esquema proyecto de tesios mentor
TRANSCRIPT
INSTITUTO TECNOLÓGICO SUPERIOR
“GUAYAQUIL”
MECÁNICA AUTOMOTRIZ
TEMA:
Análisis del mantenimiento y el correcto funcionamiento de los mandos
de distribución de los sistemas SOHC y DOHC con su respectivo
reglaje, para equipar el laboratorio de mecánica automotriz INSTITUTO
SUPERIOR TECNOLOGICO “GUAYAQUIL”
Proyecto de tesis
Autor: Mentor Anibal Caisabanda Toapanta
Asesor: Ing. Juan Ballesteros
Titulo: Tecnólogo en Mecánica Automotriz
Carrera: Mecánica Automotriz
Mes y Año de Egresamiento: …………..
Ambato – Ecuador
Mes- Año
1
ÍNDICE GENERAL DE CONTENIDOS
CONTENIDOS PÁGINA
ÍNDICE DE FIGURAS
FIGURAS PÁGINA
ÍNDICE DE TABLAS
TABLAS PÁGINA
2
CAPÍTULO I.
1. PROBLEMA DE LA INVESTIGACIÓN
1.1 Tema
Análisis del mantenimiento y el correcto funcionamiento de los mandos de
distribución de los sistemas SOHC y DOHC con su respectivo reglaje, para
equipar el laboratorio de Mecánica Automotriz del Instituto Tecnológico
Superior “Guayaquil”.
1.2 Planteamiento del problema
La actualización sistemática en los diferentes centros de mantenimiento
automotriz en lo relacionado con máquinas – herramientas y equipos de
diagnóstico que permitan solucionar averías que se presentan por mal
funcionamiento de los componentes internos y externos del motor y
solucionarlos de manera rápida y efectiva ha sido cada vez más acelerado
para satisfacer las necesidades de los propietarios de vehículos quienes
requieren un mantenimiento general para un buen desempeño del motor.
Los cambios en los mandos de distribución han sido constantes y la
aplicación de la electrónica para compensar y mejorar las técnicas de
llenado del cilindro y salida de los gases de escape es una de las principales
innovaciones, por lo cual los estudiantes aún desconocen estos sistemas de
distribución y sus cotas de reglaje ocasionando un desinterés del
aprendizaje y limitando el conocimiento de dichos sistemas.
Otra desventaja es el escaso equipamiento del laboratorio de Mecánica
Automotriz del Instituto Tecnológico “Guayaquil” de motores con sistemas de
distribución SOHC y DOHC al igual que guías de laboratorio en las cuales se
3
pueda identificar cada uno de estos sistemas y sus respectivos reglajes
dando como resultado un déficit en los procedimientos de calibración y
puesta a punto de los mandos de distribución de los diferentes motores
limitando el aprendizaje y la investigación tecnológica.
1.2.1 Contextualización
El Ecuador en los últimos años se ha convertido en un país receptor de
distintas marcas de automotores provenientes de diferentes partes del
mundo y complementado con las marcas ensambladas en el país, esto
implica un considerable crecimiento del parque automotriz y se ve reflejado
en las distintas ciudades de nuestro territorio. Cada una de estas diferentes
marcas maneja su propia información de mantenimiento de los sistemas de
distribución.
En la Provincia de Tungurahua el parque automotriz tiende a crecer
aceleradamente debido a la incorporación de nuevas tecnologías y a
diferentes planes de financiamiento que maneja cada casa comercial, y la
exigencia de comodidad y seguridad de los potenciales clientes hace que la
influencia del medio sirva para comercializar las nuevas marcas existentes
en el país.
En la ciudad de Ambato es notorio observar tanto en concesionarios
automotrices como en las vías nuevas marcas de vehículos, esto ha llevado
a varios talleres a ampliar sus servicios y pasar de ser talleres Monomarca a
talleres Multimarcas para mitigar la demanda existente en el mercado; es
evidente que muchos talleres o concesionarios para solucionar o dar
4
mantenimiento preventivo a todos estos vehículos tiene que adquirir,
manejar y capacitar a su personal con nuevas herramientas tecnológicas.
El Instituto Tecnológico Superior “Guayaquil” de la ciudad de Ambato en su
laboratorio de formación de Tecnólogo en la carrera de Mecánica Automotriz
no dispone de suficientes herramientas y equipos de diagnóstico automotriz
lo que limita la formación académica de sus estudiantes.
1.2.2 Análisis Crítico
Los estudios tecnológicos que a diario se realizan dentro de la mecánica
automotriz permiten aumentar la velocidad y potencia del motor
aprovechando los mandos de distribución y los reglajes en el sistema para
obtener un mejor llenado del cilindro con la mezcla aire – combustible y
aprovechar al máximo el desempeño del motor. El uso de las cotas de
reglaje involucra tener equipos adecuados que permitan identificar los
ángulos de avance y retardo del encendido así como la apertura y cierre de
las válvulas.
