el combustible diesel cat

Combustibles Diesel 1

INTRODUCCIÓN

El combustible, además de crear energía, ejerce influencia en la operación de su motor.Representa también el gasto de operación más alto.

Desafortunadamente, ocurre con frecuencia que al aumentar los costos del combustible,la calidad del combustible disponible disminuye. Es importante entender los efectos en elmotor de un combustible de baja calidad.

A menos que se tomen las medidas específicas mencionadas en este libro, el uso decombustible inadecuado puede resultar en un desgaste excesivo del motor y quizás enuna avería prematura del mismo.

El costo del combustible vs. el costo de operación

Antes de 1970, la mayoría de los fabricantes de motores diésel de media a alta velocidadlos diseñaron para operar con combustibles muy refinados (combustibles "destilados").La operación económica y eficiente de estos motores dependía de la calidad delcombustible que consumían y se disponía de un suministro de combustible económico debuena calidad. El costo del combustible no se consideraba un factor importante antes delcomienzo de la década del 70.

En 1973 hubo una crisis mayor del petróleo. Creó, de la noche a la mañana, una escasezde combustibles en todo el mundo. Subieron los precios y han permanecido máselevados de lo que nadie podía haber pronosticado. La calidad de los combustiblesdisponibles disminuyó y se espera que disminuya aún más. Hoy en día los propietariosestán conscientes del costo del combustible y de la forma en que afecta su operación.


Antes de la crisis del petróleo de 1973, elcombustible representaba típicamente menosdel 30% de los gastos de operación de unmotor. Hoy, este porcentaje representa amenudo entre el 60 y el 90%. Muchospropietarios de motores grandes estánconsiderando seriamente el uso de otroscombustibles para poder reducir loscrecientes costos del combustible.Revisaremos algunas alternativas y se citanalgunas de las características más críticas delcombustible para que sepa mejor cómocomprar el combustible.

Función del combustible

El combustible produce energía en unmotor diésel cuando se atomiza y semezcla con aire en la cámara decombustión. La presión causada por lasubida del pistón en el cilindro produce unaumento rápido de temperatura. Cuandose inyecta el combustible, la mezcla de aire/ combustible se inflama y la energía sedesprende para empujar los pistones haciaabajo y hacer girar el cigüeñal. Uncombustible perfecto se quemaría porcompleto, sin dejar residuos ni emitir humo.Sin embargo, no existe un combustibleperfecto.

Factores del combustible que deben tomarse en cuenta

El precio no es el único factor que se debe tomar en cuenta al considerar el combustiblepara su motor. Lea este libro antes de decidir el tipo de combustible que va a utilizar.Contiene explicaciones básicas fáciles de comprender de las funciones y propiedades delcombustible y la forma en que afectan al motor.


Una vez que entienda las diferencias entre los combustibles, le resultará más fácilcomprender las consecuencias si utiliza un combustible inadecuado o de baja calidad.

Esta publicación es sólo una descripción general básica sobre combustibles. Consulte, alfinal de este libro, la lista de publicaciones que describen con más detalle ciertos temasparticulares.

Recuerde, un combustible limpio que cumpla con las recomendaciones de Caterpillar haráque la vida útil y el rendimiento de su motor sean normales. Si no es así, corre riesgo deque no se cumpla lo anterior.

SELECCIÓN DE COMBUSTIBLES

Se sabe por experiencia que los combustibles destilados que satisfacen lasespecificaciones básicas producen un rendimiento y duración óptimos del motor. Segúnlos costos y disponibilidad del combustible, otros combustibles como el petróleo crudo, lasmezclas o los combustibles residuales pueden también hacer funcionar el motor a uncosto competitivo. Antes de hablar de estos combustibles necesitamos definir laspropiedades de los mismos y su efecto en la operación del motor y en los sistemas demanejo del combustible.

LISTA DE LAS PROPIEDADES DEL COMBUSTIBLE POR SUS EFECTOSFUNCIONALES

La calidad del combustible puede afectar de forma significativa el rendimiento ymantenimiento de cualquier motor diésel. Es importante entender las propiedadesbásicas de los combustibles para poder juzgar la calidad de los mismos. Las siguientespropiedades influyen en la operación de un motor diésel y sus sistemas de manejo y detratamiento del combustible.

Para obtener información más específica, consulte la Instrucción Especial SEHS7067-02o la Hoja de Especificaciones de Motores 62.0, publicación LEKQ3255, ambas en inglés.


Densidad específica

La densidad específica del combustiblediésel es el peso de un cierto volumen decombustible comparado con el peso delmismo volumen de agua (a la mismatemperatura). Cuanto más alta sea ladensidad, más pesado será el combustible.Los combustibles más pesados producenmás energía o potencia (por volumen) delmotor.

La densidad específica puede medirse conun densímetro especial de combustible. Lalectura del densímetro es una escala delInstituto Americano del Petróleo (API). Laescala es a la inversa de la densidad. Esdecir, cuanto mayor sea el número API,más ligero será el combustible. Para lamayoría de los Motores Diésel Caterpillarun número API de 35 sería óptimo. Loscombustibles más ligeros, como elqueroseno, pueden tener un número APIentre 40 y 44.

El densímetro flota en el combustible. Sepuede observar el punto en el que el niveldel líquido intercepta la escala deldensímetro, y ésta es la densidad medidaen grados API.

La lectura del densímetro la afecta latemperatura del combustible. Utilicesiempre la tabla de correcciones incluidacon el instrumento para compensar latemperatura real del combustible. Se daninstrucciones detalladas en la InstrucciónEspecial SMHS9224 "Medida de ladensidad del combustible diésel engrados API”.


Efectos en el motor

Combustibles ligeros:

Los combustibles más ligeros, como el queroseno, no producirán potencia de régimen.(Las hojas de especificaciones normalmente indican las características nominales alutilizarse combustible de 35° API, a 29°C (85°F), pesando 7,001 libras por galón, yteniendo 18.390 BTU por libra. El mismo combustible de 35° API pesa 7,076 libras porgalón a 15°C (60°F). Al comparar consumos de combustible o rendimientos de motores,averigüe siempre la temperatura de la medida del combustible para poder calcularcorrectamente la densidad y la masa.

Los parámetros de un combustible de motor no deben ajustarse para compensar laspérdidas de energía debidas a combustibles más ligeros (con un número mayor de 35°API). La vida útil de los componentes del sistema de combustible puede disminuir concombustibles muy ligeros, ya que la lubricación será menos efectiva (debido a la bajaviscosidad).

Los combustibles más ligeros también pueden ser una mezcla de etanol y metanol concombustible diésel. La mezcla de alcohol (etanol o metanol) o gasolina en un combustiblediésel creará una atmósfera explosiva en el tanque de combustible. Además, el aguacondensada en el tanque puede hacer que el alcohol se separe y se estratifique en eltanque. Caterpillar no recomienda utilizar dichas mezclas.

Combustibles pesados:

Un combustible pesado tiende a formar más depósitos en la cámara de combustión, quepueden producir un desgaste anormal en las camisas de cilindro y en los anillos. Esteproblema se torna más perceptible en los motores más pequeños de alta velocidad.

Medidas para corregir la densidad:

- La única manera de corregir los problemas de densidad de combustibles esmezclándolos.

LUBRICACIÓN Y FACILIDAD DE BOMBEO

Viscosidad

La viscosidad es una medida de la resistencia del líquido a fluir. Una viscosidad altasignifica que el combustible es espeso y no fluye con facilidad. Los combustibles con unaviscosidad inadecuada (demasiado alta o demasiado baja) pueden causar averías almotor.

Al comparar las viscosidades, asegúrese de que se midan a la misma temperatura delcombustible. Caterpillar recomienda una viscosidad comprendida entre 1,4 y 20centistokes al llegar a la bomba de inyección del combustible. Los motores con bombasinyectoras individuales pueden experimentar un aumento de 20°C (68°F) entre la bombade transferencia y las bombas inyectoras.


Efectos en el motor

Los combustibles de alta viscosidad acelerarán el desgaste del tren de engranajes, levasy ruedas impulsadas en el conjunto de la bomba de combustible debido a la mayorpresión de inyección. El combustible se atomiza de forma menos eficiente y el motortendrá más dificultad en arrancar.

