motores+diesel
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7/24/2019 Motores+Diesel
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Fundamentos de operacinde motor a diesel.
Fuente: entrenamiento para Mantenimiento de Motores Cummins
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El origen del motor diesel guarda relacin
con el seor Rudolf Diesel, quien
en el ao 189, in!ent " luego patent este motor# $u primera
aparicin fue en la Feria %nternacional de &ar's en 19((," fue presentado
como el primer motor para )iocom)usti)les*
fue diseado para la com)ustin
de aceite de palma con un 1((+ de purea#
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Teora Bsica en Motores deCombustin Interna
Un motorTrmico esuna maquinaqueconvierte laenergatrmica , enenergamecnica
!s un tipo demaquina que
obtiene energamecnicadirectamentede la energaqumicaproducida porun combustibleque arde dentrode una cmarade combustin,la parteprincipal de unmotor
"os motores de combustin internaseg#n su $uncionamiento pueden ser%
&otativos
'lternativos&eaccin
Motores de
Combustin Interna
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Tipos de Motores
Motor Otto: Es el mas empleado en la actualidad y realiza latransformacin de energa calorfica en mecnica fcilmente
utilizable en cuatro fases.
Motor Diesel: En teora, el ciclo Diesel difiere del ciclo Otto en ue lacombustin tiene lugar a !olumen constante en lugar de producirsea presin constante.
Motor "anuel: Este utiliza un rotor triangular lobular dentro de unacmara o!alada, en lugar de un pistn y un cilindro
Motor de ( tiemposMotor )anquel
Motor &adial
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Diagramas de motores de combustin interna
Ciclo ideal de Otto
Ciclo ideal del Diesel
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Motor )anquel
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!s necesario conocer la terminologauniversalmente usada *o+ para indicaralgunas dimensiones + valores$undamentales%
unto muerto superior -M./unto Muerto In$erior -MI/
0imetro -en ingles Bore/
Carrera -en ingles .tro1e/
2olumen Total del cilindro -23/
2olumen de la cmara de combustin -24/
2olumen desalo5ado por el pistn o cilindrada-23624/
&elacin 2olumtrica de compresin l 723824
P.M.I.
P.M.S.
CarreraV1
V2
D
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rincipio de $uncionamientode un Motor 0iesel
Un motor diesel $unciona mediante la ignicin del combustible alser in+ectado en una cmara de combustin que contiene aire a unatemperatura superior a la temperatura de autocombustin, seproduce la combustin sin necesidad de c*ispa
"a temperatura que inicia la combustin procede de la elevacin de lapresin que se produce en el segundo tiempo motor, la compresin
!l combustible se in+ecta en la parte superior de la cmara decompresin a gran presin, de $orma que se atomi9a + se me9cla conel aire a alta temperatura + presin Como resultado, la me9cla sequema mu+ rpidamente !sta combustin ocasiona que el gas
contenido en la cmara se e:panda, impulsando el pistn *aciaaba5o
"a biela transmite este movimiento al cig;e
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Tiempos de unmotor a 0iesel
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'dmisin
rimer Tiempo% 'dmisin En este primer tiempoel pistn efect#a su primeracarrera desde el $.M.%. al
$.M.&., aspirando aire de laatmsfera debidamentepurificado a tra!'sdel filtro
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0el M#ltiple de admisin
'l M#ltiple de'dmisin
al ost6en$riador
!scape
0el Filtrode aire
!l .istema de 'dmisin
Unacombustincompleta
depende dela cantidadde o:igeno
!$iciencia 2olumtrica
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Vlvulas de
Admisin
Vlvulas de
Escape
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Compresin
.egundo Tiempo%Compresin
En este segundotiempo y con las dos
!l!ulas completamentecerradas el pistncomprime el aire a granpresin, uedando solo
aire alo(ado en la cmarade combustin.
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.ellado de la combustin
elicula
lubricante
'nillos
roceso del .istema de Compresin
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Tiempo de compresin 8 in+eccin
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resin : =rea 7Fuer9a
resin
=rea
Fuer9a
Tercer Tiempo% Traba5o,e:plosin o combustin
)l final de la compresincon el pistn en el $M% se
inyecta el combustible en elinterior del cilindro, en unacantidad ue es reguladapor la bomba de inyeccin.
