mejoramiento del sistema de lubricaciÓn de los … · diagrama de flujo del sistema de aceite ......

Universidad Veracruzana Región Poza Rica - Tuxpan

Facultad de Ingeniería Mecánica Eléctrica Oficio: FIME-2007/132

Asunto:/AUT. DE TEMA DE TRABAJO RECEPCIONAL

C. PEDRO JUVENTINO MONTOYA, PASANTE DE LA CARRERA DE INGENIERIO MECANICO ELECTRICISTA. P R E S E N T E . -

En atención a su solicitud, comunico a usted que el H. Consejo Técnico, de esta Facultad, después de analizar el contenido de su tema el que lleva por título: "MEJORAMIENTO DEL SISTEMA DE LUBRICACION DE LOS MOTORES DIESEL CUMMINS SERIE ISM", en la modalidad de: TESINA

INTRODUCCIÓN

CAPITULOI JUSTIFICACIÓN NATURALEZA, SENTIDO Y ALCANCE DEL TRABAJO ENUNCIACION DEL TEMA EXPLICACION DE LA ESTRUCTURA DEL TRABAJO

CAPITULO II DESARROLLO DEL TEMA PLANTEAMIENTO DEL TEMA DE INVESTIGACION MARCO CONTEXTUAL MARCO TEORICO: 1. MOTORES DE COMBUSTION INTERNA DIESEL

2. SISTEMAS AUXILIARES DEL MOTOR DIESEL 3. SISTEMAS DE LUBRICACION DEL MOTOR CUMMINS

SERIE ISM ANALISIS CRITICOS DE LOS DIFERENTES ENFOQUES

CAPITULO III CONCLUSIONES BIBLIOGRAFIA ANEXOS APENDICES

Tuvo a bien autorizarlo, considerando que cuenta con la aprobación de su Director de Trabajo Recepcional ING. CESAR IGNACIO VALENCIA GUTIERREZ.

Por lo anterior, y de acuerdo con lo especificado por la Ley de Profesiones deberá haber prestado Servicio Social durante un año como requisito indispensable para poder sustentar su Examen Profesional.

MEJORAMIENTO DEL SISTEMA DE LUBRICACIÓN DE LOS MOTORES CUMMINS SERIE ISM

UV. FIME. REGIÓN POZA RICA – TUXPAN Página 2

UNIVERSIDAD VERACRUZANA FACULTAD DE INGENIERIA

MECÁNICA ELÉCTRICA

POZA RICA-TUXPAN

“MEJORAMIENTO DEL SISTEMA DE LUBRICACIÓN DE

LOS MOTORES DIESEL CUMMINS SERIE ISM”

EN LA MODALIDAD DE:

TESINA

QUE PARA OBTENER EL TITULO DE:

INGENIERO MECÁNICO ELECTRICISTA

PRESENTA:

PEDRO JUVENTINO MONTOYA

DIRECTOR DE TRABAJO RECEPCIONAL:

ING. CESAR IGNACIO VALENCIA GUTIÉRREZ

POZA RICA, VER. MARZO DEL 2008



AGRADECIMIENTOS

A DIOS, POR DARME LA VIDA, SALUD Y FUERZAS NECESARIAS PARA LOGRAR

UN PROPOSITO MÁS EN MI VIDA.

A MIS PADRES, CON CARIÑO Y ADMIRACIÓN POR SU ESFUERZOS Y AYUDA QUE

DESINTERESADAMENTE ME BRINDARON, EN MI FORMACIÓN PROFECIONAL Y

HACER DE MI UN HOMBRE DE PROVECHO. ¡NO LOS DEFRAUDARE!

A MIS HERMANOS, POR DARME SU CARIÑO Y APOYO INCONDICIONAL,

¡SIEMPRE ESTARE PARA USTEDES!

A MI ABUELO, POR BRINDARME SU APOYO MORAL Y MATERIAL EN MI

FORMACIÓN PROFECIONAL., Y POR EL CARIÑO DE PADRE QUE SIEMPRE ME HAS

DADO.

A MI ABUELA POR EL CARIÑO DE MADRE QUE ME HA BRINDADO TODA MI VIDA

Y POR SUS CONSEJOS QUE ME HAN AYUDADO A SER UNA PERSONA DE BIEN.

A TODA MI FAMILIA QUE DIRECTA O INDIRECTAMENTE TUVIERON QUE VER EN

ESTE PROYECTO.

A MI ASESOR DE TESINA, ING. CESAR IGNACIO VALENCIA GUTIÉRREZ, QUIEN

FUE PIEZA CLAVE EN LA ELABORACIÓN DE ESTE TRABAJO RECEPCIONAL, POR

SU TIEMPO BRINDADO, GRACIAS.

A MI JURADO DE EXAMEN, POR LAS FACILIDADES PRESTADAS PARA LA

REALIZACIÓN DE ESTE TRABAJO.

A MIS AMIGOS, QUE SIEMPRE ESTUVIERON CONMIGO BRINDANDOME SU

AMISTAD Y APOYO INCONDICIONAL, POR LOS MOMENTOS MALOS Y SOBRE

TODO LOS BUENOS QUE PASAMOS JUNTOS.

MI PROFUNDO Y SINCERO AGRADECIMIENTO A LAS FAMILIAS, RAMIREZ

ROCHA Y DE LA ROSA GONSALEZ, POR LA FÉ Y CONFIANZA, QUE TUVIERON EN

MI, AL SACRIFICARSE MATERIAL Y MORALMENTE, PARA MI FORMACIÓN

PROFECIONAL; SINTIENDO POR MI PARTE UNA GRAN SATISFACCIÓN AL NO

HABER DEFRAUDADO TAN LOABLE ACCIÓN PATERNAL.



ÍNDICE: PÁGINA

CAPITULO I

Introducción………………………………………………………………………………4

Justificación………………………………………………………………………………5

Naturaleza, sentido y alcance del trabajo…………………………………………….6

Enunciación del tema…………………………………………………………………...7

Explicación de la estructura del trabajo……………………………………………….8 CAPITULO II

DESARROLLO DEL TEMA

Planteamiento del tema……………………………………………………………….10

Marco contextual……………………………………………………………………….11

Marco teórico…………………………………………………………………………...18

1.0.- Motores de combustión interna

1.1.- Estructura del motor………………………………………………………….18

1.2.- Ciclo termodinámico………………………………………………………….32

1.3.- Ciclo mecánico………………………………………………………………..35 2.0.- Sistemas auxiliares del motor Diesel

2.1.- Sistema de alimentación de combustible…………………………………..37

2.2.- Sistema de arranque…………………………………………………………59



2.3.- Sistema de enfriamiento……………………………………………………..65

2.4.- Sistema de admisión…………………………………………………………68

2.5.- Sistema de escape…………………………………………………………...70

2.6.- Sistema de distribución………………………………………………………72

2.7.- Sistema de lubricación……………………………………………………….74

3.0.- Sistema de lubricación del motor Cummins serie ISM

3.1.- Lubricantes y lubricación…………………………………………………….78

3.2.- Sistemas de lubricación……………………………………………………...89

3.3.- Sistema Centinel……………………………………………………………...98

3.4.- Diagrama de flujo del sistema de aceite lubricante……………………..101

Análisis crítico de los diferentes enfoques………………………………………..106

CAPITULO III

Conclusión…………………………………………………………………………….108

Anexos…………………………………………………………………………………109

Bibliografía…………………………………………………………………………….122



CAPITULO I INTRODUCCIÓN



INTRODUCCIÓN

En la actualidad, los motores Diesel han tenido algunas mejoras, una de ellas ha sido el mejoramiento del sistema de lubricación ya que este sistema es muy importante para las piezas móviles del motor, porque sin una buena lubricación estas piezas sufrirían un desgaste excesivo, ralladuras o rupturas.

Los lubricantes son sustancias sólidas, semisólidas ó líquidas de origen animal, vegetal, mineral o sintético, que pueden utilizarse para reducir el rozamiento entre piezas y mecanismos en movimiento. Como lubricantes sólidos podemos citar el grafito ó el bisulfuro de molibdeno. Se utilizan principalmente en aquellas condiciones en donde los lubricantes líquidos son incompatibles ó de difícil aplicación (trabajo a muy bajas presiones, altas temperaturas, piezas lubricadas de por vida, etc.). El ejemplo más común de lubricante líquido, son los aceites ampliamente utilizados en automoción y muchas aplicaciones industriales (turbinas, compresores, etc.)

Los lubricantes se interponen entre las dos superficies en movimiento. De esta manera, forman una película separadora que evita el contacto directo entre ellas y el consiguiente desgaste. Es conveniente señalar que el lubricante no elimina totalmente el rozamiento, aunque sí lo disminuye notablemente. Esta disminución del rozamiento es la definición de lubricación. El rozamiento por contacto directo entre las superficies es sustituido por otro rozamiento interno mucho menor, entre las moléculas del lubricante. Este rozamiento interno es lo que llamamos viscosidad.

Los lubricantes no solamente disminuyen el rozamiento entre los materiales, sino que también desempeñan otras importantes misiones para asegurar un correcto funcionamiento de la maquinaria, manteniéndola en estas condiciones durante mucho tiempo. Entre estas otras funciones, cabe destacar las siguientes:

- Refrigerante

- Eliminador de impurezas

- Sellante

- Anticorrosivo y antidesgaste

- Transmisor de energía

De manera invariable, el mejoramiento del sistema de lubricación de los motores Cummins serie ISM, llamado Centinel es un sistema de reemplazo continuo de aceite y extiende los intervalos de cambio del mismo, esto a su vez economiza el



mantenimiento de las piezas lubricadas por este y además de no hacer un gasto excesivo de aceite.

JUSTIFICACIÓN

El motor Diesel desempeña una función muy importante en los campos de la construcción, agricultura y el transporte, pero para que estas maquinas realicen el trabajo para lo cual fueron diseñadas se necesita que todos los sistemas auxiliares del motor estén en plenas condiciones.

En la actualidad estos motores han sufrido cambios de mejora en cada unos de sus sistemas ya sea en el diseño de las piezas que lo conforman o para darle a la maquina una mejor eficiencia, uno de estos sistemas que se trata en el presente trabajo es el sistema de lubricación, la importancia de éste es que sin una buena lubricación el motor sufriría un desgaste excesivo, rupturas en sus piezas y un sobrecalentamiento por mencionar algunos; por lo que elevaría sus costos de mantenimiento.

Los ingenieros de la compañía Cummins han realizado un nuevo sistema

opcional de lubricación llamado Centinel para el motor Cummins serie ISM, este sistema hace que la lubricación sea controlada dentro de la máquina lo cual extiende el intervalo de cambio de aceite y una buena lubricación que a su vez mejora la eficiencia del motor.

El sistema avanzado de manejo de aceite CENTINEL para motor lleva los intervalos de servicio extendidos a nuevas extensiones, 525,000 Millas (844,906 km).



NATURALEZA, SENTIDO Y ALCANCE DEL TRABAJO

El sentido del presente trabajo es exponer los adelantos tecnológicos en la

industria automotriz a fin de facilitar las actividades de los usuarios, ayuda a conocer el funcionamiento y operación de los sistemas auxiliares para obtener los mejores resultados en el uso de los motores Cummins serie ISM.

Para lograr el desarrollo de este tema se consultaron diversas fuentes, las cuales fueron analizadas minuciosamente para extraer la información que proporcionara más elementos significativos, para que sea coherente y fácil de comprender.

Con este trabajo se pretende llegar a que el lector tenga una mejor visión y conocimiento sobre los motores de combustión interna Diesel y entienda la importancia de una buena lubricación, a si como dar a conocer los adelantos tecnológicos como es en este caso el sistema de lubricación opcional Centinel.



ENUNCIACIÓN DEL TEMA

En el contenido de este trabajo se analizara el ciclo termodinámico y mecánico así como se da a conocer las principales partes y su funcionamiento en el motor Diesel; más adelante se mencionaran los sistemas auxiliares para un motor convencional Diesel.

Se adentrará más a fondo del sistema de lubricación y se hará mención de los lubricantes y la lubricación mencionando los tipos de lubricación y mostrando el diagrama de flujo del sistema de lubricación y del sistema de lubricación opcional Centinel.

Dentro del los principales objetivos que se buscaron al elaborar el sistema Centinel sobresale la satisfacción de las necesidades de ahorro de aceite lubricante y el buen control y suministro de lubricación, la consecución de la funcionalidad para un buen desempeño del motor.



EXPLICACIÓN DE LA ESTRUCTURA DEL TRABAJO

En la investigación de este tema se desarrolla tres unidades y el contenido de ellos los cuales a continuación exponemos: l.0.- MOTORES DE COMBUSTIÓN INTERNA DIESEL

En este apartado hablaremos de las partes principales que conforman al motor de combustión interna Diesel; así, como también de su ciclo termodinámico y su ciclo mecánico. 2.0.- SISTEMAS AUXILIARES DEL MOTOR DIESEL

En este apartado se explica la función de cada uno de los sistemas que componen al motor así como sus partes principales. 3.0.- SISTEMA DE LUBRICACIÓN DEL MOTOR CUMMINS SERIE ISM

En este punto se menciona la importancia de la lubricación en el motor Diesel;

así como mencionar sus propiedades y la clasificación de los lubricantes y aditivos que utilizan. También se da a conocer los diferentes tipos de lubricación que existen en estos motores. Se hablará del sistema opcional Centinel a demás de dar a conocer su diagrama de flujo; por último se mostrar el diagrama de flujo del sistema de lubricación que tiene el motor diesel ISM.



CAPITULO II DESARROLLO DEL TEMA



PLANTAMIENTO DEL TEMA DE INVESTIGACIÓN

En la presente tesina se muestra al motor Diesel, su historia, sus ciclos tanto termodinámico como mecánico y sus sistemas auxiliares dándole un mayor énfasis al sistema de lubricación en el cual se da a conocer el nuevo sistema opcional de lubricación llamado Centinel para los motores Cummins serie ISM.

En la elaboración de este trabajo se requirió de una metodología, es decir un proceso durante el desarrollo del tema el cual es de vital importancia para alcanzar un fin u objetivo. El desarrollo de este trabajo se llevo a cabo mediante un proceso teórico.

En el aspecto teórico se obtuvo información referente al tema de investigación, incluyéndose metodologías de investigación documentales.



MARCO CONTEXTUAL HISTORIA DEL MOTOR DIESEL

Rudolf Diesel desarrolló la idea del motor diesel y obtuvo la patente alemana en 1892. Su logro era crear un motor con alta eficiencia. Los motores a gasolina fueron inventados en 1876 y, específicamente en esa época, no eran muy eficientes.

Este tipo de motor de combustión interna (endotérmica) se encuentra en el grupo de los motores alternativos, constituyendo su principal diferencia el sistema de alimentación y la forma en que se realiza la combustión. Los elementos constitutivos del motor son muy similares a los de un motor de explosión aunque existen algunas diferencias constructivas muy específicas con el fin de dotar de mayor robustez todas aquellas partes del motor que soportan unas presiones de trabajo mucho más elevadas.

Así pues, la principal característica de un motor Diesel es la que motivó su creación y desarrollo: la obtención de un mayor rendimiento al del motor de gasolina, empleando para ello un combustible más pesado y una relación volumétrica de com-presión mucho más elevada (entre 8:1 y 10:1 para gasolina y 14:1 y 23:1 para los modernos Diesel). En el motor Diesel, estas compresiones las posibilita el hecho de aspirar y comprimir únicamente aire, en lugar de una mezcla, que estallaría antes de llegar al final de la fase de compresión. Fig. 1.

Como ya se ha apuntado, en el interior del cilindro comprimimos pues solamente aire. La relación volumétrica al final de la fase de compresión ha hecho que la presión de este aire comprimido sea ahora de entre 30 a 50 kg/cm2 y la temperatura haya rebasado los 600°C. En estas condiciones, debemos atender otra de las características del motor, o mejor dicho, del combustible que emplea, ya que el gas-oíl se inflama, se enciende espontáneamente, a una temperatura de 280°C.

Si sumamos a todo lo anterior el hecho de contar con un sistema que nos introduzca a presión (inyección) el combustible a una elevada presión (de entre 100 y 250 kg/cm2) en el seno de este aire comprimido, el combustible líquido penetrará en él en forma de chorro finamente pulverizado que se evaporará rápidamente al absorber calor de las elevadas temperaturas existentes en la cámara de combustión, se mezclará homogéneamente con el aire y combinándose con el oxígeno combustionará espontáneamente a medida que vaya entrando en el interior de la cámara de combustión.

Se adivina ya desde aquí la necesidad de contar con un sistema capaz de crear las elevadas presiones de inyección, de dosificar y pulverizar el combustible y que este combustible esté exento de cualquier impureza que fuera susceptible de entorpecer el ajustado funcionamiento del sistema de inyección donde las tolerancias



son de hasta 40 veces menores que el diámetro de un cabello humano y donde para un motor de 4 cilindros la cadencia de inyección puede llegar a ser de hasta 150 veces por segundo.



FIG. 1 COMPARACIÓN DE ALIMENTACIÓN DEL MOTOR GASOLINA DIESEL



Hemos dicho ya que las diferencias constructivas son muy específicas, por lo que analizará las diferencias más notables, estableciéndolas entre ventajas e inconvenientes comparados con el motor de gasolina.

DIFERENCIAS

Un motor a gasolina succiona una mezcla de gas y aire, los comprime y enciende la mezcla con una chispa. Un motor Diesel sólo succiona aire, lo comprime y entonces le inyecta combustible al aire comprimido. EL calor del aire comprimido enciende el combustible espontáneamente.

Un motor Diesel utiliza mucha más compresión que un motor a gasolina. Un motor a gasolina comprime a un porcentaje de 8:1 a 10:1, mientras un motor diesel comprime a un porcentaje de 14:1 hasta 23:1. La alta compresión se traduce en mejor eficiencia.

Los motores Diesel utilizan inyección de combustible directa, en la cual el

combustible Diesel es inyectado directamente al cilindro. Los motores a gasolina generalmente utilizan carburación en la que el aire y el combustible son mezclados un tiempo antes de que entre al cilindro, o inyección de combustible de puerto en la que el combustible es inyectado a la válvula de succión (fuera del cilindro).

VENTAJAS

Menor consumo de combustible (aprox. un 30% menos).

Mayor rendimiento térmico, lo que se transforma en potencia útil (en tomo al 35%).

Al ser constructivamente más robusto y algo más lento, se alarga la vida

útil del motor.

Resulta más rentable para largos recorridos y muchos kilómetros.

INCONVENIENTES

Por su construcción y mayor peso, necesita bastidores y suspensiones más resistentes.

El motor y la complejidad de la inyección le dan precio más elevado.

Algunas reparaciones resultan más costosas debido a la alta tecnología y a la especialización que requieren.

Algunos motores presentan mayor rumorosidad y vibraciones.



IDENTIFICACIÓN DEL MOTOR Placa de Datos del Motor

La placa de datos del motor muestra datos acerca de su motor. El Número de Serie del Motor y el CPL proporcionan información para ordenar partes y necesidades de servicio. Fig.2.

La placa de datos del motor no debe cambiarse, a menos que sea aprobado por Cummins Engine Company, Inc.

La placa de datos está colocada en el lado de bomba de combustible del motor, sobre la carcasa de balancines. Tenga disponible los siguientes datos del motor cuando se comunique con un Taller de Reparación Autorizado Cummins. La siguiente información de la placa de datos es obligatoria cuando se solicitan partes de servicio. 1. Número de serie del motor 2. CPL 3. Modelo 4. Rango de potencia y rpm.

FIG. 2 IDENTIFICACIÓN DE LA PLACA DE DATOS DEL MOTOR



Nomenclatura del Motor Cummins

La nomenclatura del motor Cummins proporciona los datos como se ilustra en la Fig.3.

FIG. 3 NOMENCLATURA DEL MOTOR CUMMINS SERIE ISM

SISTEMA DE ACEITE LUBRICANTE Información General

El uso de aceites lubricantes de calidad para motor, combinado con los intervalos apropiados de drenado de aceite y cambio de filtro, es un factor crítico para mantener el desempeño y durabilidad del motor.