Los Institutos Superiores deben formar profesionales competitivos que estén
acorde a los avances tecnológicos y aptos para trabajar con los diferentes
sistemas de distribución que están presentes en motores de gasolina y
diésel de distinto cilindraje. Son pocos los institutos de enseñanza superior
de carreras técnicas que en sus mallas curriculares involucra el
entrenamiento a sus estudiantes en lo referente a los sistemas de
distribución del motor y sus cotas de reglaje.
5
1.2.3 Prognosis
En la actualidad los vehículos son cada vez más veloces y potentes y sus
sistemas de distribución más complejos como es el sistema de distribución
variable (VVTi) por lo que es indispensable mejorar el equipo de detección
del ángulo de avance y retardo al encendido y la capacitación adecuada al
personal que va a trabajar con estos sistemas. Los institutos técnicos que
forman tecnólogos deben actualizar sus instalaciones y adquirir motores con
sistemas de distribución DOHC porque de no hacerlo en un futuro próximo
sus egresados ya no serán competitivos y el centro de enseñanza perderá
credibilidad y el prestigio obtenido durante su vida institucional.
1.2.4 Formulación del Problema
¿Cómo influye la inexistencia de motores con sistemas de distribución
SOHC y DOHC en la enseñanza teórico – práctico de los estudiantes?
1.2.5 Interrogantes (sub problemas)
¿El laboratorio de Mecánica Automotriz está equipado con motores de última
generación?
¿Es necesario equipar el laboratorio con herramientas y equipos que faciliten
el diagnostico de avance y retardo al encendido?
¿Es necesaria la inversión económica por parte de las autoridades?
6
1.2.5.1. ARBOL DE PROBLEMA
EFECTOS
CAUSAS
7
Inadecuado manejo de guías de laboratorio para el reglaje de los mandos de distribución
Déficit en la investigación tecnológica
Desconocimiento de las cotas de reglaje de los sistemas de distribución SOHC Y DOHC
Laboratorio de Mecánica Automotriz escasamente equipado de motores con
sistemas de distribución modernos
Herramientas y equipos que no facilitan el
diagnóstico de avance y retardo al encendido
Desinterés del aprendizaje por parte
de los estudiantes
Limitado conocimiento en el reglaje de los mandos
de distribución
Elaborado por: Mentor Caisabanda
Figura N° 1.1. Árbol de problemas
1.2.6 Delimitación del objeto de investigación
Campo: Mecánica Automotriz
Área: Mecánica Automotriz
Aspecto: Actualización del laboratorio
Espacial: Laboratorio de Mecánica Automotriz
Temporal: Julio 2013
1.3 Justificación
La incorporación de sistemas de distribución SOHC y DOHC en los motores
actuales trae consigo un rendimiento óptimo del motor de combustión interna
y estos avances en nuestro medio se deben convertir en motivo de
investigación por parte de los futuros egresados del Instituto Tecnológico
Superior “Guayaquil” para tener conocimiento más amplio de estas nuevas
tecnologías.
Estos cambios que se presentan en el campo automotriz obligan a
mantenernos actualizados tanto a los recién egresados como a los
profesionales que desempeñan sus actividades en los centros de
mantenimiento automotriz los mismos que buscan alternativas de
capacitación a sus operarios acerca de estos avances tecnológicos.
Los motores equipados con sistema de distribución DOHC es una de las
atracciones en cuanto al número de cilindros y disposición de válvulas por
cada cilindro, por lo tanto es necesario tener información que haga
referencia a los mandos de distribución para el correcto funcionamiento y
puesta a punta del mismo.
8
1.4. OBJETIVOS
1.4.1. Objetivo General
Analizar el funcionamiento y mantenimiento de los mandos de
distribución SOHC y DOHC con sus respectivos reglajes para
implementar el laboratorio de Mecánica Automotriz y fomentar la
mejor preparación técnica de los estudiantes.
1.4.2 Objetivos Específicos
Determinar el funcionamiento de los sistemas de distribución.
Identificar los tipos de mandos de distribución con sus respectivos
reglajes.
Desarrollar guías de laboratorio que permitan a los estudiantes
trabajar en los diferentes reglajes de los sistemas de distribución.
9
CAPÍTULO II.
MARCO TEÓRICO
2.1. Antecedentes investigativos
La investigación se basará en un tema poco investigado por el medio
educativo automotriz como es el uso de la guía de reglaje de los mandos de
distribución del motor y de los sistemas SOHC y DOHC, de lo encontrado
hay escasas investigaciones relacionadas con el reglaje que permitan
mejorar el rendimiento del motor.
