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MAQUINARIA AGRÍCOLA CAPITULO I EL TRACTOR AGRÍCOLA

PREPARADO POR: Francisco Javier Ortiz Arévalo INGENIERO AGRÓNOMO

ESCUELA NACIONAL DE AGRICULTURA “ROBERTO QUIÑÓNEZ”, 4 de marzo de 2009

Francisco Javier Ortiz Arévalo Ingeniero Agrónomo

2 INTRODUCCIÓN La creciente necesidad de mayores producciones y alta productividad agropecuaria, exige mecanizar los cultivos y tener los conocimientos técnicos necesarios sobre los tractores agrícolas y las máquinas utilizadas para cada labor; de esa manera, las tareas agrícolas se harán mas eficientemente, se podrán trabajar mas áreas y se tendrán producciones homogéneas. El estudio de las máquinas agrícolas debe iniciar, sin duda alguna, con el conocimiento del tractor, porque es este el corazón de todas las actividades mecanizadas que se desarrollan el las fincas. Cada finca en particular, tiene sus propias actividades de manejo, las que dependen del tipo de producción sea esta agrícola o pecuaria, las que a su ves determinan la magnitud y tipo del parque de maquinaria agrícola y el tamaño de los tractores agrícolas a grícolas a usar. El tractor es un inapreciable instrumento de trabajo, considérelo como un ser vivo; también él tiene sus propias exigencias, como todos los organismos tiene un limite de posibilidades que no se pueden sobrepasar. No le exija más de lo que pueda dar y no cargue la mano cuando no sea necesario. Escoja los aperos idóneos y cuide concienzudamente su entrenamiento, así conseguirá que se convierta en un insustituible aliado, siempre listo a satisfacer sus órdenes. El tractor puede ser considerado desde puntos de vista diferentes a saber: en primer lugar como una máquina motriz, mediante la cual, el agricultor puede multiplicar potencial de trabajo en grado semejante de lograrlo por el operario industrial o el ingeniero; con ello, el tractor crea las condiciones necesarias para incrementar la productividad del trabajo. El tractor también puede ser considerado como una máquina de trabajo versátil, cuyas fuentes de energía, bastidor básico y conexiones o acoplamiento pueden ser conformados de tal manera que las herramientas, aperos o útiles de trabajo puedan cambiarse fácilmente. Adicionalmente a esto y en tercer lugar, el tractor es un vehículo de motor, cuya potencia no solo se utiliza para transportar personal y materiales por las carreteras y caminos, sino también para llevar cargas y realizar esfuerzos de tracción y accionamiento de útiles, aperos y máquinas sobre el campo, entre las plantas cultivadas, y para la recolección de las cosechas. En este manual encontrará la información de las partes, funciones, funcionamiento, usos, calibración y mantenimiento del tractor y los implementos agrícolas de mas uso en nuestra agricultura, además, imprescindiblemente encontrará el capítulo de cálculos de potencias, pérdidas y rendimientos de motores y sistema de transmisión, también se presenta un método de selección del tipo de tractor que se adapte a las necesidades de la fincas, lo cual es técnicamente necesario conocer para no sobredimensionar o no sobrecargar la capacidad del tractor en cada labor con los aperos. Adicionalmente, se incorpora un capítulo muy importante sobre elementos de maquinaria agrícola, lo que permitirá entender mejor los principios de funcionamiento y mantenimiento del tractor y los aperos agrícolas, lo cual facilitará su operación y mantenimiento. Luego de conocer el Tractor Agrícola, sus partes, funcionamiento, mantenimiento y usos, se estudiarán los diferentes implementos agrícolas mas comúnmente usados en nuestra agricultura, tales como los usados para la preparación de tierras y la cama de siembra, la siembra, el manejo de los cultivos y las cosechadoras, así mismo aquellos utilizados en las operaciones agropecuarias de ensilaje y henificación. El compromiso de este manual es que sirva a estudiantes, agricultores y técnicos del agro, que les permita tener un mejor conocimiento y apreciación de los tractores y las máquinas agrícolas para hacer de éstas unas excelentes herramientas de trabajo, para que se les consienta con el mejor de los usos, para mantenerlas de mejor manera y para incrementar los rendimientos de campo en vista de la creciente demanda de mas alimentos.


2 INTRODUCCIÓN La creciente necesidad de mayores producciones y alta productividad agropecuaria, exige mecanizar los cultivos y tener los conocimientos técnicos necesarios sobre los tractores agrícolas y las máquinas utilizadas para cada labor; de esa manera, las tareas agrícolas se harán mas eficientemente, se podrán trabajar mas áreas y se tendrán producciones homogéneas. El estudio de las máquinas agrícolas debe iniciar, sin duda alguna, con el conocimiento del tractor, porque es este el corazón de todas las actividades mecanizadas que se desarrollan el las fincas. Cada finca en particular, tiene sus propias actividades de manejo, las que dependen del tipo de producción sea esta agrícola o pecuaria, las que a su ves determinan la magnitud y tipo del parque de maquinaria agrícola y el tamaño de los tractores agrícolas a grícolas a usar. El tractor es un inapreciable instrumento de trabajo, considérelo como un ser vivo; también él tiene sus propias exigencias, como todos los organismos tiene un limite de posibilidades que no se pueden sobrepasar. No le exija más de lo que pueda dar y no cargue la mano cuando no sea necesario. Escoja los aperos idóneos y cuide concienzudamente su entrenamiento, así conseguirá que se convierta en un insustituible aliado, siempre listo a satisfacer sus órdenes. El tractor puede ser considerado desde puntos de vista diferentes a saber: en primer lugar como una máquina motriz, mediante la cual, el agricultor puede multiplicar potencial de trabajo en grado semejante de lograrlo por el operario industrial o el ingeniero; con ello, el tractor crea las condiciones necesarias para incrementar la productividad del trabajo. El tractor también puede ser considerado como una máquina de trabajo versátil, cuyas fuentes de energía, bastidor básico y conexiones o acoplamiento pueden ser conformados de tal manera que las herramientas, aperos o útiles de trabajo puedan cambiarse fácilmente. Adicionalmente a esto y en tercer lugar, el tractor es un vehículo de motor, cuya potencia no solo se utiliza para transportar personal y materiales por las carreteras y caminos, sino también para llevar cargas y realizar esfuerzos de tracción y accionamiento de útiles, aperos y máquinas sobre el campo, entre las plantas cultivadas, y para la recolección de las cosechas. En este manual encontrará la información de las partes, funciones, funcionamiento, usos, calibración y mantenimiento del tractor y los implementos agrícolas de mas uso en nuestra agricultura, además, imprescindiblemente encontrará el capítulo de cálculos de potencias, pérdidas y rendimientos de motores y sistema de transmisión, también se presenta un método de selección del tipo de tractor que se adapte a las necesidades de la fincas, lo cual es técnicamente necesario conocer para no sobredimensionar o no sobrecargar la capacidad del tractor en cada labor con los aperos. Adicionalmente, se incorpora un capítulo muy importante sobre elementos de maquinaria agrícola, lo que permitirá entender mejor los principios de funcionamiento y mantenimiento del tractor y los aperos agrícolas, lo cual facilitará su operación y mantenimiento. Luego de conocer el Tractor Agrícola, sus partes, funcionamiento, mantenimiento y usos, se estudiarán los diferentes implementos agrícolas mas comúnmente usados en nuestra agricultura, tales como los usados para la preparación de tierras y la cama de siembra, la siembra, el manejo de los cultivos y las cosechadoras, así mismo aquellos utilizados en las operaciones agropecuarias de ensilaje y henificación. El compromiso de este manual es que sirva a estudiantes, agricultores y técnicos del agro, que les permita tener un mejor conocimiento y apreciación de los tractores y las máquinas agrícolas para hacer de éstas unas excelentes herramientas de trabajo, para que se les consienta con el mejor de los usos, para mantenerlas de mejor manera y para incrementar los rendimientos de campo en vista de la creciente demanda de mas alimentos.


3 FIG. 1: EL TRACTOR AGRÍCOLA MODERNO DE LLANTAS NEUMÁTICAS

FUNCIONES FUNCIONES: UNCIONES: Los tractores agrícolas se pueden subdividir en dos versiones fundamentales: tractores de llantas de simple y doble tracción, y tractores de bandas (orugas). En este manual vamos a hacer referencia al tipo de tractores de llantas por ser estos los más usados en nuestra agricultura. Las funciones con que deben cumplir estos últimos se explican a continuación: 1.