Cummins Engine Company, Inc. recomienda el uso de un aceite multigrado 15W-40 de alta calidad para motor de servicio pesado. La especificación CH-4 del Instituto Americano del Petróleo (API) se puede usar como una alternativa para CES 20071. Se pueden usar aceites que cumplan la especificación CG-4 de API, pero en un intervalo de drenado reducido según la tabla de Intervalos de Drenado de Aceite por Severidad de Servicio mi [km]. Los grados de aceite CC, CD, CE, o CF han sido obsoletos por API y no deberán usarse.

Se pueden requerir intervalos de drenado acortados con aceites monogrado, determinado por monitoreo estrecho de la condición del aceite con muestreo programado de aceite. El uso de aceites de grado simple puede afectar el control de aceite del motor.

Se recomiendan aceites sintéticos para motor, categoría III de API, para usarse en motores Cummins que operan en condiciones de temperatura ambiente consistentemente por debajo de 25°C [-13°F]. Por arriba de esta temperatura se recomienda usar lubricantes multigrados a base de petróleo. Los aceites sintéticos 0W-30 que cumplen con la categoría III de API pueden usarse en operaciones donde la temperatura ambiente nunca excede de 0°C [32°F]. Los aceites 0W-30 no ofrecen el mismo nivel de protección contra dilución de combustible, como lo hacen los aceites multigrados superiores. Se puede experimentar desgaste superior del cilindro cuando se usan aceites 0W-30 en situaciones de carga alta.



En la ilustración acompañante se muestran los símbolos de servicio de API. Fig. 4:

1. La mitad superior del símbolo muestra las categorías apropiadas de aceite.

2. La mitad inferior contiene palabras para describir características de conservación de la energía del aceite.

3. La sección central identifica el grado SAE de viscosidad del aceite.

FIG. 4 SIMBOLOS DE SERVICIO DE API QUE LLEVA EL ACEITE

La viscosidad del aceite deberá escogerse según las condiciones climáticas típicas experimentadas por el usuario. Fig.5.

Se recomienda el uso de 15W-40 para la mejor durabilidad del motor en temperatura ambiente más alta. Para condiciones de temperatura fría, se puede usar viscosidad 10W-30 ó 5W-30 para arranque más fácil, flujo de aceite mejorado, y economía de combustible mejorada.



FIG. 5 VISCOCIDAD DEL ACEITE DEPENDIENDO DE LAS CONDICONES CLIMATICAS

Aceites para Asentamiento de Motor Nuevo

No se recomiendan aceites lubricantes especiales para “asentamiento” de motores Cummins nuevos o reconstruidos.

En general, use el mismo aceite durante el asentamiento como el que se usa en operación normal. Aceites lubricantes sintéticos o parcialmente sintéticos para motor, sin embargo, no pueden usarse durante el asentamiento de un motor nuevo o reconstruido. Para asegurarse de que los anillos de pistón asienten apropiadamente, use un aceite lubricante de alta calidad para motor, a base de petróleo, durante el primer periodo de drenado de aceite del motor.



MARCO TEORICO

1.0 MOTORES DE COMBUSTIÓN INTERNA DIESEL

Los motores de combustión interna Diesel son maquinas diseñadas con el fin de generar energía mecánica, atreves de energía química, utilizando mecanismos asociados para generar el trabajo que se requiera, ya sea en vehículos, o para plantas generadoras de energía eléctrica.

En los siguientes apartados se darán a conocer algunos de los principales

componentes fijos y móviles del motor Diesel, así como también se mostraran los ciclos termodinámicos y mecánicos del motor de combustión interna.

1.1 ESTRUCTURA DEL MOTOR

Dentro de los componentes comunes del motor Diesel los podemos clasificar en componentes fijos ó de soporte y componentes móviles ó dinámicos.

1.1. A COMPONENTES FIJOS Ó DE SOPORTE

1.1. A.1 BLOQUE DEL MOTOR Ó MONOBLOCK

Es la estructura básica del motor, en el mismo van alojados los cilindros, cigüeñal, árbol de levas, etc. Todas las demás partes del motor se montan en él. Generalmente son de fundición de hierro o aluminio. Pueden llevar los cilindros en línea o en forma de V. Lleva una serie de aberturas o alojamientos donde se insertan los cilindros, varillas de empuje del mecanismo de válvulas, conductos del refrigerante, los ejes de levas, apoyos de los cojinetes de bancada y en la parte superior lleva unos taladros donde se sujeta el conjunto de culata. Véase la fig. 6

Fig. 6 BLOQUE DEL MOTOR O MONOBLOCK.



1.1. A.2 CABEZA DEL MOTOR Ó CULATA

Es el elemento del motor que cierra los cilindros por la parte superior, pueden

ser de fundición de hierro o aluminio. Sirve de soporte para otros elementos del motor como son: Válvulas, balancines, inyectores, etc. Lleva los orificios de los tornillos de apriete entre la culata y el bloque, además de los de entrada de aire por las válvulas de admisión, salida de gases por las válvulas de escape, entrada de combustible por los inyectores, paso de varillas de empujadores del árbol de balancines, pasos de agua entre el bloque y la culata para refrigerar, etc. Véase la fig.7.

Entre la culata y el bloque del motor se monta una junta que queda prensada entre las dos a la que llamamos habitualmente junta de culata.

FIG. 7 CABEZA DEL MOTOR O CULATA

1.1. A.3 MÚLTIPLE DE ADMISIÓN

Es el elemento encargado de hacer llegar lo mejor posible el aire para los

motores Diesel de inyección directa, al interior de los cilindros. Suele estar construido de aluminio ya que es un elemento que no está sometido a grandes temperaturas ya que los gases que entran son gases frescos. El número de orificios del colector dependerá del número de cilindros del motor, así pues si el motor tiene 4 cilindros, el colector tendrá cuatro orificios. Véase la fig.8.

Fig.8 MÚLTIPLE DE ADMISIÓN



1.1. A.4 MÚLTIPLE DE ESCAPE

Sirve de camino de salida de los gases quemados en la combustión hacia el

exterior. Soportan grandes temperaturas por ello que se fabriquen de hierro fundido con estructura perlítica para darle una buena resistencia a las altas temperaturas. Véase la fig.9.

Fig.9 MÚLTIPLE DE ESCAPE

1.1. A. 5 CARTER El cárter es la tapa inferior del motor, está constituido por cárter superior (es la parte inferior del bloque) y cárter inferior que va asegurado al superior también sirve como depósito de aceite. El cárter inferior está construido de hierro de fundición o aleación de aluminio. Verse la fig.10.

Fig.10 CARTER



1.1. A. 6 TAPA DE BALANCINES

Al igual que el cárter esta tapa sirve de cierre al motor por su parte superior.

Construida de chapa embutida cuya misión es la de proteger a los elementos móviles. Unida a la culata por medio de unos tornillos que roscan en unos agujeros ciegos practicados en la culata y una junta de corcho que evita pérdidas de aceite. Véase la fig. 11.

Fig.11 TAPA DE BALANCINES

1.1. B COMPONENTES MOVILES O DINÁMICOS

1.1. B.1 CIGÜEÑAL

Es el componente mecánico que cambia el movimiento alternativo en movimiento rotativo. Esta montado en el bloque en los cojinetes principales los cuales están lubricados. El cigüeñal se puede considerar como una serie de pequeñas manivelas, una por cada pistón. El radio del cigüeñal determina la distancia que la biela y el pistón puede moverse. Véase la fig.12. Podemos distinguir las siguientes partes:

Muñequillas de apoyo o de bancada. Muñequillas de bielas. Manivelas y contrapesos. Platos y engranajes de mando. Taladros de engrase.

Fig.12 CIGUEÑAL



1.1. B. 2 ÁRBOL DE LEVAS Y ELEMENTOS DE MANDO

El árbol de levas es el elemento encargado de vencer la fuerza que ejercen los muelles sobre las válvulas a través de los mecanismos de mando para poder abrirlas y cerrarlas en el momento adecuado. Al árbol de levas se le han mecanizado una serie de elementos excéntricos denominados levas, que son los encargados de mandar el empuje a través de los elementos de mando hacia las válvulas. Al igual que el cigüeñal posee una serie de apoyos, los cuales pueden ir alojados o bien en el bloque (árbol de levas en bloque), o bien en la culata (árbol de levas en cabeza o en culata), dependiendo del tipo de distribución que tenga el motor. Véase la fig.13.

Fig.13 ÁRBOL DE LEVAS

La apertura y cierre de las válvulas debe de estar perfectamente sincronizada

con la posición de los pistones. Debido a esto el árbol de levas recibe el movimiento del cigüeñal el cual debe estar perfectamente sincronizado en su movimiento con el del árbol de levas.

Cuando el árbol de levas se encuentra en el bloque, el accionamiento sobre las válvulas se realiza a través de unos elementos de mando constituidos por: 1.1. B.3 VARILLA EMPUJADORA

Tiene la misión de transmitir el empuje de la leva hasta el balancín, salvando la

distancia que hay entre ellos. Véase la fig.14.

Fig.14 VARILLA EMPUJADORA



1.1. B.4 TAQUÉS Ó BUSOS Dependiendo del tipo de distribución, los taqués irán situados o bien en el bloque

o en la culata. Véase la fig.15.

Fig.15 TAQUES Ó BUSOS

a) Taqués en bloque: Van situados entre la leva y la varilla empujadora.

b) Taqués en culata: Se colocan cuando el árbol de levas va montado sobre la culata

y el accionamiento sobre las válvulas es directo (no necesita varilla empujadora). Este tipo se coloca encima de la misma válvula. En la actualidad, en este tipo de montaje, se emplean taqués hidráulicos los cuales poseen la ventaja de mantener en todo momento las cotas de funcionamiento evitando de este modo realizar el llamado reglaje de taqués. 1.1. B.5 BALANCINES

Es la palanca que transmite directa o indirectamente el movimiento de la leva a la válvula. Existen dos tipos de balancines. Véase la fig.16.

Fig.16 BALANCINES



a) BALANCINES BASCULANTES: Empleados en motores que usan varillas empujadoras. Por un extremo recibe el empuje y por el otro lo transmite, basculando en la parte central.

b) BALANCINES OSCILANTES: Este tipo de balancines se emplea en motores

con árbol de levas en cabeza. A diferencia del anterior, en este caso, el movimiento lo recibe directamente el balancín en su zona central, basculando en un extremo y transmitiendo el movimiento en el otro.

Los balancines poseen un mecanismo de regulación constituido por un

espárrago roscado y una tuerca blocante, el cual sirve para que exista una pequeña holgura entre la válvula y el balancín. Esta cota es necesaria para que en condiciones de funcionamiento normales, al dilatar los materiales por el efecto térmico, no queden excesivamente juntas estas dos piezas y provoquen en estado de reposo de la válvula (cerrada) una ligera apertura de la misma. A este fenómeno se le denomina válvula pisada.

Los balancines oscilan sobre un eje denominado eje de balancines el cual se encuentra situado en la culata. Posee una serie de orificios interiores que sirven para engrasar la zona de basculación del balancín.

1.1. B. 6 EJE DE BALANCINES

Está hecho de aleación de acero, se encuentra situado encima de la culata del motor, suele ser hueco y cerrados en sus extremos. En él se encuentran situados los balancines que abren las válvulas de admisión y de escape, llevan una serie de orificios que coinciden con los rodamientos de los balancines. Véase la fig. 17.

Fig.17 EJE DE BALANCINES



1.1. B. 6 PISTONES Y SUS PARTES

Es el elemento móvil que se desplaza en el interior del cilindro el cual recibe

directamente sobre él el impacto de la combustión de la mezcla. Se divide en dos partes fundamentales; lo que se denomina cabeza del pistón y la otra llamada falda del pistón. Son generalmente de aluminio. Véase la fig.18.

Fig.18 PARTES DEL PISTÓN

a) Cabeza del pistón: Es la parte superior del pistón que se encuentra en

contacto directo con la cámara de combustión y que por lo tanto es la parte que se encuentra sometida a un mayor castigo mecánico, térmico y químico. En esta parte del pistón se encuentran mecanizadas unas ranuras las cuales sirven de alojamiento a los anillos del pistón. Véase la fig.19.

Fig. 19 CABEZA DEL PISTÓN



b) Falda del pistón: Es la parte baja del pistón y la cual posee la misión de servir de guía en su movimiento alternativo. Es de dimensiones ligeramente mayores que las de la cabeza del pistón lo cual evita su cabeceo y por lo tanto un desgaste descompensado en el cilindro y en el pistón. Véase la fig. 20.

Fig.20 FALDA DEL PISTÓN

c) Perno del pistón: Sirve de unión entre el pistón y la biela. Véase la fig. 21.

Fig. 21 PERNO DEL PISTÓN

d) Anillos del pistón: Son piezas circulares metálicas, autotensadas, que se

montan en las ranuras de los pistones para servir de cierre hermético móvil entre la cámara de combustión y el cárter del cigüeñal. Dicho cierre lo hacen entre las paredes de las camisas y los pistones, de forma que los conjuntos de pistón y biela conviertan la expansión de los gases de combustión en trabajo útil para hacer girar el cigüeñal. El pistón no toca las paredes de los cilindros. Este efecto de cierre debe darse en condiciones variables de velocidad y aceleración. Los anillos impiden que se produzca una pérdida excesiva de aceite al pasar a la cámara de combustión, a la vez que dejan en las paredes de la camisa una fina capa de aceite para lubricar. Véase la fig.22.

Por tanto los segmentos realizan tres funciones:

Cierran herméticamente la cámara de combustión.

Sirven de control para la película de aceite existente en las paredes de la camisa.

Contribuye a la disipación de calor, para que pase del pistón a la camisa.

El número de segmentos por pistón varía según los motores pero oscilan entre 3 y 6:



Al primer grupo de segmentos se les denomina; segmentos de compresión y son los encargados de realizar un cierre hermético con la parte superior del cilindro. Al primero de estos segmentos se le denomina de fuego.

Posteriormente tenemos los denominados segmentos de engrase, los cuales,

como su propio nombre indica, sirven para engrasar las paredes del cilindro. Suelen tener unos orificios por los cuales circula el aceite y que comunican con el interior del pistón.

Fig.22 ANILLOS DEL PISTÓN

e) CAMISA DEL PISTÓN: Son los cilindros por cuyo interior circulan los pistones.

Suelen ser de hierro fundido y tienen la superficie interior endurecida por inducción y pulida. Normalmente suelen ser intercambiables para poder reconstruir el motor colocando unas nuevas, aunque en algunos casos pueden venir mecanizadas directamente en el bloque en cuyo caso su reparación es más complicada. Véase la fig.23.

Dentro de la utilización de camisas podremos distinguir dos tipos:

CAMISAS SECAS: Este tipo de camisas se montan a presión en el interior del cilindro mecanizado en el bloque. Se encuentran en perfecto contacto con la pared del bloque, para que el calor interno pueda transmitirse al circuito de refrigeración.

CAMISAS HÚMEDAS: El bloque en este caso es totalmente hueco y es la

camisa postiza la que forma y cierra la cámara de agua del circuito de refrigeración, el cual queda en contacto directo con la camisa.

Fig. 23 CAMISA DEL PISTÓN



f) BIELA: Las bielas son las que conectan el pistón y el cigüeñal, transmitiendo la fuerza de uno al otro. Tienen dos casquillos para poder girar libremente alrededor del cigüeñal y del bulón que las conecta al pistón. La biela debe absorber las fuerzas dinámicas necesarias para poner el pistón en movimiento y pararlo al principio y final de cada carrera. Así mismo la biela transmite la fuerza generada en la carrera de explosión al cigüeñal. Véase la fig.24.

La biela se divide en; cabeza, cuerpo y pie: a) La cabeza es la parte de la biela que va acoplada a la muñequilla del

cigüeñal. Esta unión se realiza a través de un elemento llamado sombrerete el cual va unido a la cabeza de la biela por medio de dos fijaciones roscadas. Entre medias se colocan unos casquillos antifricción los cuales sirven para evitar el desgaste prematuro entre las superficies en contacto. Estos elementos se denominan semi- casquillos de biela o semi- cojinetes de biela. b) El cuerpo de la biela es la parte que une el pie con la cabeza y por lo tanto la que transmite el esfuerzo. Sometida a esfuerzos de flexión y compresión posee una sección transversal que varía de formas pero que suelen ser en forma de H la cual proporciona a la biela la suficiente resistencia mecánica para soportar tales esfuerzos. c) El pie de biela es la parte que une el bulón y que a su vez lo hace con el

pistón.

Fig. 24 PARTES DE LA BIELA



1.1. B. 7 CONJUNTO DE BANCADA Y LENGÜETAS DE LA BIELA

Las bancadas van lubricadas a presión y llevan un orificio en su mitad superior, por el que se efectúa el suministro de aceite procedente de un conducto de lubricación del bloque. Lleva una ranura que sirve para repartir el aceite mejor y más rápidamente por la superficie de trabajo del cojinete. También llevan unas lengüetas ó cojinetes que encajan en las ranuras correspondientes del bloque las tapas de los cojinetes. Dichas lengüetas alinean las bancadas e impiden que se corran hacia adelante o hacia atrás por efectos de las fuerzas de empuje creadas. La mitad inferior correspondiente a la tapa es lisa. Además de los de bancada, todos los motores llevan un cojinete de empuje que evita el juego axial en los extremos del cigüeñal. Véanse las figs.25. (a) Y (b).

(a) BANCADA DE BIELA

(b) LENGÜENTAS

Figs.25



1.1. B. 8 CONJUNTO DE VÁLVULAS

Son un conjunto de elementos que abren y cierran la entrada y salida de gases a la cámara de compresión. VÁLVULA

Son el elemento principal de este conjunto. Situadas en el interior de la cámara

de combustión son las encargadas de abrir y cerrar los orificios de entrada y salida de gases. Constituidas por una cabeza de válvula la cual hace el cierre hermético con el orificio de la culata. Suelen estar mecanizadas con un ángulo de inclinación para evitar fugas y permitir un mejor cierre. Esta parte de la válvula apoya en la culata sobre un elemento llamado asiento de válvula. Unida a la cabeza se encuentra el vástago o cuerpo de válvula cuya misión es la de servir de guía a la válvula en su desplazamiento. Al final del vástago posee unas hendiduras las cuales sirven para fijar el resto de elementos que van acoplados a la válvula. Véase la fig.26. En una válvula hay que distinguir las siguientes partes:

Pie de válvula.

Vástago.

Cabeza.

Fig.26 VÁLVULAS

a) MUELLES DE LA VÁLVULA: Es el elemento encargado de mantener la válvula siempre cerrada. Este tipo de muelles se suelen fabricar con carga elástica de tensión gradual, es decir, que su constante de proporcionalidad varía a lo largo de su longitud; el objetivo de este tipo de construcción es el de evitar el rebote del propio muelle y por lo tanto de la válvula, debido al continuo movimiento alternativo. Otra forma de evitar este efecto es colocando dos muelles con distinto sentido de arrollamiento en la espira del muelle.

b) ELEMENTOS DE FIJACIÓN: Con objeto de mantener el muelle unido a la

válvula se emplean unos elementos de fijación como las cazoletas y los semiconos. Estos elementos quedan fijados a la válvula gracias a la propia presión que realiza el muelle sobre ellos.



c) GUÍA DE VÁLVULA: Es el elemento sobre el cual se desliza el cuerpo de la válvula y el cual se encuentra fijo en la culata. Su misión, como su propio nombre indica, es la de guiar y hacer más suave el movimiento de la válvula.

1.1. B. 9 VOLANTE DE INERCIA

Esto es una placa redonda hecha de hierro fundido la cual es montada en la parte posterior del cigüeñal.

El cigüeñal recibe la fuerza rotacional desde la carrera de combustión

solamente, mientras que en las otras carreras, éste pierde fuerza rotacional. Como resultado, desuniformidad en la fuerza rotacional es generada. El volante del motor funciona para apaciguar ésta desuniformidad por energía inercial. Véase la fig. 27.