Es posible que los combustibles de baja viscosidad no lubriquen de forma adecuada losémbolos, cilindros e inyectores, y su uso debe evaluarse cuidadosamente.

Medidas para corregir los problemas de viscosidad:

- La viscosidad del combustible varía con la temperatura.

- Se puede ajustar la viscosidad de forma aproximada calentando o enfriando elcombustible.

- Otra forma de ajustar la viscosidad consiste en mezclar combustibles.

La viscosidad y los combustibles pesados

Los Motores Caterpillar de las Familias 3500 y 3600 pueden funcionar utilizando unamezcla de combustibles pesados y destilados. La viscosidad es un factor importante,Con modificaciones especiales, los motores de la Familia 3500 pueden consumircombustible de hasta 180 cSt. Los motores modificados de la Familia 3600 puedenconsumir combustibles con una viscosidad de 380 cSt o mayor. Los combustiblespesados deben diluirse o calentarse hasta que alcancen una viscosidad de 20 cSt oinferior antes de que lleguen al sistema de combustible. A menos que el motor tengaunas RPM muy bajas, existen pocas ventajas económicas en tratar de usarcombustibles con una viscosidad superior a 380 cSt.

Medidas para corregir los problemas de viscosidad:

Para tratar combustibles de alta viscosidad, tal vez se necesiten ciertos requisitosadicionales de instalación, según la viscosidad exacta. La instalación puede necesitar losiguiente:

- Calentamiento del tanque y de las tuberías de combustible.

- Centrifugación y filtración de contralavado.

- Bombas de transferencia de combustible impulsadas externamente.

- Filtración adicional del combustible.

- Lavado de la turbina de escape del turboalimentador. (Motores de la Familia3600.)


Punto de enturbiamiento

El punto de enturbiamiento de un combustible es la temperatura en que se enturbia elcombustible. Este aspecto es causado por la caída de temperatura por debajo del puntode fusión de la cera o parafina que contienen naturalmente los productos derivados delpetróleo.

Efectos en el motor

El punto de enturbiamiento debe ser a una temperatura menor que la temperaturaambiente más baja para evitar el taponamiento de los filtros.

El punto de enturbiamiento y el de vertido los determina el proceso de refinamiento. Porlo general, el punto de enturbiamiento es lo más importante para usted, ya que es a estatemperatura comienza a taponarse el filtro de combustible y se para el flujo delcombustible al motor.

Medidas para superar los problemas causados por una temperatura deenturbiamiento elevada

Se pueden tomar tres medidas para resolver los problemas de los combustibles con unalto punto de enturbiamiento.

1. Utilice un calentador de combustible cuando la temperatura ambiente sea inferior ala temperatura de enturbiamiento. Como ésta es también la temperatura en que sederrite la cera, cuando la temperatura del combustible se mantiene por encima de latemperatura de enturbiamiento, la cera permanecerá derretida en el combustible. Elcalentador debe calentar el combustible antes de que circule por el(los) filtro(s). Loscalentadores de combustible utilizan a menudo el refrigerante del motor paracalentar el combustible e impedir la formación de partículas de cera. Cercióreseque el calentador tenga la capacidad para operar a un flujo máximo de combustible.

Cuando la temperatura ambiente sea lo suficientemente baja como para tener queusar un calentador de combustible, arranque y deje funcionar el motor en baja hastaque la temperatura del combustible sea lo suficientemente alta para impedir laformación de cera en el circuito del filtro de combustible del motor. De lo contrario,las proporciones altas de combustible con el combustible frío aumentarán el riesgode taponamiento.

OBSERVACION: No permita que se caliente demasiado el combustible, yaque si se calienta a más de 52°C (125°F) afectará negativamente la potencia delmotor. No sobrepase nunca los 75°C (165°F) con combustible destilado puro. Lastemperaturas elevadas del combustible afectan también la viscosidad del mismo.Cuando la viscosidad del combustible baja por debajo de 1,4 cSt, puede dañarse labomba.

2. También puede diluir combustibles de alta temperatura de enturbiamiento con uncombustible de baja temperatura de enturbiamiento como el queroseno.

3. El fabricante de combustibles también puede añadir aditivos al combustible paramejorar el flujo (modificadores de cristales de cera). Estos no cambian el punto de


enturbiamiento pero mantienen los cristales de cera suficientemente pequeñoscomo para que atraviesen el filtro de combustible.

Caterpillar no recomienda el uso de productos de mostrador para mejorar el flujo delcombustible debido a problemas ocasionales de compatibilidad.

Punto de fluidez

El punto de fluidez de un combustible es aquella temperatura que es 3°C (5°F) mayor quela temperatura a la que el combustible deja de fluir o se solidifica. Normalmente, el puntode fluidez lo determina también el contenido de cera o parafina del combustible.

Medidas para mejorar una alta temperatura del punto de fluidez

Puede mejorarse la temperatura del punto de fluidez con aditivos para mejorar el flujo oagregando queroseno. Normalmente, los calentadores de combustible no puedenresolver problemas relacionados con la temperatura del punto de fluidez.

CONTAMINANTES DEL COMBUSTIBLES

Acabamos de examinar las propiedades básicas de los combustibles y sus efectos en elmotor. También es importante entender los contaminantes. Los contaminantes sonelementos externos que pueden introducirse en el combustible y causar problemas.

Agua

El agua se puede convertir en un contaminante si se introduce en el combustible duranteel transporte, o como resultado de la condensación durante el período de almacenaje.

Efectos en el motor

El agua puede causar un exceso de fango en el separador de agua después de agitar elcombustible. El exceso de agua en el motor también puede causar daños excesivos enlos sistemas de combustible que utilizan fueloil para lubricar la bomba (sistemas decombustible de dosificación con manguito).

El agua salada constituye la mayor fuente de incrustaciones y depósitos corrosivos,especialmente en las partes de los motores marinos que alcanzan altas temperaturas. Elagua salada puede producir depósitos en los inyectores de combustible y en las ranuraspara los anillos de pistón y desgaste en los conjuntos de émbolo y cilindro del sistema decombustible.

Medidas para contrarrestar los efectos del agua

El agua puede eliminarse vaciando el tanque de combustible regularmente yabasteciéndose de combustible de fuentes de confianza.

La eliminación del agua salada en ciertas aplicaciones requerirá el uso de purificadorescentrífugos.


Siempre que sea posible se deben usar separadores de agua. Su distribuidor Caterpillarpuede sugerir los separadores de agua adecuados para su aplicación.

Separación del agua

Los separadores de agua son sumamenteimportantes en el tratamiento decombustibles. Los residuos de agua en elcombustible pueden causar averías porcorrosión. Los separadores deben utilizarseen motores con sistemas de combustible dedosificación por manguito (en los que elcombustible lubrica la bomba decombustible).

Existen dos tipos de separadores de agua. Eltipo "sedimento" se utiliza cuando se instalael separador de agua antes de la bomba decombustible. Para que el sedimento sedeposite en el fondo correctamente, el tanquede combustible debe estar en un lugar que noesté sometido a movimientos violentos.

Un separador de agua tipo sedimento no tiene medios de filtración en elelemento. Normalmente, no es necesario reemplazar el elemento a intervalos regulares.Tal vez tenga que reemplazar el elemento si está cubierto por dentro de suciedad.

El separador tipo "conglitunado" debe utilizarse si el agua del combustible está mezcladao separada en pequeñas partículas que no se sedimentan. Este separador se utiliza si laspartículas son tan finas que enturbian el combustible.

El separador tipo "conglitunado" separará toda el agua del combustible. Se puede poneren cualquier punto de la tubería de combustible; por ejemplo, junto a los componentesque necesitan mayor protección contra el agua. Los elementos están compuestos de unfiltro de papel de dos etapas que se puede reemplazar. Se puede ver si el elemento estátaponado cuando no tiene suficiente presión de combustible.

Sedimento

El sedimento son elementos tales como óxido, incrustaciones, escorias de soldadura,polvo y otros desechos que a veces se introducen en los tanques de combustible ycausan problemas. La mayoría de los sedimentos se pueden eliminar depositándose enel fondo, filtrándolos o agitándolos. Los combustibles de mayor viscosidad (más espesos)a menudo tienen más sedimento porque se depositan con más lentitud. Al aumentar elsedimento, disminuye la cantidad de energía aprovechable del combustible.