Desarrollar fuerza de tiro o tracción, tracción, para las operaciones de preparación preparación de tierras (labranza primaria y secundaria) y para halar sembradoras, remolques y cosechadoras; estas operaciones las realiza a través de la "Barra de Tiro" (BDT). 2. Desarrollar potencia de giro para accionar los mecanismos mecanismos de máquinas de de campo, que pueden pueden o no ser simultáneamente remolcadas por el mismo tractor, tales como segadoras, empacadoras, sembradoras-fertilizadoras, cosechadoras, etc., suministrando potencia a través del eje "Toma de Fuerza" (TDF), el cual hace muchas décadas sustituyó al accesorio de polea ancha y cóncava que se utilizaba antes para el accionamiento de máquinas debido a que las fajas planas que se usaban en estos mecanismos, no son tan eficientes como las trapezoidales que se utilizan actualmente, además, con la calidad de los ejes cardánicos que se fabrican hoy en día, quedan completamente comple tamente en desuso. 3. Desarrollar potencia mediante su Sistema Hidráulico (SH) para el levante, accionamiento y el control remoto de máquinas, esto incluye el sistema de enganche en tres puntos para el accionamiento de implementos montados que trabajan sobre la superficie del terreno o en profundidad, y el acople rápido de mangueras con mando a distancia para el funcionamiento de aperos grandes y pesados. 4. El chasis del tractor puede servir como soporte de máquinas que van montadas al tractor; ya sea en su parte trasera por medio del enganche en tres puntos; en su parte delantera, como la cargadora frontal; o en su parte central, cent ral, como la barra de corte.


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FIG. 2: PARTES Y DESCRIPCIÓN DEL TRACTOR AGRÍCOLA MODERNO Los modernos tractores agrícolas, tienen una estructura compacta y resistente a las condiciones severas del trabajo de campo, debido a esto, todas sus partes componentes están unidas entre si formando un conjunto único y rígido; a continuación la descripción de esta partes componentes:

1. Soporte para el Eje Delantero: es una pieza de acero macizo, parte del chasis, que se encarga de soportar el eje delantero. En tractores de doble tracción, también soporta el diferencial delantero, los semiejes y los reductores epicicloidales. 2. Reglaje para la Dirección del Eje Delantero: es el conjunto de ejes, varillas y conectores que cumplen la función de transmitir el movimiento correspondiente para permitir los virajes del tractor según la demanda del conductor a través del timón. 3. Motor de Combustión Interna (MCI): es el conjunto de piezas que generan la potencia necesaria para su propio funcionamiento y para entregarla a los equipos aplicados al tractor. 4. Embrague: es una interfase colocada a la salida del MCI, que se encarga de conectar la potencia del eje cigüeñal del motor hacia todos los órganos de transmisión de movimiento del tractor. 5. Caja de Velocidades: componente ubicado en la parte media del tractor, que tiene como función principal, modificar el giro y torque del eje cigüeñal del MCI, para entregarlo al sistema diferencial. 6. Diferencial: Es el componente ubicado en la parte posterior del tractor, encargado de transmitir la potencia hacia el sistema de mandos finales. 7. Eje Toma de Fuerza (TDF) y Barra de Tiro (BDT): Estos elementos están ubicados en la parte trasera del tractor y cumplen la función de entregar potencia de giro y de tiro, respectivamente, a los aperos que lo demanden. 8. Mandos Finales: Son los elementos ubicados a los laterales del diferencial, que se encargan de transmitir la potencia de giro a las llantas posteriores. 9. Sistema Hidráulico: Parte del tractor ubicada entre el diferencial y el asiento del conductor, encargada de transmitir la potencia hidráulica hacia los dos puntos terminales donde los aperos pueden recibir este tipo de potencia (Sistema de tres puntos y Acople rápido). 10. Armadura frontal: es utilizada para soportar el sistema de baterías, filtro de aire, tanque de combustible, faroles de alumbrado y el radiador.


5 11. Soporte para el sistema de contrapesas delanteras: Es la parte mas adelantada del conjunto tractor, que es donde se monta el sistema de contrapesas delantero, que contrarresta la transferencia de peso del eje delantero al trasero cuando el tractor se encuentra operando. Para un estudio más completo, en las siguientes páginas, se describe la clasificación, las partes, sus funciones y el funcionamiento de los componentes más relevantes del tractor agrícola moderno de llantas neumáticas, cada componente cumple una función importante y específica y sin la cual el tractor no pudiera funcionar, pero en vista de lo amplio del tema, solamente se detallarán los mas relevantes, quedando el resto de los temas para la consulta de otros libros. EL MOTOR MOTOR:: Los motores se clasifican de la siguiente manera: I. Por la forma en que realizan la combustión:  De Combustión Externa: como su nombre lo indica, estos realizan el proceso de combustión fuera del motor, para ello utilizan materiales combustibles tales como petróleo, leña, carbón, etc, los que al momento de quemarse, calientan agua para crear presión de vapor, el cual es conducido hasta los cilindros que generan la marcha de las máquinas. Este es el caso de las locomotoras antiguas.  De Combustión Interna: estos motores queman el combustible en una cámara de combustión formada por un cilindro, el pistón y la culata. Estos motores son los que se usan en las máquinas motorizadas de hoy en día, dentro de las que se ubica el tractor agrícola. II. Por la forma en que los motores de combustión interna realizan su ciclo de funcionamiento:  Motores de combustión alternativos: son motores térmicos en los que los gases resultantes de un proceso de combustión empujan un embolo o pistón, desplazándolo en el interior de un cilindro y haciendo girar un cigüeñal, obteniendo finalmente un movimiento de rotación.  Motores rotativos: es un motor de combustión interna que fue inventado por el Dr. Félix Wankel en el año 1924, de allí que también se le conoce con el nombre de motor Wankel. Este utiliza rotores en vez de los pistones de los motores alternativos. En la decada de los 50’s y 60’s se hicieron muchos esfuerzos en su desarrollo, ya que presentaban interesantes ventajas (suave, silencioso y fiable), en la actualidad los autos de pasajeros de la marca Manda los utilizan en algunos modelos pero no han llegado a posicionarse bien en el mercado, en los tractores agrícolas no tienen aplicación. III. Por el tipo de combustible que usan:  A gas: estos motores utilizan combustible en estado gaseoso, no tienen aplicación práctica en tractores agrícolas.  A queroseno: utilizan un líquido combustible derivado del petróleo, conocido comúnmente como “gas”, estos motores tampoco tienen aplicación práctica en tractores agrícolas.  A gasolina: En la primera mitad del siglo pasado se utilizaron motores a gasolina en los tractores agrícolas, pero con el desarrollo tecnológico de los motores diësel, estos quedaron relegados debido a la baja relación de compresión que ofrecen y a un bajo rendimiento en campo. La combustión en estos motores se inicia mediante una chispa.  A diësel: Este motor fue diseñado por Adolf Diësel, y en la actualidad todos los tractores agrícolas que se venden son accionados con este tipo de motores, debido a que entragan la mas alta relación e compresión en MCI y mayor rendimiento en campo. La combustión se realiza por autoinflamación del combustible debida a la compresión. IV. Por la disposición de los cilindros:  Horizontales: este tipo e motores se utilizaron en la primera mitad del siglo pasado, y fueron sustituidos por los motores en línea y los motores en V. Francisco Javier Ortiz Arévalo Ingeniero Agrónomo

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En línea: son muy utilizados en tractores agrícolas de la gama baja y media, es decir, motores de 3 a 6 cilindros dispuestos en línea. En “V”: actualmente muy utilizados en tractores agrícolas de la gama alta y versátiles, son motores de mas de seis cilindros dispuestos en una posición tal que forman una “ V”.