Fig.27 VOLANTE DE INERCIA

1.1. B. 9 ENGRANES DE DISTRIBUCIÓN

Conduce los accesorios y mantienen la rotación del cigüeñal, árbol de levas, eje de leva de la bomba de inyección ejes compensadores en la relación correcta de desmultiplicación. El engranaje del cigüeñal es el engranaje motriz para todos los demás que componen el tren de distribución, por lo que deben de estar sincronizados entre sí, de forma que coincidan las marcas que llevan cada uno de ellos. Véase la fig. 28.

Fig.28 ENGRANES DE DISTRIBUCIÓN



1.2 CICLO TERMODINÁMICO 1.2.1 LA COMBUSTIÓN

En este apartado analizaremos la forma en que se realiza la combustión en los motores Diesel así como su clasificación.

Ante todo hacer notar que, teóricamente, en el ciclo Otto la combustión se realiza a volumen constante y que en el Diesel, dicha combustión se realiza a presión constante. A la fusión de ambos ciclos se le llama ciclo mixto, es decir aquel en que la combustión se realiza a volumen y presión constante y es el que utilizan los modernos motores Diesel. Fig. 29.

Fig.29 CICLOS TERMODINÁMCOS A VOLUMEN Y PRESIÓN CONSTANTE Y MIXTO



1.2.2 CICLO DIESEL Para el ciclo Diesel se tienen en cuenta algunas variables diferentes, entre ellas el motor funciona por compresión, el fluido operante al inicio es solo aire, existe una inyección de combustible que produce la ignición bajo ciertas condiciones de temperatura y presión, no hay bujía que genere chispa, pero el proceso es similar con las carreras del pistón: admisión, compresión, explosión y escape; detallado así: Véanse las figs. 30 a) y b). (0-1) Carrera de aspiración:

Se abre la válvula de aspiración, gira el cigüeñal, el pistón se desplaza hacia el punto muerto inferior (PMI) y permite la entrada de aire dentro del cilindro. (1-2) Carrera de compresión:

Idealmente el proceso es isentrópico (entropía constante). Se cierra la válvula de

aspiración, gira el cigüeñal, el pistón se desplaza hacia el punto muerto superior (PMS) y comprime el aire contenido dentro del cilindro. (2-3) Calentamiento instantáneo de la sustancia a presión constante:

Las válvulas se mantienen cerradas y el pistón se encuentra en el PMS dentro

del cilindro. En este instante entra el combustible pulverizado y se mezcla con el aire generando múltiples explosiones las cuales encienden todo el combustible. Se mantiene la presión pero el volumen aumenta (aire + combustible). (3-4) Carrera de expansión; idealmente el proceso es isentrópico. (Igual ciclo Otto):

Al inflamarse la mezcla se produce una transformación y liberación de la energía

química contenida en la misma que hace que el pistón descienda rápidamente hacia el PMI completando el giro del cigüeñal. (4-1) Rechazo o expulsión instantánea del calor a volumen constante. (Igual ciclo

Otto): Se mantiene constante el volumen pero existe una transferencia de calor

inmediatamente a través de las paredes desde adentro de la cámara de combustión hacia fuera de la misma. (1-0) Carrera de expulsión. (Igual ciclo Otto):

Se abre la válvula de escape rechazando los gases producidos en la

combustión, además se cede el calor a la atmósfera. El pistón sube de nuevo hacia el PMS y se repite de nuevo el ciclo.



a) b)

Fig. 30 a) DIAGRAMAS (T-S) Y b) (P-V) DEL CICLO DIESEL TEÓRICO

1.2.3 CICLO DIESEL REAL

El ciclo Diesel real es el que se aproxima al funcionamiento de los motores en

condiciones reales. La gráfica muestra el del ciclo para un motor Diesel que trabaja en condiciones reales. Véase la fig.31

Fig. 31 DIAGRAMA REAL DEL CICLO DIESEL (P-V)



1.3 CICLO MECÁNICO

Desde un punto de vista mecánico, el ciclo del motor Diesel de cuatro tiempos consta de las siguientes fases: Véase la fig. 32.

1. Admisión: con el pistón posicionado en el PMS (punto muerto superior) comienza la carrera descendente y al mismo tiempo se abre la válvula de admisión para llenar de aire limpio aspirado o forzado por un turbocompresor el cilindro, terminando este ciclo cuando el pistón llega al (PMI) y la válvula de admisión se cierra nuevamente.

2. Compresión: el pistón está en el punto muerto inferior (PMI) y empieza su carrera de ascenso, comprimiendo el aire contenido en el cilindro y logrando de esa forma un núcleo de aire caliente en la cámara de combustión por el efecto adiabático.

3. Trabajo: cuando el pistón está a punto de llegar al punto muerto superior (PMS) se inicia la inyección de combustible a alta presión. En este momento se mezclan las partículas de gasóleo pulverizado con el núcleo de aire caliente y se produce el encendido y la consiguiente expansión de gases por la combustión del gasóleo, moviendo el pistón desde el PMS hacia el PMI y generando trabajo.

4. Escape: concluida la fase de trabajo y habiendo llegado el pistón al (PMI), se abre la válvula de escape al mismo tiempo que el pistón empieza su carrera hacia el PMS y elimina hacia el conducto de escape los gases producidos por la combustión en el cilindro.

De esta forma podemos ver que el ciclo diesel está conformado por cuatro tiempos, por lo que, cuando entra el combustible, este explota por la alta presión y se va quemando en el trayecto. Fig.33

Fig. 32 CICLO MECÁNICO DEL MOTOR DIESEL

http://es.wikipedia.org/wiki/Motor_di%C3%A9sel

http://es.wikipedia.org/wiki/Pist%C3%B3n

http://es.wikipedia.org/wiki/Turbocompresor

http://es.wikipedia.org/wiki/Cilindro_%28motor%29

http://es.wikipedia.org/wiki/C%C3%A1mara_de_combusti%C3%B3n

http://es.wikipedia.org/wiki/Combustible

http://es.wikipedia.org/wiki/Gas%C3%B3leo

http://es.wikipedia.org/wiki/Trabajo_%28f%C3%ADsica%29



CICLO MECÁNICO

FIG.33 CICLO MECÁNICO DE UN MOTOR DIESEL



2.0 SISTEMAS AUXILIARES DEL MOTOR DIESEL

Los sistemas auxiliares de un motor Diesel tienen una gran importancia ya que

sin ellos el motor no realizaría su cometido, por ejemplo sin el sistema de alimentación de combustible, que es el que suministra el Diesel a la cámara de combustión por medio de la bomba de inyección, el riel de inyectores y los mismos inyectores, por nombrar algunos, simplemente no tendría la forma de realizar la combustión y a su vez no lograría el propósito para el que está hecho.

Así mismo todos los sistemas del motor diesel tienen una importancia específica para el buen funcionamiento de este, así que a continuación se darán a conocer algunos de los sistemas más importantes del motor.

2.1 SISTEMA DE ALIMENTACIÓN DE COMBUSTIBLE

La alimentación en estos motores se realiza introduciendo el aire en el interior del cilindro, perfectamente filtrado y una vez comprimido introducimos a gran presión el combustible (en este caso gas-oíl), mezclándose ambos en la cámara de combustión.

El aire se comprime a gran presión (de 36 a 45 kg.) en el interior de la cámara de

combustión, de este modo alcanza la temperatura adecuada para la inflamación del combustible (llegando hasta los 600ºC), siendo introducido en la cámara de combustión a gran presión (de 150 a 300 atmósfera (kg/cm2)). Este inyector está debidamente regulado para que la cantidad de combustible y el momento en que debe ser inyectado sean precisos, obteniendo una mezcla perfecta y por consiguiente un buen funcionamiento del motor.

Dentro de este sistema de alimentación existen una serie de elementos que

hacen posible todo lo anteriormente citado: bomba inyectora, filtros, tuberías, depósito, inyectores, cable de acelerador, etc.

Analizaremos aquí el sistema que posibilitara que la combustión se realice del modo más favorable, considerando el máximo rendimiento del motor; es decir, que los gases no quemados sean los mínimos a la salida del motor.

El combustible debe inyectarse en la cámara de combustión, en las condiciones propicias y en cantidades perfectamente dosificadas. De todo ello se encarga el sistema de alimentación. (Fig. 34).



DIAGRAMA DE FLUJO DEL SISTEMA DE ALIMENTACIÓN DE COMBUSTIBLE

Fig. 34 DIAGRAMA DE FLUJO DE ALIMENTACIÓN DE COMBUSTIBLE



Para garantizar un óptimo rendimiento en el motor Diesel, ha de cumplirse que: - Cada cilindro reciba, en su momento del ciclo y atendiendo a las condiciones de régimen y carga del motor, la cantidad precisa de combustible. - Que la pulverización, la presión y la penetración del combustible con la uniformidad de éste en el interior de la cámara sea tal que halle el aire necesario para su perfecta combustión.

Distinguiremos dos partes que posibilitarán la consecución de los objetivos que persigue el sistema de alimentación. 1.- Circuito de baja presión: - Depósito. - Bomba de alimentación. - Filtro. 2.- Circuito de alta presión: - Bomba inyectora. - Inyectores.

2.1.1 CIRCUITO DE BAJA PRESIÓN 2.1.1. A EL DEPÓSITO DE COMBUSTIBLE

Es un recipiente de chapa o de plástico. Tiene un tubo que se comunica con el exterior para el llenado del mismo, lleva un tapón de cierre para evitar que el gas-oíl se derrame. Este tapón tiene una salida al exterior para facilitar la salida del aire y así no crear un vacío interno. El depósito lleva un tubo pequeño cogido por un taladro por donde sale el combustible y que se conecta en la bomba de combustible. En su interior lleva un filtro de combustible para separar los pequeños residuos o impurezas que pueda tener el líquido y también lleva un indicador de combustible que actúa dentro del depósito como si fuera la bolla de una cisterna. 2.1.1. B TUBERÍAS

Son rígidas, de latón o cobre, con una forma interior debidamente estudiado por el fabricante.

No deben estar próximas a los tubos o conductos de escape ya que el combustible no debe calentarse demasiado, pues se formarían pequeñas bolsas de gas-oíl evaporado que actuarían como si la bomba o los inyectores no estuvieran desaireados.

Deben ir sujetas para que no vibren y así evitar que puedan agrietarse o romperse.



Para proteger la bomba de las impurezas que contiene el gas-oíl, es necesario que el tubo que va del depósito a la bomba de alimentación esté ligeramente inclinado hacia el depósito. Hay que evitar cualquier inclinación hacia la bomba.

Los tubos de baja presión llevan un diámetro de 8x10 ó de 12x14 y pueden combarse en frío. Las conexiones se hacen por bicono.

2.1.1. C LA BOMBA DE ALIMENTACIÓN

En los vehículos modernos, el depósito de combustible está situado en un plano inferior al de la bomba de inyección, hecho que hace necesario disponer de un elemento capaz de aspirar el combustible y llevado hasta la bomba a una determinada presión (entre 1 y 2 kg/cm2) y un caudal suficiente para cualquier condición de trabajo del motor.

Habitualmente, sobre la propia bomba de alimentación, se monta una bomba manual de cebado, usada tanto para llenar el circuito de combustible (en el caso de cambio de filtros o de haberse quedado sin combustible) como para purgar las posibles incursiones de aire en el circuito de alimentación (hecho que perturbaría el funcionamiento de la bomba de inyección llegando a imposibilitar la puesta en marcha del motor). Desde este elemento y hasta la llegada del combustible a la bomba de inyección, se montan en el circuito, normalmente en el dispositivo de filtrado, otros elementos (depende del sistema de inyección utilizado) como puedan ser: - Válvula de retención. Para asegurar en todo momento el suministro a presión

a la bomba de inyección. - Válvula de descarga. Que permitirá limitar la presión de entrada de combustible a la bomba de inyección y reconducir el combustible sobrante al depósito ya que al ser la bomba de alimentación un elemento de accionamiento mecánico, solo atiende al régimen de giro del motor y no a las demandas de combustible y en ciertas condiciones suministraría un exceso de caudal. - Válvula de rebose. A través de la cual son devueltas al depósito las posibles burbujas de aire o de vapores que pueda contener el combustible, consiguiéndose así un autopurgado permanente del sistema. - Decantadores de agua. Son elementos que eliminan parte del agua contenida en el combustible y que estropearía rápidamente los delicados y precisos elementos de inyección además de alterar la combustión en caso de llegar a ser inyectada. En los motores Diesel, se utilizan básicamente tres tipos de bomba de alimentación:

- Las bombas de membrana (similares a las de gasolina) (fig.35).

- La bomba aspirante - impelente de pistón (fig.36).



- Las bombas de engranaje (similares a las de aceite, que suministran una mayor presión, aunque en este sistema son las menos usadas).

Fig. 35 BOMBA DE ALIMENTACIÓN DE MEMBRANA

Fig. 36 BOMBA DE ALIMENTACIÓN ASPIRANTE



2.1.1. D FILTRADO DE COMBUSTIBLE

Uno de los capítulos más exigentes para el perfecto funcionamiento del motor Diesel lo representa el filtrado del combustible. Si tenemos en cuenta que las tolerancias entre los elementos móviles en las bombas de inyección y los propios inyectores llegan a ser del orden de 3 milésimas de milímetro y que sus superficies lisas deben asegurar la estanqueidad, comprenderemos que las menores partículas pueden provocar depósitos, erosiones y en definitiva deterioraciones capaces de perjudicar sensiblemente al equipo de inyección y consecuentemente al buen funcionamiento del motor.

Pero no solamente las partículas solidas perturban al sistema. El agua, como ya se ha apuntado anteriormente, además de provocar oxidación de los elementos de inyección, en invierno puede congelarse y consecuentemente provocar la obstrucción de los conductos de alimentación en paradas prolongadas del motor. Y no solo eso, en cantidades suficientes, puede combinarse con el azufre contenido en el combustible y producir así ácidos corrosivos posteriores a la combustión.

Otro elemento que hay que retirar del combustible, como ya hemos tratado de hacer comprender anteriormente, es el aire y los vapores de combustible. Aunque este elemento no sea propiamente sujeto del filtrado, sí que es eliminado durante esta fase del proceso de alimentación porque como ya se adivina al ser un elemento compresible, puede perturbar e incluso paralizar la fase de inyección por la formación de bolsas de aire que al ser comprimidas y expandidas alternativamente no llegarían a salir del sistema impidiendo asimismo la salida de combustible.

Así pues, ya que el gas-oíl es un combustible pesado y viscoso, puede mantener en suspensión gran cantidad de partículas solidas en suspensión si no ha tenido un largo periodo de sedimentación. Para eliminarlas con la mayor efectividad posible cabe pues establecer todo un proceso de filtrado que empieza en el depósito de combustible desde el momento del llenado.

Encontramos pues dos tipos de elementos filtrantes: los prefiltros y los filtros. (Fig. 37).

Fig. 37 PREFILTROS Y FILTROS DE COMBUSTIBLE



Los primeros pueden hallarse ya en el tubo de aspiración del combustible, y a la entrada de la bomba de alimentación.

Los segundos, los filtros, los encontramos entre la bomba de alimentación y la bomba de inyección. Las características principales que deben reunir los filtros son:

- Larga vida útil antes de ser repuestos o limpiados.

- Deben retener el agua y las partículas del orden de una micra.

- Han de ser capaces de realizar su cometido a una baja presión.

- Con el menor volumen posible, deben presentar una gran superficie de filtrado. Existen tres tipos principales de filtros. En la (fig. 38) podemos ver los de cartucho recambiable y el resto:

1. Filtros simples de papel o cartón. 2. Filtros de tamiz metálico. 3. Filtrado en tándem o por etapas.

Fig. 38 TIPOS DE FILTROS DE COMBUSTIBLE



2.1.2 CIRCUITO DE ALTA PRESIÓN 2.1.2. A BOMBAS INYECTORAS

El corazón del sistema de alimentación lo constituye la bomba de inyección, que basa su principio de funcionamiento en el desplazamiento de un pistón dentro de un cilindro (bomba volumétrica).

Actualmente debemos distinguir dos tipos bien diferenciados: las bombas de elementos en línea y las bombas rotativas (fig. 39). Pero antes de pasar al análisis de cada uno de los dos tipos, hagamos algunas consideraciones sobre la bomba de inyección.

El combustible debe ser inyectado a una muy elevada presión (entre 130 y 250 bares) pero en una cantidad muy pequeña y precisa, e igual en cada cilindro.

Tengamos en cuenta que para quemar 1 g de gas-oíl son precisos 32 g de aire (aprox.) o lo que es lo mismo, 25 l de aire. Así, para un motor de 4 cilindros y 4.000 cc de cilindrada, en cada cilindro deberíamos quemar 0'04 g de gas-oíl en cada combustión.

La bomba de inyección, sea cual sea el tipo, tiene por misión:

Mandar el combustible suficiente, en el momento apropiado, a la presión necesaria y en el orden establecido a cada inyector para que pueda ser introducido en el interior de la cámara de combustión en las mejores condiciones de combustión y por tanto de optimización del rendimiento térmico del motor.

Fig. 39 BOMBAS DE INYECCIÓN



LA BOMBA DE INYECCIÓN EN LÍNEA Principio de funcionamiento

Las bombas de inyección en línea basan su principio de funcionamiento en el desplazamiento de un embolo de carrera total constante pero con carrera de trabajo regulable. El control cronológico de la alimentación de combustible corre a cargo del árbol de levas que juntamente con el resto de componentes forman el grupo de inyección y están constituidos por: La bomba de inyección que se encarga de generar la alta presión.

El regulador mecánico que se encarga de regular el régimen del motor.

El variador de avance regula el comienzo de la inyección.

La bomba de alimentación mecánica que se encarga de aspirar e impulsar el

combustible desde el depósito hacia la cámara de inyección de la bomba. En la fig. 40 vemos los componentes de una bomba de inyección en línea.

Bomba en línea con órganos asociados Esta bomba está equipada por:

1. Regulador centrifugo - 2. Bomba de alimentación - 3. Variador de avance centrifugo - 4. Cuerpo principal

Fig. 40 BOMBA DE INYECCIÓN LINEAL



LOS ELEMENTOS DE LA BOMBA

La bomba tiene tantos elementos de inyección como cilindros deba alimentar y cada uno de ellos está formado por un embolo y un cilindro. En su funcionamiento individual se distingue tres fases (fig. 41). Fases:

1. El pistón del elemento se encuentra en su PMI y el combustible, a través de unos conductos de llenado, llena la cámara superior y a través de una ranura vertical llena igualmente la cámara inferior del pistón.

2. El pistón, empujado ahora por la leva de mando, es forzado a realizar una

carrera ascendente cerrando los conductos por los que se ha llenado el combustible, quedando este atrapado entre las dos cámaras (superior e inferior). Este momento de la fase es el principio de la inyección, el momento en el cual la válvula de descarga situada por encima de la cámara superior, se abre y el combustible se dirige hacia el inyector.

3. Durante esta fase el pistón ha continuado subiendo impulsando el combustible

al inyector hasta que la rampa, (una ranura helicoidal practicada lateralmente en el pistón), descubre uno de los orificios de llenado (que ahora será de retorno ya que el combustible se encuentra sometido a presión), cayendo en este momento la presión y cerrándose la válvula que se comunicaba con el inyector. Se ha producido el final de la inyección.

Fig. 41 FASES DEL CILINDRO DE LA BOMBA DE INYECCIÓN



La variación del caudal necesario se consigue haciendo girar el pistón, mediante una cremallera que toma su desplazamiento de la posición del pedal del acelerador, sobre su propio eje, lo que conlleva que la rampa helicoidal coincida antes o después con el orificio de retorno (figs. 42 y 43).

Igualmente, haciendo girar lo suficiente el pistón hasta que la ranura vertical coincida con el orificio de retorno, evitaremos que este pueda quedar obturado, encontrándonos en esta posición en estado de parada del sistema imposibilitando de este modo la impulsión del combustible hasta los inyectores.