El combustible debe estar limpio antes de que llegue al sistema de combustible del motor.Para la mayoría de los combustibles destilados, este proceso de limpieza consiste en unfiltro primario y otro secundario. Para los combustibles pesados, el proceso es muchomás complejo.


Desgaste del orificio de la boquilla. Sección transversal de una boquilla con 3500 horasde servicio y un mantenimiento deficiente del combustible. Fotografía amplificada 50veces.

Sepa el porcentaje de sedimento del combustible que compra. Si el sedimento o el aguade los combustibles destilados excede un 0,05% al motor, considere la posibilidad debuscar otro proveedor, o pase el combustible por un proceso de filtración, centrifugación osedimentación especiales. Se debe probar el combustible a menudo para saber elcontenido de sedimento y agua. Las pruebas son la única forma de asegurarse de queadquiere un combustible de calidad.

Reducción de los efectos causados por altos porcentajes de sedimento.

El sedimento quedará atrapado gradualmente en el filtro de combustible, pero estoaumentará los gastos por los cambios frecuentes del filtro de combustible. El sedimentodemasiado pequeño atravesará los filtros y puede producir desgaste en el sistema decombustible. Es importante eliminar tanto sedimento como sea posible antes de que elcombustible llegue al motor. Esto reduce la contaminación debida a la ceniza y a laspartículas que producen depósitos, corrosión y desgaste abrasivo.

Deje que se deposite el sedimento en el fondo del tanque. Su motor utilizará elcombustible más limpio de la parte superior y usted puede vaciar el sedimento del fondo.No obstante, a medida que aumenta la densidad, el método de sedimentación se tornamenos efectivo.

Fango y fibras

Tanto el fango como las fibras pueden contaminar el combustible durante su manejo yalmacenamiento. Los tanques de almacenaje, las tuberías de combustible y el transportepor barcaza contribuyen a estos contaminantes.


• Efectos en el motorLas fibras no pueden eliminarse excepto por filtración. El fango obstruirárápidamente los purificadores centrífugos. Ambos contaminantes taponarán lasrejillas y los filtros de combustible. Si se usa combustible contaminado de fango,se taponará el filtro.

La única solución en caso de problemas de fango o de fibras consiste enreemplazar (o limpiar) los filtros a menudo hasta que se use todo el combustiblecontaminado, limpiar después el tanque de combustible y llenar con combustiblelimpio.

Fango y mezclas de combustibles

Los combustibles deben ser compatibles para mezclarse correctamente. Para evitar laformación de fango que ocurre cuando no se mezclan correctamente los combustibles,pruebe todo combustible de dilución y combustibles pesados antes de mezclar. Mantengaseparados los tanques de combustible. La incompatibilidad se produce a menudo almezclar combustibles de tanques diferentes. Mantenga el combustible en tanquesseparados de almacenamiento, sedimentación y servicio.El fango causa lo siguiente:

- El taponamiento rápido de la rejilla y del separador.- Agarrotamiento de bombas de inyección.- Depósitos en los inyectores.- Depósitos en las válvulas de escape.- Depósitos en la turbina del turboalimentador.

Una vez que descubra el fango, dispone sólo de dos opciones y ambas son costosas.Puede seguir utilizando el combustible (con unos costos de mantenimiento y filtración máselevados), o cambiar de tanques de abastecimiento de combustible, eliminar elcombustible de mala calidad y limpiar el tanque contaminado.

Vapor a presión

Todos los líquidos pueden vaporizarse o gasificarse al ser calentados. Si la presión devapor es demasiado alta, puede interrumpirse el flujo de combustible a la bomba decombustible. En este caso, el vapor desplazará al combustible líquido.

Los combustibles más ligeros y el petróleo crudo originan vapor a mayores presiones quelos combustibles más pesados. Se puede utilizar un eliminador de aire, o purgador decondensación para reducir al mínimo la interrupción del flujo del combustible por lasburbujas de vapor.

El vapor es muy volátil. Se requiere una ventilación adecuada del tanque para eliminar laposibilidad de daños en los tanques de combustible, y reducir el riesgo de explosiones.Una presión de vapor de más de 137,9 kPa (20 lb/pulg2) necesitará una ventilaciónadecuada y un purgador de condensación. Todos los tanques deben ventilarse de formaadecuada y eliminar los vapores adecuadamente.


Asfaltenos

Los asfaltenos son componentes del asfalto que son insolubles en nafta de petróleo yheptanos calientes, pero son solubles en bisulfuro de carbono y benceno. Son duros yquebradizos y están constituidos por moléculas largas de mucho peso. En altasconcentraciones, los asfaltenos pueden causar el taponamiento de los filtros. A menudocontienen metales pesados como níquel, hierro y vanadio. Se requiere el uso de unlavado de turbina lateral de escape para eliminar los depósitos. Los combustiblesdestilados no contienen asfaltenos.

Microorganismos en el combustible

Tanto el agua como los combustibles ofrecenun medio para el desarrollo de bacterias.Estas simples formas de vida viven en elagua y se alimentan de combustible.

Efectos en el motor

Los microorganismos u hongos en el combustible corroen y taponan los filtros. Lasbacterias pueden ser de cualquier color, pero normalmente son de color negro, verde ocastaño. Las bacterias se reproducen formando largas cadenas y tienen un aspectoviscoso. La adición de un biocida al combustible detendrá el crecimiento y pondrá fin asu formación. La filtración del combustible, o el desecho adecuado después de utilizarel biocida, es necesario para destaponar los filtros

Medidas para reducir a un mínimo los problemas por el desarrollo de bacterias

- Se debe tratar de evitar los largos períodos de almacenamiento de combustible.

- Reducir a un mínimo el contacto del combustible con el agua, lo que favorece eldesarrollo de bacterias, ya que esto ocurre al combinarse estos dos elementos.

Corrosión

Corrosión de la banda de cobre

La corrosión (prueba DIN 30 de la ASTM) consiste en un manchado de una banda decobre pulido, sumergida en combustible durante tres horas a 1OO°C (212°F). Cualquiercombustible que muestre el mínimo de manchado debe descartarse.

Muchas piezas del motor están hechas de cobre o aleación de cobre. Es esencial que elcombustible que hace contacto con estas piezas no las corroa. Existen ciertos derivadosde azufre en el combustible que constituyen posibles fuentes de corrosión.

La prueba de corrosión de la banda de cobre es un procedimiento aceptadouniversalmente para evaluar las propiedades corrosivas de los aceites y combustibles enel cobre.


Sulfuro de hidrógeno

El sulfuro de hidrógeno (H2S), gas venenoso, está presente en ciertos tipos de petróleocrudo y combustibles residuales. Los motores se pueden dañar si la concentración desulfuro de hidrógeno es demasiado alta. Debe tomarse en cuenta el contenido de sulfurode hidrógeno, además de las recomendaciones normales sobre el azufre, en esta página.El vapor de agua, que es un producto de la combustión interna, puede mezclarse consulfuro de hidrógeno para formar ácido sulfúrico (H2SO4), que es un corrosivo más fuerte.Los componentes internos, particularmente las guías de válvula, los anillos de pistón y lascamisas de cilindro se desgastan con mayor rapidez en presencia de ácido sulfúrico. Seacorta la vida útil del motor.

Medidas para impedir averías por el sulfuro de hidrógeno

Los aceites de motor recomendados por Caterpillar disponen de aditivos especiales paraneutralizar estos ácidos, pero a veces esto no es suficiente. Si el análisis del combustiblemuestra que la concentración de sulfuro de hidrógeno es mayor de un 0,05% del volumentotal de gases del combustible, debe entonces tomar las siguientes medidas.

- La temperatura del refrigerante, medida a la salida del motor, debe mantenerse aun mínimo de 88°C (190°F). Esta temperatura más alta reducirá la cantidad deagua que se condensa en las paredes de los cilindros.

- Pida a su distribuidor Caterpillar recomendaciones adicionales si el contenido deH2S en el combustible es mayor del 0,05%.

Azufre del combustible

El azufre es un elemento natural del petróleo crudo. Los combustibles pesadosnormalmente tienen un alto contenido de azufre. Los combustibles destiladosnormalmente tienen un menor contenido de azufre porque éste puede reducirse oeliminarse durante el proceso de refinación. Se debe saber el contenido de azufre delcombustible. Un contenido de azufre de más del 0,5% puede acortar grandemente la vidaútil del motor, a menos que se tomen las medidas adecuadas.