En el sistema de distribución de un motor estándar, la apertura y cierre de
las válvulas se encuentra diseñados para dar la suficiente potencia sin un
mayor sacrificio de sus partes móviles, procurando una mayor duración. El
mejoramiento del performance de un motor de combustión interna está
basado en una serie de perfeccionamientos, tanto en su estructura interna
como externa, con el fin de llevarle al motor a desarrollar una potencia
superior y mayor torque. La definición de una metodología para el reglaje de
los mandos de distribución, es la investigación de todos los factores que
intervienen para el mejoramiento del performance del motor, basándome en
las características técnicas que posee un motor desde su fabricación.
10
2.2. Categorías fundamentales
VARIABLE INDEPENDIENTE VARIABLE DEPENDIENTE
Elaborado por: Mentor Caisabanda
Figura: 2.2. Categorías Fundamentales
2.3. Fundamentación científica
Consideremos algunos conceptos e información necesaria para partir la
siguiente investigación.
2.3.1. Motor
Máquina que transforma la energía química del combustible en energía
cinética para producir movimiento y el vehículo pueda desplazarse.
11
Adelantos tecnológicos de los sistemas de distribución
Mandos de sistemas de distribución
Tipos de sistemas de distribución
Sistemas de distribución
Mantenimiento de los sistemas de distribución
Reglaje de los sistemas de distribución DOHC
Reglaje de los sistemas de distribución SOHC Y OHV
Reglajes de la distribución
Los primeros prototipos carecían de la fase de compresión; es decir, la fase
de succión terminaba prematuramente con el cierre de la válvula de
admisión antes de que el pistón llegase a la mitad, lo que provocaba que la
chispa que generaba la combustión que empuja la carrera del pistón fuese
débil. Como consecuencia el funcionamiento de estos primeros motores era
deficiente. Fue la fase de compresión la que dio una eficiencia significativa al
motor de combustión interna, que lograría el reemplazo definitivo de los
motores a vapor e impulsaría el desarrollo de los automóviles, porque
lograba desarrollar una potencia igual o mayor en dimensiones
considerablemente mucho más reducidas.
A continuación se detalla el funcionamiento de un motor de combustión
interna de cuatro tiempos. Fuente: Giacosa, 2012, pág. 1.
2.3.1.1. Funcionamiento del motor de combustión interna
Para funcionar el motor a gasolina de cuatro tiempos necesita de tres
elementos importantes que son: Oxigeno, chispa y combustible. Al mezclar
aire y combustible de manera estequiométrica (14,7:1), es decir 14,7 partes
de oxígeno y una de combustible y una chispa que queme todo este
compuesto se obtiene un mejor rendimiento del motor y las emisiones de
gases contaminantes son mínimas. El motor al tener cuatro ciclos (fases)
debe terminar en dos giros del cigüeñal según el diagrama teórico de
distribución.
12
Elaborado por: Mentor Caisabanda
Figura N° 2.3. Diagrama de distribución teórico
Estas fases son:
Fase 1. Admisión
Fase 2. Compresión
Fase 3. Explosión
Fase 4. Escape
A continuación se detalla cada una de estas fases de funcionamiento.
Fuente: Giacosa, 2012, pág. 1
Figura N° 2.4. Fases de funcionamiento de un motor de cuatro tiempos a gasolina
13
2.3.1.2. 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 la primera fase el cigüeñal gira 180º y el árbol de
levas da 90º y la válvula de admisión se encuentra abierta y su carrera es
descendente. Fuente: Giacosa, 2012, pág. 2.
2.3.1.3. Compresión
Al llegar al final de la carrera inferior, la válvula de admisión se cierra,
comprimiéndose la mezcla aire - combustible contenido en la cámara de
combustión por el ascenso del pistón. En la segunda fase el cigüeñal gira
360º y el árbol de levas da 180º, y además ambas válvulas se encuentran
cerradas y su carrera es ascendente. Fuente: Giacosa, 2012, pág. 2.
2.3.1.4. Explosión
Una vez iniciada la combustión, esta progresa rápidamente incrementando la
temperatura y la presión en el interior del cilindro y expandiendo los gases
que empujan el pistón y las válvulas permanecen cerradas impidiendo que
haya fugas de la mezcla. Esta es la única fase en la que se obtiene trabajo.
En este tiempo el cigüeñal gira 180º mientras que el árbol de levas gira 90º
respectivamente. Fuente: Giacosa, 2012, pág. 3.
14
2.3.1.5. Escape
En esta fase el pistón empuja, en su movimiento ascendente, los gases de la
combustión que salen a través de la válvula de escape que permanece
abierta. Al llegar al punto máximo de carrera superior, se cierra la válvula de
escape y se abre la de admisión, reiniciándose el ciclo. En este tiempo el
cigüeñal gira 180º y el árbol de levas gira 90º.
Para un mejor entendimiento de cómo trabaja el motor los cuatro tiempos de
su funcionamiento de manera práctica detallaré a continuación con su
respectivo diagrama de distribución.