Bomba de inyección en línea 1. Válvula de presión. 2. Cilindro de la bomba. 3. Embolo de la bomba. 4. Varilla de regulación. 5. Casquillo de regulación. 6. Muelle del embolo. 7. Tornillo de ajuste. 8. Impulsor de rodillo. 9. Árbol de levas

Fig. 42 BOMBA DE INYECCIÓN EN LÍNEA

Fig. 43 VÁLVULA DE PRESIÓN



LA BOMBA DE INYECCIÓN ROTATIVA

Principio de funcionamiento

Este otro tipo de bomba, conservando el principio de funcionamiento de carrera de pistón constante, presenta la característica de alimentar varios cilindros en un único elemento de presurización del combustible, empleando para ello un distribuidor rotativo y que además incorpora en si misma la bomba de alimentación de combustible (llamada aquí bomba de transferencia) además de los diferentes sistemas de regulación y avance. Tenemos pues una bomba que presenta una serie de ventajas:

- Más pequeña, con menos peso por tanto, y de mas fácil acoplamiento en el motor.

- La dosificación para cada cilindro es perfectamente idéntica (al existir un único

y común elemento de bombeo).

- Permite mayores velocidades de rotación (ideal para motores Diesel rápidos).

- Entretenimiento prácticamente nulo (la lubricación del sistema la asegura el propio combustible) y reglajes Sencillos y accesibles.

- Menor precio de adquisición y de mantenimiento.

Las bombas más representativas de este tipo son las VE de Bosch (fig. 44) y las DPA

Fig. 44 BOMBA ROTATIVA BOSCH



1.- Bomba de alimentación de aletas. Aspirar el combustible llevarlo al interior de la bomba. 2.- bomba de alta presión con distribuidor, crea la presión de inyección, trasportar y distribuir el combustible. 3.- Regulador mecánico de velocidad. Regular el régimen. Variar el caudal de alimentación mediante al dispositivo regulador en el margen de regulación 4.- Válvula electromagnética de parada. Cortar la alimentación de combustible. 5.- Variador de avance. Corregir el comienzo de alimentación en función del régimen.

Funcionamiento

Las bombas rotativas, como ya se ha anunciado, llevan incorporadas la

alimentación de combustible mediante una bomba de paletas, de tipo volumétrico, que aspira el combustible desde el depósito y lo envía al interior de la bomba de inyección bajo una determinada presión, llamada presión de transferencia.

La bomba de transferencia suministra una presión y un caudal de combustible superior al que necesita la bomba para alimentar los diferentes inyectores, regulándose esta presión de transferencia por una válvula. La presión, una vez regulada es enviada a la válvula dosificadora de caudal y de allí al elemento de bombeo a través del cabezal hidráulico. En el conducto que suministra el combustible al cabezal hidráulico, antes de llegar a este, se monta una electroválvula de paro que obstruirá este pasó de combustible al querer detener el motor. En el cabezal hidráulico encontramos:

- El elemento de bombeo (se encarga de crear la presión de inyección).

- El rotor o embolo distribuidor (en su giro solidario con el eje de la bomba, va encarando los conductos de carga de combustible a presión de transferencia regulada por la válvula dosificadora o de distribución a los cilindros en el momento en que el elemento de bombeo somete a presión el combustible).

- El cuerpo o la cabeza del distribuidor (elemento que contiene los conductos de

carga y de distribución del combustible a los cilindros).



Antes de llegar el combustible al inyector, en los motores rápidos modernos, se aloja a la salida de la bomba lo que llamamos válvula de respiración que cumple un doble cometido:

- Hace más precisos los principios y finales de la inyección.

- Evita los efectos de reducción de caudal en el circuito de alta presión del cabezal hidráulico.

Al igual que en la bomba lineal, la bomba rotativa incorpora diferentes dispositivos como mecanismos anticalado del motor de sobrecarga de arranque, limitador de rpm (cortando el suministro de combustible para que el motor no pueda "pasarse" de vueltas), variador de avance, regulador de velocidad, sistemas de desgasificación, hasta mecanismos que mantengan el ralentí acelerado. En la fig. 45 se observan los componentes de una bomba rotativa DPA.



Fig.45 PARTES DE UNA BOMBA ROTATIVA DPA



FUNCIONAMIENTO DE LA BOMBA DPA Dosificación del combustible (fig. 46)

El combustible penetra en la bomba de inyección a la presión de alimentación atreves del racor de entrada (3), situado en la placa de extremo (5) y pasa a la bomba de transferencia (6) atreves del filtro de nylon (4).

La bomba de transferencia (6) eleva la presión del combustible a un nivel

determinado, conocido con el nombre de presión de transferencia. La presión de transferencia no permanece constante sino que aumenta con la velocidad de rotación del motor.

El combustible, a la presión de transferencia, pasa a través del conducto (7) de la cabeza hidráulica a la ranura anular (8) del rotor y de ahí a la cámara (9) que aloja la válvula dosificadora (1), la cual controla el caudal de combustible a través de la lumbrera de dosificación (2). La zona efectiva de la lumbrera de dosificación (2) está controlada por el movimiento de la válvula dosificadora (1), la cual esta manda-da por la palanca de aceleración y el regulador.

Cuando el combustible pasa a través del orificio de dosificación (2), se produce

una caída de presión, que se conoce con el nombre de presión de dosificación.

Cuanto más pequeño sea el orificio de dosificación, mayor será la reducción de la presión y viceversa.

Fig. 46 FUNCIONAMIENTO DE LA BOMBA DPA



BOMBEO Y DISTRIBUCIÓN

En las figs. 47 y 48 se ven claramente las funciones de bombeo y distribución del combustible dosificado. La (fig. 47) nos muestra la fase de carga y la (fig. 48) el bombeo y distribución de la carga dosificada.

Al girar el rotor, una lumbrera de admisión se enfrenta con la lumbrera dosificadora o de llenado de la cabeza hidráulica; el combustible, a presión de dosificación, fluye dentro del conducto central del rotor y separa los émbolos. El valor de desplazamiento de los émbolos viene determinado por la cantidad de combustible que se suministra, el cual varía de acuerdo con el reglaje de la válvula dosificadora. En consecuencia, los rodillos impulsores no siguen enteramente el contorno interno del anillo de levas, sino que toman contacto con los lóbulos de leva en puntos que difieren de acuerdo con el desplazamiento de los émbolos impulsores. La lumbrera de admisión se cierra al continuar el giro y la única lumbrera distribuidora o de descarga del rotor se enfrenta con una de las lumbreras de salida en la cabeza hidráulica; los rodillos impulsores entran en conflicto con los lóbulos de levas y los émbolos son empujados hacia adentro enviando al combustible, a alta presión, hacia los inyectores a través de los tubos de inyección.

El perfil de la leva proporciona un alivio de la presión en las líneas de inyección al final del ciclo de inyección y evita el "goteo" de las toberas.

El intervalo de sincronización entre las inyecciones de la bomba viene regulado por la distancia precisa de los lóbulos de levas y las lumbreras de salida.

Fig. 47 FASE DE CARGA DEL COMBUSTIBLE Rotor

Fig. 48 BOMBEO Y DISTRIBUCIÓN DE LA CARGA DOSIFICADA



VÁLVULA REGULADORA

El combustible, que penetra en la placa de extremo a la presión de alimentación, pasa a la admisión de la bomba de transferencia a través del filtro de nylon (2) y el conductor del combustible (9).

La presión de transferencia se transmite a la parte inferior del pistón de regulación (5) a través del conductor de combustible (7) y tiende a forzar el pistón hacia arriba. A esta fuerza se le opone la presión ejercida en la cara superior del pistón por el muelle de regulación (3).

Como la presión de transferencia aumenta cuando se incrementa la velocidad del motor, el pistón es empujado hacia arriba y comprime el muelle de regulación. Este desplazamiento del pistón va descubriendo progresivamente la lumbrera de regulación (8) y regula la presión de transferencia, permitiendo que un caudal dosificado de combustible vuelva a la admisión de la bomba de transferencia. La zona efectiva de la lumbrera de regulación aumenta al elevar la velocidad del motor y se reduce cuando disminuye dicha velocidad.

Cuando se ceba la bomba de inyección el combustible penetra en la placa de extremo y no puede pasar, a través de la bomba de transferencia, a los conductos de la cabeza hidráulica. En este caso, el combustible, a la presión de cebado, entra en el manguito de la válvula (4) y actúa sobre la cara superior del pistón de regulación. El pistón es empujado hacia abajo, comprimiendo el muelle de cebado (6), dejando al descubierto la lumbrera de cebado. El combustible pasa a través de la lumbrera de cebado al lado de la descarga de la bomba de transferencia y de ahí a los conductos de combustible dentro de la cabeza hidráulica. Observe la (fig.49).

Fig. 49 VÁLVULA REGULADORA



BOMBAS DE INYECCIÓN ROTATIVAS CAV TIPO DPC

Corte de la bomba CAV tipo DPC 1. Palanca de regulación - 2. Regulación anticalado - 3. Palanca de stop - 4. Muelle de ralentí - 5. Muelle principal del regulador - 6. Palanca de aceleración - 7. Válvula de dosificación - 8. Electroválvula de paro - 9. Placa de distribución -10. Válvula reguladora- 11. Bomba de transferencia -12. Salida de alta presión -13. Pistón de sobrecarga -14. Distribuidor -15. Rodillo -16. Patín del rodillo -17. Muelle limitador de caudal -18. Tornillo de reglaje de la limitación del caudal -19. Muelle de posición de carga- 20. Masa de regulación - 21. Alojamiento de las masas del regulador -22. Eje de acoplamiento.

Fig. 50 BOMBA DE INYECCIÓN ROTATIVA CAV TIPO DPC

Emplazamiento de los principales elementos de la bomba de inyección DPC

A. Regulador - B. Dispositivo de avance - C. Cabezal hidráulico - D. Placa de distribución - E. Válvula reguladora F. Bomba de transferencia - G. Dispositivo de dosificación - H. Acoplamiento

Fig. 51 PRINCIPALES ELEMENTOS DE LA BOMBA DE INYECCIÓN CAV DPC



En comparación con la ya descrita DPA, la bomba rotativa tipo DPC (figs. 50 y 51) tiene el mismo principio de funcionamiento y algunos de sus mecanismos son

iguales; sus principales diferencias se encuentran en el sistema de reglaje del caudal máximo, la incorporación de una válvula electromagnética de paro, la incorporación de un

dispositivo de sobrecarga para el arranque y un regulador MIN-MAX diferente. El reglaje del caudal máximo

Esta posibilidad se puede lograr mediante la intervención en un tornillo situado en una ballestilla situada en la cabeza del rotor. Dispositivo de sobrecarga

Este dispositivo permite obtener a bajas revoluciones un caudal superior al caudal de plena carga de la bomba al régimen correspondiente, con el fin de facilitar el arranque.

La sobrecarga se consigue aumentando el desplazamiento máximo de los émbolos de bombeo. Regulador del número de revoluciones

Al igual que en la DPA el regulador es de tipo mecánico, que puede ser de

regulación continua, MIN-MAX. En esta última posición, presenta una pequeña variación al incorporar el muelle del regulador en el interior de un tubo cerrado, que tiene una palanca de tope de ralentí en vez de la de paro del motor. El paro de éste se realiza por la electroválvula de paro. Electroválvula de paro

La acción electromecánica de esta válvula roscada a la cabeza hidráulica

permite el corte del paso de combustible a la válvula dosificadora. 2.1.2. B INYECTORES

La misión de los inyectores es la de realizar la pulverización de la pequeña

cantidad de combustible y de dirigir el chorro de tal modo que el combustible sea esparcido homogéneamente por toda la cámara de combustión.

Debemos distinguir entre inyector y portainyector y dejar claro desde ahora que

el último aloja al primero; es decir, el inyector propiamente dicho está fijado al portainyector y es éste el que lo contiene además de los conductos y racores de llegada y retomo de combustible (fig. 52).

Destaquemos que los inyectores son unos elementos muy solicitados, lapeados

conjuntamente cuerpo y aguja (fabricados con ajustes muy precisos y hechos expresamente el uno para el otro), que trabajan a presiones muy elevadas (de hasta 200 bares o más), con frecuencias de accionamiento de hasta 2.000 aperturas por minuto y a unas temperaturas de entre 500 y 600 °C.



Principio de funcionamiento El combustible suministrado por la bomba de inyección llega a la parte superior

del inyector y desciende por el canal practicado en la tobera o cuerpo del inyector hasta llegar a una pequeña cámara tónica situada en la base, que cierra la aguja del inyector posicionado sobre un asiento cónico con la ayuda de un resorte, situado en la parte superior de la aguja, que mantiene el conjunto cerrado.

El combustible, sometido a una presión muy superior a la de tarado del muelle, levanta la aguja y es inyectado en el interior de la cámara de combustión.

Cuando la presión del combustible desciende, por haberse producido el final de la inyección en la bomba, el resorte devuelve a su posición a la aguja sobre el asiento del inyector y cesa la inyección.

Conjunto portainyector

1. Entrada. 2. Cuerpo de sujeción. 3. Canal de presión. 4. Disco intermedio.

5. Tuerca de fijación del inyector. 6. Tuerca de racor para tubería de impulsión.

7. Filtra de varilla. 8. Empalme para combustible de fuga. 9. Arandelas para ajustes de presión.

10. Muelle de presión. 11. Perno de presión.

12. Pasadores (para fijación del inyector). 13. Inyector.

Fig. 52 CONJUNTO DEL PORTA INYECTOR



TIPOS DE INYECTORES Existe gran variedad de inyectores, dependiendo estos del sistema de inyección y

del tipo de cámara de combustión que utilice cada motor, aunque todos tienen similar principio de funcionamiento (fig. 53).

Fundamentalmente existen dos tipos:

- Inyectores de orificios, generalmente utilizados en motores de inyección directa.

- Inyectores de espiga o de tetón (que pueden ser cilíndricos o cónicos) para

motores de inyección indirecta. Dentro de este tipo, existe una variante, que se denomina inyectores de estrangulación, con los que se consigue una inyección inicial muy pequeña y muy pulverizada y que en su apertura total consigue efec-tos similares a los inyectores de tetón cónico.

Fig. 53 FUNCIÓNAMIENTO DEL INYECTOR



2.2 SISTEMA DE ARRANQUE

2.2. A EQUIPO DE CARGA Y DE ARRANQUE

En el equipo eléctrico de los motores, además del equipo de encendido, se incluye el equipo de carga que rellena la energía a la batería la cual es usada por el equipo de arranque, que enciende el motor. El equipo de carga consiste en el alternador, que genera electricidad, y el regulador, que mantiene el voltaje constante de la electricidad generada. El equipo de arranque consiste en el arrancador. La batería adicionalmente está siendo usada como un dispositivo de almacenaje eléctrico que también es usado como creador del suministro de energía. (Fig. 54).

Fig.54 DIAGRAMA DE FLUJO DEL SISTEMA DE ARRANQUE

a) Alternador

El alternador no funciona solamente para suministrar energía eléctrica a varios dispositivos durante el manejo, sino también para mantener la batería cargada para que éste pueda suministrar energía El alternador tiene una bobina rotora (electromagneto rotor) que es conectado directamente a la polea, que es girada vía una correa en V por el motor. El alternador tiene también una bobina reactora que genera energía de corriente alterna. Esta corriente alterna es convertida a corriente DC por un rectificador. (Fig. 55)

Fig. 55 ALTERNADOR



b) Regulador

El regulador funciona para ajustar el voltaje generado por el alternador a un voltaje constante (aproximadamente 14-15V). El regulador puede tener cualquier tipo de contacto regulador, el cual mantenga un voltaje constante por abertura y cierre de puntos, o un regulador IC, que controla la corriente usando un circuito integrado. (Fig. 56).

Fig. 56 REGULADOR

c) Arrancador

Puesto que un motor es incapaz de arrancar sólo por el mismo, su cigüeñal debe ser girado por una fuerza externa a fin de que la mezcla aire-combustible sea tomada, para dar lugar a la compresión y para que el inicio de la combustión ocurra. EI arrancador montado en el bloque de cilindros empuja contra un engranaje motriz cuando el interruptor de encendido es girado, una cremallera engancha con el volante y el cigüeñal es girado. (Ver las figs. a), b) y c) 57).

a) b)



c)

Fig. 57 ARRANCADOR

d) Batería

La batería funciona para suministrar electricidad al equipo de arranque del motor, al equipo de encendido y luces, así como también a otros dispositivos eléctricos que son usados en el vehículo. Además, ésta es recargada con electricidad generada por el alternador. La batería es un contenedor (deposito de batería) que está dividido interiormente en varios segmentos. Este contenedor contiene fluido electrolítico y placas. Estos segmentos divididos internamente son unidos por conectores en serie, para que juntos ocurra la descarga y recarga a través de una reacción química entre el fluido electrolítico y las placas. (Fig. 58)

Fig. 58 BATERIA



2.2. B DISPOSITIVO DE ARRANQUE EN FRIO

A lo largo de lo expuesto hasta aquí, se han venido presentando problemas y soluciones para el óptimo funcionamiento del motor Diesel.

Uno de los problemas que han podido quedar patentes es el del arranque del motor cuando éste se encuentra frío (no necesariamente muy frío). Si el combustible ha de inflamarse espontáneamente por absorber el calor generado durante la compresión del aire y éste y el propio motor están fríos, el hecho de la combustión se verá dificultado hasta que el motor no alcance una temperatura de funcionamiento normal, acentuándose en el momento del arranque.

Han existido y existen multitud de soluciones orientadas a minimizar este problema y citaremos aquí unas pocas por ser las más características.

Este problema lo soluciona en buena medida la inyección directa, aunque a costa de una mayor presión de inyección.

Otro sistema para facilitar el arranque en algunos motores Diesel son los descompresores, (manuales o automáticos) que lo que hacen es abrir ligeramente las válvulas de escape durante las primeras vueltas permitiendo que el motor adquiera velocidad y pierda parte del frío inicial aunque sólo sea por rozamiento.

Se han llegado incluso a idear motores de arranque con doble reducción que actúa al principio del arranque para pasar después a una función normal una vez lanzado el motor o a la aspiración momentánea de algún líquido o gas muy inflamable.

Constructivamente podemos apuntar que se han ideado soluciones; como hacer cámaras de pre-combustión de geometría variable, o los inyectores tipo "Pintaux" o piloto con efectos similares a los inyectores de estrangulación.

En los modernos motores Diesel, la solución pasa casi siempre por el calentamiento del aire a través de resistencias eléctricas. En los motores de inyección directa no tan modernos, se recurría a calentar el aire en el conducto de admisión antes de accionar el arranque mediante un calentador tipo "Antorcha" o con bujías de incandescencia con resistencia externa en los de precámara (fig. 59). En los actuales motores, tanto de inyección directa como indirecta, se recurre a calentar el interior de las cámaras de combustión mediante bujías de incandescencia más modernas.

2.2. C LA BUJIA DE INCANDESCENCIA

La bujía de incandescencia es una resistencia calentadora que se introduce en la cámara de combustión y que toma contacto con la mezcla de aire/combustible. En la (fig.60) se muestra el diseño básico de una bujía de incandescencia de la marca Champión.



Fig. 59 TIPOS DE BUJIA INCANDECENTE

Fig. 60 PARTES DE UNA BUJIA INCANDECENTE

La bujía recibe corriente desde el sistema eléctrico durante un período de tiempo

que le permite aumentar la temperatura a aproximadamente 800 °C. La velocidad con que logrará esta temperatura es la medida clave de su rendimiento. Pero como la rapi-dez de calentamiento se consigue con una disminución de su resistencia y esta disminución puede propiciar la fundición de la misma, es necesaria la utilización de materiales muy resistentes.

En la construcción de las bujías se ha evolucionado hacia modelos de doble resistencia y que han pasado de un tiempo de calentamiento de 20 segundos a 7 u 8. También las bujías más modernas actúan siguiendo diferentes fases de pre y postcalentamiento con el fin de mejorar las emisiones en el escape durante el período de calentamiento del motor, disminuir consumos y ruidos. Por tanto, tres son los tipos que tomamos de referencia:

a) Bujías de incandescencia de una sola resistencia

El diseño de estas bujías proporciona una larga duración para el arranque en frió. Estas bujías de incandescencia (níquel) permiten tiempos de calentamiento de 20 y 30 segundos y se utilizan en aquellas aplicaciones en las cuales la duración es primordial.



b) Bujías de incandescencia de resistencia doble

Este tipo de bujías presenta dos resistencias de propiedades eléctricas diferentes: una en la punta y la otra reguladora de valor variable en el cuerpo de la vaina.