V. Por la disposición de las válvulas:  Con válvulas a la culata: son motores que tienen un sistema de admisión y escape accionado pos varillas de empuje y balancines para abrir las válvulas de arriba para abajo en la culata, o directamente a través del eje de levas ubicado en la culata.  Con válvulas al block: este tipo de motores ya no es muy utilizado en la actualidad, pero las válvulas son directamente abiertas de abajo para arriba e n el block. VI. Por la relación de compresión:  De baja compresión: aquí califican los motores a gasolina con relación de compresión que va desde 6:1 a 9:1.  De media compresión: en esta categoría se ubican los motores a gas, cuya relación de compresión oscila entre 11:1 a 16:1.  De alta compresión: esta categoría está destinada a los motores a diësel, los cuales desarrollan una relación de compresión de16:1 a 22:1. VII. Por la carrera del pistón:  Cuadrados: son aquellos motores en los cuales, la que la carrera del pistón es igual a su diámetro.  Cortos: se definen así aquellos motores en los que la carrera del pistón es menor que su diámetro (motores usados en carreras).  Largos: por lo contrario al tipo anterior, estos son aquellos motores en los que la carrera del pistón es mayor que su diámetro (mototes de maquinaria pesada). VIII. Por el tipo de refrigeración:  Por agua y aire  Por aire IX. Por la alimentación del aire:  De Aspiración Natural  De Aspiración Forzada (turbocargado) X. Por el ciclo de funcionamiento:  De dos tiempos: a estos motores se les llama así debido a que su ciclo de funcionamiento (cuatro carreras) lo completan en dos medias vueltas de giro del cigüeñal, es decir en una vuelta (360°). La renovación de la carga (la admisión y escape de los gases) se logra por barrido al desplazar la nueva mezcla los gases de la combustión previa, con la presencia de lumbreras de admisión y escape.  De cuatro tiempos: en estos motores, el ciclo termodinámico (cuatro carreras) se completa en cuatro medias vueltas del cigüeñal, es decir dos vueltas (720°). La renovación de la carga se controla mediante la apertura y cierre de las válvulas de admisión y de escape. Vamos a referir la siguiente información al estudio del motor de combustión interna alternativo diësel, que es el tipo de motor usado en los tractores agrícolas debido a que presenta mejor rendimiento y alta relación de compresión, comparado con los que usan otro tipo de combustible.


7 DEFINICIÓN DE MOTOR: Es el conjunto de piezas o elementos que sincronizados entre si, transforman la energía calorífica desarrollada durante el proceso de combustión entre el combustible diësel y el oxígeno el aire, en energía mecánica (rotación). PARTES DEL MOTOR Y SUS FUNCIONES: Para fines prácticos de comprensión el MCI se divide en dos grandes grupos de partes: Partes Primarias: culata, pistón, biela, cigüeñal, bloque y carter y la volante. Partes Secundarias: son todos los sistemas del motor a saber; Admisión y Escape, Combustible, Lubricación, Enfriamiento y Eléctrico. Partes Primarias del MCI MC : se consideran así a las siguientes piezas, aclarando que estas no son las más

importantes, todas tienen participación en el funcionamiento del motor, por lo cual son elementales. 1. Culata: es la tapa superior del bloque de cilindros, por lo que forma parte de la pared superior de la cámara de combustión, es fabricada en una sola pieza de hierro fundido o aleaciones de aluminio, sólida, con muchas perforaciones para pernos, toberas de gases y lubricante, guías de válvulas, varillas de empuje, etc. Su función principal consisten en formar un cierre hermético sobre el bloque de cilindros por medio de un empaque para que no se escape la compresión, el agua y el aceite, además a través de ella pasa el aceite que lubrica las partes superiores y los gases (aire y resultante de la combustión).

CULATA Y BLOQUE Culata

Bloque

El Cárter va alojado en la parte inferior del motor

PISTÓN Y BIELA Biela

Bulón

2. Pistón Pistón: son piezas cilíndricas, huecas y móviles dentro del cilindro; su movimiento reciprocante de arriba hacia abajo le dan el nombre a este tipo de motores; son fabricados de hierro fundido o aleaciones de aluminio. Son los responsables de permitir la variación volumétrica y de presión, de transmitir la fuerza al cigüeñal por medio de la biela y pistón además transfieren calor al cilindro, poseen unas ranuras en la periferia superior que permiten el alojamiento de los anillos de compresión y los de aceite. Anillos del pistón


Pistón

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3. Biela: Biela son piezas alargadas de forma muy particular, el pie de la biela conectan al pistón a través del bulón y la cabeza de biela conecta al cigüeñal a través del muñón correspondiente. Son fabricadas de acero aleado al cromo-vanadio, acero forjado y aleaciones de aluminio. Es la parte encargada de controlar la carrera vertical del pistón, transmitir del pistón al cigüeñal la presión resultante de la combustión y ayuda a transformar el movimiento reciprocante del pistón en movimiento circular del cigüeñal. 4. Cigüeñal: Cigüeñal Es un eje acodado fabricado en una sola pieza de aleaciones de acero, y capaz de absorber las reacciones propias ocasionadas por el torque producido en cada explosión. Tiene la función de convertir en giro la fuerza de la propulsión del pistón a través de la biela.

CIGÜEÑAL Y LA VOLANTE Eje cigüeñal

Muñón de cigüeñal

Cojinetes

La volante

5. La volante: volante Es una rueda maciza y pesada, que va montada en la parte posterior del eje cigüeñal por medio de la brida. Cumple las funciones siguientes:  Aloja en su cara posterior, al sistema de embrague.  En su periferia tiene un engranaje anular (aro o cremallera) que sirve para iniciar el movimiento del motor cuando se acciona el arrancador eléctrico (béndix).  Acumular energía para entregar a los pistones en los momentos en que se encuentran realizando viajes muertos.  Interviene en la disminución o absorción de las vibraciones del motor. 6. Bloque y Carter: Carter El bloque es un bastidor fabricado en hierro fundido o aleación de aluminio que sirve para sostener y alojar muchísimas piezas del motor, ya sea en su interior (cilindros, pistones, cigüeñal, bielas, etc.), como en su exterior (motor de arranque, bomba de agua, filtros bomba de inyección, distribución, etc.). Por su parte el carter está unido al bloque formando la tapa inferior del motor, es fabricado en hierro fundido, aleaciones ligeras de aluminio o láminas aceradas, ya que los tractores por trabajar en condiciones difíciles necesitan que esta pieza sea resistente a los golpes, cumple con la función de contener el aceite y su respectiva bomba que lubrican las piezas del motor. Partes Secundarias del MCI: MCI : : este grupo de piezas se agrupan de la siguiente manera porque realizan entre ellas un trabajo específico. Se les llama partes secundarias por ordenamiento y más fácil explicación, y no por ser menos importantes que las partes primarias.

1. Sistema de Admisión y Escape: Escape Es el conjunto de piezas que sincronizadamente entre los movimientos del cigüeñal y el eje de levas, permiten en primer lugar, el ingreso del aire a los cilindros en el momento oportuno, y en segunda instancia la salida de los gases de escape a la mayor rapidez posible para permitir el inicio de una nueva recarga (inicio de otro ciclo de funcionamiento). Este sistema está formado por el cigüeñal y el eje de levas con sus respectivos engranajes en la distribución, los taques o buzos, varillas de empuje, balancines, válvulas y sus respectivos resortes, seguros y guías, además, está conformado por los múltiples de admisión y Francisco Javier Ortiz Arévalo Ingeniero Agrónomo

9 escape, que son los conductos por donde circula el aire limpio y por donde salen los gases residuos de la combustión, respectivamente, y por el sistema de filtrado del aire y el silenciador de los ruidos del motor en la salida de los gases de escape. El elemento circulante en este sistema es el aire y se contiene en el múltiple de admisión. PARTES CONSTITUYENTES DEL SISTEMA TIPO DE ADMISIÓN Y ESCAPE Eje de balancines

Balancín

Guía de Válvula

Válvula

Resorte de válvula

Varilla de Empuje

Taqué o Buzo

Leva Engranaje del eje de levas

Eje de levas

Cojinetes del eje de leva

ESQUEMA TIPO DE LA SINCRONIZACIÓN DE LOS ENGRANAJES DE LLAA DISTRIBUCIÓN DISTRIBUCIÓN Engranaje intermedio (de reenvío)

Engranaje de la bomba de Inyección

Engranaje del eje de levas

Puntos de sincronización entre los engranajes Engranaje del eje cigüeñal Engranaje de Bomba de Aceite

DIAGRAMA DE ENCENDIDO TIPO TIPO:: Francisco Javier Ortiz Arévalo Ingeniero Agrónomo

10 720º I = ---------------n

O.E 1-3-4-2

0º

180º

300º

360º

540º

720º

1

FUERZA

ESCAPE

ADMISIÓN

COMPRESIÓN

2

ESCAPE

ADMISIÓN

COMPRESIÓN

FUERZA

3

COMPRESIÓN

FUERZA

ESCAPE

ADMISIÓN

4

ADMISIÓN

COMPRESIÓN

FUERZA

ESCAPE

La posición relativa de cada pistón se puede determinar de una manera muy simple, por ejemplo para los 300º se puede observar que cada pistón esta realizando las dos terceras partes de la carrera indicada. DIAGRAMA DE TRASLAPE VALVULAR TIPO

Traslape Valvular

Inyección

Admisión

Escape

Fuerza Com resión

El traslape o empalme o cruce valvular es el momento único del ciclo de funcionamiento del motor de combustión interna, en el que las válvulas de admisión y escape permanecen abiertas, con el propósito de coadyuvar a evacuar rápida y completamente de la cámara de combustión, los gases resultantes del proceso de combustión, hacia el exterior del motor, para disponer de un cilindro completamente limpio al inicio de un nuevo ciclo.


