conceptos basicos - motores diesel

Conceptos Básicos

Inspección de motores Diesel

1. CONCEPTOS BASICOS

Figura 1 Motor Diesel.

1.1 CLASIFICACION DE LOS MOTORES Según su combustible en Motores de Combustión Interna 1.1.1 MOTORES DIESEL

Figura 2 Ciclos del Motor Diesel.

Los motores diesel utilizan como combustible A.C.P.M (aceite combustible para motores), motores diesel son utilizados especialmente en vehículos utilitarios es decir vehículos para servicios en los cuales ejercen gran fuerza, por ejemplo, camiones, buses, busetas, etc. Los motores diesel son de cuatro tiempos:

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a. Admisión: En este tiempo lo que hace el motor es dejar pasar aire a

la cámara y el cilindro y posteriormente se cierra la válvula, durante este tiempo el pistón va descendiendo a medida que va entrando el aire a el cilindro.

b. Compresión: Durante este tiempo el pistón va ascendiendo para

comprimir el aire depositado en el cilindro lo cual origina que el aire al encontrarse comprimido enseguida se eleve a altas --temperaturas.

c. Combustión: Al encontrarse el aire comprimido (caliente) los

inyectores dejan pasar un poco de combustible (A.C.P.M) a la cámara donde inmediatamente esta mezcla se prende y hace que el pistón descienda bruscamente y el cilindro quede cubierto por C02, motivo por el cual este gas debe liberarse.

d. Expulsión: Durante este tiempo la válvula de escape se abre e

inmediatamente el pistón sube y se libera el gas resultante de la combustión, después de esto la válvula se cierra y el ciclo vuelve a comenzar.

Figura 3 Comparativos entre motores de Combustión y de Explosión.

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1.1.1.1 COMPONENTES DEL MOTOR

Figura 4 Componentes Básicos de un motor de Combustión. CAMARAS DE COMBUSTION Figura 5 Figura 5. Acción en la cámara de Combustión interna en un motor de cuatro tiempos de inyección directa.

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INYECCION

Compresión Preinyección Encendido

Figura 6 Acción de Inyección indirecta de la Precámara.

1.1.2 MOTORES A GASOLINA Los motores a gasolina como su nombre lo indica los que utilizan como combustible la gasolina que es un derivado del petróleo. Existen dos diferentes tipos de gasolina: la gasolina extra y la gasolina corriente (75 a 86 octanos), que se diferencian por el número de octanaje que contienen, la gasolina extra contiene mayor número de octanos que la corriente por lo cual es de mejor calidad, los octanos en la gasolina sirven para comprimir más la gasolina sin explotarse a mayor número de octanos más compresión. Los motores a gasolina actualmente son los más usados además existen de dos y de cuatro tiempos, los de dos tiempos como los utilizados en motos y los de cuatro tiempos como los utilizados en los automóviles. a. motores de cuatro tiempos: estos motores los utilizan los

automóviles en su gran mayoría y algunos vehículos de carga por lo general, los tiempos de este tipo de motor son:

• Admisión: en este tiempo lo que hace el motor es dejar pasar la mezcla aire-gasolina a la cámara y el cilindro, posteriormente se cierra la válvula, durante este tiempo el pistón va descendiendo a medida que va entrando la mezcla a el cilindro.

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• Compresión: Durante este tiempo el pistón va ascendiendo para comprimir la mezcla aire-gasolina depositado en el cilindro lo cual origina que esta mezcla al encontrarse comprimido enseguida se eleve a altas temperaturas, en este tiempo encontramos la relación 1- 10 de los motores diez partes del cilindro reducidas a una de compresión.

• Combustión: Al encontrarse la mezcla comprimido (caliente) la bujía generan una chispa (sistema de encendido) la cual hace que inmediatamente esta mezcla se prenda, es decir que haga combustión y hace que el pistón descienda bruscamente.

• Expulsión: Durante este tiempo la válvula de escape se abre e inmediatamente el pistón sube y se libera el gas resultante de la combustión, después de esto la válvula se cierra y el ciclo vuelve a comenzar.

b. Motores de dos tiempos: estos motores son utilizados en su gran mayoría por motos y su diferencia es que la mezcla es de aire, gasolina y aceite, los tiempos de estos motores son:

• Combustión. • Escape.

1.1.3 MOTORES DE OTRO TIPO DE COMBUSTIBLE a. Motores a gas: estos motores después de los motores diesel y

gasolina, son unos de los más utilizados, actualmente están siendo bastante promocionados a causa de los altos costos de los otros combustibles. Los motores a gas contienen el mismo sistema que un motor a gasolina pero la explosión se genera con más fuerza y además la potencia disminuye un poco, otra diferencia es que las válvulas son construidas en sodio.

b. Motores de alcohol: en Colombia son muy poco utilizados por lo

cual se carece de información, pero se dice que el alcohol funciona como la gasolina es decir que es un reemplazo y también se busca por la economía.

c. Motores eléctricos: son utilizados con baterías recargables es decir

que viene muy similar su sistema a el de un carro eléctrico para niños de juguete, con una batería recargable y su motor eléctrico.