En el ciclo práctico de funcionamiento la duración de los tiempos varía,
siendo los tiempos (fases) diferentes de 180º; surgen las llamadas cotas de
distribución, las cuales determinan los puntos exactos de apertura y cierre de
válvulas, así como el avance del encendido. Todas estas cotas son fijas y
dependen del árbol de levas, el cual tiene una "ley" diferente en cada modelo
de motor. Por lo general estas cotas tienen los siguientes valores: Fuente:
Giacosa, 2012, pág. 2.
Elaborado por: Mentor Caisabanda
Figura N° 2.5. Diagrama de distribución práctico
15
Adelanto a la apertura de la válvula de admisión (AAA): 15° antes del
PMS.
Retraso al cierre de la válvula de admisión (RCA): 45° después del
PMI.
Adelanto a la apertura de la válvula de escape (AAE): 45° antes del
PMI
Retraso al cierre de la válvula de escape (RCE): 15° después del
PMS.
Adelanto al encendido (AA): 10° antes del PMS.
Para determinar cuántos grados dura el tiempo de admisión se realiza la
siguiente suma: AAA+180°+RCA; siendo: 15°+180°+45°= 240°. De esta
forma se deduce que el tiempo de admisión tiene una duración de 240°
aprovechando el mejor llenado de la mezcla aire–combustible y obteniendo
un mejor desempeño del motor. Ahora para determinar la duración del
tiempo de compresión se realiza lo siguiente: 180°-RCA y esto es igual a:
180°-45°= 135°.
Para poder aprovechar toda la energía que contiene el combustible se
realiza un adelanto al encendido para que se queme toda la mezcla aire –
combustible que ingreso al interior del cilindro, entonces, para determinar
cuántos grados dura el tiempo de explosión se opta por lo siguiente: 180°-
AAE y esto equivale a: 180°-45°= 135° durara el tiempo de explosión.
Por último para determinar el tiempo de escape se obtiene de la siguiente
manera: AAE+RCE+180° y esto equivale a: 44°+15°+180°=240°. La
16
sumatoria de los cuatro tiempos del ciclo de funcionamiento práctico es:
240°+135°+135°+240°= 750°, por lo tanto, el cigüeñal ha girado dos vueltas
y establecido que 30° corresponden al cruce de válvulas o conocido como
traslapo, es decir el ciclo de funcionamiento no cambia. Para los motores de
competición los valores de las cotas de distribución suelen ser mayores para
mejorar el llenado del cilindro y obtener la mayor potencia del motor.
En la actualidad la industria automotriz ha revolucionado el mercado en lo
referente a sistemas de distribución en los motores, dentro del campo
automotriz podemos encontrar varios tipos de motores según sus mandos de
distribución. Fuente: Guillieri, 2000, pág. 195.
2.3.2. Sistema de distribución
El sistema de distribución es el conjunto de elementos que regulan la
apertura y cierre de válvulas de admisión y escape en el momento oportuno
y a su vez la entrada de la mezcla aire-combustible, y la salida de los gases
residuales del interior de los cilindros, en el momento adecuado después de
producirse la explosión. Fuente: Gallegos, 2011, pág. 1
17
Fuente: Gallegos, 2010, pág. 20
Figura N° 2.6. Elementos del sistema de distribución
2.3.2.1. Elementos del sistema de distribución
Los elementos que componen el sistema de distribución son: árbol de levas,
válvulas de admisión y escape, balancines, taqués, engranajes de mando,
muelles y se clasifican de acuerdo a la función que cada uno de ellos
desempeña y estos son:
Elementos interiores
Válvula de admisión
Válvulas de escape
Elementos de exteriores
Árbol de levas.
18
Engranajes de mando.
Taqués.
Balancines
Muelles de válvulas
A continuación se describe la función de cada uno de estos elementos
interiores y exteriores. Fuente: Gallegos, 2011, pág. 1
Válvulas
Mediante la acción de las válvulas se abre o cierra la entrada de la mezcla
aire-combustible o salida de gases quemados de la cámara de combustión.
En las válvulas encontramos dos partes fácilmente reconocibles, su cabeza
y el vástago. La cabeza de la válvula es la que entra en contacto con los
gases de combustión y el trabajo constante de contacto sobre el asiento de
la válvula. Los vástagos presentan en algunos casos su extremo ranurado o
rebajado según el tipo de seguro usado, siendo los más comunes de una o
varias ranuras.
Las válvulas se refrigeran principalmente por la guías, y por la cabeza.
Las válvulas que más se deterioran son las de escape, debido a las altas
temperaturas que tienen que soportar 1000º C. Fuente: Gallegos, 2011, pág. 1
19
Fuente: Sánchez, 2012, pág. 1.
Figura N° 2.7. Partes principales de una válvula
Árbol de levas
El árbol de leva es el eje movido por el cigüeñal y hace posible la apertura y
cierre de válvulas mediante unas excéntricas denominadas levas.