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2. Sistema de Combustible: Combustible Está constituido por el tanque que es el reservorio para el aceite diësel, la bomba de alimentación que extrae el combustible del tanque y lo envía al sistema de filtrado a presión media, los filtros son los encargados de detener las partículas extrañas para que en el torrente solo circule combustible limpio, la bomba de inyección que es la encargada de generar alta presión (204 kg/cm2 ó 2895 PSI) y de enviar el combustible a alta velocidad hacia los inyectores (±1600 m/seg), los inyectores que son los encargados de dosificar el combustible que ha de entrar a cada cilindro para que se realice la explosión, las tuberías fabricadas en bronce y que es por donde el combustible se conduce de un punto a otro logrando mantener un sistema totalmente presurizado (el largo de los tubos que llevan el combustible de la bomba de inyección a los inyectores en un motor es el mismo para todos los cilindros, indistintamente del número y de la distancia de la bomba de inyección a los inyectores). Todas estas piezas trabajan en conjunto para cumplir con la función de hacer llegar el combustible diësel a la cámara de combustión en el momento oportuno y en la dosis exacta, esto depende de la sincronización con los movimientos con el eje cigüeñal y eje de levas en la distribución, y de la calibración de los inyectores. El elemento circulante en este sistema es el combustible diësel y se contiene el tanque. VISTA DEL EL COMBUSTIBLE VISTA TIPO DEL SISTEMA DE ALIMENTACIÓN D Tanque de Combustible

Filtros de Combustible


Múltiple de Admisión

Inyectores

Tuberías

Bomba de Inyección Filtro con Trampa de Agua

Bomba de Alimentación de Combustible

12 3. Sistema de Lubricación: Lubricación El sistema de lubricación utilizado hoy en día en los MCI es del tipo a presión total, ya que es el mas eficiente en poner en el menor tiempo, una película lubricante entre todas las piezas del motor que están en movimiento, tal y como lo son las partes primarias del motor, las piezas superiores de la culata y los engranajes de la distribución, disminuyendo así el desgaste de estos antes de que lleguen al punto normal de dilatación térmica. Está formado por el carter que es el depósito del aceite, la bomba que se encarga de mantener la presión y el flujo constante del aceite en todo el motor, el sistema de filtrado que es el responsable de detener partículas metálicas o no, para que no circulen con el torrente lubricante, el manómetro indicador de la presión de funcionamiento del aceite, tuberías, galerías y toberas para la circulación del fluido, y la bayoneta que es la que nos permite medir el nivel de aceite contenido en el carter. Las funciones de este sistema son: reducir el desgaste y la fricción al separar las partes en rozamiento, actuar como enfriante al retirar el calor de los lugares con altas temperaturas, absorber los choques que ocurren en los cojinetes y actuar como sello en la cámara de combustión. El elemento circulante en este sistema es el aceite contenido en el carter, del tipo y calidad del cual depende en mucho la vida útil del motor.

VISTA VISTA TIPO DEL SISTEMA DE LUBRICACIÓN LU BRICACIÓN Zonas del motor con más demanda de lubricación

Indicador de la presión del aceite

Filtro de Aceite

Bomba de aceite

Filtros de aceite


Cárter

Bayoneta

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4. Sistema de Enfriamiento: Enfriamiento El sistema de enfriamiento más difundido en los motores de tractores es el de enfriamiento por agua, ya que es más eficiente que el que usa el sistema de enfriamiento por aire. Para lograr mantener la temperatura normal de funcionamiento se utiliza agua dulce o un líquido especial llamado refrigerante, el cual tiene características anticongelantes, antioxidantes y anticorrosivas. La función principal de éste sistema es de mantener una temperatura óptima de funcionamiento del motor (85°C a 95°C). El enfriamiento se logra cuando el líquido circulante absorbe el calor generado durante el proceso de combustión, manteniendo constante la temperatura del motor. Está formado por una bomba de tipo centrífugo que es la que genera el flujo constante del líquido refrigerante, mangueras, conductos y toberas para su conducción, el indicador de temperatura de funcionamiento, el termostato que es una válvula especial que permite la circulación del líquido refrigerante hacia el radiador para que sea enfriado, y el radiador que además de ser el contenedor del elemento circulante, es la pieza donde se logra bajar la temperatura del refrigerante al nivel necesario, esto se logra cuando el termostato deja pasar el agua caliente proveniente del interior del motor al tanque superior del radiador, haciéndolo bajar a través de unos tubos pequeños, delgados y ovalados (cañuelas), estos a su vez están unidos a unas aletas disipadoras de calor colocadas horizontalmente en toda la trayectoria descendente del refrigerante hasta llegar al tanque inferior del radiador, el líquido durante el descenso es rociado con un fuerte y constante flujo de aire generado por el ventilador (de 4 a 6 aspas) del sistema que va montado en el eje de la bomba, con todo esto, el líquido refrigerante disminuye su temperatura y es introducido nuevamente al motor para comenzar a absorber nuevamente la temperatura de las piezas que se calientan. VISTA TIPO DEL SISTEMA DE ENFRIAMI ENFRIAMIENTO ENTO

Tapón de llenado del refrigerante

Termostat

Momentos de cierre y apertura del termostato

Indicador de la temperatura del refrigerante

Radiador

Ventilador

Zonas del motor con más demanda de enfriamiento

Bomba de a ua Polea del cigüeñal que acciona la bomba de agua


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5. Sistema Eléctrico: Eléctrico Este sistema cumple con tres funciones generales a saber: 1) Generación de energía para el arranque del motor, esto se logra a través de una reacción química que se produce entre las placas positiva y negativa y el electrolito (ácido sulfúrico, H 2SO4) de la batería del tractor, esta energía es enviada al motor de arranque para que este haga el trabajo de poner en funcionamiento el MCI. 2) Recarga de energía al acumulador (batería), esta función se logra a través de un generador de energía (alternador), el cual al ser accionado por una faja, genera la energía para poder recargar aquella que gastó la batería cuando la entregó al motor de arranque. 3) La tercera función es la de suministrar la energía para el funcionamiento de los diferentes accesorios eléctricos del tractor (luces, indicadores, tablero, etc.). El sistema eléctrico está formado por: un acumulador de energía, el sistema de arranque, el sistema de carga y el sistema de luces, además de múltiples conductores, interruptores e indicadores eléctricos. DIAGRAMA DIAGRAMA TIPO DE SISTEMA ELÉCTRICO CON SUS LINEAS DE DISTRIBUCIÓN Batería

Alternador

Motor de arranque Indicadores Conductores Tablero

Interruptor Caja de Fusibles

Tabla de colores de los conductores Luces


15 El Sistema de Arranque. El sistema de arranque tiene el objetivo de dar manivela al cigüeñal del motor para lograr el primer impulso vivo o primer tiempo de expansión o fuerza que comience su funcionamiento.El arrancador consume gran cantidad de corriente al cambiarla en energía mecánica para dar movimiento al cigüeñal y vencer la enorme resistencia que contrapone la mezcla al comprimirse en al cámara de combustión. Una batería totalmente cargada puede quedar descargada en algunos minutos al accionar por bastante tiempo el interruptor del sistema de arranque, se calcula que el arrancador posee un consumo de 400 a 500 amperios de corriente y asi nos formamos una idea de que una batería puede quedar totalmente descargada en breve tiempo, por eso no se recomienda abusar en el accionamiento del interruptor de arranque. Función de la marcha: Dado que un motor no es capaz de arrancar solo por el mismo, su cigüeñal tiene que ser girado por una fuerza externa a fin de que la mezcla aire--combustible sea tomada, para dar lugar a la compresión y para que el inicio de la combustión suceda. El arrancador colocado en el bloque de cilindros empuja contra un engranaje motriz cuando el interruptor de encendido es girado, una cremallera engancha con el volante y el cigüeñal es girado. Funcionamiento del motor de arranque: El motor de arranque funciona al igual que un motor eléctrico, con un piñón y un dispositivo para guiar el piñón en la rueda dentada del volante. Por afuera, la armadura, las zapatas polares y el devanado de excitación son parecidas a los del generador. El devanado de excitación se conecta en serie, funcionando como el motor gracias a la corriente principal se adapta bien a la marcha, como consecuencia que, por su elevado par motor, consigue desde el principio sobrepasar la resistencia impuesta por el motor. La relación de transmisión entre el anillo y la cremallera es de aprox. 20:1. En esta elevada relación de transmisión el piñón no continúa engranado continuamente puesto que el motor de marcha alcanzaría una frecuencia de giro extremadamente alta. Por eso, se necesita un dispositivo especial de desenganche, con el fin de que haya separación entre el motor principal y el de marcha, cuando la frecuencia de giro del motor pase de cierto valor. Estructura del motor de arranque: La constitución interna de un motor de arranque (o arrancador) es parecido a un motor eléctrico la que se coloca sobre el Carter superior del motor del auto, de tal modo que el piñón que lleva en el extremo de su eje, engrane con la corona dentada de la periferia del volante. Así de esta forma cuando gire el motorcito eléctrico, obligara a girar también al motor del auto y podrá arrancar. El tamaño del piñón es dependiente de la velocidad propia del arrancador eléctrico. El arrancador esta compuesto básicamente de tres conjuntos: el conjunto de solenoide o mando magnético, el conjunto de Solenoide o mando magnético y el conjunto del Motor de Arranque propiamente.