Cuando se le aplica corriente a la bujía, la resistencia de calentamiento de baja resistividad (níquel-cromo) alcanza la temperatura de unos 850 °C mucho más rápido que las convencionales de una sola resistencia. A medida que se calienta la resistencia reguladora (níquel) su resistividad aumenta, lo que reduce la corriente que fluye por la resistencia calentadora impidiendo su fusión. Esto permite tiempos de calentamiento de sólo 7 u 8 segundos.

c) Bujías de incandescencia de postcalentamiento

Estas bujías disponen de una resistencia reguladora (hierro-cobalto) capaz de aumentar su resistividad de 10 a 12 veces durante el calentamiento, lo que le permite usar unas resistencias (níquel-cromo) de calentamiento de muy baja resistividad y con tiempos de calentamiento de 5 segundos. Además, la capacidad de regulación le permite alcanzar valores estables de temperatura que pueden alcanzar un nivel estable justo por debajo de los 1.000 °C (según tipo de bujía) con lo que puede permanecer caliente hasta 3 minutos sin riesgo de sufrir daño.

d) Bujías de incandescencia en motores de inyección indirecta

En los motores de inyección indirecta con pre-cámara, tal como puede verse en la fig. 50-B, la vaina de la bujía de incandescencia que protege el elemento calentador, se encuentra expuesta dentro de la precámara. La bujía de incandescencia calienta la mezcla en preparación, cuando la cámara está fría, y posibilita la combustión.

e) Bujías de incandescencia en motores de inyección directa

En la (fig. 61) se puede ver un motor de inyección directa en el que la bujía de incandescencia está situada en la misma cámara. Esta situación, en que la bujía de incandescencia puede afectar directamente a la combustión, ha obligado a mayores esfuerzos tecnológicos en su diseño.

Fig. 61 BUJIA DE INCANDECENCIA EN MOTORES DE INYECCION DIRECTA



2.3 SISTEMA DE ENFRIAMIENTO 2.3. A METODOS DE REFIGERACIÓN.

a) Refrigeración por aire. b) Refrigeración por agua.

a) REFRIGERACIÓN POR AIRE

Se utiliza normalmente en motores pequeños para conseguir menor peso, tales como motores de moto, motosierras, equipos electrógenos y en automóviles tales como el Citroen, Citroneta, Volkswagen escarabajo. COMPONENTES:

Aire. Aletas de enfriamiento en el block, la culata y en el múltiple de escape. Ventilador. Ductos directores del flujo.

AIRE: se utiliza como medio de enfriamiento

ALETAS DE ENFRIAMIENTO: Son empleadas para disipar el calor. Tienen la

propiedad de aumentar la superficie de disipación del calor al estar en contacto con el aire. VENTILADOR: cumple la función de crear un flujo de aire hacia los cilindros y la

culata.

b) REFRIGERACIÓN POR AGUA

Es el método más comúnmente empleado en los motores de Combustión Interna. COMPONENTES:

Agua. Cámaras de agua en Block y Culata. Radiador. Termostato. Bomba de agua. Ventilador.



El agua es el medio liquido para enfriar y deben tener cualidades tales como limpia y libre de sales, con aditivo para bajar el punto de congelamiento y con aditivo anticorrosivo para evitar la oxidación

Las cámaras de agua en block y culata son cavidades interiores

dispuestas dentro del block y culata para almacenar agua.

El radiador es la unidad enfriadora del agua, está constituido por bote o tanque superior, núcleo y bote inferior. El núcleo está formado por una serie de tubos a través de los cuales circula el agua caliente permitiendo por fuera el contacto con el aire frío ambiental. (Fig. 62)

El termostato es una válvula de paso ubicada entre el motor y el rallador,

regula el paso del agua hacia el rallador de manera de controlar la temperatura de funcionamiento del motor.

La bomba de agua es el elemento encargado, en los motores refrigerados

por líquido, de hacer circular el refrigerante a través del bloque del motor, culata, radiador etc. La circulación de refrigerante a través del radiador trasfiere el calor del motor al aire que circula entre las celdas del radiador. (Fig. 63)

El ventilador es el encargado de forzar el aire para hacerlo fluir hasta el

rallador. Existe el ventilador mecánico y el electroventilador.

Fig. 62 RADIADOR Fig. 63 BOMBA DE AGUA



DIAGRAMA DE FLUJO DEL SISTEMA DE ENFRIAMIENTO

Fig. 64 DIAGRAMA DE FLUJO DEL SISTEMA DE ENFRIAMIENTO



2.4 SISTEMA DE ADMISIÓN Todos los motores de combustión interna requieren para funcionar un sistema de admisión de aire. 2.4. A ADMISIÓN DE AIRE

Múltiple de admisión Unidades de filtración.

El múltiple de admisión es el encargado de conducir la mezcla aire- combustible hacia los cilindros del motor en motores a bencina y aire puro en los motores Diesel. El filtro de aire es el encargado de filtrar el aire ambiental de manera que llegue limpio al motor, libre de contaminantes particulados (polvo) en suspensión. Se utilizan dos tipos de filtro de aire:

1. - Filtro en Paño de aceite. 2. - Filtro seco.

Sistema de Admisión

El sistema de admisión consiste de una caja de filtros (si se utiliza), elemento filtrante, tubería y conexiones al múltiple de admisión o turbocargador. Un sistema de filtrado efectivo provee al motor aire limpio con una restricción mínima, separando del aire los materiales finos como el polvo, arenas, etc. También debe permitir la operación del motor por un período de tiempo razonable antes de requerir servicio. Un sistema de filtrado ineficiente afectará de manera adversa el desempeño, las emisiones y la vida útil del motor. (Fig.65)

Fig. 65 PARTES DEL SISTEMA DE ADMISIÓN



2.4. B FILTRO DE AIRE

Las cajas de filtros de aire de tipo seco son recomendados para los motores debido a su tamaño, eficiencia y largos intervalos de mantenimiento. Filtran el aire a través de un elemento filtrante reemplazable construido con un material de alta calidad. Las cajas de filtros son dimensionadas de acuerdo a los requerimientos de flujo de aire y periodos de mantenimiento deseados. El flujo de aire a máxima potencia y velocidad nominal para cada modelo de motor se verifica en las Curvas de Desempeño del motor. Para que el motor tenga una vida útil satisfactoria, el elemento filtrante debe tener una efectividad del 99.9 % al remover las partículas de suciedad del aire. Filtros del tipo húmedo tienen una efectividad del 95% y NO son recomendados. Para motores que se encuentran a la intemperie y/o en ambientes sucios, se recomienda utilizar cajas de filtros de dos pasos con pre-limpiadores y elementos de seguridad. Cajas de filtros con un solo elemento, sin elementos de seguridad o pre-limpiadores pueden usarse en motores instalados en un cuarto o en ambientes relativamente libres de polvo, como los motores marinos y algunas plantas de generación. Todas las cajas de filtros usadas fuera de un cuarto deben estar equipadas con mallas de protección para prevenir la entrada de roedores o insectos que pudieran dañar el papel de los filtros. (Fig. 66).

Fig. 66 FILTRO DE AIRE

2.4. C TUBERÍA Y ABRAZADERAS DE ADMISIÓN

La tubería de admisión debe ser tan corta como sea posible y tener la menor

cantidad de restricciones para el flujo de aire. Codos muy pronunciados, tuberías de diámetro pequeño o tuberías muy largas deben ser evitadas. La caída de presión en la tubería más la restricción del filtro de aire no debe exceder el máximo permitido de restricción de aire. El diámetro de la tubería nunca debe de ser menor al diámetro de la entrada en el múltiple de admisión. Conexiones defectuosas pueden introducir humedad y aire sin filtrar al motor, lo que reducirá la vida útil del motor. La tubería utilizada desde el filtro hasta la entrada al turbo es de un material anticorrosivo y resistente a altas temperaturas [120 °C (248 °F). Se deben utilizar abrazaderas de uso pesado, y el grosor de las paredes de la tubería utilizada debe ser suficientemente resistente para evitar que se deforme al apretar la abrazadera.



2.5 SISTEMA DE ESCAPE

En los motores de combustión interna es necesario eliminar los gases quemados por la combustión por eso es necesario el sistema de escape.

Evacuación de gases quemados.

Múltiple de escape. (Fig.67). Tuberías. (Fig.68) Silenciador. (Fig. 68)

La función del múltiple de escape es recoger los gases quemados de cada

cilindro. El material con el cual se le construye es fierro fundido.

El silenciador cumple la función de reducir y amortiguar el ruido de las explosiones que se emiten a la salida de la válvula de escape.

Fig.67 MULTIPLE DE ESCAPE Fig. 68 TUBERIAS Y SILENCIADOR

El turbo compresor es un dispositivo mecánico constituido básicamente por una

turbina y un compresor, funciona con los gases de escape y sirve para insuflar aire a presión hacia los cilindros para aumentar así el rendimiento volumétrico de los mismos. (Fig.69)

Fig. 69 TURBO COMPRESOR



2.5. A SISTEMA DE ESCAPE

Este sistema conduce gases del motor al exterior. Es importante porque ayuda a la expulsión de los gases del motor, a mejorar la combustión y la potencia final obtenida.

La función de los motores de combustión interna es la de ayudar a los gases producidos en la combustión a escapar del motor hacia el exterior mejorar la combustión y reducir en algunos casos las emisiones de gases nocivos. Consta de un múltiple de escape, conductos, catalizador, silenciador y en algunas instalaciones, de censores auxiliares. (Fig.70)

Fig. 70 DIAGRAMA DE FLUJO DEL SISTEMA DE ESCAPE

Tu sistema de escape de emisiones en realidad comienza en la parte delantera de tu carro, justo detrás de tu motor. Los tubos múltiples de escape se conectan a las cabezas de los cilindros, donde recogen los gases de escape. A medida que los gases se mueven a través del sistema de escape, primero los analizan los sensores de oxígeno, luego los refina el convertidor catalítico y finalmente el mofle amortigua el ruido. Así que, cuando los gases salen del vehículo, tu sistema de emisiones ha hecho que tu carro corra más suave, limpia y calladamente. (Fig. 71)

Fig.71 SISTEMA DE ESCAPE



2.6 SISTEMA DE DISTRIBUCIÓN

El conjunto de piezas que forman la "distribución" se encargan de mover las válvulas de forma sincronizada con el cigüeñal para que abran y cierren cuando deben. En los motores sin distribución variable este sincronismo es fijo, o sea, que las válvulas siempre abren y cierran en el mismo instante con respecto a la posición del pistón, siempre que el pistón llega a una determinada posición la válvula abre, siempre que pasa por otra la válvula cierra, da igual que r.p.m. lleve el motor, siempre se produce en el mismo momento. (Fig.72).

Fig. 72 POSICIÓN DE LOS ENGRANES EN EL SISTEMA DE DISTRIBUCIÓN

2.6. A ELEMENTOS DE DISTRIBUCIÓN: La transmisión del movimiento entre el cigüeñal y el árbol de levas puede realizarse de tres formas distintas:

a) POR RUEDA DENTADA: Consiste en comunicar el movimiento a través de unos piñones o ruedas dentadas. En principio se acopla una rueda dentada al cigüeñal y otra al árbol de levas las cuales engranan entre sí transmitiendo el movimiento. En caso de existir una distancia considerable entre ambas se intercala otra rueda dentada entre medias. Este sistema se encuentra en desuso debido al elevado ruido que produce y al gran peso de los piñones que disminuyen la eficacia del motor.

b) POR CADENA: Consiste en realizar la transmisión del movimiento a través de una cadena que engrana en dos piñones situados en el cigüeñal y en el árbol de levas. Este sistema, más empleado que el anterior, también ha quedado prácticamente en desuso, ya que es muy ruidoso. Aunque plantea la ventaja de no necesitar mantenimiento.



c) POR CORREA DENTADA: Es el sistema más empleado en la actualidad ya que evita los inconvenientes de los otros sistemas, reduciendo considerablemente el ruido y el excesivo peso. Consta de una correa dentada la cual se encarga de transmitir el movimiento. Construida a base de caucho y poliamida con un entramado metálico en su interior. Plantea el inconveniente que hay que sustituirla a un determinado número de kilómetros. Por lo tanto el riesgo de rotura es mayor que en los dos casos anteriores.



2.7 SISTEMA DE LUBRICACIÓN

Cumple la función de mantener permanentemente lubricado los diferentes componentes internos en movimiento del motor, tales como:

Cigüeñal y sus descansos (bancada y bielas) Eje de levas (descansos y taques) Pistones, cilindros y anillos. Eje de balancines y balancines. Sistema de distribución.

Esta lubricación es necesaria para disminuir los roces que se producen entre las

piezas mecánicas que estén en contacto entre sí en movimiento.

La fricción o roce produce 3 efectos bien definidos en las piezas mecánicas que están rozando al funcionar:

1. Genera resistencia al deslizarse. 2. Desgasta las piezas que están en contacto. 3. Generan calor en las zonas de contacto.

2.7. A FUNCIONES DEL LUBRICANTE.

Evitar el contacto directo entre piezas en movimientos y que están en contacto.

Ayudar a eliminar el calor del motor. Limpiar las piezas al momento de lubricarlas. Forma un sello entre anillo, pistón y cilindro.

a) Sistema de lubricación a presión

Basa su principio de funcionamiento en la alimentación a presión forzada del

lubricante a todos los componentes del motor y en forma continua. Para ello se dispone de impulsores del flujo y de diversas canalizaciones y ductos dentro del motor.

b) Elementos componentes del Sistema.

1. Aceite lubricante. 2. Cárter de aceite. 3. Tubo de aspiración y filtro de malla. 4. Bomba de aceite. 5. Válvula reguladora de presión máxima. 6. Filtro de aceite. 7. Válvula By Pass del filtro. 8. Enfriador de aceite. 9. Perforaciones en Block, Culata, Cigüeñal, Eje de levas, Eje de balancines.



10. Manómetro. 11. Sonda de nivel. 2.7. B SISTEMA DE LBRICACIÓN

En todos los motores Diesel existe un sistema imprescindible para su

funcionamiento: El sistema de lubricación. (Figs. 73 y 74)

Para la lubricación de un motor se deben tener en cuenta dos factores importantes:

Temperatura del motor.

Distribución adecuada del aceite.

Temperatura.

La temperatura tan alta que se alcanza en ciertos órganos del motor, pese al

sistema de refrigeración, exige que el aceite no pierda sus propiedades lubricantes

hasta una temperatura aproximada de 200ºC y que el punto de inflamación sea

superior a 250ºC.

Distribución adecuada del aceite.

En los primitivos motores el engrase se hacía por el barboteo o salpicado. Esto

tenía el inconveniente de que al descender el nivel de aceite por el consumo del

mismo, el motor perdía poco a poco su lubricación, llegando a faltarle en algún

momento.

Estos inconvenientes dieron origen a la adopción del sistema de lubricación

forzada a presión, mediante el empleo de bombas instaladas en el cárter.

Componentes y funcionamiento del sistema de lubricación.

Lo que hace fluir el aceite es la bomba, la cual es de engranajes. Se pueden distinguir

varias partes:

Colador de succión. Es el lugar por donde la bomba aspira el aceite del Carter.

Lleva una rejilla metálica que impide que entren en la bomba restos o

impurezas que arrastre el aceite.

Eje motriz. Va unido por un piñón al sistema de distribución del motor que hace

funcionar la bomba. Arrastra una bomba de piñones que aspira por el colador

de succión y envía el aceite por la tubería de presión.

Tubería de presión. Es la que lleva la presión de aceite al motor.



Válvula reguladora de presión. Su misión es limitar la presión máxima de aceite

en el motor. Cuando el aceite está muy frío y viscoso, se puede producir una

sobrepresión en las líneas de aceite que podría afectar algún componente del

motor. Solamente lleva un muelle tarado a la presión nominal del sistema, que

cuando es vencido por un exceso de presión, envía parte del aceite de nuevo

al cárter sin pasar por el sistema.

Válvula de derivación del enfriador. Cuando se arranca un motor en frío el

enfriador de aceite, debido a la cantidad de aceite que contiene, provoca un

aumento del tiempo necesario para que el circuito consiga su presión nominal,

con esta válvula conseguimos que el aceite no pase por el enfriador mientras el

aceite no alanza una cierta temperatura.

Filtro de aceite. Es el encargado de quitar las impurezas que el aceite arrastra

en su recorrido a través del motor.

Válvula de derivación del filtro. Cuando el filtro está muy sucio provoca una

restricción de aceite en el circuito que podría dar lugar a una falta de

lubricación en el motor. Esta válvula evita el paso de aceite por el filtro en el

caso de que este se ensucie demasiado.

Válvula de lubricación del turbo. El turbo necesita con urgencia aceite en

cuanto el motor comienza a girar por lo que, para que no se deteriore, la

válvula de derivación que lleva en su circuito le da prioridad en el sistema de

lubricación.

Engrase del cigüeñal. El cigüeñal recibe aceite por los cojinetes de bancada

que viene de las líneas de aceite de la bomba a través del bloque del motor,

parte de este aceite lubrica los cojinetes de bancada y luego se cae al cárter y

otra parte se va por el interior del cigüeñal al cojinete de biela para lubricarlo. El

cigüeñal por salpicadura engrasa también segmentos y camisas.

Engrase de pistones y camisas. En ciertos motores existen unos surtidores de

aceite que inyectas en la parte inferior de los pistones un chorro de aceite para

lubricarlos y refrigerarlos. En otros tipos de motores la propia biela esta

perforada y recoge aceite del cigüeñal y lo lleva hasta el bulón del pistón para

lubricarlo y a su salida hacer lo mismo con las camisas.

Engrase del árbol de levas y eje balancines. Pueden ser lubricados por

salpicadura de aceite o bien tener un conducto interno que va repartiendo el

aceite en cada uno de los cojinetes de apoyo.



Respiradero del Carter. Es un filtro que deja escapar al exterior una pequeña

cantidad de gases de combustión que se fuga a través de los pistones.

Varilla de nivel. Sirve para comprobar el nivel de aceite en el cárter del motor.

Fig. 73 FLUJO DEL SITEMA DE LUBRICACIÓN

Fig. 74 FLUJO DEL SISTEMA DE LUBRICACIÓN



3.0 SISTEMA DE LUBRICACIÓN DEL MOTOR CUMMINS SERIE ISM

Para la lubricación de un motor se deben tener en cuenta dos factores importantes:

Temperatura del motor. Distribución adecuada del aceite.

LA TEMPERATURA

La temperatura tan alta que se alcanza en ciertos órganos del motor, pese al

sistema de refrigeración, exige que el aceite no pierda sus propiedades lubricantes hasta una temperatura aproximada de 200ºC y que el punto de inflamación sea superior a 250ºC. DISTRIBUCION ADECUADA DEL ACEITE

En los primitivos motores el engrase se hacía por el barboteo o salpicado. Esto tenía el inconveniente de que al descender el nivel de aceite por el consumo del mismo, el motor perdía poco a poco su lubricación, llegando a faltarle en algún momento. Estos inconvenientes dieron origen a la adopción del sistema de lubricación forzada a presión, mediante el empleo de bombas instaladas en el cárter.

3.1 LUBRICANTES Y LUBRICACIÓN

3.1. A LUBRICANTES Y LUBRICACIÓN

I. FINALIDAD

Reducir al mínimo el desgaste de las piezas móviles del motor, que se produce por su rozamiento, y evitar su agarrotamiento por el exceso de calor (gripado). Esta es la finalidad principal que se persigue con la lubricación.

Esta finalidad se consigue por la interposición de una fina película de lubricante entre las piezas o superficies metálicas que pudieran llegar a entrar en contacto, bien sea a presión o por deslizamiento, evitando con ello el desgaste de las piezas del motor (fig.75).

La lubricación de los motores, además de la función principal de evitar el roce o deslizamiento directo entre las diferentes superficies metálicas en movimiento, cumple muchos otros cometidos; de la unión de todos ellos, dependerá la vida, la fiabilidad y el rendimiento del motor.

Con la lubricación óptima de un motor, se obtiene, además de la finalidad principal:

- Refrigerar las partes móviles y aquellas a las que no tiene acceso el circuito de refrigeración.