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1.1.4 MOTORES DE COMBUSTIÓN EXTERNA

Estos motores actualmente son muy poco utilizados, pues requieren de trabajo manual prácticamente. Estos motores fueron utilizados a principio de siglo principalmente en barcos y locomotoras, su combustión se realizaba en unas cámaras con una especie de puerta por la cual arrojaban carbón para que viviera constantemente el fuego prendido durante su recorrido.

1.2 SEGÚN LA POSICIÓN DE SUS CILINDROS

A. Motores en línea Los motores en línea son los que sus cilindros se encuentran ubicados uno detrás del otro, entre estos motores encontramos por ejemplo: el motor de R- 12, R- 9, etc. B. Motores en “v” Los motores en “v” son en los que el bloque esta formado por dos diagonales en forma de “v”, entre estos motores encontramos por ejemplo: Chevrolet c- 10, c- 30, b-60, etc. C. Motores horizontales Los motores horizontales son los que sus cilindros se encuentran ubicados horizontalmente como su nombre lo indica a 180°, entre estos motores encontramos por ejemplo: Volkswagen Escarabajo.

D. Motores radiales En los motores radiales la posición de sus cilindros forma una estrella, estos motores únicamente los contienen los aviones.

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2. PARTES CONSTITUTIVAS DEL MOTOR 2.1 CULATA

La función Principal de la culata es la de servir como tapa principal del motor, las principales partes de la culata son: • Asiento: el asiento es la parte del motor en donde las válvulas reposan

cuando se cierran, los asientos están ubicados en las cámaras de combustión.

• Cámara de combustión: como su nombre lo indica es una cámara en la

cual se realiza el tiempo de la combustión del motor, además contiene los asientos, y los orificios donde se encuentran aseguradas las bujías.

• Espárragos: los espárragos sirven para asegurar otras partes del

motor a la culata. • Conductos de refrigeración: como todos sabemos la culata esta

construida de hierro colado principalmente y es hueca, lo cual sirve para mantener el motor refrigerado, pues por la combustión este se eleva a grandes temperaturas y necesita ser refrigerado o de lo contrario este se fundiría.

Pruebas:

• Hermetización: Después de desmontar la culata la limpiamos y sin desarmarla la ubicamos de modo que las cámaras de combustión queden hacia arriba y procedemos a llenar cada cámara de gasolina esperamos 10 minutos sin mover la culta y observamos si se genero alguna case de fuga por cualquier parte de la culata ya sea por las válvulas o por las bujías, si no presenta ningún tipo de escape quiere decir que esta en perfecto estado. • Planitud: Esta prueba se realiza para saber si la culata puede ser reutilizada después de esta verificación. Lo que se hace es tomar la parte de las cámaras y con una escuadra ir repasando, al mismo tiempo con un calibrador de galgas vamos repasando con la hoja de 5 milésimas por debajo de la escuadra y posteriormente con la hoja de diez milésimas, para saber si esta en buen estado en ninguna parte de la culata debe entrar la hoja de diez milésimas como máximo la hoja de cinco milésimas.

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2.2 EL BLOQUE

El bloque es la parte del motor que soporta las camisas, y además contiene los conductos de refrigeración del motor, que permiten que el motor este a una temperatura estable. Algunos bloques además de soportara las camisas y los conductos de refrigeración contienen los orificios de lubricación y del aire. Dentro del bloque van ubicados los pistones, anillos, bulones y bielas es decir los elementos de del conjunto móvil; el diseño de el bloque varia de acuerdo a la posición o ubicación de los cilindros; principalmente esta construido en aleaciones de hierro o aluminio.

• Planitud: Esta prueba se realiza para saber si el bloque puede ser reutilizado después de esta verificación. Lo que se hace es tomar la parte superior del bloque y con una escuadra ir repasando, al mismo tiempo con un calibrador de galgas vamos repasando con la hoja de 5 milésimas por debajo de la escuadra y posteriormente con la hoja de diez milésimas, para saber si esta en buen estado en ninguna parte de la culata debe entrar la hoja de diez milésimas como máximo la hoja de cinco milésimas.

2.3 CONJUNTO MOVIL El conjunto móvil es el encargado de transformar la energía calorífica en mecánica, esta constituido por los pistones, anillos, bielas, bulones o pasadores, cigüeñal y casquetes o cojinetes.

2.3.1 El Pistón La función del pistón es comprimir la mezcla el pistón, es decir reducir el volumen del cilindro, para que funcione bien debe ser de un material muy ligero, que sea buen conductor de calor y fuerte, los materiales en que están construidos son aleaciones de aluminio y magnesio que son materiales moldeables y ligeros.