Efectos en el motor

Cuando el combustible diésel con azufre se consume en la cámara de combustión de unmotor, se forman óxidos de azufre que reaccionan con el vapor de agua para formar elácido sulfúrico. Al igual que el sulfuro de hidrógeno, si estos vapores de ácidos secondensan, atacan químicamente las superficies de metal de las guías de válvula, de lascamisas de los cilindros y pueden afectar los cojinetes. Por ejemplo, cuando latemperatura de las camisas de los cilindros es inferior a la temperatura de rociado delácido sulfúrico, y el aceite de lubricación no tenga suficiente reserva de alcalinidad(Número de Base Total) para neutralizar el ácido, las camisas se pueden desgastar diezveces más rápido.

Cuando se producen daños debido a la presencia de azufre en el combustible, habrápocos cambios en la potencia del motor. Pero, con frecuencia, el desgaste corrosivotraerá consigo un consumo excesivo de aceite y escape de gases, causando lareconstrucción prematura del motor.


Medidas para evitar averías por el azufre del combustible

Sepa el contenido de azufre del combustible. Analice el combustible a menudo. Serecomienda que se verifique cada entrega de combustible, especialmente si se duda de lacalidad.

Mantenga la temperatura normal de operación en su sistema de enfriamiento por encimade los 80°C (175°F). Esto contribuirá a limitar la condensación de los vapores decompuestos de azufre en las paredes de las camisas de los cilindros. Use un termostatocon un ajuste de apertura mayor 82°C [180°F] en el sistema de admisión y 88°C [190°F]en el sistema de escape de motores controlados).

Seleccione el aceite correcto con unnúmero de base total de 20 veces elcontenido de azufre del combustiblepara contrarrestar la formación deácido.

Siga un programa de AnálisisPeriódico de Aceite (A.P.A.) queincluya un análisis infrarrojo.

Siga los intervalos normales decambio de aceite, a menos que losresultados del A.P.A. o el contenidode azufre indique lo contrario.

Dé servicio al respiradero del cárter para impedir la condensación del aceite del cárter y lareducción subsecuente de la reserva de alcalinidad (número de base total).


NOTA: La mejor manera de determinar el Número de Base Total de un aceite es hacerpruebas de laboratorio del aceite. Cuando no tenga tiempo de esperar los resultados,utilice un juego portátil de pruebas.

La compañía Mobil Oil ha sacado al mercado un juego de pruebas que prueba de 10 a 20muestras, según el Número de Base Total del aceite que se prueba.

Vanadio

El vanadio es un metal presenteen ciertos combustibles pesados.No es práctico eliminar o reducir elcontenido de este elemento en larefinería.

Los compuestos de vanadiotambién pueden acelerar laformación de depósitos. Loscombustibles destilados nocontienen vanadio.

Efectos en el motor

El vanadio en el combustiblecorroe rápidamente loscomponentes calientes. Amenudo, aparecerá por primeravez en forma de escoria fundida


en los asientos de las válvulas de escape.

El vanadio forma compuestos muy corrosivos durante la combustión. Estos compuestosse adhieren a las superficies metálicas calientes, como las caras de las válvulas deescape. Los compuestos de vanadio se funden en las válvulas y quitan el revestimientode óxido. Se pueden formar canales de fugas en la cara de la válvula. Se reduce elcontacto del asiento de las válvulas y se dificulta más el enfriamiento. Cuando aumenta latemperatura de las válvulas, el vanadio corroe el metal aún más rápidamente. Se produceun desgaste excesivo de la cara de las válvulas. Las válvulas se pueden desgastar enunos pocos cientos de horas cuando el contenido de vanadio en el combustible es alto.

El vanadio también puede dañar las boquillas de los inyectores de combustible y loscomponentes de la turbina del turboalimentador.

Medidas para tratar de evitar averías por corrosión causada por el vanadio

Los compuestos de vanadio deben alcanzar su punto de fusión para activarse. La mejormanera de controlar la corrosión es limitar las temperatura de la válvula de escape,limitando la temperatura del gas de escape. Las temperaturas más bajas permiten que elmotor tolere un contenido más alto de vanadio en el combustible.

La disminución de potencia del motor es un método de reducir la temperatura de lasválvulas de escape. Otras medidas (que normalmente requieren cambios de diseño en elmotor) son:

- Utilización de materiales especiales resistentes al calor.

- Rotación de las válvulas de escape (estándar en los motores Caterpillar).

- Enfriamiento especial de piezas a altas temperaturas.

- La mezcla de combustible con combustible de bajo contenido de vanadio reducirálos efectos.

Sodio o cloruro de sodio (sal)

El sodio es un elemento metálico alcalino. Es muy activo químicamente. La forma máscomún del sodio es la sal de mesa.

El sodio se introduce frecuentemente durante el almacenamiento o debido al manejoinapropiado. El sodio puede proceder directamente del agua de mar o de lacondensación de aire salado en los tanques de combustible. También puede estarpresente naturalmente en el petróleo crudo.

Efectos en el motor

El sodio actúa como un catalizador para la corrosión del vanadio. Cuando se combina elsodio con el vanadio, estos reaccionan para formar compuestos que se funden a lastemperaturas normales de operación del motor.


La combinación sodio/vanadio produce corrosión en las válvulas de escape a altastemperaturas. También pueden formar depósitos en la turbina del turboalimentador y enlas boquillas de los inyectores.

Medidas para reducir los efectos del sodio

- El combustible se puede mezclar para reducir la concentración del sodio.

- Asegúrese también de que el combustible sea manipulado y almacenado demanera que se reduzca a un mínimo el contac0 con agua salada y aire cargadode agua salada.

DEPÓSITOS EN LA CÁMARA DE COMBUSTIÓN

Residuos de carbón

Los residuos de carbón constituyen una medida de la tendencia de un combustible aformar carbón durante la combustión. Los combustibles ricos en carbón son más difícilesde quemar y producen la formación de depósitos de hollín y carbón.

El máximo contenido de residuos de carbón permitido en el combustible depende de lavelocidad del motor. En un motor de mayor velocidad, el tiempo de combustión es máscorto y se pueden depositar más residuos de carbón. Por lo general, el contenido decarbón debe ser inferior del 3,5% (utilizando el método de pruebas Conradson DI 89 de laASTM). El método D524 de la ASTM sirve para medir los residuos de carbónRamsbottom.

Efectos en el motor

Los altos niveles de carbón puedencausar una combustión incorrecta.También pueden producirse zonascalientes en las camisas y unapelícula fina de aceite quemado.Esto puede causar el desgasteabrasivo de los pistones, de lascamisas de cilindro, anillos de pistónagarrotados, depósitos en elturboalimentador y depósitos en elmotor.

Los depósitos pueden obstruir elmotor y producir un desgasteabrasivo. Se pueden formardepósitos en las boquillas de losinyectores de combustible, en lospistones, en las válvulas y en elturboalimentador.


El carbono puede también crear fango en la centrífuga de combustible (si tiene) y taponarprematuramente el filtro de combustible. Cuando el contenido de carbono del combustiblees alto, es importante limpiar la centrífuga y reemplazar los filtros de combustible conmayor frecuencia.

Ceniza

La ceniza es el residuo del metal y otros contaminantes que no puede quemarse en elmotor. Estos contaminantes forman depósitos de color entre amarillo y pardo en lassuperficies calientes del metal.

Efectos en el motor

La ceniza puede causar el recalentamiento de superficies de metal, como los asientos delas válvulas de escape, ocasionando con el tiempo la falla de la válvula. La ceniza en elcombustible y los depósitos de ceniza pueden producir también el desgaste abrasivo delas camisas de los cilindros, anillos de pistón, asientos de las válvulas y bombasinyectoras, inyectores y turboalimentador.

La ceniza puede también taponar las boquillas o inyectores de combustible.

Medidas para impedir la formación de depósitos de ceniza:

- Trate de no utilizar aditivos de combustible cuyo efecto no esté comprobado.

- Utilice filtros y tanques de sedimentación para eliminar los depósitos.

- Mantenga la temperatura de los asientos de las válvulas tan baja como resultepráctico.


- En los motores de la Familia 3600, uso un accesorio de lavado de la turbina deescape del turboalimentador.