16 Conjunto del impulsor o Bendix Las partes que forman al conjunto del Motor de Arranque propiamente dicho, son parecidas a las del generador teniendo una diferencia en el bobinado de los campos y del inducido. También existe una diferencia muy notoria, el arrancador consume corriente. Realizan su trabajo ambos en base a los principios del magnetismo y del electro—magnetismo, dichas partes son las que siguen: Núcleo magnético, resorte de recuperación del núcleo magnético del solenoide, collar palanca de conexión del mecanismo de impulsión, conjunto de resorte y eje Bendix, bocina del extremo posterior de el eje de el inducido, anillo de tope del mando de impulsión o Bendix, tambor de embrague del mecanismo de impulsión, resorte de amortiguación del retorno del mecanismo impulsor, zapatas polares o conjuntos de las bobinas de campo y sus núcleos, inducido, conjunto porta escobilla, escobillas de cobre, tapa delantera, su bocina y fieltro, pernos pasantes con sus anillos de presión, casco o carcasa; la carcasa o casco es de hierro dulce, el bobinado el campo y del inducido es de alambre grueso especial de cobre; las escobillas son de cobre, las otras partes son parecidas a las del generador. VISTA DE UN MOTOR DE ARRANQUE TIPO

DIAGRAMA DE LAS PARTES DE UN MOTOR DE ARRANQUE

En el siguiente esquema se muestra las dos bobinas eléctricas que forman el rele de arranque (parte resaltada en negro). Además se puede observar el bobinado inductor y las escobillas, así también como el circuito eléctrico exterior que siempre acompaña al motor de arranque.


17 Alternador El alternador moderno es un elemento fundamental entre los componentes de un motor y tiene dos funciones fundamentales, la primera recargar la batería y dejarla en condiciones de efectuar un nuevo arranque del motor térmico en cuanto sea preciso y la segunda alimentar de corriente eléctrica los componentes auxiliares del motor térmico así como el alumbrado, sensores, indicadores, etc. Antiguamente se usaba una dinamo de corriente continua para estas funciones, actualmente los componentes electrónicos hacen más sencillo y barato usar un alternador para esta labor, el alternador produce más corriente con un tamaño menor de componentes y necesita menos revoluciones de motor para hacerlo. El alternador en una máquina síncrona trifásica que genera corriente alterna la cual se rectifica mediante unos diodos para así alimentar la batería y el resto de componentes con una corriente de 14 voltios para turismos y 28 voltios para vehículos industriales y máquinas grandes. Características del alternador. • • • •

Entrega de potencia útil incluso al ralentí. Menor volumen a igual potencia suministrada que las dinamos. Larga vida útil por no tener muchos elementos móviles. Buena resistencia a elementos externos como humedad, calor, vibraciones, polvo, etc.

Los componentes de un alternador son básicamente un rotor que gira con el motor térmico, inducido que produce la corriente alterna, rectificador que la convierte en continua, y el regulador que se encarga de controlar el proceso. Su circuito eléctrico externo consta de un solo cable positivo que va de la batería directamente al alternador, en algunos modelos de 24 voltios para maquinaria también existe un pequeño terminal de 12 voltios encargado de funciones de señalización y excitación del alternador. Actualmente el regulador de corriente forma parte del mismo alternador y en los más modernos se han eliminado también las escobillas lo que lo convierte en un componente más fiable. Las cada vez más complicadas funciones de una máquina moderna, la mayoría eléctricas o electrónicas como luces, indicadores, radios, emisoras, controles hidráulicos, ordenadores, sistemas de frenos, antipatinamiento, etc., hacen que los requerimientos del alternador sean cada vez más altos y se pretenda aumentar su potencia cada vez más con el fin de asegurar un suministro suficiente de corriente. La elección de un alternador concreto para una máquina o un vehículo determinado debe tener en cuenta los factores siguientes: Capacidad de la batería en Amperios hora. Consumos eléctricos del vehículo. Condiciones de funcionamiento del vehículo. Los alternadores se fabrican de distintos tipos y potencias según la aplicación y las distintas especificaciones de los fabricantes, los más utilizados en maquinaria pesada suelen ser los de rotor-guía sin anillos colectores en los que los únicos elementos de desgaste son los rodamientos por lo que están prácticamente exentos de mantenimiento. • • •


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Las partes componentes de un alternador son: A.-Polea. B.-Ventilador. C,D,E.-Separadores y tornillería. F.-Carcasa delantera. G.-Rodamiento. H,J,K,M,N.-Tapas y separadores. L.-Rotor. S.-Estator. R.- Diodos rectificadores. P.-Regulador. O.-Carcasa trasera.

Averías más comunes. Las averías más frecuentes de un alternador pueden ser de dos tipos: Mecánicas: Fallo en el mecanismo de arrastre del rotor por correas flojas, engrasadas o rotas o bien la polea rota o desgastada. Suele detectarse por un ruido de patinamiento de las correas. Fallo en los rodamientos con su consiguiente agarrotamiento y la destrucción completa del alternador en la mayoría de los casos. Suele producirse ruido de agarrotamiento con anterioridad. •

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Eléctricas: Fallo en el bobinado de rotor o inducido. Se comprueba desmontando el alternador y comprobando su continuidad. Fallo en el regulador. Solo se puede comprobar sustituyéndolo por otro. Fallo en los rectificadores, en los alternadores modernos se sustituyen como un conjunto y se comprueban con polímetro. •

• •


19 FUNCIONAMIENTO DEL MOTOR DE COMBUSTIÓN INTERNA DIËSEL DE CUATRO TIEMPOS El motor diësel es un motor térmico de combustión interna cuyo encendido se logra por la temperatura elevada que produce la compresión del aire en el interior del cilindro. Fue inventado y patentado por Rudolf Diesel en 1895, del cual deriva su nombre. Fue diseñado inicialmente y presentado en la feria internacional de 1900 en París como el primer motor para " biocombustible", como aceite puro de palma o de coco. Diesel también reivindicó en su patente el uso de polvo de carbón como combustible, aunque no se utiliza por lo abrasivo que es. Un motor diësel funciona mediante la ignición (quema) del combustible al ser inyectado en una cámara (o precámara, en el caso de inyección indirecta) de combustión que contiene aire a una temperatura superior a la temperatura de autocombustión, sin necesidad de chispa. La temperatura que inicia la combustión procede de la elevación de la presión que se produce en el segundo tiempo motor, la compresión. El combustible se inyecta en la parte superior de la cámara de compresión a gran presión, de forma que se atomiza y se mezcla con el aire a alta temperatura y presión. Como resultado, la mezcla se quema muy rápidamente. Esta combustión ocasiona que el gas contenido en la cámara se expanda, impulsando el pistón hacia abajo. La biela transmite este movimiento al cigüeñal, al que hace girar, transformando el movimiento lineal del pistón en un movimiento de rotación. Para que se produzca la autoinflamación es necesario pre-calentar el aceite-combustible o emplear combustibles más pesados que los empleados en el motor de gasolina, empleándose la fracción de destilación del petróleo comprendida entre los 220 ºC y 350 °C, que recibe la denominación de gasóleo. La principal ventaja de los motores diësel, comparados con los motores a gasolina, estriba en su menor consumo de combustible. Debido a la constante ganancia de mercado de los motores diësel en turismos desde los años 1990 (en muchos países europeos ya supera la mitad), el precio del combustible ha superado a la gasolina debido al aumento de la demanda. Este hecho ha generado grandes problemas a los tradicionales consumidores de gasóleo, como transportistas, agricultores o pescadores. En automoción, las desventajas iniciales de estos motores (principalmente precio, costos de mantenimiento y prestaciones) se están reduciendo debido a mejoras como la inyección electrónica y el turbocompresor. No obstante, la adopción de la precámara para los motores de automoción, con la que se consiguen prestaciones semejantes a los motores de gasolina, presenta el inconveniente de incrementar el consumo, con lo que la principal ventaja de estos motores prácticamente desaparece. Un motor de combustión interna es básicamente una máquina que mezcla oxígeno con combustible gasificado. Una vez mezclados íntimamente y confinados en un espacio denominado cámara de combustión, los gases son encendidos para quemarse (combustión). Debido a su diseño, el motor, utiliza el calor generado por la combustión, como energía para producir el movimiento giratorio que conocemos. En todo motor de movimiento alternativo, las dos posiciones extremas entre las que se puede mover un pistón se llama “punto muerto superior de compresión” (PMSC) y “punto muerto inferior de compresión” (PMIC), la distancia entre estos dos puntos se conoce como “carrera”. Durante el segundo tiempo —hacia arriba—, la válvula de admisión esta cerrada, mientras el pistón comprime la mezcla combustible de forma que ésta se hace de fácil ignición. En consecuencia, este tiempo se llama tiempo de compresión. Ésta es la teoría del ciclo de cuatro tiempos, pero en la práctica, las diferentes fases no están tan netamente separadas como sugiere la teoría. Por ejemplo, el motor generará un máximo de energía si la combustión alcanza su mayor fuerza cuando el pistón está en el punto extremo de su recorrido hacia arriba (PMSC). Pero la combustión no es instantánea, sino que comienza en la parte en que el pistón está Francisco Javier Ortiz Arévalo Ingeniero Agrónomo