- Colaborar en asegurar la estanqueidad necesaria del cilindro.

- Reducir el coeficiente de rozamiento dinámico.

- Amortiguar y absorber choques entre elementos sometidos a presión.

- Efectuar una limpieza de los órganos lubricados mediante el arrastre de impurezas.

Aun disponiendo de un buen lubricante, existen una serie de factores que determinan una buena lubricación y por tanto que posibilitan o impiden la consecución de los objetivos propuestos. Estos condicionantes son básicamente:

- Las presiones a que se someta la película de lubricante.

- La calidad superficial de las superficies en contacto.

- La calidad y naturaleza del material en contacto.

- La holgura existente entre los elementos móviles.

- El ángulo de ataque (la forma) de las piezas en movimiento.

- La velocidad de rozamiento relativa entre las piezas lubricadas.

Fig.75 PELÍCULA DE LUBRICANTE EN SUPERFICIES METÁLICAS



II. LUBRICANTES Llamamos lubricante a toda sustancia sólida, semisólida o líquida de origen

animal, vegetal, mineral o sintético que puede utilizarse para reducir el rozamiento entre elementos en movimiento.

Según su naturaleza, se clasifican en:

Parafínicos: - Alto índice de viscosidad. - Baja volatilidad. - Bajo poder disolvente. - Alto punto de congelación.

Nafténicos: - Bajo índice de viscosidad. - Densidad más alta. - Mayor volatilidad. - Bajo punto de congelación.

Aromáticos: - índice de viscosidad muy bajo. - Alta volatilidad. - Fácil oxidación. - Tendencia a formar resinas. - Emulsionan fácilmente con el agua.

Según su estado, se clasifican en:

- Sólidos, como el grafito o el sulfuro de molibdeno. - Semisólidos, como las grasas. - Líquidos como son los aceites.

Principalmente, distinguiremos, como lubricantes industriales utilizados en automoción entre:

- Aceite lubricante para motores. - Aceite lubricante para transmisiones. - Grasas lubricantes.

III. EL ACEITE DE MOTOR

Un moderno lubricante para motores está compuesto por dos grandes familias de productos: la base y los aditivos.

La base de origen mineral es obtenida por destilación de hulla, pizarra y principalmente crudo de petróleo que está compuesto por hidrocarburos (en su mayor parte hidrógeno y carbono, en menor proporción oxígeno, azufre y nitrógeno). Representa entre el 80 y el 90% del lubricante acabado.

Los aceites obtienen su base sintética por síntesis química como los poliglicoles, polialfaolefinas (PAO), siliconas (metil y fenil), poliéteres aromáticos y alifáticos y esteres (principalmente esteres de ácidos grasos y derivados del silícico fosfórico, entre otros).



IV. PROPIEDADES DE LOS LUBRICANTES

Las propiedades que se distinguen en los lubricantes son principalmente de tres tipos:

a) Propiedades físicas:

- Color y fluorescencia. En la actualidad esta característica carece de valor crítico de evaluación ya que

los aditivos enmascaran estas propiedades. Por otro lado, no existe ninguna relación entre el color y la calidad de un lubricante.

- Densidad. Es la relación entre la masa y el volumen o lo que se conoce como peso

específico. Es conocido que el aceite tiene una densidad inferior a la del agua.

Los aceites de origen aromático son los que tienen mayor densidad, los nafténicos se consideran de densidad media y los de origen parafínico poseen la menor densidad.

- Viscosidad. Se considera la propiedad física más importante de los aceites y se puede definir

como la facilidad de movimiento que tienen sus moléculas entre sí, la medida de su rozamiento interno o la resistencia que tiene el aceite al fluir.

- Fluidez. Es la propiedad opuesta a la viscosidad. Vulgarmente se denomina aceite

grueso a uno que sea denso, es decir viscoso y que le cuesta fluir y llamamos aceite fino a aquel que es menos denso, es decir, fluido. b) Propiedades térmicas:

- Índice de viscosidad. En los líquidos, al aumentar la temperatura disminuye su viscosidad. En los

aceites, es fundamental que la viscosidad disminuya lo menos posible al elevarse la temperatura.

Cuanto mayor sea el índice de viscosidad de un aceite lubricante para motor, se verá menos influido en su viscosidad por la elevación de cargas y temperaturas y por tanto un mejor comportamiento lubricante.

- Punto de inflamación. Es la temperatura mínima a la cual el aceite desprende la cantidad suficiente de

vapores para inflamarse, momentáneamente, al serle aplicada una llama.

Por otro lado, cuando un aceite se quema, deja residuos carbonosos que forman depósitos no deseados y pueden favorecer fenómenos como el autoencendido o la detonación.

Un buen lubricante, además de tener un punto de inflamación alto para dificultar su combustión, debe ofrecer poca tendencia a la formación de residuos carbonosos.

- Punto de congelación. Es la temperatura en la cual el aceite pierde toda capacidad de fluir. Es por tanto

interesante que este punto sea lo más bajo posible atendiendo a las necesidades de utilización.



Con frecuencia los aditivos mejoran notablemente este punto de congelación.

- Punto de enturbiamiento. Es la temperatura a la que las parafinas y otras sustancias empiezan a

separarse en forma de cristales aumentando notablemente el riesgo de obstrucciones en el circuito de lubricación.

- Punto de anilina. Es la temperatura mínima a la que una mezcla a partes iguales de aceite y de

anilina llega a solubilizarse totalmente.

Este punto es importante a fin de proteger los sistemas de estanqueidad constituidos por caucho o elastómeros.

c) Propiedades químicas:

- Formación de espumas. Un aceite produce espuma superficial por agitación enérgica con el aire u otro

gas, estando dicha espuma constituida por la agrupación de burbujas de distintos tamaños.

Si esto llega a producirse en un grado elevado, tendremos pérdidas de aceite, una lubricación ineficaz y un consumo elevado de aceite. Por tanto, el grado de no formación de espumas es otra de las características del aceite.

- Emulsibilidad. Capacidad del aceite de separarse del agua en condiciones normales.

- Aeromulsión. Es la emulsión de pequeñísimas burbujas de aire en el aceite, inferiores a las que

forman la espuma.

- Número de neutralización (acidez-alcalinidad). Es la cantidad de álcali o ácido que se requiere para neutralizar el contenido

ácido básico del lubricante.

- Corrosión del cobre. Es importante determinar la capacidad de corrosión a los materiales blandos,

una vez entrado en uso el lubricante, como por ejemplo en los cojinetes antifricción.

V. ADITIVOS

Representan entre un 10 y un 20% del lubricante y tiene como misión mejorar las características de la base además de complementarla para asegurar una buena lubricación. (fig. 76).

- Antioxidantes.

Destinados a retardar la oxidación del aceite evitando la oxidación a altas temperaturas, cosa que favorece la aparición de lodos y barnices, un aumento de la viscosidad y la aparición de productos ácidos corrosivos.



- De viscosidad. Si bien en algunas bases sintéticas no se hacen necesarios estos aditivos por

tener ya de por sí un índice de viscosidad elevado, en la mayoría de aceites no sintéticos se utilizan para mejorar y elevar el índice de viscosidad.

- Antiespumantes. Disminuyen la inserción del aire en el lubricante y evitan su oxidación.

- Detergentes. A temperaturas medias y altas, se encargan de mantener libre al motor de

depósitos de lacas, barnices residuos carbonosos mediante la suspensión de estos nocivos depósitos.

- Dispersantes. Complementan a los aditivos detergentes impidiendo la aglomeración de las

suspensiones.

- Anticorrosivos. Junto con los antioxidantes, se encargan de evitar la oxidación del aceite y la

formación de ácidos nocivos para ciertos componentes del motor.

- Antiherrumbre. Evitan la herrumbre de los elementos férricos al impedir la condensación de la

humedad en el interior del motor.

- Antidesgaste. Junto a los aditivos de extrema presión, refuerzan la película de aceite evitando el

contacto metal-metal a bajas temperaturas y suavizando el rozamiento.

Fig. 76 ESQUEMA DEL TRABAJO ADITIVO ANTIDESGASTE



Existen dos grandes sistemas de clasificación de los aceites lubricantes:

Una primera clasificación la estableció la Sociedad Americana de Ingenieros del Automóvil SAE (Society of Automotive Engineers) que toma en consideración las características geológicas de los lubricantes, básicamente su viscosidad en función de la temperatura.

La segunda clasificación, la que toma en consideración el uso a que se destina el lubricante, la utilización del motor y la calidad del aceite, es muy diversa, ya que tanto las sociedades civiles como militares y los propios fabricantes de vehículos han creado diferentes clasificaciones.

Las especificaciones civiles más ampliamente aceptadas son las API (American Petroleum Institute) que ya fueron aceptadas en 1947 y que han sido revisadas y actualizadas periódicamente y la clasificación CCMC que determinó el Comité de Constructores de Automóviles del Mercado Común hoy sustituidas por la clasificación ACEA, la Asociación de Constructores Europeos de Automóviles.

- Clasificación SAE

Hemos de distinguir en ellas dos grupos: la clasificación SAE J 300 E, para aceites de cárter y la clasificación SAE J 306 para lubricantes de transmisiones. Tabla. 1

CLACIFICACIÓN DE ACEITES PARA CÁRTER

Nota: - (cSt) o centistokes, unidad de medida de la viscosidad en pruebas de

laboratorio. - cPoises, unidad de medida de la viscosidad - W, letra indicativa de su utilización para temperatura ambiente inferior a 0

grados. Abreviatura de "Winter" (invierno en inglés).

TABLA. 1 CLASIFICACIÓN DE ACEITES PARA CARTE



La tabla refleja la clasificación de aceites monogrado. Por combinación de dos o más aceites monogrado, se obtienen los llamados aceites multigrado. Así por ejemplo un aceite SAE 20W40 satisface las exigencias de un aceite grado SAE 20W y de un SAE 40, lo que supone una utilización eficaz del lubricante en temperaturas ambiente comprendidas entre -10 y 40 grados centígrados.

La clasificación SAE J306 funciona de forma similar comprendiendo entre el 70W, 75W, 80W y el 85W para temperaturas bajas y las clasificaciones 90, 140 y 250 de viscosidad. Clasificación de calidad según API

La clasificación de calidad API, si bien es americana, la encontramos en prácticamente todos los productos del mercado; por tanto se hace referencia a ella aunque sólo sea por comparación y ayuda a la comprensión del tema de cla-sificaciones.

Las especificaciones API utilizan la letra C ("commercial") para los motores Diesel industriales. A esa primera letra les sigue otra que definirá su grado de utilización. Así:

En la actualidad, las especificaciones API no utilizan productos que puedan envenenar los catalizadores, utilizando metales de aditamento compatibles con éstos.

La clasificación API para vehículos Diesel, queda así:

CA. - Aceite para motores Diesel en condiciones de trabajo suaves o moderadas. Utilizado entre los años 1940 y 1950. Utilizando gas-oil de alta calidad, protege contra la corrosión de cojinetes y depósitos en los segmentos. Obsoleto.

CB. - Aceite para motores Diesel en condiciones de trabajo suaves o moderadas. Utilizado a partir de 1949. Utilizando gas-oil de baja calidad, protege contra el desgaste y en la formación de depósitos por el alto contenido de azufre del combustible. Obsoleto.

CC. - Aceite para motores Diesel en condiciones de trabajo suaves o moderadas, aspirados o sobrealimentados y para motores de gasolina en condiciones severas. Utilizado a partir de 1961. Protege eficazmente a altas temperaturas contra la corrosión y la formación de depósitos a los motores Diesel y a bajas temperaturas a los motores de gasolina. Obsoleto.

CD. - Aceite para motores Diesel aspirados o sobrealimentados. Utilizado a

partir de 1965. Especialmente indicado para el control de desgastes y formación de depósitos utilizando todo tipo de gas-oil y especialmente aquellos con alto contenido de azufre. Obsoleto.

CE. - Aceite para motores Diesel sobrealimentados. De similares características que el aceite CD pero con mayor protección frente al pulido de camisas.

CF. - Aceite para motores Diesel de inyección indirecta. De similares características que el aceite CD, mejora el control de depósitos, el desgaste y la corrosión de las aleaciones de cobre incluso con combustibles con alto contenido de azufre.



CF-2. - Aceite para motores diesel de dos tiempos. Especialmente eficaces contra la formación de depósitos en segmentos y cilindros. A pesar de su nomenclatura, no cumplen necesariamente los requerimientos de los otros aceites CF.

CF-4. - Aceite de similares características a la especificación CE. Esta especificación está especialmente dirigida a la reducción de emisiones de partículas en los motores Diesel.

CG-4. - Aceite para motores Diesel de alta velocidad en trabajos de largo recorrido y obras públicas. Indicado para combustibles con bajo contenido de azufre (entre el 0'05% y el 0'5%). Protege contra la formación de depósitos de alta temperatura, el desgaste, la corrosión, la oxidación y la acumulación de carbón. Especialmente indicado para los requisitos de emisión a partir de 1994.

Las clasificaciones API que se indican como obsoleto, lo son porque ya no se homologan.

Los aceites API CF-4 y CG-4 contribuyen eficazmente a la reducción de emisión de partículas.

Los aceites API actualmente homologados además de facilitar el arranque, minimizar los desgastes y minorar la formación de depósitos, neutralizan adecuadamente los ácidos que se provocan en la combustión de los motores Diesel. Clasificación de calidad europea CCMC

A pesar de haber indicado ya que esta clasificación en términos legales ya no existe, tiene todavía una gran difusión comercial; por ello vamos a describirla:

Aceite para motores Diesel:

DI.- Aceite para motores Diesel en vehículos comerciales y con condiciones ligeras de operación.

D2.- Aceite para motores Diesel en vehículos comerciales, aspirados y sobrealimentados, en condiciones severas de uso.

D3.- Aceite para motores Diesel en vehículos comerciales, aspirados y sobrealimentados, en condiciones muy severas de uso. Especialmente diseñado para prevenir el pulido de camisas.

PD1. - Aceite para motores Diesel en vehículos de turismo, aspirados y sobrealimentados.

Estas cuatro clasificaciones han dejado de Homologarse desde 1990 sustituyéndolas las clasificaciones siguientes:

D4. - Clasificación que sustituye a la D3 con su misma filosofía.

D5. - Clasificación que sustituye a la D4 y que equivale a la API CE.

PD2. - Clasificación que sustituye a la PD1.



Clasificación de calidad europea ACEA

La clasificación ACEA distingue tres categorías: aceites para motores de gasolina, para motores Diesel y para motores Diesel en vehículos de pasajeros.

Aceites para motores Diesel:

E1. - Aceite para motores Diesel aspirados o sobrealimentados. Para motores antiguos, con trabajos ligeros y con intervalos de cambio normales. Se corresponde con el CCMC D4.

E2. - Aceite de calidad estándar para uso general en motores Diesel. Cumple las protecciones mínimas contra la formación de hollín de diversos ensayos.

E3. - Es una calidad mejorada del CCMC D5, en términos de protección frente a la formación de hollín respecto del E2 y al API-CG4.

Aceites para motores Diesel en vehículos de pasajeros:

B1.- Aceite para motores Diesel óptima calidad. Posee estabilidad al cizallamiento sin variación del grado de viscosidad además de un límite reducido de viscosidad HTHS. Diseñados especialmente para mejorar la economía de combustible y más severo que el CCMC PD2.

B2.- Aceite de calidad estándar europea para uso general en motores Diesel.

B3.- Aceite de calidad mejorada respecto del B1. Más severo en estabilidad al cizallamiento sin variación del grado de viscosidad y mayor control del incremento de viscosidad y desgastes.

Los aceites Al y B1 son denominados "Eco" por ser de baja fricción y contribuir con ello al ahorro de combustible. 3.1. B ACEITES SINTÉTICOS

Los aceites obtienen su base sintética mediante la transformación por síntesis

química de distintos tipos de materias primas y no por destilación como lo hacen los aceites minerales.

Estos aceites forman cadenas de hidrocarburos más fuertes, más resistentes a la oxidación y poseen mayores propiedades lubricantes. Son casi insensibles al desgaste de aditivos, lo que motiva su mayor prolongación funcional, haciéndose su sustitución necesaria, únicamente por ensuciamiento y/o absorción de humedad, combustible, etc.

Es de destacar que comercialmente se consideran sintéticos todos aquellos que tienen parte de base mineral y parte de sintética, aproximadamente en una proporción 60-40% aunque en realidad deberían denominarse semisintéticos.

Los aceites sintéticos puros sólo se emplean en competición, donde su precio queda plenamente justificado. El uso de aceites denominados sintéticos tampoco exime de su cambio, pues como ya se ha dicho, no podemos evitar que se ensucie mediante la mezcla de partículas procedentes de la combustión y/o del desgaste del motor.



Habrá de tener especial cuidado en la limpieza del circuito de lubricación en el supuesto de querer sustituir el aceite mineral del motor por uno sintético ya que comporta riesgos de incompatibilidad considerables y muy a tener en cuenta en la causa de graves averías.

Las materias primas, entre otras, son elementos como los poliglicoles,

polialfaolefinas (PAO), siliconas (metil y fenil), poliéteres aromáticos y alifáticos y esteres (principalmente esteres de ácidos grasos y derivados del silícico fosfórico, entre otros).

Actualmente en el envasado del aceite es obligatorio la utilización de un etiquetado que especifique las características técnicas y normativas de cumplimiento. En la (fig. 77) podemos ver la forma de realizarlo en un aceite sintético de la marca Total.

Fig. 77 ESPECIFICACIONES TÉCNICAS Y NORMATIVAS



3.2 SISTEMAS DE LUBRICACIÓN

Cualquiera que sea el sistema de lubricación, éste debe asegurar el suministro de

la cantidad de aceite suficiente a todas las partes móviles del motor, con el fin de realizar la lubricación y todas las finalidades con ella perseguidas, de forma conveniente (fig. 78).

Antiguamente se utilizaba un sistema llamado de barboteo y del cual sólo citaremos aquí su nombre por ser un sistema en el cual el engrase de los elementos móviles no se realizaba a presión y que en un motor moderno resultaría del todo ineficiente.

Actualmente se utiliza el sistema de engrase a presión, con sus diferencias y variantes, donde una bomba recoge el aceite y lo envía por diferentes conductos y canalizaciones a presión a los diferentes puntos y elementos del motor que requieren una lubricación precisa, eficaz, segura y limpia (fig. 78).

El estudio y descripción de estos requerimientos es el siguiente:

a) Sistema de engrase a presión

El funcionamiento del sistema, básicamente es como se describe:

1. El aceite es recogido, aspirado desde el cárter, a través de un prefiltro o colador destinado a retener partículas de tamaño relativamente grandes de impurezas o suciedades, por la bomba de engrase.

2. La bomba envía el aceite, sometido ya a una determinada presión (en función de las revoluciones del motor), por una canalización principal, de la que se derivan otras que conducen a los diferentes elementos o partes móviles del motor.

3. Paralelamente, bien en la propia bomba o en el conducto principal de engrase, existe un elemento llamado válvula de alivio o de descarga encargado de limitar la presión suministrada por la bomba.

4. Una vez regulada la presión del aceite, éste pasa, en todo o en parte dependiendo del sistema, al elemento encargado de limpiar el aceite a base de retener en un elemento filtrante las partículas e impurezas en suspensión contenidas en el aceite.

5. Asegurada la limpieza del lubricante, el aceite circula por las diferentes

ramificaciones del circuito de engrase hasta lubricar los diferentes elementos a los que es conducido.

6. Cumplido el cometido, el aceite cae por gravedad en el cárter, arrastrando con él impurezas, partículas, vapores y otros, donde da inicio de nuevo el ciclo de engrase.



Casos típicos de engrase

1. Engrase ordinario bajo presión - 2. Engrase integral - 3. Engrase por proyección Sistema de engrase mixto

Fig. 78 SISTEMA DE ENGRASE

El engrase mixto aprovecha las propiedades del engrase a presión y las combina, para ciertas misiones como pueden ser el engrase de las paredes del cilindro, con las ventajas de un engrase por barboteo al hacer chocar los codos del cigüeñal y las cabezas de biela con la masa de aceite del cárter y levantar una niebla aceitosa encargada de la lubricación de aquellas partes difíciles de lubricar o por el contrario sin las exigencias de una lubricación a presión.