Para la transmisión del movimiento desde el cigüeñal hacia el árbol de levas
se utiliza un sistema de engranajes que mediante la diferencia de dientes en
ellos hace posible reducir la velocidad de giro a la que realmente necesita el
árbol de levas (ésta velocidad de giro es 2:1 siendo dos vueltas del cigüeñal
por una vuelta el árbol de levas). Fuente: Gallegos, 2011, pág. 1
20
Fuente: Gallegos, 2011, pág. 1
Figura N° 2.8. Árbol de levas
Taqués
Son elementos que se interponen entre la leva y el elemento que esta
accionando. Su misión es aumentar la superficie de contacto entre estos
elementos y la leva. Los taqués han de ser muy duros para soportar el
empuje de las levas y vencer la resistencia de los muelles de las válvulas.
Para alargar la vida útil de los taqués se les posiciona de tal manera que
durante su funcionamiento realicen un movimiento de rotación sobre su eje
geométrico.
Los taqués siempre están engrasados por su proximidad al árbol de levas.
La ligereza es una cualidad necesaria para reducir los efectos de inercia.
Fuente: Gallegos, 2011, pág. 1
21
Fuente: Gallegos, 2011, pág. 1
Figura N° 2.9. Taqué
Taqué Hidráulico
Los taqués hidráulicos funcionan con baño de aceite y son abastecidos de
aceite lubricante del circuito de engrase del motor.
Los empujadores o taqués se ajustan automáticamente para adaptarse a las
variaciones en la longitud del vástago de las válvulas a diferentes
temperaturas. Carecen de reglaje. Las ventajas más importantes de este
sistema son su silencioso funcionamiento y su gran fiabilidad. Fuente:
Gallegos, 2011, pág. 1
22
Fuente: Gallegos, 2011, pág. 1
Figura N° 2.10. Taqué Hidráulico
Balancines
Los balancines dirigen la apertura y cierre de las válvulas, y consisten en
palancas construidas de acero que accionan alrededor del eje de
balancines, ubicado entre las válvulas y las varillas de los balancines, o entre
las válvulas y las levas si se trata de un motor con árbol de levas en cabeza.
Fuente: Gallegos, 2010, pág. 46
Figura N° 2.11. Balancín
Muelles de válvulas
Muelle encargado de mantener normalmente cerradas las válvulas de
admisión y escape. Cuando el balancín empuja una de esas válvulas para
abrirla, el muelle que posee cada una las obliga a regresar de nuevo a su
posición normal de “cerrada” a partir del momento que cesa la acción de
empuje de los balancines.
23
Fuente: Gallegos, 2010, pág. 46
Figura N° 2.12. Muelles
2.4. Tipos de sistemas de distribución
Luego de describir los elementos internos y externos que conforman el
sistema de distribución de un motor de cuatro tiempos a gasolina, a
continuación se detalla los tipos de que son:
Sistema de distribución SV
Sistema de distribución OHV
Sistema de distribución SOHC
Sistema de distribución DOHC
2.4.1. Sistema de distribución SV
Un motor SV es un motor de 4 tiempos de válvulas laterales (SV = Side
valves) es un sistema de distribución muy sencillo, el primero que se
popularizó, y fue el más usado en los motores de gama más baja y media,
hasta los años 50. Las válvulas están en el bloque, y las acciona
directamente el árbol de levas. Fuente: Bosch, 2008, pág. 2.
24
Fuente: Bosch, 2008, pág. 2.
Fig. N° 2.13. Sistema de distribución SV
2.4.2. Sistema de distribución OHV
Un motor OHV (del inglés overhead valve, que significa "válvulas sobre la
cabeza", apodado "motor varillero") es un motor de cuatro tiempos, ya sea
de ciclo Otto o de ciclo diésel, cuyo sistema de distribución dispone de
válvulas en la culata y árbol de levas en el bloque del motor.
Fuente: Bosch, 2008, pág. 2.
Fig. N° 2.14. Sistema de distribución OHV
25
2.4.3. Sistema de distribución SOHC
Un motor single overhead camshaft o SOHC (en español "árbol de levas en
cabeza simple") es un tipo de motor de combustión interna que usa un árbol
de levas, ubicado en la culata, para operar las válvulas de escape y
admisión del motor. Se contrapone al motor double overhead camshaft, que
usa dos árboles de levas. Fuente: Bosch, 2008, pág. 2.
La principal diferencia es que, en el SOHC, el mismo árbol de levas maneja
ambos tipos de válvulas, a diferencia de los motores DOHC, en donde se
usa un árbol de levas para las válvulas de admisión y otro para las de
escape.
Fuente: Bosch, 2008, pág. 2.
Fig. N° 2.15. Sistema de distribución SOHC
2.4.4. Sistema de distribución DOHC
Un motor double overhead camshaft o DOHC (en español "doble árbol de
levas en culata") es un tipo de motor de combustión interna que usa dos
26
árboles de levas, ubicados en la culata, para operar las válvulas de escape y
admisión del motor. Se contrapone al motor single overhead camshaft, que
usa sólo un árbol de levas. Algunas marcas de coches le dan el nombre de
Twin Cam.
