que se abre cuando se superan 9 bares de presió presi ón. Si la presió presi ón del aceite es demasiado elevada, puede que la bomba y otros componentes del sistema de lubricació lubricaci ón esté estén sometidos a grandes presiones. Sin embargo, la presió presi ón del aceite debe ser lo bastante alta como para que el aceite necesario para la lubricació lubricaci ón y refrigeració refrigeraci ón del motor llegue a todos los puntos de lubricaci ón. 7 7 2 1 _ 1 0
Enfriador de aceite El aceite lubricante circula desde la bomba al enfriador a travé trav és de una serie de conductos en el bloque motor y una pieza intermedia. Todo el aceite atraviesa el enfriador de aceite donde el refrigerante del sistema de refrigeraci ón reduce su temperatura.
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El aceite que sobra sale del cá c árter a travé trav és de una válvula de control situada en la pieza intermedia. Esta vá v álvula de control funciona como una vá válvula de regulació regulaci ón de presió presión y se abre cuando la presió presión del aceite supera los 6 bares.
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Aceite
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Refrigerante Refrigerante
Filtro de aceite Una vez que sale del enfriador todo el aceite pasa por un filtro. Este filtro es de papel y a travé través de él circula todo el aceite.
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Lubricación
Purificador de aceite centrí fugo fugo Una vez que el aceite sale del filtro circula a travé través del conducto principal del aceite. Desde este conducto, parte del aceite se desv í a a un purificador de aceite centrí centr í fugo fugo y, una vez filtrado, vuelve al cá c árter. El purificador de aceite centrí centr í fugo fugo tiene un rotor que gira al recibir dos chorros de aceite lubricante en su parte inferior.
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Las impurezas se quedan adheridas a las paredes del rotor formando una capa só s ólida. El rotor se debe desarmar y limpiar seg ún los intervalos establecidos en el programa de mantenimiento de Scania.
Conductos de lubricación El aceite llega a los cojinetes del árbol de levas y los del cigü cig üeñal a travé través de los conductos del bloque motor. El aceite necesario para la lubricació lubricaci ón de los balancines es conducido a travé trav és de un conducto en uno de los apoyos del árbol de levas. Este conducto tiene presió presi ón continuamente. El aceite penetra en los balancines a trav és las ranuras de los cojinetes del árbol de levas.
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Lubricación
Los pistones se enfrí enfr í an an con aceite lubricante. Unas boquillas especiales pulverizan el aceite hacia arriba y lubrican los pistones desde la parte inferior de la cabeza, una por cilindro.
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El aceite atraviesa un orificio y llega a una camisa de refrigeració refrigeraci ón en la cabeza del pistó pist ón y, a continuació continuaci ón, sale por otro orificio.
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Turbocompresor
Turbocompresor El turbocompresor permite aumentar la masa de aire en los cilindros del motor. El aumento de la masa de aire se traduce en que el motor puede quemar má más combustible. De este modo, un motor con turbocompresor produce mayor potencia que el mismo motor sin turbocompresor. El turbocompresor se compone de una turbina y un compresor. La turbina es accionada por el sistema de escape del motor. El compresor comprime el aire de admisió admisi ón del motor.
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El rotor del compresor va montado en el mismo eje que el rotor de la turbina. El portacojinetes está está situado entre el compresor y la turbina. Al aumentar la potencia del motor, aumentan tambié tambi én los gases de escape. Con ello, aumenta la velocidad del rotor de la turbina y el del compresor. Así Así pues, pues, la masa de aire se ajusta automá automáticamente a las necesidades del motor, y no se necesita ningú ning ún otro sistema de regulació regulaci ón suplementario. El rotor del compresor gira a velocidades muy elevadas. A má máxima potencia, el rotor puede alcanzar una velocidad de hasta 110.000 rpm. La temperatura del rotor de la turbina puede superar los 600° 600 °C. Por ello, el mantenimiento de las piezas que giran, así así como como el equilibrado, la refrigeraci ón y la lubricació lubricaci ón deben llevarse a cabo rigurosamente. El eje va montado en dos casquillos que giran libremente en el portacojinetes. El portacojinetes está est á aislado de la turbina y del compresor por medio de anillos de estanqueidad parecidos a los segmentos de pistó pist ón.