Este tipo de engrase es el más utilizado, de hecho, y prácticamente, todos los motores de engrase a presión aprovechan las características de un engrase mixto.

b) Sistema de lubricación por cárter seco

Este sistema prácticamente no se utiliza en los automóviles de turismo actuales pero basa su funcionamiento en un engrase a presión con la particularidad de que el cárter tiene muy poca capacidad y sólo sirve como recogedor del aceite que es devuelto al depósito de donde se sirve la bomba de engrase para suministrar a presión el aceite necesario para la lubricación del motor (fig.79).

Algunos vehículos de competición donde interesan motores con perfiles bajos o protegerse de pérdidas accidentales de lubricante, además de conseguir una mayor y mejor refrigeración del lubricante, hallan solución con este tipo de sistema de lubricación.



Fig. 79 SISTEMA DE LUBRICACIÓN POR CARTER SECO

3.2. A ELEMENTOS DE LA LUBRICACIÓN

La descripción de los diferentes sistemas de lubricación, no recoge todas las exigencias que presenta un moderno sistema.

Con el estudio de los diferentes elementos y de las exigencias particulares de lubricación se desvelaran éstas.

El cárter (figs. a) y b) 80)

En principio no tiene mayor importancia que la de ser el recipiente o depósito del aceite necesario para el engrase del motor.

Un examen más detenido de las exigencias de lubricación en un motor moderno con elevadas temperaturas y condiciones de trabajo, muestra que el aceite absorbe fácilmente esta elevada temperatura. Una temperatura del aceite, tomada de éste en el cárter, que superase los 140 grados centígrados sufre un proceso de degradación importante y pierde cualidades.

Si el motor es sobrealimentado o de altas prestaciones, donde se aumentan los puntos de engrase y las exigencias de presión y temperatura que debe soportar el aceite, que puede llegar fácilmente a limites críticos, se comprende fácilmente la necesidad, en muchas ocasiones, de recurrir a algún sistema de refrigeración del lubricante.



El cárter cumple, en algunas ocasiones, este papel de enfriador de aceite. Se construye resistente a los posibles impactos y si además ha de hacer funciones de refrigerador, de un material buen conductor del calor, reforzando las propiedades del material con estrías o aletas que ayuden a la disipación de la temperatura del lubricante.

Además, el cárter dispone de un orificio en su parte más inferior para permitir el vaciado del aceite y aloja la varilla de nivel, aunque en algunos modelos se disponga de indicador eléctrico o electrónico. Se debe destacar también que la mayoría cuentan con separadores con el fin de evitar los trasvases totales del lubricante, sobre todo al subir pendientes pronunciadas, con lo que podría producirse una falta de aspiración de aceite. Bombas

Aspirar el aceite del cárter y dirigirlo bajo presión a través de las canalizaciones hacia los elementos a engrasar es la principal finalidad de cualquier bomba de engrase.

Con el fin de asegurar la refrigeración ya referida por medio del aceite lubricante, la bomba no sólo debe asegurar una presión suficiente en cada uno de los puntos requeridos de engrase sino además proporcionar un caudal suficiente para este fin secundario pero no menos importante.

En los motores modernos, aproximadamente a unas 3.000 rpm, una efectiva bomba de engrase proporciona un caudal de 55 1/min. Otra manera de expresar el caudal necesario, a nivel teórico, es en 1/CV-h; se estima este caudal entorno a los 12-24 1/CV-h a una presión de entre 2 y 4 Kg/cm2. Las soluciones mecánicas para este fin son múltiple y variadas, tanto en el tipo empleado como en la disposición de las mismas. Los principales tipos son cinco:

Engrase bajo presión. El funcionamiento es muy simple: el aceite del cárter inferior (1) es elevado por medio de una bomba (2) baje presión hacia una rampa principal (3). Esta última asegura la alimentación de todos los puntos a

engrasar bajo presión.

a)



Cárter de aceite con la incorporación de un elemento sensor de la temperatura

b)

Fig. 80 CARTER

3.2. B TIPOS DE BOMBAS

a) LA BOMBA DE ENGRANAJES (fig. 81) La constituyen un cárter o cuerpo de la bomba donde se alojan dos piñones, uno

conducido (que gira libre en su eje) por el otro, el conductor que toma su giro generalmente del árbol de levas y con dos conductos o pasos, uno de entrada del aceite y otro de salida de éste a presión.

Cuando el motor gira, el eje de mando de la bomba arrastra en su giro a los piñones, este giro de los piñones es suficiente para la aspiración del aceite, por el conducto de entrada a la bomba desde el cárter y a través del prefiltro y la trompa de aspiración. El aceite aspirado se aloja en cada uno de los espacios libres entre los piñones y las paredes del cuerpo de la bomba y es puesto así bajo presión y mandado al conducto principal de engrase.

Este tipo de bomba es todavía ampliamente utilizado en motores no demasiado modernos.

b) BOMBA DE ÉMBOLO La constituye un cilindro y un émbolo que se desliza por su interior movido por

una biela que se articula por su otro extremo en una excéntrica del árbol de levas o un piñón de la distribución.



Fig. 81 BOMBA DE ENGRANAJES

Unas válvulas de efecto contrario, con sus respectivos conductos de entrada y

salida de aceite, montadas sobre el cierre del cilindro, se abren o cierran en función de si el pistón sube o baja, aspirando o mandando el aceite a presión sobre el circuito de engrase.

Una variante de este tipo de bomba, menos empleada, la constituye aquella en que el pistón es movido directamente por una excéntrica del árbol de levas en la fase de impulsión del aceite a presión y retornado por efecto de un muelle.

Este tipo de bombas utilizada en motores estacionarios, prácticamente no encontró utilidad en turismos y desde luego no se aplica en los motores actuales.

c) LA BOMBA DE PALETAS (fig. 82) Está constituida por un cuerpo cilíndrico con un conducto de entrada y otro de

salida del lubricante, un rotor ranurado diametralmente, montado excéntricamente en el cuerpo de la bomba, que puede alojar dos o cuatro paletas con un muelle entre ellas encargado de mantenerlas presionadas contra el cuerpo de la bomba formando entre ellas dos o cuatro cámaras. Cuando el rotor es arrastrado por el giro del motor, el volumen de las dos cámaras formadas varía, aumentando uno y disminuyendo el otro. La cámara que aumenta de volumen coincide con el conducto de entrada del aceite aspirando éste y la cámara que disminuye de volumen envía el aceite atrapado en ella a presión, al conducto de salida y engrase.



La disposición de los conductos de entrada y salida posibilita que mientras en su giro una paleta empuja el aceite, la otra evita que éste sea devuelto a la aspiración viéndose forzado a salir de la bomba por el conducto de engrase mientras es aspirado de nuevo aceite.

Fig. 82 BOMBA DE PALETAS

d) BOMBA TROCOIDAL (fig. 83) Este tipo de bomba es el más moderno utilizado en vehículos automóviles y toma

giro directamente del cigüeñal al estar emplazada en el extremo de éste.

La constituyen la carcasa o cuerpo de la bomba y dos engranajes, uno de interior engranado directamente en el extremo del cigüeñal y que en su giro arrastra a una corona dentada (libre en su alojamiento sobre la carcasa) y que engrana con el piñón central de forma excéntrica. Entre ellos, se dispone un espaciador en forma de media luna.

En su giro, el aceite es aspirado por la depresión creada al desplazarse los dientes a la altura del espaciador. El aceite así atrapado entre los dientes, ve aumentada su presión a medida que se alejan del espaciador y van entrando en contacto entre ellos; una vez sometido a presión, es liberado en el conducto de engrase. Esta bomba, entre otras, presenta la ventaja de no contar con elementos de transmisión.



Bomba trocoidal 1. Entrada de aceite.- 2. Salida de aceite. - 3. Rotor exterior. - 4. Rotor interior.

Fig. 83 BOMBA TROCOIDAL

e) BOMBA DE LÓBULOS (figs. a) y b) 84) Esta bomba está constituida por un cuerpo cilíndrico con sus respectivos

conductos de aspiración y salida de aceite. Aloja dos rotores, uno de exterior (rotor, conducido o movido por el otro y que gira libre en su alojamiento) y otro de interior al primero (rodete), con su eje montado excéntricamente en el cuerpo de la bomba y que es obligado a girar por el motor. El rotor interior tiene un saliente (lóbulos) menos que entrantes (alvéolos) dispone el rotor exterior.

En su giro, los dos rotores van abriendo uno de los espacios que queda entre ellos y la depresión así creada aspira aceite del cárter que se aloja en este espacio que se forma entre ellos. Al continuar el giro, este espacio va reduciéndose some-tiendo a presión al lubricante atrapado hasta que el espacio es comunicado con el conducto de salida liberando el aceite sometido a presión en el circuito de engrase.

Su empleo es ampliamente difundido en motores modernos.



Evolución de la rotación de un alvéolo del rotor interno

Fase de aspiración: El volumen A está enfrente del orificio de llegada del aceite. El rotor gira, el volumen A aumenta. Este aumento de volumen crea una depresión, el aceite es aspirado. Cuando el volumen Aes máximo no hay más comunicación con la llegada de aceite.

a)

Fase de empuje: El rotor continúa girando, el volumen A es puesto en comunicación con el orificio de salida. El volumen A disminuye hasta ser nulo. El aceite es evacuado a presión por el orificio de salida

b) Fig. 84 BOMBA DE LOBULO



3.3 SISTEMA CENTINEL

El sistema integrado Centinel es un sistema de reemplazo continuo de aceite, de diseño electromecánico. El sistema Centinel extiende los intervalos de cambio de aceite y filtro a través de intercambio continuo de aceite. Esto se realiza inyectando aceite para motor en un porcentaje controlado, proporcional al combustible consumido, dentro del sistema de combustible para consumo. El aceite de relleno (nuevo) es introducido en el motor en un porcentaje igual al aceite consumido por Centinel. El Sistema Centinel también monitorea el nivel de aceite en el tanque de relleno. (Fig.85). 3.3. A DESCRIPCIÓN DEL SISTEMA

El sistema integrado Centinel consiste de una válvula de control de aceite, interruptor remoto de nivel de aceite, tanque de relleno, tubería y cableado. La válvula de control está montada en el motor y es controlada electrónicamente por el ECM. El ECM controla la sincronización y número de carreras del pistón de la bomba de control de aceite, basado en el ciclo de servicio del motor. Por usar el ECM del motor, cualquier falla del sistema integrado Centinel ilumina la lámpara de Mantenimiento (Fluidos) en el tablero (INSITE también lee estas fallas y Road Relay las muestra). La lámpara también se ilumina por bajo nivel de aceite en el tanque de relleno. La válvula de control de aceite está conectada a la galería de aceite del motor, block (o tapa de acceso) y conexión de drenado de combustible. También hay un puerto de relleno (1-1/16-12 UNF-2B; de rosca recta con arosello) en la válvula de control de aceite para tubería del tanque de relleno suministrado por el OEM. El tanque de relleno y la tubería son suministrados y montados por el OEM. Además, el tanque de relleno tiene un interruptor remoto de nivel de aceite suministrado por el OEM, el cual está cableado al conector d 31 pines de interconexión del OEM (pines 24 y 25 del conector de 31 pines). El tanque de relleno está conectado a la bomba de control de aceite. (Fig. 86)



1.- Manguera de Drenado de Aceite al Combustible. - 2. -Manguera de la Galena del Aceite. - 3.-Manguera de

Relleno de Aceite. – 4.- Válvula de Control. - 5.- Suministro de Aceite Nuevo del OEM (del tanque de relleno). –

6.- Aceite Nuevo hacia el Cárter (cubierta). – 7.- Válvula check de la galería. – 8.- Válvula check de salida.

Fig. 85 DIAGRAMA DE FLUJO DEL SISTEMA CENTINEL



FIG. 86 ELEMENTOS DEL SISTEMA CENTINEL

1. Módulo de control 2. Lámpara de mantenimiento/fluidos 3. Conector de 31 pines 4. Arnés del tanque de relleno 5. Línea de retorno de combustible 6. Aceite nuevo a la válvula de control de aceite 7. Interruptor remoto de nivel de aceite 8. Tanque de aceite de relleno 9. Galería principal de aceite 10. Manguera del tanque de aceite de relleno a la válvula de control de aceite 11. Aceite nuevo al cárter de aceite 12. Mezcla de combustible/aceite lubricante al motor 13. Válvula de control de aceite 14. Tanque de combustible del vehículo.



3.4 DIAGRAMA DE FLUJO DEL SISTEMA DE ACEITE LUBRICANTE

Fig. 87 DIAGRAMA DE FLUJO DEL SISTEMA DE LUBRICACIÓN



3.4. A EL CIRCUITO DE LUBRICACIÓN El circuito de lubricación es tanto más complejo cuanto lo son las prestaciones

que se exigen al motor. Prácticamente no existen dos motores distintos con circuitos similares; todos cuentan con sus especificidades en este complejo capítulo de la lubricación. Fig. 87.

A modo de ejemplo y sólo por citar algunas, el circuito de engrase de un motor dependerá, entre otras exigencias de diseño y fabricación, de:

- El número de soportes del cigüeñal.

- La disposición y número del árbol de levas.

- El tipo de bomba utilizada.

- Si utiliza o no empujadores hidráulicos.

- Si el sistema de engrase es mixto, a presión o a presión total.

- La disposición y número de los sistemas de regulación y seguridad.

- Si el motor es atmosférico o sobrealimentado.

- El sistema de filtrado.

- Si utiliza o no algún tipo de enfriador, etc.

A todo ello podemos añadir elementos como restrictores de aceite (a fin de aumentar la presión en la parte superior del motor), indicador o indicadores de presión de servicio. En la (fig. 88) vemos un circuito completo de lubricación, y en la (fig. 89), con el esquema de recorrido a lo largo de sus componentes de engrase.



Fig. 88 CIRCUITO DE RECORIDO DE LUBRICACIÓN



FIG. 89 ESQUEMA DEL RECORRIDO DEL LUBRICANTE A LO LARGO DE SUS COMPONENTES DE ENGRASE



FIG. 90 ESQUEMA DE LUBRICACIÓN



ANALISIS CRÍTICO DE LOS DIFERENTES ENFOQUES

Después de haber definido el marco teórico y el marco contextual del presente trabajo, se compararon los distintos enfoques de los diferentes autores que se consultaron en libros y otras diversas fuentes de información.

Se consultaron un sin numero de obras cuyos autores manejan información generalizada llegando a ser complejos en los diferentes temas que en uno u otro sentido los hacen difícil de estudiar, otros sin embargo, manejan información practica y objetivas con base técnicas. Después de analizar cada uno de estos, se seleccionaron los que proporcionaban más elementos significativos y que permitieran explicar el tema de estudio, así como tratar de resolver adecuadamente el problema planteado.

Hay autores que exponen el tema con ideas o conceptos que se ordenan lógicamente, al mismo tiempo realizan un estudio muy claro, eficiente y profundo, con aportaciones muy practicas; por ello, en sus obras muestran habilidad para trasmitir su mensaje al lector; otros emplean frases incidentales, explicativas, dentro de una idea y esta se alarga, se vuelve mas confusa; además muchas veces esos autores son muy teóricos y pocos prácticos.

Por lo anterior expuesto, se recomienda que durante el desarrollo de cualquier investigación la bibliografía consultada sea analizada exhaustivamente, dado que en ocasiones la información que brinda puede tener una versión fragmentada de la realidad, por ello es imprescindible contraponer los puntos de vista en base en la experiencia de otros autores para una mejor fundamentación teórica del tema en cuestión.



CAPITULO III



CONCLUSIÓN

En este trabajo de investigación se ha hablado de las ventajas, desventajas e

inconvenientes del motor Diesel en comparación con el motor gasolina, así como las partes más importantes de este motor, las cuales por el constante castigo mecánico a los que son sometidos, es necesario de dotar a este con un sistema de lubricación (Sistema Centinel) el cual extienda la vida útil de cada una de sus partes a si como extender el intervalo de cambio del aceite que a su vez nos da una economía baja en mantenimiento para este sistema y así mismo, en consecuencia a los demás sistemas asociados al motor.

Ya adentrados en el sistema de lubricación, es importante mencionar la finalidad de la lubricación, la cual es de reducir al máximo el desgaste de las piezas móviles del motor por el producto del rozamiento, así mismo conocer las propiedades del aceite, clasificaciones que se tiene para cada tipo de motor y algunos aditivos que lo hacen ser más eficiente en diferentes tipos de condiciones ambientales.

Es necesario que no dejamos atrás la importancia de los de más sistemas auxiliares del motor diesel, los cuales tienen cada uno una función específica dentro de la máquina de combustión, porque sin la función de unos de ellos no se concluiría el objetivo del motor el cual es que, por medio de una energía química realizada dentro de una cámara de combustión la convierta en energía mecánica, la cual dependiendo del uso que se le quiera dar al motor la podamos convertir en energía cinética o en energía eléctrica.

Por último debemos estar consientes que el campo de utilidad de los motores de combustión interna Diesel ha dejado de ser único para uso pesado (agricultura, construcción, camiones de transporte e industrial), para dar lugar a un nuevo campo el cual es de uso particular (autos compactos).



ANEXOS I: FICHA TECNICA DE ACEITE CASTROL ULTRAMAX VISCUS.

II: CATEGORIAS DE SERVICIO API.

III: URSA SUPER TD 15W40.

IV: URSA PREMIUM TDX 15W40.

V: URSA LA 3.

VI: "C" COMBUSTIÓN BY COMPRESSIÓN (ENCENDIDO POR COMPRESIÓN).

VII: CLASIFICACIÓN API PARA MOTORES DIESEL.



ANEXO I

http://www.castrol.com/liveassets/bp_internet/castrol/castrol_mexico/STAGING/local_assets/downloads/n/nuevo_castro_ultramax_viscusl.pdf



ANEXO II

CATEGORIAS DE SERVICIO API

CA-Obsoleta-Para motores de servicio ligero. (1940s y 1950s)

CB-Obsoleta-Motores de servicio moderado desde 1949 a 1960.

CC-Obsoleta-Para motores introducidos en 1961.

CD-Obsoleta-Introducida en 1955. Para ciertos motores naturalmente aspirados y turbo cargados.

CD-II-Obsoleta-introducida en 1987. Para motores de dos tiempos.

CE-Obsoleta-Introducida en 1987. Para motores de cuatro tiempos de alta velocidad, naturalmente aspirados y turbo cargados. Puede utilizarse en lugar de aceites CC y CD.

CF-4-Actual-Introducida en 1990. Para motores de cuatro tiempos de alta velocidad, naturalmente aspirados y turbo cargados. Puede utilizarse en lugar de aceites CE.

CF-Actual-Introducida en 1994. Para motores diesel fuera de carretera, de inyección indirecta y otro tipo, incluyendo aquellos que utilizan combustible con más de 0,5% en peso de azufre. Puede utilizarse en lugar de los aceites CD.

CF-2-Actual-Introducida en 1994. Para motores de dos tiempos, de trabajo pesado. Puede utilizarse en lugar de aceites CD-II.

CH-4-Introducida en 1998. Motores diesel de trabajo severo. Se utiliza en lugar de CG-4. Se enfatizan las emisiones y los períodos de cambio extendidos.

http://www.autotecnicatv.com.ar/MARCELOMARTINS/autos/Especif.htm



ANEXO III

URSA SUPER TD 15W40

El producto Ursa Súper TD SAE 15W-40 es un aceite multigrado de calidad superior, para uso en motores Diesel los cuales operan en todos los tipos de servicio. Es aprobado por diversos fabricantes de motor. El Ursa Súper TD SAE 15W-40 proporciona:

Reducción del desgaste.- Prolongando la vida útil de los componentes y reduciendo los costos de mantenimiento.

Buena limpieza en el motor.- Como resultados de sus aditivos detergentes y dispersantes especialmente seleccionados.

Intervalos extendidos de cambio de aceite.- Reduce el costo de mantenimiento, la buena estabilidad a la oxidación protege contra el espesamiento. Aprobado por Mercedes Benz y además aprobado por Volvo.