La principal diferencia entre ambos tipos de motores es que, en el motor
DOHC, se usa un árbol de levas para las válvulas de admisión y otro para
las de escape; a diferencia de los motores SOHC, en donde el mismo árbol
de levas maneja ambos tipos de válvulas.
Los motores DOHC tienden a presentar una mayor potencia que los SOHC,
aun cuando el resto del motor sea idéntico. Esto se debe a que el hecho de
poder manejar por separado las válvulas de admisión y de escape permite
configurar de una manera más específica los tiempos de apertura y cierre, y
por ende, tener mayor fluidez en la cámara de combustión. Fuente: Bosch,
2008, pág. 2.
Fuente: Bosch, 2008, pág. 2.
Fig. N° 2.16. Sistema de distribución DOHC
27
2.5. Mandos del sistema de distribución
Según los tipos de distribución incorporados en los motores y sus diferentes
mandos para transmitir movimiento desde el cigüeñal al árbol de levas se
clasifican en:
De engranajes o piñones.
De árbol de reenvió.
De cadena.
De correa dentada.
Combinación de dos sistemas distintos
2.5.1. Distribución por engranajes
En los sistemas de engranajes se utiliza siempre un piñón solidario al
cigüeñal y como mínimo otro solidario al árbol de levas que tiene doble
número de dientes que el del cigüeñal. También se puede emplear una
cadena de engranajes, está a veces se utiliza para dar movimiento a
diferentes órganos auxiliares (bomba de aceite, bomba de la servo-dirección,
bomba inyectora de motores Diesel, etc.). Fuente: Sánchez, 2011, pág. 47
Para conseguir mayor uniformidad y menor ruido en el funcionamiento, el
dentado de los piñones es helicoidal, incluso para disminuir aún más el ruido
pueden montarse fabricados en fibras sintéticas, siempre que el par a
transmitir no sea muy elevado. Fuente: Sánchez, 2011, pág. 48
28
Fuente: Sánchez, 2011, pág. 48
Figura N° 2.17. Distribución por engranajes o piñones
2.5.2. Distribución por árbol de reenvió
El sistema por árbol de reenvío se suele utilizar en los motores para
disminuir las partes en movimiento alternativo y evitar los inconvenientes
dimensionales de otro tipo de accionamiento. Está constituido por un eje,
perpendicular al cigüeñal, que recibe y transmite el movimiento a través de
unos engranajes. Fuente: Sánchez, 2011, pág. 49
Fuente: Sánchez, 2011, pág. 49
Figura N° 2.18. Distribución por árbol de reenvió
29
2.5.3. Distribución por cadena
El sistema de mando de la distribución por cadena se utiliza para transmitir
el movimiento al árbol de levas, por adaptarse mejor al espacio físico del
motor además de poder accionar varios órganos auxiliares a la vez. Cuando
la longitud de la cadena es relativamente larga se acopla un tensor para
mantener constante la tensión de funcionamiento. La cadena se tensa
mediante un muelle regulable o mediante la presión del lubricante (tensor
hidráulico). Fuente: Sánchez, 2011, pág. 50
La elasticidad propia de la cadena y la película de aceite lubricante tienden a
absorber golpes y vibraciones. La carga se reparte sobre varios dientes del
piñón, lo que supone un menor desgaste. Fuente: Sánchez, 2011, pág. 51
Fuente: Sánchez, 2011, pág. 51
Figura N° 2.19. Distribución por cadena
30
2.5.4. Distribución por correa dentada
Las correas de la distribución fueron introducidas por su mayor simplicidad
de construcción y por el reducido ruido de funcionamiento.
Están fabricadas con neopreno estampado con refuerzo interior de fibras y
recubiertas con un tejido resistente al rozamiento.
Las fibras garantizan la estabilidad longitudinal, el neopreno constituye la
parte elástica del dentado, mientras que el recubrimiento sirve para proteger
la correa. Fuente: Sánchez, 2011, pág. 52
También en este sistema, se montan tensores para mantener la correa a la
tensión adecuada durante su funcionamiento. Fuente: Sánchez, 2011, pág. 53.
Fuente: Sánchez, 2011, pág. 54
Figura N° 2.20. Distribución por correa dentada
31
2.5.5. Distribución por combinación de dos sistemas distintos
Correa y piñones
A veces en la distribución con dos árboles, la correa mueve sólo uno de
los ejes, mientras que el movimiento se transmite al otro árbol mediante
engranajes o con una cadena.
Esta disposición es ventajosa cuando los árboles de levas están muy
cerca uno del otro a causa del pequeño ángulo existente entre las
válvulas. En este caso, de hecho, el uso de dos ruedas exteriores,
forzosamente de diámetro reducido para no interferir entre ellas, obliga a
la adopción de un piñón en el cigüeñal de diámetro demasiado pequeño,
no compatible con las características de la correa. Lo mismo sucede con
el mando tipo cadena. Fuente: Sánchez, 2011, pág. 55
Fuente: Sánchez, 2011, pág. 55
Figura N° 2.21. Distribución por correa y piñones
32
Tabla 2.1. Descripción de componentes fig. 2.21.