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Turbocompresor
Si el filtro de aire est á obstruido se producirá producir á demasiado vací vací o en el tubo de admisi admisió ón. En este caso, puede que por efecto de este vací vac í o, o, entren en el motor a travé trav és del compresor partí part í culas culas de aceite procedentes del portacojinetes. Si el anillo de estanqueidad del lado de la turbina está está desgastado, los gases de escape tendrá tendrán un tono azulado con el motor a ralentí ralent í . Si el tubo de vaciado del aceite del turbocompresor está est á dañ dañado, se pueden producir fugas de aceite en las juntas debido a la presi ón del aceite lubricante. Resulta esencial que el sistema de lubricaci ón funcione correctamente. Si no se limpia el purificador centr í fugo, fugo, el filtro del aceite se obstruirá obstruir á rá rápidamente y aumentará aumentar á la resistencia al paso del aceite en el filtro. En este caso, se abre una vá v álvula situada en el portafiltro que deja pasar el aceite sin filtrar. El aceite sin filtrar pasa por el turbocompresor y puede dar lugar a un desgaste excesivo de los cojinetes. Esta vá válvula está está diseñ diseñada para que se pueda montar en los filtros Scania, por lo que s ólo deben utilizarse estos filtros. Las impurezas que penetren en la turbina o en el compresor, por ejemplo, granos de arena o partí partí culas culas metá metálicas, producirá producir án dañ daños irreparables en las paletas de los rotores. Estos dañ daños dará darán lugar al mal equilibrado de las unidades y al desgaste de los cojinetes. La potencia del motor disminuye, y si el motor continú contin úa en funcionamiento la reducció reducci ón del suministro de aire causará causar á el recalentamiento del motor, dando lugar a dañ da ños en el motor. Este tipo de recalentamiento no se podrí podr í a detectar con el indicador de temperatura del refrigerante. En caso de producirse una fuga en el tubo situado entre el filtro de aire y el turbocompresor durante un minuto se producir produciráán depó depósitos de suciedad en el rotor del compresor. La presi ón de carga disminuirá disminuirá, lo que resultará resultará en un aumento de la temperatura de los gases de escape y del humo. Ademá Además, se producirí producirí a un desgaste excesivo del motor. Una disminució disminución de la presió presi ón de carga puede producirse tambié también debido a una fuga de los gases de escape entre la culata y el turbocompresor.
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Intercooler
Intercooler Al salir del turbo compresor, el aire circula por una serie de conductos hasta el intercooler situado delante del radiador. El aire de admisi ón se enfrí enfrí a con la corriente aire que despué despu és pasará pasará al radiador. Una vez que se ha enfriado, el aire de admisió admisión llega al colector de admisió admisi ón, que distribuye el aire en los distintos cilindros.
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Ventilador
Ventilador Accionamiento del ventilador El ventilador es accionado por el cig üeñal por medio de un embrague con segmentos de goma. Los golpes que reciben las bielas procedentes de la combustió combustión producen vibraciones torsionales en el cigü cigüeñal. Estas vibraciones torsionales producen los siguientes efectos: •
El extremo trasero del cigü cig üeñal y el volante motor giran a una velocidad constante. En relació relaci ón con la velocidad constante del volante motor, la velocidad de giro del extremo delantero del cigü cig üeñal aumentará aumentará o disminuirá disminuir á varias veces en cada giro.
•
Las vibraciones torsionales pueden causar ruidos procedentes de la distribució distribuci ón.
Para evitar estos ruidos, el embrague del ventilador actú act úa tambié también de amortiguador de vibraciones del cigü cig üeñal.
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Accionamiento de accesorios
Accionamiento de accesorios La correa de accesorios impulsa la bomba de refrigerante, el compresor del aire acondicionado y el alternador. Es una correa multitrapezoidal, es decir, es plana con peque ñas muescas en forma de cuñ cu ña en la cara interna. Este tipo de correa permite tensar las poleas en la cara exterior de la correa, lo que permite a su vez aumentar los ángulos de retenció retenci ón de las poleas. Un tensor automá automático garantiza que la correa tenga siempre el grado de tensi ón adecuado.
Correa con una polea loca para motor de 14 litros con A/A
Correa con dos poleas locas para motor de 14 litros con A/A
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Tensor automá autom ático de correa Bomba del lí lí quido quido refrigerante Compresor del aire acondicionado
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Tensor automá autom ático de correa Bomba del lí lí quido quido refrigerante
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Polea loca Compresor del aire acondicionado
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Alternador Alternador
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Polea loca lo ca
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Cigü Cigüeñal
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Alternador Alternador Cigü Cigüeñal
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Accionamiento de accesorios
Correa con dos poleas locas para motor de 14 litros sin A/A 4 3 3
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Tensor automá autom ático de correa Bomba del lí lí quido quido refrigerante
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Alternador Alternador
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Cigü Cigüeñal
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