Escuela de Capacitación para Conductores Profesionales Ambato

Modulo de Mecánica

BásicaFacilitador:

Mg. Leonidas Pailiacho Y.

INTRODUCCION

El automóvil en la actualidad se ha convertido en un complemento indispensable de nuestras vidas. El parque automotor mundial se ha desarrollado de una manera espectacular a lo largo de la segunda mitad del siglo xx.

En la actualidad están obligando a los constructores mediante nuevas normas a que consigan unos resultados más ecológicos en cuanto a emisiones, consumos, ruidos, materiales reciclables, etc.

OBJETIVOS GENERALES

● Conocer como esta construido y cómo funciona un vehículo para poder conducir en forma segura

● Entender como funciona el motor y cómo debemos actuar para obtener un mejor rendimiento y durabilidad

● Conocer los diferentes sistemas que componen un vehículo, su funcionamiento, cómo realizar el mantenimiento y que hacer en caso de fallas mecánicas

● Practicar actitudes y hábitos responsables sobre los beneficios de la mecánica preventiva

El AutomóvilEn el automóvil al igual que en el de las locomotoras y en general para todos los grandes inventos de la humanidad tiene sentido hablar de un inventor único: se trata del resultado complejo de estudios e investigaciones de un gran número de inventores y de técnicos.

Por estas causas, el automóvil a vapor conoció muy pronto su decadencia, especialmente a partir de la segunda mitad del siglo pasado, superado por otro tipo distinto de automóvil movido por un motor de combustión interna.

El automóvil a vapor presentaba graves deficiencias, especialmente desde el punto de vista de la maniobrabilidad, y no pudo suplantar a los vehículos tirados por caballos, a diferencia de lo que, en cambio, sí logró la locomotora.

Desarrollo del Automóvil

El desarrollo del automóvil, que es un vehículo accionado por la fuerza de un motor y que se mueve independiente de raíles, fue impulsado sobre todo por el invento del motor de combustión interna.

El motor de combustión interna hace posible la producción de calor y su transformación en trabajo en una máquina.

Desarrollo del Automóvil● El motor de combustión fue el fomentador para el

desarrollo del automóvil

(1885) Karl Benz automóvil con motor de 1 cilindro 1/2 kw de potencia encendido eléctrico

(1769) Cugnot Francés automóvil impulsado por máquina a

vapor

(1968) distintas fabricas emiten automóviles con cambios y

modernizaciones

1867 Otto construye el primer motor a gas con compresión para el sistema de cuatro tiempos

1886 Daimler primer coche de cuatro ruedas con motor a gasolina

Vehículos Automotrices

Son aquellos que se propulsan así mismos, por intermedio de un motor de combustión interna, para transportar personas y cargas.

Estructura de un Automóvil

En el mundo circulan actualmente una amplia variedad de automóviles, todos ellos presentan sin embargo un cierto número de elementos constitutivos en común, que constituyen el resultado final de una larga y laboriosa evolución tecnológica, conseguida prácticamente a lo largo de un siglo, y que hoy día se han convertido en familiares.

Los principales elementos estructurales de un automóvil son:

Estructura de un Automóvil

Estructura de un Automóvil

CONSTITUCIÓN

EL BASTIDOR

Es la estructura básica diseñada para soportar todos los componentes del vehículo; puede tener diferentes formas, siendo los mas comunes el de perfil estampado y el de tipo plataforma.

Los vehículos están constituidos principalmente por:

● Chasis● Carrocería

EL CHASIS

Esta constituido por el bastidor y los diferentes sistemas que conforman los mecanismos del vehículo.

TIPOS DE CARROCERÍAS

LA CARROCERÍA

Es la estructura que se monta sobre el chasis y cuyo diseño esta condicionado al transporte de carga y de personas.

INDEPENDIENTE

AUTOPORTANTE

MONOCASCO

SISTEMAS DE AUTOMOVIL

● El motor, mecanismo encargado de proveer la fuerza necesaria para mover el vehículo.

● El sistema de transmisión, mecanismo encargado de transmitir a las ruedas motrices las revoluciones y fuerza del motor.

● El sistema de suspensión, sirve para absorber las irregularidades del camino, con el fin de obtener una marcha suave y segura.

● El sistema de dirección, tiene por misión dirigir el desplazamiento del vehículo.