1. Engranaje exterior.3. Engranajes internos.
2. Correa dentada. 4.Árboles de levas.
Elaborado por: Mentor Caisabanda
Cadena y engranajes
En este sistema el accionamiento desde el cigüeñal hasta el árbol de levas
de admisión se realiza mediante una cadena, mientras que la transmisión
entre el árbol de levas de admisión y el de escape se hace por medio de un
engranaje. Fuente: Sánchez, 2011, pág. 57
Fuente: Sánchez, 2011, pág. 57
Figura N° 2.22. Distribución por cadena y engranajes
33
Tabla 2.2. Descripción de componentes fig. 2.22.
1. Engranaje conducido. 4. Patín fijo.
2. Engranaje conductor. 5. Cadena de distribución.
3. Patín móvil.
Elaborado por: Mentor Caisabanda
2.6. Adelantos tecnológicos en los sistemas de distribución
Los cambios en los sistemas de distribución ha sido constante con la
aplicación de la electrónica para compensar y mejorar el rendimiento del
motor, una de las principales causas por los cuales los mecánicos deben
capacitarse acerca de estos cambios.
Cuanto más rápido gira un motor, más difícil resulta llenar los cilindros,
puesto que las válvulas se abren y cierran mucho más rápido. Lo ideal es
que la válvula de admisión se abra antes del inicio de la carrera de
admisión, y la de escape un poco antes de iniciarse la carrera de escape,
para ayudar así al vaciado y llenado de los cilindros. Fuente: Lepiz, 2007pág. 5.
La innovación tecnológica incorpora en los motores el sistema de
distribución VVT el cual se detalla a continuación.
2.6.1. Distribución variable VVT
34
Cuando el motor funciona al ralentí la válvula de obturación se encuentra
totalmente cerrada, por lo que se genera un gran vació en el múltiple de
admisión.
Por lo tanto en un motor sin VVT cuando se produce el traslape valvular,
cierta cantidad de gases quemados ingresan al múltiple de admisión,
creando en este un empobrecimiento de la mezcla que llenara los cilindros
durante la carrera de admisión y a la vez tenemos un ralentí inestable.
Para corregir esta deficiencia lo que se hace en los motores convencionales
es aumentar las RPM del motor enriqueciendo la mezcla en ralentí, por lo
que obtiene un mayor consumo de combustible. Fuente: Lepiz, 2007pág. 8.
Con el uso del VVT lo que se consigue es retrasar la apertura de las válvulas
de admisión y así evitar que los gases quemados ingresen al múltiple de
admisión y a la vez se evita enriquecer la mezcla durante el ralentí.
Es entonces donde encontramos la primera ventaja del VVT que es más
economía de combustible porque el motor puede funcionar a muy bajas
RPM. Cuando se acelera el motor para hacer una salida, el VVT adelanta el
tiempo de apertura de las válvulas de admisión en un grado mayor del que
se establece en un motor sin VVT. Los gases que no se han quemado aun
en el escape (CO y HC) retornan al múltiple de admisión por lo que la
contaminación por CO y HC se reduce obteniendo emisiones más limpias.
Fuente: Lepiz, 2007pág. 9.
35
CAPÍTULO III
METODOLOGÍA
3.1. Modalidad básica de investigación
Es bibliográfica documental: Porque se acudirá a libros, revistas,
páginas web dedicadas al estudio directo del tema a investigarse, de
esta manera favorecer los conocimientos técnicos y científicos que
permitan desarrollar de mejor manera el tema.
Espacial: Se elaborará guías de laboratorio las cuáles serán de
beneficio de estudiantes y docentes del Instituto Tecnológico
Superior “Guayaquil”.
3.2. Nivel o tipo de investigación
Se trabajará en la implementación de una guía de laboratorio directamente
en el taller de trabajo de Mecánica Automotriz del Instituto Tecnológico
Superior “Guayaquil”.
Descriptiva
En la guía se detallará los mandos y reglajes de distribución SOHC y
DOHC, de tal manera que conllevará a un cambio en la enseñanza a
36
los estudiantes que actualmente se encuentran en las aulas y
laboratorios.
3.3. Plan operativo de investigación
37
Elaborado por: Mentor Caisabanda
Figura:
CAPÍTULO IV.
38
4. Marco Administrativo
4.3. Recursos
4.3.1. Recursos Institucionales
Aulas
Biblioteca
Taller de Mecánica Automotriz
4.3.2. Recursos Humanos
Para la elaboración de la guía de mantenimiento y reglaje de los sistemas de
distribución SOHC y DOHC el recurso humano es indispensable, porque sin
el mismo no se podría llevar a cabo, dentro de esta elaboración están
inmersos:
Investigador: El encargado del desarrollo de la guía será el Sr.