2.3.2 Los Anillos La función de los anillos es corregir el fuego existente entre la cabeza del pistón y las paredes del cilindro, estos anillos van ubicados en las ranuras de la cabeza del pistón; existen dos clases de anillos: anillos de compresión y anillos de raspadores de aceite.

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2.3.3 Las Bielas

La función de las bielas es la de transmitir el movimiento al eje cigüeñal por medio de los bulones, la fuerza que genera la combustión es la que las bielas transmiten, las partes de la biela son: Pie que es la parte que se acopla a el pistón, Cabeza que es la parte que va asegurada a el eje cigüeñal, Cuerpo que une las otras dos partes de la biela.

2.3.4 El Pasador o Bulón El bulón es un eje de acero con el centro hueco que sirve de unión entre la biela y el pistón, el bulón además puede ser: flotante cuando el bulón gira en los soportes del pistón y la biela, semiflotante este tipo de bulones se usa en las bielas de pie abierto, fijo es cuando el bulón esta sujeto a los soportes del pistón por contracción.

2.3.5 Cigüeñal El cigüeñal es un eje que a través de la biela recibe la fuerza que actúa sobre el pistón. El cigüeñal esta construido de aleaciones de níquel forjado y sementado. Las partes del cigüeñal son:

• Muñones principales: estos se apoyan y giran sobre las chumaceras de bancada.

• Muñones de biela: estos son los que sujetan las bielas y oscilan en un

movimiento circular. • Contrapesas: equilibran el cigüeñal y están ubicados de acuerdo al

número de muñones de biela.

• Brida: sujeta el volante del motor. El cigüeñal se caracteriza por que los ángulos que forman los muñones entre si son diferentes para cada cigüeñal si se considera el número de cilindros del motor; se calculan dividiendo 720° entre el número de cilindros del motor. 2.3.6 Casquetes o Cojinetes

Una de las funciones de los casquetes es mantener en su lugar a una pieza que esta girando. Existen dos tipos de casquetes: los casquetes de babbit vaciado y los casquetes de repuesto.

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2.4 CARTER

El cárter es la tapa inferior del motor, esta constituida por el cárter superior (es la parte inferior del bloque) y cárter inferior que va asegurado al superior también sirve como deposito de aceite. El cárter inferior esta construido de hierro de fundición o aleación de aluminio.

3. HERRAMIENTAS

Figura 7. Diferentes tipos de herramientas.

1. Llaves acodadas 2. Destornilladores mango de bola 3. Destornilladores acodados 4. Llave inglesa 6. Llave acodada 7. Destornillador con puntas intercambiables 8. Llaves fijas planas 10. Martillo, escarpe, punzón, punta de trazar 11. Llave de filtro de aceite 12-13 juego de limas

14-15 alicates 16. Sierras de metal 17. Cables de arranque 18. Lámpara de prueba 20. Juego de galgas 22. Juego de destornilladores 24. Botadores 25. Pie de rey 26 alicates de presión 28 juego de brocas 29, caballete 30. Maquina de taladrar

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3.1 MICROMETRO

Permite medidas de milésimas de pulgada y milésimas de milímetro. es muy utilizado para obtener precisión.

Figura 8. El Micrómetro.

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3.2 PIE DE REY O CALIBRADOR

Figura 9. El Calibrador

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3.3 UNIDADES DE MEDIDA

Figura 10. Diferentes unidades de medida

3.3.1 FORMULAS

TORQUE O PAR MOTOR = FUEZA X DISTANCIA

La torsión es una fuerza que tiende a producir rotación. Del cilindraje depende la fuerza de cada explosión que aplicada por la biela para hacer girar el cigüeñal produce el torque.

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Los motores se clasifican de acuerdo a los caballos de fuerza que desarrollan y también por su torque. A baja velocidad un motor de combustión interna produce muy poca torsión.

Figura 9. Relación curva de potencia y par motor.

3.3.1.1 PRESION ATMOSFERICA La atmósfera o masa de aire en la cual vivimos ejerce una presión definida sobre nuestro cuerpo. La presión se debe a la gran cantidad de aire que se extiende desde la superficie de la tierra hasta una altura de mas de 50 millas a esta presión se denomina presión atmosférica. PRESION = FUERZA / AREA

Figura 12. Demostración a Presión

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3.1.1.2 POTENCIA = TRABAJO / TIEMPO = FUEZA X VELOCIDAD

3.1.1.3 CILINDRAJE DEL MOTOR = AREA DEL CILINDRO X DESPLAZAMIENTO DEL CILINDRO X NUMERO DE CILINDROS

FIGURA 13. Cilindraje del Motor

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3.4 COMPRESION DE GASES

El motor diesel funciona gracias al importante principio de que el aire puede ser comprimido para levantar presión.

Los gases se dilatan cuando se calientan

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