Aromáticos

Los hidrocarburos aromáticos son grandes estructuras químicas cíclicas presentes en loscombustibles y que resultan difícil de quemar. Los combustibles con un alto contenido dehidrocarburos aromáticos pueden producir una gran cantidad de humo de escape y tienengeneralmente un contenido inferior de cetano natural. Los hidrocarburos aromáticosestán presentes naturalmente en el petróleo. Se denominan aromáticos porque muchosde sus derivados tiene olores dulces o aromáticos.

Durante el proceso de refinado del petróleo se forman otros tipos de hidrocarburos. Lasolefinas, por ejemplo, son una serie de hidrocarburos insaturados relativamente inestablescon un enlace doble como mínimo en la estructura molecular. El enlace doble esquímicamente activo y constituye un punto importante para la adición de otros elementosreactivos, como el oxígeno. Debido a la facilidad con que se oxidan, las olefinas soncompuestos indeseables en solventes de petróleo y aceites de lubricación. Entre lasolefinas se encuentran el etileno y el propileno.

CARACTERÍSTICAS DE COMBUSTIÓN.

Curva de destilación atmosférica

El petróleo crudo se subdivide generalmente en productos de diferentes temperaturas deebullición por medio de un proceso de destilación. Los combustibles líquidos derivadosdel petróleo constituyen ejemplos de algunos de los productos de este proceso. Elproceso da comienzo cuando se calienta el petróleo crudo en una caldera grande. Alaumentar la temperatura, el petróleo crudo pasa del estado líquido al estado gaseoso y seeleva por una gran columna colocada sobre la caldera. Productos como la gasolina, elqueroseno y el combustible diésel se vuelven a enfriar y licuar a diferentes alturas de lacolumna enfriando el gas (condensación). Estos combustibles se recogen en este punto yse vacían. Cada uno de estos combustibles está constituido por hidrocarburos de variostamaños, y por medio de una destilación cuidadosa pueden separarse aún más. Esto sehace en el laboratorio con pequeñas muestras que indican el porcentaje de gasolina,combustible diésel y otros materiales más pesados que se encuentran en el productofinal.

Esto se denomina curva de destilación. Determina las características de combustión delcombustible, y da una indicación de la capacidad del combustible para arrancar el motor,de la energía, las emisiones, la economía del combustible y la formación de depósitos.

La combinación de las fracciones de gasolina y nafta que tienen bajos números de cetanono debe exceder el 35% del crudo total. En la destilación atmosférica, estas fraccioneshierven por debajo de 200°C (392°F). Las fracciones de queroseno, destilado y gasóleocombinadas deben constituir al menos un 30% del total porque tienen números altos decetano. En la destilación atmosférica, estas fracciones hierven entre 200°C (392°F) y latemperatura de pirogenación.


CARACTERÍSTICAS DE ARRANQUE

Número o índice cetano

El índice cetano es una medida de la calidad de encendido del combustible que afecta elarranque y la aceleración. El combustible con un alto contenido de hidrocarburosaromáticos, normalmente tiene un número cetano inferior. La densidad de loshidrocarburos aromáticos varía de un extremo al otro.

El proveedor de combustible debe saber el número o índice cetano de cada entrega decombustible. Los sistemas de combustible con cámara de precombustión (CP) requierenun número cetano mínimo de 35. Los motores de inyección directa (ID) requieren unnúmero cetano mínimo de 40 para obtener buenas características de arranque.

Efectos en el motor

El combustible con un número cetano bajo, normalmente demora el encendido del motor.Esta demora dificulta el arranque y causa ruidos en el motor. La demora de encendidodesperdicia el combustible, causa una pérdida de potencia y a veces averías al motor. Uncombustible con un número cetano bajo puede también emitir humo blanco y mal olor alarrancar en días fríos. Puede ser necesario arrancar y parar con un buen combustibledestilado los motores que generalmente operan con combustibles con un número cetanobajo.


Las mezclas de combustibles o los aditivos pueden cambiar el número cetano. Es difícil ycostoso establecer el número cetano para las mezclas de combustibles debido a lacomplejidad de las pruebas.

El humo blanco de escape está formado por vapores del combustible y los aldehídoscreados por la combustión incompleta del motor. A menudo, la demora del encendido lacausa el tiempo frío. La cámara de combustión no tiene el suficiente calor para inflamar elcombustible. Por lo tanto, el combustible no se quema completamente.

El uso de un aditivo para mejorar el índice cetano, a menudo puede reducir la emisión dehumo blanco durante el arranque del motor en tiempo frío. Aumenta el número cetano delcombustible diésel, lo cual mejora la calidad y facilita el encendido y la combustión delcombustible.

Puede también reducirse la sensitividad al número cetano en un motor aumentando latemperatura del aire de admisión, si es práctico.

El número cetano se calcula normalmente o se aproxima utilizando un "índice cetano"debido al costo de las mejores pruebas. Use con precaución los números cetanos queobtiene de los proveedores de combustible.

Punto de inflamación

El punto de inflamación es la temperatura a la que se inflaman los vapores de combustiblecuando se exponen a las llamas. Lo determina el tipo de combustible y la proporción decombustible / aire. Es importante por razones de seguridad, y no para las característicasde operación del motor.

La temperatura mínima de inflamación de la mayoría de los combustibles diésel esaproximadamente 38°C (1OO°F).

AdvertenciaPor razones de seguridad, mantenga los tanques de almacenamiento, desedimentación y de servicio de combustible a una temperatura de por lo menos100°C (180°F) por debajo de la temperatura de inflamación del combustible. Sepa elpunto de inflamación para poder almacenar y manipular el combustible conseguridad, especialmente si trabaja con combustibles pesados que necesitancalentarse a una temperatura más elevada para facilitar su flujo.

Aire

Se puede disolver el aire en el combustible, y también puede introducirse en las tuberíasde combustible debido a una fuga en el lado de aspiración.

Efectos en el motor

El aire en el combustible puede causar problemas de arranque, "fallas de encendido",baja potencia y humo. El aire puede también causar exceso de humo blanco en algunosmotores.


Reducción de los efectos del aire en el sistema de combustible

Elimine el aire purgando el sistema de combustible. Verifique la presencia de aire disueltoen el combustible con un Tubo de Flujo del Combustible. Algunas veces las fugas en ellado de baja presión del sistema de combustible causan este problema. Primero debencorregirse las fugas, y después se debe purgar el sistema de combustible.

ABRASIVOS

"Finos" catalíticos

Los "finos" catalíticos son pequeñas partículas duras que se originan en la refinería.Normalmente, se componen de aluminio y silicio.

Las partículas de aluminio y silicio contaminan el proceso catalítico de pirogenación ypueden causar un desgaste abrasivo muy rápido. Normalmente, están presentes encombustibles residuales y mezclas de combustibles. Las partículas de silicio puedentambién introducirse si se manipula y almacena el combustible de forma inadecuada.

Efectos en el motor

Los "finos" catalíticos causarán averías a los motores si tienen un tamaño de más de 1 ó 2micrones. Estas partículas finas abrasivas pueden dañar las bombas, inyectores, anillosde pistón y camisas de cilindro.


Medidas para eliminar los "finos" catalíticos del combustible:

- Estas partículas se eliminan usando métodos adecuados de tratamiento decombustible (centrifugación y filtración).

ESTABILIDAD DEL COMBUSTIBLE

Gomas y resinas

Las gomas y resinas presentes en el combustible diésel son el resultado de los productosde oxidación disueltos que no se evaporan fácilmente o no se queman adecuadamente.El exceso de goma en el combustible revestirá las tuberías de inyección del combustible,las bombas y los inyectores e interferirá con las estrechas tolerancias de las piezasmóviles del sistema de combustible. Las gomas y resinas causan también eltaponamiento rápido de los filtros. Durante el almacenamiento del combustible, éste seoxidará y formará más gomas y resinas. La reducción de los períodos dealmacenamiento del combustible (máximo de un año) reducirá a un mínimo la formaciónde gomas y resinas.