Mentor Aníbal Caisabanda Toapanta, quien está apto para la
elaboración de la guía de mantenimiento y reglaje de los sistemas de
distribución SOHC y DOHC.
Asesor: El encargado de guiar esta elaboración será el Ing. Juan
Ballesteros, quien con su conocimiento especializado en el área de
Mecánica Automotriz será quien corrija y supervise los distintos
parámetros al momento de desarrollar el proyecto.
Personal administrativo: Autoridades, docentes.
4.5.4. Recursos Materiales
Recurso de oficina
39
Equipo informático, Internet, Papel, Cd´s
Recursos tecnológicos
Vehículo
Tabla: 4.1. Presupuesto de materiales
INSTITUTO TECNÓLÓGICO SUPERIOR “GUAYAQUIL”
MECÁNICA AUTOMOTRÍZ
TEMA: Análisis del mantenimiento y el correcto funcionamiento de los mandos de
distribución de los sistemas SOHC y DOHC con su respectivo reglaje, para equipar
el laboratorio de mecánica automotriz INSTITUTO SUPERIOR TECNOLÓGICO
“GUAYAQUIL”.
REQUERIMIENTOS
Nº Material Cantidad Valor Unitario ($)Total
($)
1 Desarrollo del anteproyecto 1 5 5
2 Investigación del temaVarias
veces10 10
3Impresiones, copias, anillados, Cd´s
para la presentación de la parte teórica3 15 45
4 Empastados 2 20 40
5 Adquisición del vehículo 1 1200 1200
6 Elaboración de guías de laboratorio 10 10 100
Subtotal 1400
Imprevistos 10% 140
TOTAL 1540
Elaborado por: Mentor Caisabanda
40
4.2. CRONOGRAMA
41
ACTIVIDADES
2013
ABRIL MAYO JUNIO JULIO AGOSTO
1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4
Inicio del proyecto
Elaboración de tema
Preparación de la investigación
Planteamiento del problema
Marco teórico
Recopilación de información
Marco administrativo
Presentación del borrador del
proyecto de investigación.
Revisión del tutor
Presentación final
4.4. BIBLIOGRAFÍA
Guillieri, 2000, Preparación de motores de competición, Ediciones CEAC
pág. 195.
Dante Giacosa - Ed. Hoepli, 2012, Recuperado de: http://es.wikipedia.org/wiki/Motor_de_combusti%C3%B3n_interna, el 28 de Agosto de 2013, págs. 2,3.
Bosch R, 2008, Manual de la técnica del automóvil, Recuperado de: http://es.wikipedia.org/wiki/SV, el 28 de Agosto de 2013, pág. 2.
Bosch R, 2008, Manual de la técnica del automóvil, Recuperado de: http://es.wikipedia.org/wiki/OHV, el 28 de Agosto de 2013. pág. 2.
Bosch R, 2008, Manual de la técnica del automóvil, Recuperado de: http://es.wikipedia.org/wiki/SOHC, el 28 de Agosto de 2013. pág. 2.
Bosch R, 2008, Manual de la técnica del automóvil, Recuperado de: http://es.wikipedia.org/wiki/DOHC, el 28 de Agosto de 2013. pág. 2.
Gallegos A, 26 de junio 2011, Sistema de distribución, Recuperado de: http://alejandrogs92.blogspot.com/2011/06/sistema-de-distribucion.html, el 5 de septiembre de 2013, pág. 1.
Gallegos S, 2010, Verificación y control en sistemas de distribución, Recuperado de: http://mgallegosantos.files.wordpress.com/2010/01/temas-11-151.pdf, el 5 de septiembre de 2013, pág. 20.
Sánchez N, 2012, Motores Diesel. Hablemos de las Válvulas de Aspiración y
Escape, Recuperado de:
http://maquinasdebarcos.blogspot.com/2009/04/motores-diesel-hablemos-
de-las-valvulas.html, el 5 de septiembre de 2013, pág. 1.
Sánchez O, 2011, Sistema de distribución, Recuperado de: http://www.slideshare.net/olkey/sistema-de-distribucion, el 5 de septiembre de 2013, págs. 46, 47, 48, 49, 50, 51, 52, 53, 54, 55, 56, 57.
Lepiz M, 2007, Nuevas tecnologías utilizadas en los sistemas de distribución valvular en los motores a gasolina para vehículos livianos, Recuperado de: http://www.ina.ac.cr/mecanica_de_vehiculos/SISTEMAS%20DE%20DISTRIBUCION%20VARIABLE.pdf, el 5 de septiembre de 2013, pág. 5.
ANEXOS
Elaborado por: Alexandra GavilánezElaborado por: Alexandra GavilánezElaborado por: Alexandra GavilánezElaborado por: Alexandra Gavilánez
16