Control de consumo de aceite.- La buena estabilidad de sus componentes, permiten minimizar el consumo, así como también garantizar bajas emisiones.

Larga vida al motor.- Debido a los aditivos que protegen las partes con sobrecargas, minimizando el desgaste.

Mejor operación de los filtros.- Debido a que el hollín es dispersado en finas partículas que son capturadas por el filtro evitando su taponamiento prematuro, así como también el desgaste en el tren de válvulas.

USOS RECOMENDADOS

El Ursa Súper TD SAE 15W-40 es recomendado para motores diesel de aspiración natural, diesel turbo alimentados (o turboalimentados) con post enfriamiento, en vehículos de transporte que operan en todo tipo de servicio, que requieran las especificaciones de bajo descritas.

Puede ser utilizado como:

Aceite para buses Aceite para camiones Aceite para equipos de construcción Aceite para equipos agrícolas Aceite para motores estacionarios Aceite para motores marítimos Aceite para minería Aceite para flotas mixtas



Fue probado en extensas pruebas de campo para atender los requerimientos de los fabricantes originales de equipos (OEM). Puede ser usado en flotas mixtas, porque cumple también especificaciones para motores a nafta de cuatro tiempos. ESPECIFICACIONES • Categorías de servicio API CG-4, CF-4, CF, CD1 SL, SH1, SG1 • Secuencias Europeas ACEA E2-96 Issue 4 B3-98 Issue 2 A2-96 Issue 3

• Requerimientos de los principales fabricantes de motor Cummins CES 20076, 20071 Mack EO-M PLUS, EO-M, EO-L PLUS, EO L MAN M271, M3275 Mercedes Benz 228.1, 229.1 MTU Categoría 1 Volvo VDS Allison C4 Caterpillar TO-2

Método ASTM Valores

Código de Producto - 24843

Código de Hoja de Seguridad, MSDS - 12086

Densidad @15,5ºC, g/cm3 D-4052 0,882

Viscosidad Cinemática cSt a 40°C D-445 110,4


Índice de viscosidad D-2270 138

Viscosidad a baja temperatura -20ºC (CCS), cP D-5293 6 400

Punto de Inflamación, °C D-92 235

Punto de Fluidez, °C D-97 - 33

Número Base Total, mg KOH/g, D-2896 11,2

http://www.lubrilandia.com.ar/Texaco/gama_de_productos/automotrices/motores_diesel/ursa_super_td.htm



ANEXO IV

URSA PREMIUM TDX 15W40

El producto Ursa Premium TDX SAE 15W-40 es un aceite multigrado para

motores diesel de muy alto rendimiento (súper high performance diesel - SHPD) especialmente diseñado para uso en motores diesel turbo alimentados (motores turbo diesel) con intervalos de cambio extendidos, inclusive para motores equipados con sistema de recirculación de gases de escape (EGR).Es aprobado por diversos fabricantes de motor.

USOS RECOMENDADOS

El Ursa Premium TDX SAE 15W-40 se recomienda para motores diesel de cuatro tiempos con aspiración natural, turbo alimentados ó turboalimentados con post enfriamiento en vehículos de transporte que operan en todo tipo de servicio. Es ideal como:

Aceite para buses Aceite para camiones Aceite para equipo pesado de construcción Aceite para minería Aceite para motores marítimos Aceite para equipos agrícolas Aceite para motores estacionarios Y otras aplicaciones de servicio severo.

Fue probado en extensas pruebas de campo con registros de seguimiento para atender los requerimientos de los fabricantes originales de equipos (OEMs) Puede ser usado en flotas mixtas, por sus especificaciones para motores a gasolina de cuatro tiempos.

ESPECIFICACIONES • Categorías de servicio API CI-4, CH-4, CG-4, CF-4, CF, CD1 SL, SJ, SH1, SG1 • Secuencias Europeas ACEA E5-02, E3-96 Issue 4 B3-98 Issue 2 • Especificaciones Asiáticas y Globales JASO DH - 1, Global DHD - 1

• Requerimientos de los principales fabricantes de motor Caterpillar ECF-1 Cummins CES 20078, 20077, 20076, 20072 DDC/MTU Series 2000/4000 Tipo 2 Mack EO-M PLUS, EO-M, EO-L PLUS, EO L MAN M3275, M271 Mercedes Benz 228.3, 229.1



Método ASTM Valores

Código de Producto - 02153

Código de Hoja de Seguridad, MSDS - 11825

Densidad @15,5ºC, g/cm3 D-4052 0,882



Índice de viscosidad D-2270 141

Viscosidad a baja temperatura -20ºC (CCS), cP D-5293 5 740

Punto de Inflamación, °C D-92 238

Punto de Fluidez, °C D-97 - 33

Número Base Total, mg KOH/g, D-2896 11,1

http://www.lubrilandia.com.ar/Texaco/gama_de_productos/automotrices/motores_diesel/ursa_premium_tdx.htm



ANEXO V

RSURSA LA 3

La línea Ursa LA-3 está especialmente formulada para lubricación de motores

Diesel modernos bajo exigentes condiciones de operación. Su formulación brinda una adecuada protección contra el desgaste corrosivo (debido al azufre del combustible), y el desgaste por fricción, manteniendo limpio el motor y evitando la formación de depósitos y atascamiento de aros. El paquete de aditivos le otorga además propiedades antiherrumbre, antioxidante y antiespuma, prolongando la vida útil del motor.

USOS RECOMENDADOS

Los Ursa LA3 son los productos indicados para la lubricación de motores diesel turboalimentados, diesel sobrealimentados y diesel de aspiración natural que trabajan bajo severas condiciones de funcionamiento.

Asimismo están recomendados para motores de dos tiempos, como por ejemplo Detroit Diesel.

Los aceites Ursa LA-3 cumplen también con exigentes normas de motores a nafta, por lo que se recomiendan para flotas mixtas.

Se utilizan además en sistemas hidráulicos y transmisiones donde se recomiendan aceites de motor que cumplen con las especificaciones ALLISON C-3 y CATERPILLAR TO-2. ESPECIFICACIONES

API CE/CF/CF-2/SF ACEA E2/B2 ALLISON C-3 CAT TO-2

MB 227.0 - 228.0 CCMC D4/PD 2 MIL-L-2104 D / MIL-L-46152 B MACK EO/J

Método Análisis 10W 20W-20 30 40 50

Gravedad específica D-1298 0.882 0.867 0.898 0.900 0.902

Punto de Inflamación, °C D-92 208 216 228 232 238

Punto de escurrimiento,°C D-97 -30 -27 -21 -18 -15

Viscosidad cSt, 40 °C D-445 42.3 62 110.2 161.8 227.4

Viscosidad cSt, 100 °C D-445 6 8.3 11-7 15.6 19

Índice de viscosidad D-2270 102 102 97 95A 94

TBN D-2890 10.5 10.5 10.5 10.5 10.5

http://www.lubrilandia.com.ar/Texaco/gama_de_productos/automotrices/motores_diesel/ursa_la3.htm



ANEXO VI

"C" COMBUSTIÓN BY COMPRESSIÓN (Encendido por Compresión)

CA para Servicio de Motores Diesel de Trabajo Ligero: Servicio Típico de

motores diesel operados en trabajo ligero a moderado, con combustibles de alta calidad y ocasionalmente se han incluido motores a gasolina en servicio ligero. Los aceites designados para este servicio proveen protección contra la corrosión de cojinetes y formación de depósitos en las ranuras de los anillos en algunos motores diesel de aspiración natural cuando usan combustibles de tal calidad que no imponen requerimientos extraordinarios para la protección contra el desgaste y depósitos. Estos se usaron mucho a fines de los años 40 y 50, pero no deberán ser usados en cualquier motor a menos que sean recomendados específicamente por el fabricante.

CB para Servicio de Motores Diesel de Trabajo Moderado: Servicio Típico de

motores diesel operados en trabajo ligero a moderado, pero con combustibles de más baja calidad que los utilizados en la clasificación anterior, los cuales necesitan más protección contra el desgaste y la formación de depósitos. Ocasionalmente, se han incluido motores a gasolina en servicio ligero. Los aceites designados para este servicio proveen la protección necesaria contra la corrosión de cojinetes y depósitos a alta temperatura en motores diesel de aspiración natural usando combustibles con alto contenido de azufre. Los aceites designados para este servicio fueron introducidos en 1949.

CC para Servicio en Motores Diesel y Gasolina: Servicio Típico para algunos

motores diesel de aspiración natural, turbocargados o supercargados operados en servicio de trabajo moderado a severo y ciertos motores a gasolina de trabajo pesado. Los aceites designados para este servicio proveen protección contra depósitos a alta temperatura y corrosión de cojinetes en motores diesel, y también protegen contra la herrumbre, corrosión y depósitos a baja temperatura en motores a gasolina. Estos aceites fueron introducidos en 1961.

CD para Servicio en Motores Diesel: Servicio Típico de algunos motores diesel de aspiración natural, turbocargados o supercargados en trabajo severo cuando usan combustibles de un amplio rango de calidad, incluyendo a los combustibles con alto contenido de azufre, donde el control efectivo contra el desgaste y depósitos son altamente vitales. Los aceites designados para este servicio fueron introducidos en 1955 y proveen protección contra la corrosión y depósitos a alta temperatura en motores diesel.

CD-II para Servicio en Motores Diesel de 2 Tiempos: Servicio Típico de motores diesel de 2 tiempos que operan en condiciones severas. Los aceites designados para este servicio también cumplen los requisitos de la categoría CD y pasan la prueba 6V-53T de Detroit Diesel.



CE para Servicio en Motores Diesel: Servicio Típico de motores diesel de trabajo pesado turbocargados y sobrecargados fabricados desde 1983 y operando bajo condiciones de baja velocidad y alta carga y de alta velocidad y alta carga. Los aceites designados para este servicio también pueden ser usados en donde se recomienden otras categorías anteriores para motores a diesel.

CF Servicio en Motores Diesel de Inyección Directa e Indirecta: Aceites para servicio típico en motores diesel con inyección directa e indirecta. Fueron diseñados para ser usados en motores diesel que utilizan un amplio rango de tipos de combustibles, incluidos aquellos con alto contenido de azufre (sobre 0,5%). La mantención de un control efectivo de los depósitos y desgastes del pistón y del cobre producido por la corrosión de rodamientos, es esencial en estos motores, los cuales pueden ser de aspiración natural, turbocargados o supercargados. Los aceites para este servicio fueron introducidos en 1994 y pueden ser usados también cuando se recomienda la categoría CD.

CF-2 para Servicio Pesado en Motores Diesel de 2 Tiempos: Aceite de

servicio típico para motores diesel de dos tiempos que requieren un control efectivo sobre depósitos en anillos y ralladuras en los cilindros. Los aceites diseñados para este servicio están disponibles desde 1994 y pueden ser utilizados también cuando se recomienda la categoría CD II. Estos aceites no cubren necesariamente los requisitos de las categorías API CF o CF4, a menos que se indique explícitamente el cumplimiento de ellas.

CF-4 para Servicio en Motores Diesel: Servicio Típico de motores diesel de

trabajo pesado, de 4 tiempos y alta velocidad, turbocargados y sobrecargados fabricados desde 1990, particularmente en tractocamiones, camiones y autobuses en servicio de carretera. Los aceites CF-4 exceden los requerimientos de los aceites de categoría CE y están diseñados para reemplazarlos. Los aceites CF-4 también pueden utilizarse en reemplazo de las anteriores categorías CD y CC. La nueva categoría CF-4 provee mejor control de consumo de aceite y depósitos en los pistones.

CG-4 para Servicio en Motores Diesel: La categoría de servicio API CG-4, describe los aceites para uso en motores diesel de 4 tiempos de alta velocidad usados en aplicaciones tanto en vehículos de carretera de servicio pesado (0.05% en peso de azufre en el combustible). Los aceites CG-4 proveen de un control efectivo de depósitos del pistón a altas temperaturas, desgaste, corrosión, espumación, estabilidad a la oxidación y acumulación de hollín. Estos aceites son especialmente efectivos para motores diseñados para cumplir con los estándares de emisión de gases de 1994 y pueden ser usados también en motores que requieren categorías de servicio API, CD, CE y CF-4.



CH-4 para Servicio Severo en Motores Diesel:

Los aceites de la categoría de servicio API CH-4 son adecuados para los motores diesel de 4 tiempos de alta velocidad, diseñados para cumplir los estándares de emisión de gases de 1998. Están específicamente formulados para el uso con combustibles diesel con azufre en el rango de hasta 0.5 % en peso. Los aceites CH-4 son superiores en desempeño que aquellos que cumplen con API CF-4 y CG-4, y pueden lubricar efectivamente los motores que exigen esas categorías de servicio.

CI-4 para Motores Diesel de Última Generación:

Los aceites CI-4 han sido diseñados para cumplir con los requerimientos de lubricación de los nuevos motores Norteamericanos desde el año 2002, especialmente aquellos con recirculación de gases de escape (EGR). Estos motores tienen la tendencia a la formación de hollín en cantidad mayor que los motores sin EGR, por esta causa, un lubricante CI-4 requiere un mejor dispersante, una mayor protección del desgaste producido por el hollín, un TBN más efectivo para neutralizar la mayor cantidad de ácidos y finalmente una mayor capacidad antioxidante.

http://copec2006.copec.cl/mlubricantes/especificaciones/cont_especificaciones.htm



ANEXO VII

CLASIFICACIÓN API PARA MOTORES DIESEL

NIVEL API CARACTERISTICAS CA (1940) Motores de aspiración natural. Protección mínima contra la

corrosión, desgaste y depósitos. Obsoleta.

CB (1949) Motores de aspiración natural. Mejor control sobre los depósitos y el desgaste. Obsoleta.

CC (1961) Motores de aspiración natural, turbo o sobrealimentados. Mayor control sobre la formación de depósitos a alta temperatura y corrosión en cojinetes. Obsoleta.

CD (1955) Motores de aspiración natural, turbo o sobrealimentados que requieren un mayor y efectivo control de los depósitos y el desgaste. Serie 3 clásicas. Obsoleta.

CD-II(1955) Motores diesel de dos tiempos que requieren un efectivo control del desgaste y los depósitos (estos aceites cumplen todos los requerimientos del nivel CD). Obsoleta.

CE (1983) Motores turbo o sobrealimentados para servicio severo. Control sobre consumo y espesamiento del aceite, depósitos y desgaste. Dirigida a multigrados. Obsoleta.

CF-4(1990) Motores turbo o sobrealimentados para servicio severo, especialmente en carretera. Reemplaza al nivel CE con mejor control del consumo de aceite y formación de depósitos en los pistones.

CF (1994) Motores de aspiración natural, turbo o sobrealimentados, que pueden usar gasoil con diferentes contenidos de azufre. Efectivo control de la formación de depósitos en los pistones, desgaste y corrosión en cojinetes. Reemplaza al nivel CD. No reemplaza al nivel CE.

CF-2(1994) Motores diesel de dos tiempos que requieren un efectivo control del desgaste de aros y cilindros y de la formación de depósitos. Reemplaza al nivel CD-II. No necesariamente cumple los requerimientos de los niveles CF o CF-4.

CG-4(1994) Motores diesel para servicio severo, tanto en carreteras (gasoil con bajo contenido de azufre: 0,05% p.) como fuera de ellas (gasoil con contenido de azufre máximo de 0,5% p.). Efectivo control de los depósitos de alta temperatura, desgaste, corrosión, espuma, oxidación del aceite y acumulación de hollín. Diseñado para cumplir con las normas sobre emisiones de 1994. También se puede emplear cuando se requieran aceites de nivel CD, CE y algunos casos de CF-4. Se suele acompañar con CF-4 y normas Mercedes Benz.



CH-4(1998) Motores diesel para servicio severo, que emplean gas oil con alto o bajo contenido de azufre, y que deben cumplir con estrictas normas de control de emisiones (USA 1998). Ha mejorado el control de depósitos en modernos pistones de dos piezas (excelente nivel dispersante), del desgaste y la resistencia a la oxidación. Sobresaliente control del hollín que producen los sistemas de inyección de alta presión y control electrónico.

C I-4 Comparada con CH-4, estos aceites brindan una mayor protección contra la oxidación, herrumbre, reducción del desgaste y mejora la estabilidad de la viscosidad debido a un mayor control del hollín formado durante el uso del aceite, -mejorando así el consumo de aceite-. Comprende aceites utilizados en motores Diesel de alta velocidad, que cumplen con los límites de emisiones implementadas a partir del 2002 y uso de combustibles que contengan hasta un 0,5% de azufre en peso. También para el uso extendido en motores con EGR (Recirculación de gases de Blow By).

CI-4-"PLUS " 2004

Surgió como resultado de cierta insatisfacción por parte de fabricantes como Caterpillar, Mack y Cummins en lo referente a requisitos de Control del espesamiento provocado por el hollín y de la caída de la viscosidad debido al alto esfuerzo mecánico sobre los aditivos mejoradores de viscosidad.

http://www.cal.org.ar/clasificacion.pdf



BIBLIOGRAFÍA

1. Manual del automóvil reparación y mantenimiento el motor diesel tomo II. Editorial: cultural s.a., España 1999. Pág.: 269 p.

2. Manual de Diagnóstico y Reparación Motores Series ISM/QSM11 Cummins Engine Company, Inc. Propiedad intelectual 2000. Adobe Acrobat.

3. http://members.fortunecity.es/100pies/mecanica/partes.htm

4. http://members.fortunecity.es/100pies/mecanica/partes1.htm

5. http://members.fortunecity.es/100pies/mecanica/partes2.htm

6. http://html.rincondelvago.com/motor-diesel_1.html

7. http://quechua.fis.uncor.edu/termo1/clases/node35.html

8. http://www.uamerica.edu.co/motores/d1/pages/amb_ciclo_diesel.htm

9. http://es.wikipedia.org/wiki/Ciclo_del_di%C3%A9sel

10. http://www.automecanico.com/auto2002/cabeza11.html

11. file:///C:/Users/PEDRO/Documents/Cummins%20M%C3%A9xico%20%20Productos%20%20Motores%20Rango%20Pesado.htm

12. http://members.fortunecity.es/100pies/mecanica/lubricacion.htm

13. http://html.rincondelvago.com/componentes-del-motor.html

http://html.rincondelvago.com/motor-diesel_1.html

http://quechua.fis.uncor.edu/termo1/clases/node35.html

http://www.uamerica.edu.co/motores/d1/pages/amb_ciclo_diesel.htm

http://es.wikipedia.org/wiki/Ciclo_del_di%C3%A9sel

http://www.automecanico.com/auto2002/cabeza11.html

../Cummins%20MÃ©xico%20%20Productos%20%20Motores%20Rango%20Pesado.htm

../Cummins%20MÃ©xico%20%20Productos%20%20Motores%20Rango%20Pesado.htm

http://members.fortunecity.es/100pies/mecanica/lubricacion.htm

http://html.rincondelvago.com/componentes-del-motor.html



Universidad Veracruzana Región Poza Rica - Tuxpan

Facultad de Ingeniería Mecánica Eléctrica

C. JUVENTINO MONTOYA PEDRO, PASANTE DE LA CARRERA DE INGENIERO MECANICO ELECTRICISTA. P R E S E N T E . -

Los catedráticos designados como Jurado para revisar el Trabajo Recepcional en la modalidad de TESINA, procedimos a realizar la revisión del Tema que lleva por

nombre: "MEJORAMIENTO DEL SISTEMA DE LUBRICACIÓN DE LOS

MOTORES CUMMINS SERIE ISM"

Y una vez concluida, se aprueba para imprimir y presentar el Examen Profesional,

debiendo entregar a esta Facultad, 8 ejemplares y 2 CD'S en Word.

Sin otro particular, reiteramos nuestra consideración mas distinguidas.

A T ENT AMENT E. "LIS DE VERACRUZ: ARTE, CIENCIA, LUZ"

C.c.p.-Expte.I minutario mgg*

Prolongación de la Av. Venustiano Carranza s/n Col. Revolución. Apartado Postal N° 089 Tel. y Fax. 01 (782) 823-81-43 C. P. 93390. Poza Rica, Ver.