20 por llegar al PMSC y se extiende en forma de abanico hasta que arde todo el combustible. Para permitir este retraso, el encendido debe ocurrir una fracción de segundo (o unos pocos grados de giro del cigüeñal) antes de que el pistón llegue al PMSC. De la misma forma, hay un retraso entre el instante en que se abre una válvula y aquél en que el vapor combustible o el gas de escape puede atravesarla a la máxima presión. Por ello se hace a menudo que las válvulas se abran unos pocos grados antes (adelanto de apertura) o se cierren unos pocos grados después (retraso de cierre), con lo que se consigue que aumente el rendimiento del motor. Estos intervalos son, por supuesto, fracciones mínimas de segundo, porque incluso en marcha al ralentí, el pistón de un coche común se mueve hacia arriba o hacia abajo unas 1000 veces por minuto. Los constructores de motores fijan el adelanto de apertura y el retraso de cierre (que, unidos, se llaman traslape o empalme de las válvulas) para cada tipo de motor, y lo hacen en un diagrama de sincronización de las válvulas. Generalmente, cuanto más rápido ha de funcionar un motor, tanto mayor será el cruzado de las válvulas. Aunque el pistón debe hacer cuatro movimientos para completar un ciclo de trabajo, la forma del cigüeñal nos hace ver que cada pistón sólo puede describir dos tiempos (uno hacia arriba y otro hacia abajo) por cada revolución del propio cigüeñal. Es decir, que cada pistón sólo puede aplicar fuerza sobre el cigüeñal una vez cada cuatro tiempos o dos revoluciones. Es perfectamente factible mantener la inercia giratoria del cigüeñal entre cada tiempo de explosión por medio de un volante o mecanismo similar, y por consiguiente también es posible construir un motor de cuatro tiempos de un solo cilindro. El ciclo de funcionamiento del motor de combustión interna diësel de cuatro tiempos, se completa en dos revoluciones del cigüeñal y cuatro carreras que en su orden son: admisión, compresión, explosión o fuerza, y escape, a continuación el detalle de estas: Primer tiempo (Admisión Admisión): Admisión En esta fase el descenso del pistón aspira la mezcla aire combustible en los motores de encendido provocado o el aire en motores de encendido por compresión. La válvula de escape permanece cerrada, mientras que la de admisión está abierta. En el primer tiempo el cigüeñal da 180º y el árbol de levas da 90º y la válvula de admisión se encuentra abierta y su carrera es descendente. Segundo tiempo (Compresión Compresión): Compresión Al llegar al final de la carrera de admisión, la válvula de admisión se cierra, comprimiéndose el gas contenido en la cámara por el ascenso del pistón. En el 2º tiempo el cigüeñal da otros 180º, con lo que el ciclo ya suma 360º y el árbol de levas da 180º, y además ambas válvulas se encuentran cerradas y su carrera es ascendente. Tercer tiempo (Explosión Explosión): Explosión Al no poder llegar al final de carrera superior el gas ha alcanzado la presión máxima. En los motores de encendido provocado, salta la chispa en la bujía provocando la inflamación de la mezcla, mientras que en los motores diësel, se inyecta el combustible que se autoinflama por la presión y temperatura existentes en el interior del cilindro. En ambos casos, una vez iniciada la combustión, esta progresa rápidamente incrementando la temperatura en el interior del cilindro y expandiendo los gases que empujan el pistón. Esta es la única fase en la que se obtiene trabajo. En este tiempo el cigüeñal da 170º mientras que el árbol de levas da 240º, ambas válvulas se encuentran cerradas y su carrera es descendente. Cuarto tiempo (Escape Escape): Escape En esta fase el pistón empuja cuidadosamente, en su movimiento ascendente, los gases de la combustión que salen a través de la válvula de escape que permanece abierta. Al llegar al final de carrera superior, se cierra la válvula de escape y se abre la de admisión, reiniciándose el ciclo. En este tiempo el cigüeñal da 360º y el árbol de levas da 180º y su carrera es ascendente. Francisco Javier Ortiz Arévalo Ingeniero Agrónomo

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Esquema ilustrativo de las cuatro carreras del ciclo de funcionamiento del m motor otor de de combustión combustión interna: interna:

ADMISIÓN ADMISIÓN


COMPRESIÓN COMPRESIÓN

EXPLOSIÓN EXPLOSIÓN

ESCAPE

22 ÓRGANOS DE TRANSMISIÓN DE MOVIMIENTO DEL TRACTOR (OTMT) Los “Órganos de Transmisión de Movimiento del Tractor”, es aquel conjunto de componentes que tienen la función de trasladar la potencia generada por el MCI, y entregarla a los implementos agrícolas utilizados para las distintas labores de producción de cultivos y tareas pecuarias. Estos componentes se detallan a continuación: 1. Embrague: Es el órgano responsable de permitir el movimiento del motor hacia todos los órganos de transmisión de movimiento del tractor, enviándolo inicialmente a la caja de velocidades. Cuando el motor está embragado es que existe movimiento hacia los OTMT, todo lo contrario ocurre cuando el motor está desembragado. Existen varios tipos de embragues en tractores agrícolas, pero el más utilizado es el de doble fricción en seco, uno entre el motor y la caja de velocidades y el otro para la toma de fuerza, ambos con un único comando mecánico de pedal. Está formado por la volante, el plato de presión con sus resortes, los discos de fricción, los sujetadores, las patas y el balero collarín. VISTA DEL SISTEMA TIPO DE EMBRAGUE DE TRACTORES AGRÍCOLAS Pedal del Embrague

Plato de presión y resortes

Balero Collarín

Brida del Cigüeñal Eje de entrada a la caja de velocidades

Barra de conexión

La Volante

Pata de presión y sujetador

Discos de fricción (2)

El acoplamiento del embrague del tipo de “Plato de Fricción” se efectúa progresivamente por medio del plato de fricción que se encuentra oprimido contra la volante del motor. Para desembragar el motor, se Francisco Javier Ortiz Arévalo Ingeniero Agrónomo

23 tiene que pisar el pedal correspondiente, de esa manera se desplaza axialmente el balero collarín hacia adelante empujando las patas, las que a su vez comprimen los resortes, separando el plato de presión y los discos de fricción de la cara interna de la volante. Para embragar el motor se suelta paulatinamente el pedal del embrague y así los discos de fricción y el plato de presión hacen contacto con la cara interna de la volante; de esa manera, el eje cigüeñal del motor y el del embrague giran como una sola pieza a la misma velocidad. En los tractores agrícolas, el sistema de embrague consta de dos discos de fricción, uno para accionar la toma de fuerza y otro para el avance del tractor. Al momento de desembragar el motor a la mitad de la carrera del pedal, se desconecta el movimiento de avance del tractor y al final de la carrera se desconecta el movimiento hacia el toma de fuerza, lo contrario sucede al embragarlo, es decir, a la mitad de la carrera del pedal se acopla el movimiento hacia la toma de fuerza y al final de la carrera se acopla el movimiento para el avance del tractor. 4. Caja de velocidades: Puede ser considerado como el primer órgano que altera el giro del motor, debido a que allí se producen incrementos o disminuciones del número de revoluciones que ingresan, la caja de velocidades por lo tanto, permite aumentar o disminuir las revoluciones del motor, con el consecuente cambio en la fuerza disponible para halar máquinas (mas velocidad menos fuerza de tiro, menos velocidad mas fuerza de tiro). Los tractores agrícolas de llantas neumáticas, tienen un cambio de velocidad con elevado número de marchas, siendo los mas usados: 6,7 y 8 velocidades hacia delante y dos retrocesos ó 12 velocidades hacia delante y 4 retrocesos. Está formado por el eje de mando o de entrada (eje cigüeñal), el eje de salida, engranajes, sincronizadores, y el engranaje del retroceso. 5. VISTA TIPO DE LA CAJA DE VELOCIDADES