Separación del combustible

El combustible debe permanecer estable durante su almacenamiento. Si no se fabrica deforma adecuada, si se usan aditivos de estabilidad incorrecta o si se envejece elcombustible, pueden cambiar sus características y pasar de totalmente mezclado asepararse en componentes como asfaltenos. Esto causa el taponamiento rápido de losfiltros de combustible y una baja potencia del motor. Para reducir a un mínimo el riesgode separación del combustible, use combustible de buena calidad con los aditivoscorrectos de un proveedor de buena reputación, y reduzca al mínimo el tiempo dealmacenamiento del combustible. No se debe almacenar combustible por más de un año.

ALMACENAMIENTO DEL COMBUSTIBLE

El combustible diésel es más propenso a la oxidación durante su almacenamiento y adegradación térmica durante su uso por el contenido de azufre y nitrógeno y el pesomolecular mayores de los componentes con puntos de destilación más altos. El procesopara eliminar el azufre ayuda a estabilizar el combustible reduciendo los productos queforman sedimento. Pero el uso del combustible más inestable ha creado la necesidad deun tratamiento adicional.

Los combustibles diésel comerciales contienen, por lo general, aditivos para mejorar oañadir características deseables. Los aditivos para estabilizar el combustible se usan,generalmente, en los combustibles diésel para impedir su descomposición por oxidación yla formación de gomas y sedimento polímero durante el período de almacenaje.

Pero el período de almacenaje del combustible aun debe limitarse por lo regular a un año.Debe tenerse cuidado también para impedir la entrada en los tanques de almacenaje deagua y contaminantes que puedan restar resistencia al combustible.


TRATAMIENTO DEL COMBUSTIBLES

El tratamiento de combustibles constituye otro elemento importante en el uso decombustibles pesados. Normalmente, se puede dar tratamiento a los combustiblespesados y al petróleo crudo para producir un rendimiento aceptable. El tratamiento de loscombustibles lo hace el cliente en la obra.

Existen varios procedimientos para determinar un programa de tratamiento decombustibles. Primero, haga un análisis del combustible según las especificacionescorrectas. Después consulte su aplicación con los proveedores locales o con el fabricantede una planta de tratamiento para su aplicación. A continuación se representa untratamiento típico de combustibles pesados:


Métodos de tratamiento del combustible


Existen varios métodos de tratamiento de combustibles. Según el motor y el combustible,estos métodos se utilizan normalmente combinando unos con otros.

Sedimentación

La sedimentación es la forma más básica de tratamiento de combustibles. La gravedadhace que los sólidos más pesados en el combustible se sedimenten mientras elcombustible está en el tanque. El agua también se separa. Es mejor dejar que elcombustible sedimente por lo menos 24 horas antes de utilizarlo. Esto reduce la carga delequipo de centrifugación del combustible. Una vez sedimentado, la mayoría de loscontaminantes y el agua pueden extraerse del fondo del tanque.

Centrifugación

La centrifugación separa los sólidos en suspensión y el agua del combustible haciéndologirar en una centrífuga. Las partículas más pesadas se separan durante esta acción.

Filtración primaria

El filtro primario elimina tanto las partículas grandes como las pequeñas. Prolonga la vidaútil del filtro secundario y reduce el desgaste causado por los abrasivos en la bomba detransferencia de combustible. Caterpillar recomienda la instalación de un filtro primario decombustible en todos los motores diésel, no importa qué combustible utilice.

Filtración secundaria o final

Esta es la filtración que normalmente vende Caterpillar y que monta en el motor. Aun conla filtración externa, este filtro final debe mantenerse y utilizarse en todas lasinstalaciones.

Calentamiento

Con las mezclas de combustibles, el combustible debe calentarse para disminuir laviscosidad en la bomba de transferencia del combustible. El calentamiento facilita el flujodel combustible, ya que se disuelve tanto la parafina como las gomas sólidas. El agua ylos hidrocarburos sólidos se evaporan, por esto deben ventilarse los hidrocarburosvolátiles.

El combustible puede calentarse con un intercambiador de calor, a vapor o conserpentinas eléctricos, siempre y cuando se tomen las precauciones de seguridaddebidas. Es deseable tener algún método para controlar la temperatura, ya que si elcombustible está demasiado caliente afectará al rendimiento del motor.

Ventilación

La ventilación desprende hidrocarburos gaseosos y vapor de agua del combustibledespués de haberse calentado. Se necesita una ventilación apropiada para prevenir elriesgo de explosiones.


Aditivos

Los aditivos pueden neutralizar las propiedades indeseables de los combustibles. Ciertosaditivos mejoran la calidad de encendido. Generalmente, Caterpillar no recomienda eluso de aditivos para los combustibles diésel n1 y n2, con dos excepciones. La primera esel uso de un aditivo para mejorar el número cetano del combustible que se usa en losmotores de inyección directa si este es inferior a 40. La segunda es el uso de biocidaspara eliminar los microorganismos del combustible.

La aplicación puede afectar el tratamiento del combustible

La aplicación del motor determina a menudo el mejor método de tratamiento delcombustible.

Ejemplo de aplicación n1: Los motores marinos grandes de baja velocidad (hasta 500RPM) de propulsión y los motores de las Familias 3500 ó 3600 para potencia auxiliar.

Método de tratamiento: El astillero o principal proveedor de motores normalmente esresponsable de la planta de tratamiento de combustibles. Si el combustible satisface lasespecificaciones mínimas, los motores auxiliares Caterpillar pueden utilizar el mismocombustible que los motores principales. Los combustibles que no satisfagan estasespecificaciones deben mezclarse. Las mezclas de combustibles necesitan lacoordinación de las especificaciones de flujo del mezclador, un tanque de abastecimientodiario de mezclas de combustible, filtros de autolimpieza, centrífugas o filtros deinmersión. Puede ser necesario limpiar el aceite lubricante por un sistema centrífugo deflujo completo o de desvío. Los filtros Glacier o de inmersión se necesitan particularmentepara combustibles IF80 o superiores.

Ejemplo de aplicación n2: Los motores de la Familia 3600 utilizados para propulsión,con un motor de la Familia 3500 o más pequeño como potencia auxiliar.

Método de tratamiento: Los vendedores de plantas de tratamiento de combustiblesproporcionan ayuda técnica en el diseño y configuración

Puede resultar más económico tratar el combustible marino en tierra. De esta forma sereducen los costos de instalación de la planta de tratamiento y facilita al personalexperimentado operar el equipo complicado de filtración de combustible.

COMBUSTIBLES DESTILADOS

Descripción

Los combustibles destilados se refinan del petróleo crudo. Los combustibles destiladosque satisfacen las especificaciones de Caterpillar son los combustibles preferidos para losmotores diésel Caterpillar, y son más caros.

La experiencia ha demostrado que los combustibles destilados que satisfacen lasespecificaciones básicas proporcionan un rendimiento y vida útil máximas del motor.


Normas del combustible

Los combustibles que se recomiendan para usar con los motores diésel Caterpillar son eldiésel No. 2-D y el fueloil No. 2, aunque los combustibles de grado No. 1 son tambiénaceptables. La lista da las normas mundiales que satisfacen los requisitos de Caterpillar.

También, se pueden usar combustibles tipo queroseno para aviones como combustiblepara motor, siempre y cuando conformen con los límites de aceptación. La tabla incluyealgunos de estos combustibles aceptables.


La mayor preocupación con estos combustibles para avión es la viscosidad delcombustible. Estos combustibles tipo queroseno para operar a bajas temperaturas tienenuna viscosidad más baja. Los sistemas de combustible de los Motores Caterpillarrequieren una viscosidad mínima de 1,4 cSt a 38°C (1OO°F) para lubricar adecuadamentelos componentes del sistema de combustible.

Estos combustibles afectan también el consumo de combustible y/o el rendimientomáximo. Los combustibles tipo queroseno tienen menos energía por unidad que loscombustibles diésel, y por lo tanto, producen menos potencia o se requiere máscombustible para obtener los mismos resultados.

PETRÓLEO CRUDO

Descripción

El término "petróleo crudo" se usa para describir aquellos aceites y combustibles sinrefinar, básicamente tal como se encuentran en su estado original al extraerse delsubsuelo. Los motores Caterpillar pueden consumir ciertos tipos de petróleo crudo


MEZCLAS DE COMBUSTIBLES PESADOSDescripción

El combustible residual está compuesto por los elementos restantes (residuales) delpetróleo crudo después del proceso de refinación y de haber obtenido combustible diésel,gasolina o aceites lubricantes, etc. Después de haber refinado los productos másdeseables, los elementos restantes (semejantes al alquitrán y que contienen sustanciasabrasivas y corrosivas) pueden combinarse o diluirse con un combustible más ligero(combustible de 'dilución') de modo que puedan fluir. Estos combustibles se denominanmezclas de combustibles o combustibles pesados.