● El sistema de freno, tiene por finalidad detener total o parcialmente el vehículo.

● El sistema eléctrico, encargado de asegurar la puesta en marcha del motor, el encendido y el funcionamiento de diversos accesorios.

PARTES DELVEHICULO

Es el conjunto de piezas y elementos que transforman en energía mecánica la energía calórica de los combustibles, desarrollada durante el proceso de combustión.

El motor proporciona la energía mecánica necesaria para la propulsión del vehículo en todas las condiciones de marcha y de trabajo

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LA ENERGIA

Un motor solo rinde trabajo cuando recibe el combustible, pues en el combustible existe evidentemente el potencial de producir la fuerza necesaria para la impulsión.

Esta capacidad de trabajo de una materia se denomina energía

Clases de energía

Energía Mecánica

Energía Química

Energía Eléctrica

Energía Cinética

Energía Potencial

Energía de calor

Energía de Luz

Transformación de la energía en el motor

● El vehículo lleva la energía necesaria para su impulsión en forma de combustible líquido.

● A la iniciación del proceso de transformación, el combustible líquido pasa al estado pulverizado, se mezcla con el aire y se inflama en el cilindro del motor.

● A través de la combustión, los gases se calientan, originándose una alta presión en la cámara de compresión.

● La onda de presión actúa sobre el pistón y lo empuja hacia abajo rindiendo trabajo

Transformación de la energía en el motor

ENERGIA CINETICA

en las masas en movimiento

ENERGIA POTENCIAL

en el gas quemado

ENERGIA DE CALOR

ENERGIA QUIMICAAdmisión de aire y combustible

Combustión en el cilindro Calentamiento de gases

Desarrollo de alta presión sobre el pistón

Fuerza del pistónMovimiento rectilíneo del pistón

Movimiento giratorio del cigüeñal

Resumen

● Para su impulsión, el vehículo necesita un movimiento giratorio de las ruedas,

● El mecanismos cigüeñal, que consta del pistón, biela y el eje cigüeñal, transforma el movimiento rectilíneo del pistón en movimiento giratorio del eje cigüeñal, lo cual se transmite a las ruedas

Clasificación de los Motores Combustión Interna

(Alternativos)

Posición de los

cilindros

Número de

cilindros

Ciclo de

trabajo

Disposición de los

cilindrosCombustible Refrigeración

En linea

En V

Horizontales

Radiales

Alternados

Gasolina o Gas licuado

Gasoil (Diesel)

Dos Tiempos

Monocilíndricos Cuatro Tiempos

Policilíndricos Por agua

Por aireEn la culata

En el blok

Posición de los cilindros

Partes del Motor de Combustión Interna

Partes del Motor de Combustión Interna

Partes del Motor de Combustión Interna

Estructura del Motor

Culata o Cabezote

Es el elemento del motor que va montado en la parte superior del block y que cubre los cilindros, formando la cámara de compresión con la cabeza del pistón. Se fija al block por medio de tornillos o prisioneros con tuercas.

Descripción: la culata es mecanizada en la superficie inferior para obtener un ajuste más hermético con la superficie del block. En esta parte se encuentran las cámaras de combustión y en su interior los orificios con los asientos insertados para las correspondientes válvulas, además los pasajes de agua que conectan las cámaras de refrigeración con las del block, algunas culatas tienen pasajes para el aceite que lubrican los balancines, orificios para las bujías, y en los costados se montan los múltiples de admisión y de escape

Culata o cabezote

Constitución: generalmente se construyen de una sola pieza de hierro fundido o de aleaciones de aluminio.

Tipos: los tipos de culata varían de acuerdo al sistema de distribución del motor, en que el más generalizado tiene el mecanismo de balancines de las válvulas en la parte superior de la culata.

En otro tipo, el mecanismo de distribución se encuentra totalmente en el block y en la culata solamente quedan a la vista las bujías y los tornillos de fijación

Bloque de cilindros: es el cuerpo del motor en cuyo interior se montan los elementos del conjunto móvil, sistema de lubricación y parte del sistema de distribución; además, sirve de apoyo a las piezas de otros sistemas como alimentación, refrigeración y encendido

Descripción: el block esta fundido de una sola pieza en aleación de hierro o aluminio. En la superficie superior, se monta la culata y en la superficie inferior la cubierta o depósito de aceite.La parte anterior del block se cubre con la tapa de la distribución y la posterior con la cubierta del embrague, quedando el block cerrado herméticamente a través de empaquetaduras.Las superficies superior e inferior son mecanizadas para asegurar un cierre hermético, como así mismo las partes donde se apoya el cigüeñal y eje de levas. Además se encuentran los cilindros, donde se desplazan los pistones. En el interior del block se encuentran también los conductos de aceite y agua.Otras partes que van montadas al block incluyen la bomba de agua, el distribuidor, la bomba de gasolina el alternador y otros accesorios.