Par Cónico (Corona y Piñón de Ata ue

Engranajes para las velocidades

Planetarios y Satélites

Hacia la llanta izquierda Eje de entrada Eje de salida

Piñón loco (para retroceso)


24 6. El Sistema Par Cónico (Piñón de Ataque y Corona) y el Diferencial: Diferencial: Es el conjunto de partes constituido por: 1) el par cónico que lo forman el piñón de ataque que viene maquinado en el mismo eje de salida de la caja de velocidades y es el encargado de transferir el movimiento a la corona , ambos de dientes cónicos y helicoidales con los ejes colocados entre ellos a 90°, 2) el diferencial está formado por seis engranajes cónicos de dientes rectos, dos de ellos los llamados “planetarios” son los mas grandes y solidarios a los semi-ejes de las ruedas motrices, y los otros cuatro mas pequeños llamados “satélites”, están ubicados en los extremos de dos ejes cortos colocados en cruz y fijados a la caja del diferencial. El diferencial es necesario para permitir que el tractor haga giros hacia la derecha e izquierda sin patinamiento de las ruedas direccionales, consecuentemente de la velocidad con que se tome una curva. Los tractores agrícolas poseen un sistema de bloqueo de tal manera de solidarizar los ejes motrices para proporcionar igual fuerza de tracción a ambas ruedas y disminuir el patinamiento bajo condiciones extremas de trabajo, el diferencial debe bloquearse únicamente cuando se trabaja en línea recta, al hacer virajes habrá asegurarse que esté liberado para evitar daños en el sistema de dirección. El sistema diferencial también tiende a disminuir las revoluciones de la caja de velocidades, debido a la relación de engranajes entre la pareja piñón de ataque y corona, la que generalmente es de 1:3.

7. VISTA DEL PAR CÓNICO Y EL DIFERENCIAL

Flecha derecha

Planetarios

Satélite

Corona

Ejes de satélites Flecha Izquierda Eje de salida de la caja de velocidades

Piñón de Ataque


Bloqueo del diferencial

25 8. Reductores Laterales o Mandos Finales: Son los órganos que van montados a los lados del diferencial y completan la transmisión de los tractores agrícolas hacia las llantas. Su función principal es la de reducir las revoluciones del motor al mínimo con el consecuente aumento del par de torsión en las llantas motrices. Existen dos tipos de reductores laterales: 1) de reducción simple, como su nombre lo dice es un sistema simple que tiene aplicación en tractores pequeños y que necesitan mayor altura sobre el suelo a bajo costo; y 2) el sistema epicicloidal, está constituido por un engranaje Sol solidario al eje de salida de la corona del diferencial, tres engranajes satélites distanciados 120º entre ellos y montados sobre su placa soporte solidarios al eje de la rueda motriz, y una corona de dientes internos fijada a la caja de transmisión final sobre la que engranan los satélites; todos estos engranajes están conectados permanentemente. Con este tipo de reductores laterales se logra la reducción de las revoluciones originadas por el motor, manteniendo una misma salida del diferencial hacia las llantas, sin tener que variar la altura del diferencial a las flechas tal y como sucede con el tipo de reductores simples. Cuando la corona está bloqueada y el engranaje sol gira, los satélites, además de girar sobre sus ejes, giran alrededor del sol, arrastrando la placa soporte, y transmitiendo al semieje de la rueda motriz.

9. VISTA DEL MANDO FINAL DE EPICÍCLICOS

1) Engranaje Sol

Par Cónico del Diferencial (Piñón de Ataque y Corona)

3) Placa Soporte

2) Engranajes Satélites

4) Corona

DIAGRAMA DE LOS ENGRANAJES EPICÍCLICOS

10. Toma de Potencia (Toma de fuerza o TDF): TDF) Es el último de los órganos de movimiento del tractor Francisco Javier Ortiz Arévalo Ingeniero Agrónomo

26 con la diferencia de que las revoluciones que recibe, son las mismas de salida del motor sin sufrir alteraciones. Los regimenes de rotación del eje de TDF son unificados en base a normas internacionales la siguiente manera: para ejes TDF de 6 estrías la velocidad de rotación debe de ser 540±10 rpm, y para ejes de 21 estrías será de 1000 ± 25 rpm. En el Agro Salvadoreño, los implementos mas comúnmente usados están diseñados para trabajar a 540 rpm. El eje TDF está situado en la parte posterior y central del cuerpo del tractor, tiene dimensiones unificadas; el diámetro nominal puede ser 1 3 /8”, ó 1¾” tanto para 6 ó 21 estrías. El Toma de potencia, comúnmente llamado Toma de fuerza, se usa para accionar implementos de distinto genero, como por ejemplo: barrenadores, bombas de riego, elevadores, enfardadoras, cosechadoras, fertilizadoras, segadoras, asperjadoras, nebulizadoras, desgranadoras, guadañadoras, etc., es decir todos aquellos equipos y máquinas que demanden energía cinética o de movimiento, a través de un eje cardánico. Para el accionamiento del eje TDF, el tractor agrícola en su sistema de embrague posee un disco que le permite conectar y desconectar el movimiento del motor; del MCI sale directamente el movimiento pasando por la caja de velocidades y el diferencial sin modificar 11. VISTA DE LA TRANSMISIÓN DE LA TOMA DE FUERZA

Pedal del Embrague

El eje que transmite el movimiento hacia el TDF, sale directamente del motor sin sufrir modificaciones en velocidad y torque, y de esa manera llega al engranaje de mando, el que transfiere el movimiento al engranaje receptor que es solidario en el mismo eje Toma de Fuerza Par cónico (piñón de ataque y corona)

Engranaje de mando del TDF

Engranaje receptor del TDF

Motor


Embrague

Caja de Velocidades

Eje Toma de Fuerza Diferencial

27 12. Sistema Hidráulico (SH): Es el elemento que caracteriza a los tractores agrícolas modernos; en la actualidad no se puede concebir un tractor agrícola sin sistema hidráulico. Este viene unido a la estructura del tractor sobre la caja del diferencial. Está formado por la bomba hidráulica, el cilindro, el pistón de elevación, el eje oscilante y varios órganos del distribuidor hidráulico; externamente el tractor puede enganchar implementos a través del acople rápido y del acople tripuntal, éste último formado por los dos brazos del eje oscilante, dos brazos de levante, dos brazos de tiro y el brazo de torsión central; los brazos de tiro están acompañados por los estabilizadores que son los responsables de la estabilidad transversal del implemento al momento de trabajar.

PARTES DEL SISTEMA HIDRÁULICO CAJJA DEL DIFERENCIAL MONTADAS SOBRE LA CA


COMPONENTES DEL SISTEMA MONTADAS EN LA PARTE TRASERA DEL TRACTOR HIDRÁULICO

28 ENGANCHE DEL TRACTOR AL IMPLEMENTO: Generalmente la mayoría de los implementos agrícolas mas utilizados en nuestra agricultura, son de enganche a la barra de tiro con acople hidráulico a control remoto desde la cabina, o lo son del tipo enganche tripuntal a los brazos de tiro izquierdo, derecho y el brazo central. El enganche a la barra de tiro es muy simple ya que basta con acoplar el implemento a un solo punto de tiro y las mangueras al acople rápido del sistema hidráulico. El enganche de tres puntos se realiza uniendo los tres puntos de vinculación del implemento con los correspondientes tres puntos del dispositivo de conexión del tractor. Los implementos, en relación a la dimensión y posición recíproca de los tres puntos de enganche, están divididos en cuatro categorías según la tabla siguiente. La mayor parte de los implementos utilizados en nuestra agricultura, o son de enganche a la barra de tiro (con mando remoto hidráulico a distancia), o son de enganche a los tres puntos (integral). El enganche a la barra de tiro es muy simple, debiendo acoplar el tractor al implemento en un solo punto y de diámetro estándar en la Barra de Tiro del tractor (y las mangueras del sistema hidráulico en caso de ser necesario). Por su parte, en enganche de los tres puntos se realiza uniendo el tractor a los tres puntos de vinculación del implemento que son accionados por el levante hidráulico del tractor. Los implementos agrícolas de de enganche tripuntal se diseñan en base a medidas estandarizadas para los tres puntos de acople, para lo cual estos se dividen en cuatro categorías y la potencia que demandan a la Barra de Tiro del tractor, las que se pueden identificar en la siguiente figura y tabla.