Los motores Caterpillar de las Familias 3500 y 3600 pueden mortificarse para operar conmezclas de combustible o combustibles pesados. La mayoría de los propietarios demotores Caterpillar no optarán por usar estos combustibles. Sin embargo, si sus motores


se utilizan en una aplicación marina o para generar energía, esta sección le proporcionaráciertas guías generales acerca de las aplicaciones y utilización de combustibles pesados.

Los combustibles pesados se describen normalmente por su viscosidad, expresada en"centistokes" (cSt) o en "segundos Redwood". La escala Redwood a 1OO°F está siendoreemplazada por la escala de centistokes, a 50°C. La tabla siguiente indica la relaciónaproximada entre las dos escalas.

Generalmente, los motores Caterpillar de la Familia 3500 pueden operar con combustiblesmezclados de hasta 180 cSt a 50°C y a 1800 RPM y más bajas sin cambiar lasincronización del motor. Sin embargo, puede ser necesario reducir el régimen del motorpara mantener la temperatura de los componentes internos por debajo de los límitesmáximos establecidos.

Los motores Caterpillar de la Familia 3600 pueden operar con combustibles mezclados dehasta 380 cSt a 50°C.

Existen otros muchos factores quehay que tener en cuenta antes detomar la decisión de cambiar acombustibles pesados. Como loscombustibles pesados son losresiduos pesados que quedan delproceso de refinación, tienencontaminantes concentrados. En elmejor de los casos, la utilización decombustibles pesados aumentará eltrabajo del personal de operación.En el peor de los casos, loscombustibles pueden reducirconsiderablemente la vida útil delmotor y sus componentes. Para quesu motor funcione correctamentecon combustibles pesados, debeseguir un programa demantenimiento completo y disponerde un equipo de tratamiento decombustibles de alta calidad.


Se recomienda que consulte siempre con su distribuidor local Caterpillar cuandoconsidere cambiar de combustible.

Aspectos económicos de utilizar combustibles pesados

Los costos más bajos del combustible hacen que los combustibles pesados parezcan máseconómicos. Las mezclas de combustibles pueden reducir los costos para algunosclientes, pero a menudo hay desventajas importantes. El precio del combustible debecompararse con los contaminantes, sus efectos, la reducción de vida útil de loscomponentes del motor y los costos más altos de mantenimiento y salarios del personal.Analice completamente todos los costos antes de decidir usar combustibles pesados.Caterpillar o su distribuidor Caterpillar le ayudarán a hacer esta evaluación.

También se deben estudiar otros métodos de ahorrar combustible. A continuacióncitamos algunas alternativas para ello.

Motores más modernos y de consumo eficiente de combustible.

Menor velocidad. (Los motores pueden funcionar a 1200 RPM, en vez de a 1800 RPM; ya 1000 RPM, en vez de a 1500 RPM; etc.)

Hélice más eficiente (rueda más grande con paso reducido) o generador u otra unidadimpulsada más eficiente.

Recuperación del calor de desecho y mezclas más ligeras.

Utilización de motores de gas natural en vez de diésel.

Costos de instalación relacionados con el uso de combustibles pesados

Normalmente, los costos de instalación de un motor que usa combustible pesado sonentre un 25 y un 85% mayores que los de un motor que usa combustible diésel n2 ocombustible diésel marino.

El tiempo de parada también aumenta típicamente. Los operadores deben pasar mástiempo atendiendo a los motores y al equipo de tratamiento de combustibles. Debenentender el sistema y saber cómo funcionan los motores y el equipo de tratamiento decombustibles.

Si decide usar combustibles pesados, surgirán ciertas ventajas y desventajaseconómicas. Aunque los costos de combustible pueden ser entre un 5 y un 40% menoresque si usa mezclas de combustibles, estos ahorros no representan ganancias. Debido alos contaminantes, la vida útil de las bombas inyectoras de combustible, de las válvulas yde los anillos de pistón puede acortarse significativamente. Puede ser necesarioreemplazar estos componentes desgastados.


Recomendaciones sobre los combustibles pesados

El distribuidor puede ayudarle a evitar problemas y gastos innecesarios. Por ejemplo, elnivel de azufre del combustible tiende a aumentar drásticamente con los combustiblesmás pesados. Con algunos combustibles tal vez sea económico instalar piezasespeciales para ayudar a contrarrestar los efectos del azufre del combustible. Otrocontaminante de los combustibles es el vanadio (especialmente si también hay sodiopresente), puede requerir cambios de diseño o ajuste de una configuración diéselestándar.

Mezclas de combustibles

Pueden obtenerse muchas de las características del combustible mezclando combustiblesdiferentes. Una mezcla de combustibles puede mejorar el arranque y el calentamiento delmotor, reducir los depósitos y el desgaste, mejorar las emisiones y, a veces, causar unefecto en la potencia y economía.

Por lo general, los combustibles más ligeros son más limpios y facilitan los arranques.Los combustibles más pesados tienen valores de calentamiento más elevados, (porvolumen), mejor punto cetano, etc.

Por ejemplo, tal vez sea necesario añadir más combustible destilado a la mezcla decombustibles residuales para reducir el nivel de contaminantes. Si compra una mezcla decombustibles residuales que tengan 120 PPM de vanadio, y si este combustible se mezclade modo que se reduzca su contenido de vanadio a 100 PPM, se aumentará la vida útil delas válvulas de escape.

Deben analizarse las mezclas de combustibles

Laboratorios químicos en todo el mundo pueden evaluar las propiedades de loscombustibles. En Estados Unidos, estos laboratorios se encuentran normalmente en laspáginas amarillas del directorio telefónico en la sección "Laboratorios". Algunascompañías petrolíferas y agencias reguladores proporcionan también estos servicios.

Se deben hacer las pruebas que se indican en la Tabla 'A' para identificar las propiedadesy los contaminantes del combustible que sean más importantes para los motoresCaterpillar. Las propiedades más necesarias para evaluar las mezclas de combustibles ylos combustibles pesados se indican con un punto (-).


SISTEMA DE COMBUSTIBLE CATERPILLAR

Hay dos tipos básicos de sistemas de combustible que se utilizan en los motores diéselCaterpillar: con cámara de precombustión y de inyección directa.


Un sistema de combustible con cámara de precombustión tiene dos cámaras entre laboquilla del combustible y el pistón. La combustión empieza en la primera cámara. Estoproduce un flujo turbulento de una mezcla de combustible / aire en la segunda cámaramás grande donde se completa la combustión.

Muchos de los motores Caterpillar más recientes tienen un sistema de combustible deinyección directa. Generalmente, con este sistema se utiliza menos combustible, pero esmás sensible a la calidad del combustible que el sistema con cámara de precombustión.Los sistemas de inyección directa inyectan el combustible directamente en la cámara decombustión por medio de varios orificios pequeños en la boquilla del inyector decombustible. El combustible es atomizado y se inflama de manera eficiente. Unavariación de este sistema son las bombas inyectoras que se usan en los motores de lasFamilias 3500, 3600, y en los motores de 1,1 y 1,7 litros.

MANTENIMIENTO DEL SISTEMA DE COMBUSTIBLE

El mantenimiento adecuado del sistema de combustible es crítico para hacer que el motorfuncione bien.

- Cuando cambie los filtros de combustible hágalo con mucho cuidado. Primerolimpie la caja del filtro, después desatornille o saque el filtro viejo sin que entrepolvo en la caja.


- Limpie y lubrique la junta del filtro nuevo con combustible diésel LIMPIO. Instalelos filtros nuevos SECOS. Cebe el sistema de combustible. Las instruccionespara este procedimiento las encuentra en el Manual de Operación yMantenimiento o en el Manual del Propietario.

- Nunca ponga combustible en el elemento del filtro nuevo antes de instalarlo. Elcombustible contaminado causará averías a los componentes del sistema decombustible.

- Después de cambiar los filtros de combustible, purgue siempre el sistema decombustible para sacar la burbujas de aire del sistema.