Junta de la Culata

Su misión es de mantener la estanqueidad y evitar que los gases que provienen de la combustión entren al a cámara de refrigeración.Se fabrican de un material grafitado que es resistente a las altas temperaturas y alas deformaciones.

Cárter

Su misión es la de proteger a los órganos mecanismos inferiores, sirve como depósito para alojar el aceite del motor

Tapa de Balancines

La mayoría de los vehículos automotrices emplean motores de combustión interna de cuatro tiempos, estos realizan su ciclo completo de trabajo en cuatro carreras del pistón o dos vueltas del cigüeñal. Los tiempos o carreras son: admisión, compresión, explosión y escape

ADMISION.- Comienza cuando el pistón se encuentra en el punto muerto superior. Se abre la válvula de admisión y el pistón baja, permitiendo la entrada de la mezcla debido a la succión que provoca el pistón, con una presión de 0,1 a 0,3 bar Depresión y una temperatura de 50 a 200°C.

Cuando el pistón llega al punto muerto inferior, se cierra la válvula de admisión.

El cigüeñal ha girado media vuelta.

COMPRESION.- el pistón sube hasta el PMS, mientras las válvulas están cerradas, comprimiendo la mezcla en la cámara de compresión, alcanzando una presión de 8 a 14 bar de sobrepresión y con una temperatura de 400 a 500°C.

El cigüeñal ha completado una vuelta

EXPLOSION.- En la carrera anterior la mezcla quedó comprimida en la cámara de combustión.

Una chispa producida en la bujía enciende el combustible, los gases al expandirse producen una alta presión que es de 30 a 60 bar y alcanza una temperatura de 2000 a 2500°C., que actúa contra la cabeza del pistón, obligando a bajar desde el PMS al PMI, transformando la energía térmica en trabajo mecánico,

Al final de la carrera disminuye la presión y la temperatura, a unos 5 a 3 bar y a 900 a 500°C respectivamente.

El cigüeñal ha girado una y media vuelta

ESCAPE.- El pistón asciende desde el PMI, y se abre la válvula de escape que permite la salida de los gases al exterior expulsados por el pistón. El llegar éste al PMS se cierra la válvula de escape, alcanza una presión de 0,1 a 0,05 bar y una temperatura de 200 a 500°C.

El cigüeñal ha girado entonces dos vueltas, completando un ciclo de trabajo.

LubricaciónRefrigeración Alimentación

Conjunto Móvil EncendidoDistribución

Lubricación

Conjunto Móvil

Eléctrico

Refrigeración

Alimentación

Distribución

Es el encargado de mantener la temperatura normal de funcionamiento del motor. Debido a la combustión de la mezcla en su interior y el roce de las piezas en movimiento se produce temperaturas elevadas que este sistema debe controlar.

Reduce la fricción entre las piezas en movimiento del motor, mediante una película de aceite lubricante entre estas, ayudando al sistema de refrigeración a mantener una temperatura normal de funcionamiento del motor.

Esta constituido por el sistema de arranque,que permite poner en funcionamiento el motor; el sistema de encendido, que proporciona una chispa eléctrica para encender la mezcla aire-combustible; y el sistema de carga, que debe mantener constantemente la batería con carga para alimentar los diferentes sistemas.

Está constituido por los elementos que transforman el movimiento rectilíneo alternativo del pistón en movimiento de rotación del eje cigüeñal.

Para realizar el ciclo de trabajo del motor es necesario abrir y cerrar las válvulas; esto se logra mediante el mecanismo de distribución, que acciona a las válvulas de acuerdo a una sincronización de movimiento con el conjunto móvil.

Es el encargado de proveer de combustible al motor, desde el tanque al carburador, quien lo entregara dosificado y mezclado con aire de acuerdo a las necesidades de consumo del motor.

Sistemas del motor