DIMENSIONES DE LOS TRES PUNTOS DE ENGANCHE DE LOS IMPLEMENTOS SEGÚN SUS CATEGORÍAS Y POTENCIA QUE DEMANDAN A LA BARRA DE TIRO DEL TRACTOR

Categoría Categoría

A

B

C

D

E

CVBDT

I

44.5

19

683

22.2

460

20-47

II

53

25.4

824

28.6

510

41-102

III

53

31.8

965

36.5

560

82-229

IV

65

45.4

1166.5

50.3

686

184-408

CVBDT :: Caballos de Vapor a la Barra de Tiro (Potencia del tractor),, tractor) , os valores de lalaA a lalaE están estándados dadosen enmilímetros. milímetros.


29 FORMA DE MONTAR APEROS TRIPUNTALES A LA PARTE TRASERA DEL TRACTOR. TRACTOR.

A continuación se muestran los pasos sucesivos que deben seguirse para acoplar a través del sistema hidráulico del tractor agrícola a un implemento de tipo tripuntal (de enganche a l os tres puntos):

1. El

tractor debe acercarse lentamente al implemento, tratando que el centro del tractor (barra de tiro o brazo central) vallan en dirección de la torre del implemento que es el centro de este.

2. Se engancha el brazo izquierdo del tractor al punto respectivo en el apero, para realizar esto, el conductor debe parquear el tractor, bajarse y proceder a acoplar.

Paso Nº 1

3.

Después de enganchar el brazo izquierdo se acopla el brazo derecho del tractor al punto respectivo en el apero, de ser necesario debe recurrirse a la manivela de regulación el brazo derecho, hasta conseguir acoplar.

4.

Se acopla el brazo superior sobre el punto central de la torre del apero, posiblemente necesite regular la longitud del brazo para acoplar.

Paso Nº 3


Paso Nº 2

Paso Nº 4

30 CONOZCA LOS PELIGROS DEL VIAJE POR CARRETERA Mover equipo en las vías públicas puede ser un asunto peligroso. Es necesario que los operadores conduzcan a la defensiva y permanezcan alerta en todo momento del viaje. Pueden ocurrir accidentes cuando un operador de equipos agrícolas, no cumple con lo siguiente: − −

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No tiene la experiencia necesaria para manejar maquinaria pesada, de movimiento lento. Conduce demasiado rápido, particularmente cuando está remolcando una carga pesada o cuando toma una curva. Conduce invadiendo parcialmente la línea central. Conduce ocupando parcialmente la calzada y la superficie de la pista. Choca contra un árbol u otros objetos fijos.

Una razón importante de los accidentes de maquinarias agrícolas en las vías públicas es la diferencia de velocidad entre automóviles y tractores. Los conductores se acercan a tanta velocidad a las máquinas agrícolas que se desplazan a menor velocidad, que sólo disponen de algunos segundos para darse cuenta del peligro y reaccionar acertadamente. Esta es la razón par la que es tan importante que las maquinarias agrícolas sean bien visibles, tengan letreras que indiquen claramente que se mueven a una velocidad mucho menar que la del tráfico regular. Esta señalización la ofrecen los letreros de "vehículo de movimiento lento, VML" (o SMV por sus siglas en inglés). El letrero debe ser colocado en la parte central posterior del tractor o equipo remolcado, entre 60 cm. y 1.8 metros por encima de la superficie de la carretera y claramente visible desde una distancia de 150 metros. Los letreros SMV deben conservarse limpios. Si están descolorados o dañados, deben cambiarse. Luces de los tractores: −

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Los tractores deben estar equipados con luces si son conducidos por las vías públicas durante la noche, o en condiciones de poca visibilidad. El viaje por carretera exige el uso de luces delanteras, luces posteriores de peligro y reflectores. Las luces intermitentes de color ámbar sirven de advertencia, durante el día o la noche, a los vehículos que se acercan desde cualquier dirección. Las luces direccionales añaden seguridad a los viajes por carretera. Cuanto más visible es el equipo, mejor.

Revise todo antes de salir. −

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Debe realizar una inspección completa tanto del tractor como del equipo remolcado antes de dirigirse a la carretera. Use clavos de bloqueo de seguridad y cerciórese de que estén bien ajustados. Debe haber una cadena que se extienda desde el tractor al chasís del equipo remolcado. Revise la presión neumatica de todas las llantas (tanto las del tractor como las del equipo remolcado) y que no tengan cortes ni bultos. Siempre una y asegure Ios pedales de freno para Ios viajes por carretera. El frenar repentinamente sóIo una de Ias ruedas estando a alta velocidad puede poner aI tractor en una peligrosa situación aI hacerlo patinar. Los espejos retrovisores, lámparas de señales y extintores contra incendio deben forrnar parte del equipo estándar de Ios tractores que viajan frecuentemente porlas vias públicas. Verifique que todas Ias Iuces funcionen correctamente. Revise si el Ietrero SMV estáIimpio, no esté descolorado y que esté correctamente instalado. Revise el equipo remolcado.


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Toda carga debe estar correctamente distribuida y asegurada. Verifique que la carga remolcada sea 10 suficientemente Iiviana para que el tractor la pueda manejar con seguridad. Los carros pesados deben estar equipados con frenos independientes.

Consejos prácticos para conducir de manera segura: −

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Los operadores de maquinarias agrícolas pueden hacer más seguros los viajes por carretera, para sí mismos y para los demás, tomando las siguientes precauciones. Evite, en lo posible, las carreteras muy transitadas, aún si el viaje t omara más tiempo. Viaje a una velocidad que le permita mantener control total en todo momento. Disminuya la velocidad para dar vueltas o dar una curva. Observe los avisos de precaución enumerados en los manuales del operador. Algunos tractores corren sin tracción en las marchas superiores de la caja de cambios. Esto puede ser peligroso cuando se está descendiendo una pendiente. Use las marchas menores para trepar o descender pendientes. Si es posible, conduzca sobre la calzada de las carreteras pavimentadas. Pero, no conduzca ocupando parcialmente sobre la calzada y parcialmente el carril pavimentado. Manténgase atento a los peligros tales como calzadas de suelo blando, puentes estrechos, cascajo suelto, baches y surcos profundos. Cuando haya vehículos alineados detrás suyo y disponga de una calzada espaciosa, sálgase de la carretera para dejar pasar a los otros vehículos Si es posible, remolque el equipo con luz del día durante los periodos de menor trafico. Viaje después de oscurecer sólo si es absolutamente necesario. Recuerde que necesita una iluminación apropiada para conducir durante la noche No tome riesgos entrando a una carretera delante del tráfico en movimiento. Si tiene poca visibilidad entre y salga de las carreteras con mucho cuidado. Obedezca las leyes y señales de tránsito. La cortesía es un elemento importante de la seguridad vial. Finalmente, dediquemos un momento a revisar algunos de los "Qué hacer" y "Qué no hacer" respecto a la seguridad de los equipos agrícolas en las vías pública. QUÉ HACER:

QUÉ NO HACER:

Verificar que el equipo remolcado esté adecuadamente asegurado con clavos de bloqueo y cadena de seguridad.

Operar maquinaria agrícola en la carretera sin letreros SMV.

Unir y asegurar siempre los pedales de freno para viajar por carretera.

Dejar que el tractor corra sin tracción cuesta abajo en una pendiente.

Disminuir la velocidad en las curvas, las Entrar a la carretera colocándose delante vueltas y cuando se remolca cargas pesadas. del tráfico en movimiento. Obedecer todas las leyes y señales de tráfico.

Encolerizarse con los conductores descorteses.

MANTENIMIENTO DEL TRACTOR AGRÍCOLA El mantenimiento del tractor agrícola es una de las tareas de taller que son indispensables para el buen desempeño de este en el campo y para obtener una larga vida, por lo cual habrá que asegurarse de cumplir con las siguientes generalidades: Francisco Javier Ortiz Arévalo Ingeniero Agrónomo

tractor agrícola.pdf

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