- Cuando sea práctico, llene el tanque de combustible después de cada día deoperación para reducir a un mínimo la condensación. Los tanques de combustiblellenos impiden que se forme condensación eliminando el aire cargado dehumedad. No obstante, no llene el tanque demasiado porque si sube latemperatura, el combustible se dilata y puede rebosar.

- Saque el agua y sedimento del tanque de combustible al comienzo de cada turno odespués de haber llenado el tanque y haberío dejado reposar durante 5 a 10minutos. Asegúrese de vaciar una taza al comienzo de cada turno o inspección.Vacíe los tanques de almacenamiento cada semana.

- Instale y mantenga un separador de agua antes del filtro de combustible primario.

- Limpie el filtro de combustible primario y cambie el filtro de combustible final a losintervalos indicados en su Manual de Operación y Mantenimiento o en el Manualdel Propietario.

- Al menos diariamente, compruebe la presión diferencial que puede indicar eltaponamiento de un filtro de combustible.


- Inspeccione todos los filtros nuevos (especialmente compruebe las roscas de losfiltros desmontables) para ver si tienen rebabas o partículas de metal. Laslimaduras que encuentre en el filtro pasarán directamente a las bombas decombustible y a los inyectores.

- Use filtros de combustible legítimos Caterpillar para asegurarse de la calidad,consistencia y limpieza. Existen grandes diferencias entre los filtros decombustible, aun si el filtro se adapta a su motor, es posible que no sea el filtrocorrecto. Hay muchas diferencias importantes entre los filtros Caterpillar y losfiltros que no son originales. Para obtener mayor información sobre las diferenciasy consideraciones de los filtros de combustible, comuníquese con a su distribuidorCaterpillar. El distribuidor tendrá mucho gusto en poder ayudarle.

- Almacene apropiadamente los filtros nuevos para impedir la entrada de polvo ysuciedad en el filtro antes de usarlo.

- Corte los filtros usados después de haber hecho el cambio. La única forma deinspeccionar bien los filtros es usando la Herramienta para Cortar Filtros 6V7905 ycortarlos después de usarlos (a cada cambio de filtros). Esto le permitiráinspeccionar los componentes internos de los filtros para ver si hay contaminantesy comparar también las diferentes marcas de filtros para ver si tienen la calidad yefectividad de filtración.

Mantenimiento de los motores que utilizan combustibles pesados

Los motores que funcionen con combustibles pesados deben inspeccionarse ymantenerse cuidadosamente. Se deben observar estrictamente los intervalos de servicio.Los operadores deben estar capacitados para realizar una inspección de serviciocompleta.


Inspecciones periódicas "cuando sea necesario"

- Pruebe cada entrega de combustible. Identifique inmediatamente el niveles decontaminantes y notifique al personal de operaciones apropiado.

- Antes de almacenar, pruebe la compatibilidad entre el combustible en los tanquesy el combustible que compra. De ser posible, mantenga el combustible en tanquesseparados.

- Haga un análisis A.P.A. (Análisis Periódico de Aceite) con regularidad paradeterminar si hay partículas de desgaste en el aceite y mantener un Número deBase Total adecuado.

- Haga análisis infrarrojo de los aceites usados para determinar el efecto de lacombustión de combustibles pesados en el aceite del cárter.

Inspecciones diarias

- Mantenga y controle el equipo de tratamiento de combustible.

- Registre las temperaturas del motor para cerciorarse de la temperatura adecuadadel agua de las camisas, del posenfriador y del aire de admisión.

- Si está equipado con un accesorio para lavar con agua el turboalimentador, lave laturbina de escape del turboalimentador. Es necesario eliminar los depósitos dellado de la turbina del turboalimentador. (En los motores de la Familia 3600 sedispone de un accesorio para esta función.

- Inspeccione los termopares de escape y registre las temperaturas de escape.Fíjese si hay válvulas de escape desgastadas.

NOTA: Mida la proyección del ufusvástago de las válvulas cuando estén nuevas, usandoun punto estacionario como punto de referencia; por ejemplo, la cara de la junta de la tapade válvulas. Registre las mediciones de cada válvula para hacer comparaciones con lasmediciones que se obtengan después. Si la proyección del vástago de la válvula tiene unjuego de más de 1,25 mm (0,050 pulg) considere desmontarla para saber la razón. Otramanera de observar el desgaste de la cara de la válvula consiste en medir y registrar lasvariaciones de la luz de las válvulas durante un período.

- Mantenga una estrecha vigilancia de las diferencias de presión entre el filtro decombustible y el de aceite. Inspeccione los filtros por si están taponados.

- Vacíe a diario el fondo de los tanques de sedimentación y de combustible.Observe si hay exceso de agua y sedimento.

Cada 1000 horas de operación

- Compruebe en la culata el asiento de las válvulas de escape y la acumulación decarbón. Compruebe los inyectores de combustible para ver si las boquillas rocíande forma adecuada. Cerciórese de que los rotaválvulas operen correctamente.


- Limpie el turboalimentador (turbina de escape) (motores de las Familias 3500 y3600 sin accesorios para lavar la turbina de escape del turboalimentador).

Operación del motor con baja carga

Si va a operar su motor con carga parcial durante períodos prolongados, use combustiblediésel n2 o gasóleo marino. (Cerciórese que los inyectores no funcionen sin combustibledurante el cambio.)

La siguiente tabla muestra la relación entre la carga del motor y el tiempo. Le ayudará adecidir qué tipo de combustible debe utilizar en aplicaciones de cargas ligeras.

Otras sugerencias sobre combustibles pesados

A continuación le hacemos otras indicaciones que debe tomar en cuenta si utilizacombustibles pesados.

- Corte los filtros usados para ver si encuentra contaminantes. Al aumentar losniveles de contaminación, por lo general pierde su calidad el combustible diésel.

- Al disminuir la calidad del combustible, se hace más importante disponer debuenos sistemas de tratamiento del combustible. El sistema de tratamiento aveces puede compensar por la mala calidad del combustible ... pero disminuye elmargen de error con un sistema que no funciona correctamente.


- Frecuentemente, los motores diésel no pueden operar con un combustibleprocedente directamente del tanque de combustible (como se recibe delproveedor).

- La viscosidad no tiene ninguna relación con la calidad. No use el espesor oviscosidad del combustible como su única guía para determinar la calidad delcombustible.

- Los recibos de las entregas de combustible, por lo general, no dan una indicaciónadecuada de la calidad del combustible. Estos recibos por lo general soninexactos.

- Pruebe el combustible inmediatamente o envíe los resultados tan pronto como seaposible, preferiblemente antes de almacenarlo. Esto le permitirá hacer los ajustesnecesarios al sistema de tratamiento del combustible.

- Compruebe y calibre su viscosímetro cada 6 a 12 meses.

- Trate de reconocer y corregir los problemas de una entrega de combustible tanpronto como sea posible después de recibirlo.

- Guarde una muestra de dos litros (medio galón) cada vez que reciba una entrega.Póngale una etiqueta para futura referencia.

- Divida los tanques en tanques de almacenamiento, de sedimentación y de servicio.Esto es especialmente importante si no está seguro de la compatibilidad de loscombustibles. Trate de limitar la transferencia de combustibles antes demezclarlos.

- Tal vez necesite arrancar y parar el motor con combustible diésel No. 2D cuandoutilice ciertos tipos de combustible.

Combustión de aceites del cárter en motores diésel Caterpillar

Si es absolutamente necesario descartar el aceite usado del cárter del motor diéselquemándolo en el motor, y si es aceptable desde el punto de vista del medio ambiente, sedebe seguir el siguiente procedimiento.

1. Queme sólo aceites de cárter que satisfagan las especificaciones de los aceiteslubricantes Caterpillar.

Advertencia

No utilice aceites de cárter de motores de gasolina o aceites que seanespecíficamente de transmisión o hidráulicos.

2. Prepare de antemano una mezcla de 50% aceite y 50% combustible limpio antes deañadirlo al tanque de combustible para hacer la mezcla final.

3. La mezcla final que queme no debe contener más de un 5% de aceite usado.


4. No utilice aceite de motores averiados o aceite contaminado con agua o refrigerante.

5. Filtre o centrifugue el aceite usado antes de añadirlo al tanque de combustible. Evitela contaminación del aceite.

6. Espere una reducción en vida útil de los filtros y del motor debido a los depósitos.

el combustible diesel cat

Documents