!:plosin
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Fuer9a
Calor >enerado por la compresin
&eaccin ?umica
Accin
Mecnica
TermodinmicaCalor 6 Combustin
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!scape
Cuarto Tiempo% !scape Durante este cuartotiempo se abreinstantneamente la !l!ula
de escape, el pistn durantesu recorrido ascendente,e*pulsa a la atmosfera losgases remanentes
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Traslape 2alvular
-a carrera de escape comiena
poco antes de qu. el pistn llegue
al &M%, en ese instante las !/l!ulas
de escape a)ren, esto para asegurar
qu. los gases de la com)ustinser/n e0pulsados por completo "
eficamente#
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rincipio de $uncionamiento de unMotor 0iesel
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rincipales .istemasde un motor a 0iesel.
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.istemas de un motor
+n motor diesel tiene cuatro sistemas ueson necesarios para sostener el mo!imientorotatorio y la !ida #til del motor estos son:
%istema de )ire
%istema de ombustible
%istema de -efrigeracin
%istema de ubricacin
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.istemas de 'ire
-as funciones son
suministrar el o0'geno a los
cilindros para que el
com)usti)le pueda quemarse
" sacar los gases gastados
de2ados por la com)ustin#
El aire seco es compuestode nitrgeno
apro0imadamente del 38+ "
de o0'geno del 1 + so)re el
!olumen# El nitrgeno es un
elemento inacti!o " no sir!ening4n propsito 4til pero
este 5ace calentar la
compresin con el o0'geno#
El sistema de aire tiene un
filtro por lo general se
localia donde el aire entra ela tu)er'a " de)e ser re!isado
de !e en cuando para
mantener la restriccin a un
m'nimo, quitar el pol!o "
otras part'culas #
Filtro de aire%
&etiene impure9asdel aire de admisin
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.istemas de 'ire% Componentes
6)2eti!os de un
tur)ocompresor son
71-lenar de m/s aire el cilindro
entonces m/s com)usti)lepuede ser quemado as' aumenta
la potencia
7 para compensar la presin
de aire en altitudes ma"ores as'
el motor no pierde energ'a# El
tur)ocompresor aumenta
considera)lemente la eficiencia
!olum.trica.
Turbocargador'provec*a laenerga de los
gases de
escape
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.istemas de Combustible
3./ %uministro de combustible limpio al resto del sistema dondeser regulado.
4./ Medicin de la cantidad de combustible e*acta ue serinyectado en toda las condiciones de !elocidad y carga
@./ a sincronizacin de la inyeccin de combustible para ue elcombustible sea uemado en el perodo ptimo del ciclo.
(./ &nyectar, atomizar, y distribuir el combustible en la cmara decombustin
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Sistemas de Inyeccin en motores Diesel y
su regulacin Componentes mecnicos principales de un Sistema de Inyeccin:
- Filtro de combustible.
- Bomba de alimentacin de combustible.
- Bomba de inyeccin.
- Inyector.
- Porta-inyector.
- Regulador.
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.istemas de Combustible%Componentes
En el sistema de
com)usti)le en la ma"or
parte de sistemas de
gasoil, el com)usti)le es
suministrado por una
)om)a de tipo engrana2e
de desplaamiento
positi!a#
El periodo del
tiempo de in"eccin
esta determinado por la
configuracin de la
e0c.ntrica del l)ulo
de in"eccin en el
/r)ol de le!as#
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.istemas de Combustible
lgunos motores usan el sistema de )om)a m4ltiple# En este
sistema, com)usti)le es suministrado a un alo2amiento que
incorpora un grupo de )om)as de presin altas# En este sistema,
el in"ector no es mane2ado por el /r)ol de le!as de motor# -as
funciones de medir, sincroniar, " controlar son realiadas dentrodel alo2amiento de la )om)a
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Diagrama de flujo ummins P!
In+ectores
In+ector% 'tomi9a elcombustible que entraa la cmara decombustin
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.istemas de Combustible
1; de la energ'a calor'ficas del com)usti)le es
apro!ec5ada para 5acer el tra)a2o so)re los pistones# El resto
del calor que es generado sale al sistema de escape o
transferido a un l'quido o el medio de aire " luego a laatmsfera#
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.istemas de &e$rigeracin
)sor)er el e0ceso de
calor del motor "
disiparlo a la atmsfera
es el tra)a2o del sistema
de refrigeracin#El quitar del calor impide
1#< -a interrupcin de la pel'cula de
aceite lu)ricante que separa partes
que roan
#
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-a ma"or'a de los motoresutilia l'quido de enfriamiento "
tiene el molde de pasos de
refrigerante en el )loque, ca)eas, "
algunas !eces colectores de escapes#
.istemas de &e$rigeracin
-os pistones transfieren un poco
del calor de com)ustin a paredes
de cilindro " un poco de ello al
aceite lu)ricante# El refrigeranteque se circula en las c5aquetas de
agua a)sor)e la ma"or parte de este
calor " lo lle!a de distancia al
radiador donde este es transferido a
la atmsfera.
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0entilador deenfriamiento:)umenta flu(o y!elocidad del aireue pasa a tra!'sdel radiador
Radiador" Dis#ersa el
calor del refrigerante
.istemas de &e$rigeracin
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.istemas de &e$rigeracin
-a ma"or'a de los
motores diesel usan un
enfriador de aceite especial
para reducir la temperatura
del aceite lu)ricante# El
enfriador del aceite es un
transformador de calor de
tipo de tu)o< "< c/scara con
el refrigerante que pasa atra!.s de los tu)os " recoger
el calor del aceite que pasa
por la c/scara#
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.istemas de &e$rigeracin
El refrigerante circula
todas partes del sistema
por la )om)a de agua que
tra)a2a por la fuera
centr'fuga# -a )om)aconsigue su poder del
cig>eal de motor " puede
ser engrana2e conducido
por una )anda.
-a purea delrefrigerante es un factor
mu" importante para el
enfriamiento eficiente del
motor, El agua es elprincipal componente del
refrigerante " usualmente
lle!a a la formacin de
escalas e impureas
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.istemas de "ubricacin
El aceite lu)ricante
es )om)eado a tra!.s
de pasa2es internos
en el )loque por la
)om)a de aceite deengrana2e#
El tra)a2o que de)e
realiar el aceite es permitir
el desliamiento entre
superficies de metal, para
ello de)e poseer
propiedades para soportartemperaturas e0tremas "
cargas sin fracturarse#
El sistema desempea
)/sicamentecuatro funciones:
-u)ricar, $ellar,
-impiar, Enfriar
partes en
mo!imiento#
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-a pel'cula de
aceite entre los aros
del pistn " la pareddel cilindro de)e ser
lo suficiente delgada
" mantener la
!iscosidad parapro!eer el sellado,
as' el pistn se
desplaa con m'nimo
de friccin del fluido
.istemas de "ubricacin
&ara cumplir la
funcin de limpiea el
aceite de)e ser capa
de mantener las
part'culas slidas en
suspensin, " as' el
filtro de aceite pueda
retenerlas por m/s
tiempo
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unque los sistemas est/n separados se afectan unos con otroscuando realian sus funciones# Considere por e2emplo, una fuga
en el sistema de admisin de aire, suficientes part'culas de sucio
pueden entrar al cilindro e!entualmente " 5acer pequeas ra"as
en la pared del cilindro# s' se rompe el sellado de la com)ustin
" !apores de agua se meclan con el aceite formando /cidos
corrosi!os, adem/s que afecta la perdida de presin en el cilindro
incrementando el consumo de com)usti)le# Como una
consecuencia adicional, los gases de escape m/s caliente
so)recargan el sistema de enfriamiento#
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rincipales componentes
de un motor a 0iesel
ara $acilitar la comprensin de este tema *emos
distribuido los principales componentes de motor en Agrupos di$erentes
3/ >rupo del Bloc1
4/ >rupo de la Cabe9a de Cilindros
@/ >rupo de las Cubiertas(/ >rupo del Carter
A/ >rupo de los 'ccesorios
Fundamentos de peracin delMotor a 0iesel
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3/ >rupo del Bloc1
Monobloc1 del motor
Camisas de cilindros
istones + anillos
Bielas de pistn
Cig;erupo de la Cabe9a de Cilindros
Cabe9a de cilindros
2lvulas
"os in+ectores
!nsamble de la carca9a
de balancines
Cubierta de la carca9a
de balancines
Multiples de admisin +
escape
ares de cada >rupo
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@/ >rupo de las cubiertasCubierta $rontal de engranes'mortiguador de vibracionesCarcasa del volanteCubierta trasera
2olante
Fundamentos de peracin delMotor a 0iesel
(/ >rupo del CarterCarter!nsamble de la tuberade succin!mpaques
A/ >rupo de los accesoriosBomba 0e 'gua2entilador
Bomba de 'ceite!nsamble del $iltro en$riador de aceiteCompresor de 'ireBomba se CombustibleFrenos de Motor
Turbocargador
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artes + pie9asFundamentales
Cig;e
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Tipos de accionamiento devlvulas
$%&Regulacin #or 'arilla de em#uje( $)&Regulacin #or ciclo oscilante(
$*&Regulacin #or balanc+n( $,& regulacin #or em#ujadores #lanos
2lvula =rbol de "evas
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Bandas% Medio detransmisin demovimientos porpoleas
.oporte del motor%
.oporta + absorbevibraciones del motor