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FUNCIONAMIENTO Y MANTENIMIENTO BÁSICO DE LOS ELEMENTOS QUE COMPONEN EL SISTEMA MOTOR 1.1. El motor Para que el automóvil se desplace, es necesaria una cadena cinemática que traslade el movimiento de giro del cigüeñal a las ruedas, en dicha cadena, la función del motor va a ser la de transformar la energía química en energía mecánica y se va a encargar de crear la energía necesaria para mover el vehículo, siendo su temperatura de funcionamiento normal de 90ºC.

1.1.1. Tipos de motores. Combustión interna, eléctricos. Rotativos Motor de combustión interna Se trata de una máquina que mezcla oxígeno con combustible gasificado. Una vez mezclados en un habitáculo denominado “cámara de combustión”, los gases son encendidos para quemarse, así el motor utilizará este calor como energía para producir el movimiento. Clasificación según el ciclo • •

De dos tiempos: (2T) efectúan una carrera útil de trabajo en cada giro. De cuatro tiempos: (4T) efectúan una carrera útil de trabajo cada dos giros.

Para que un motor funcione de la mejor manera, tiene una serie de sistemas: •

Sistema de lubricación: se encarga de lubricar las partes del motor, reduciendo el desgaste.

Sistema de refrigeración: se encarga de extraer el calor del motor para evitar las posibles dilataciones de las piezas, evitando el sobrecalentamiento.

Sistema de alimentación: se encarga de dosificar la cantidad adecuada de combustible en el momento preciso.

Sistema de admisión y escape: permite la entrada de aire y la salida de gases quemados, 1


concretamente. El sistema de admisión controla el suministro de combustible para el motor. •

Sistema de carga: sistema de generación de electricidad que mantiene la carga óptima de la batería y genera electricidad para el sistema.

Sistema de arranque: al hacer girar el motor eléctrico con la energía de la batería arranca el motor.

Sistema de purificación de gases de escape: reduce la suciedad y ruido de los gases de escape.

Motor eléctrico Es una máquina eléctrica que transforma energía eléctrica en energía mecánica por medio de interacciones electromagnéticas. Diferencias entre el motor eléctrico y gasolina/diesel • El motor de gasolina, el silenciador, el convertidor catalítico, el tanque de la gasolina y la bufanda son retirados. • El embrague es retirado, dejando la transmisión en su lugar. • Un nuevo motor de corriente alterna es ajustada a la transmisión con un plato adaptador. • Un controlador eléctrico es añadido para controlar el motor eléctrico. • Una bandeja de baterías es instalada en el suelo del coche. • 50 baterías de 12 voltios son puestas en la bandeja (2 grupos de 25 para crear 300 Voltios de corriente continua). • Se instalan motores eléctricos para hacer funcionar elementos que solían coger su energía del motor: aire acondicionado, parabrisas, limpia parabrisas, etc. • Un inyector es añadido a los frenos, que solían funcionar con el motor en su momento. • Un cargador es añadido a las baterías para que se recarguen. • Un pequeño calentador eléctrico de agua es añadido para proveer de calefacción. El Motor rotativo o Motor Wankel. Características. El motor Wankel pertenece a los motores de combustión interna y funciona según el ciclo de cuatro tiempos, pero en lugares distintos, como si tuviéramos un cilindro dedicado a cada uno de los tiempos y un único pistón que los recorriera todos. El rotor realiza un recorrido en el que mantiene sus tres vértices en contacto hermético con la carcasa, delimitando así tres compartimentos separados. A medida que el rotor gira, cada uno de los tres volúmenes va realizando sucesivamente las fases de trabajo: admisión, compresión, expansión y escape.   2


Características • Realiza las transformaciones energéticas en tres fases que corresponden a los tres ciclos de trabajo que se dan en cada vuelta completa del rotor, pero esto lo ejecuta en un ciclo de cuatro tiempos (admisión, compresión, expansión y escape). • La transmisión del movimiento rotativo del rotor cigüeñal se efectúa mediante el engranaje interior del rotor con una relación de transmisión tal que por cada vuelta del rotor, el cigüeñal da tres. • La entrada y salida de gases del cilindro no se controla con válvulas, sino que es el propio rotor, en su giro, el que efectúa esta función destapando y tapando las lumbreras. • El motor permanece compacto y ligero, estando considerados como motores muy suaves. • La entrega de potencia es más progresiva y la velocidad de rotación menor, puesto que los rotores giran a 1/3 de la velocidad del eje.

1.1.2. Componentes estáticos del motor de combustión: tapa de balancines, culata, bloque motor y cárter El motor se compone de: Tapa de balancines Es una pieza metálica que cierra la parte alta de la culata o tapa de cilindros. Se encarga de proteger y facilitar el engrase del conjunto de la distribución. Culata Es la parte superior del motor que va a permitir el cierre de la cámara de combustión y donde van a tener lugar las explosiones de combustible, sobre ellas se asientan las válvulas, teniendo orificios para tal fin. La culata presenta una doble pared para permitir la circulación del líquido refrigerante. Se construye en fundición o en aleación ligera y se une al bloque motor mediante tornillos y una junta; la junta de la culata, con armadura de acero forma la unión estanca entre el bloque motor y la culata e impide que el liquido refrigerante pase a las cámaras de compresión; encima de ésta se halla la tapa de balancines, en la parte situada sobre el motor y va a tapar los elementos del sistema de distribución. Bloque motor Conforma el armazón del motor, se subdivide en tres partes principales: a) Cilindros: orificios practicados en el bloque motor por el que se mueven en sentido vertical los pistones. b) Camisas: son unos tubos huecos dentro de los cilindros, se lleva a cabo su sustitución cuando surge el desgaste. c) Rodamiento del cigüeñal o bancada: es la parte inferior donde se apoya el cigüeñal.

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Cárter Cubre el cigüeñal y va a permitir el almacenamiento de aceite, en su interior se encuentra la bomba de engrase.

1.1.3. Elementos móviles del motor: pistón, biela, cigüeñal, volante de inercia, mecanismo de distribución Pistón Son elementos del motor que cierran los cilindros por su parte inferior cuando el pistón está en el PMI (punto muerto inferior), reciben la presión generada por la combustión del carburante que la desplaza de arriba hacia abajo. Este movimiento hace que el cigüeñal sea arrastrado repetidamente. El movimiento de sus piezas va sincronizando con el movimiento de las válvulas.

Biela Las bielas, transmiten la presión de la combustión recibida por los pistones al cigüeñal. La cabeza de la biela está articulada en los codos del cigüeñal.

Cigüeñal Es el aparato encargado de transformar el movimiento lineal alternativo del pistón en movimiento giratorio.

Volante de inercia Es un plato pesado unido al cigüeñal, su función es transmitir el giro del cigüeñal fuera del motor y vencer los puntos muertos de los pistones, en su parte externa tiene una corona dentada, en la que se engrana el motor de arranque. 

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Mecanismo de distribución/válvulas Se encarga de abrir y cerrar las válvulas de admisión y escape en el momento preciso. Los engranajes de distribución, accionados por el cigüeñal, mueven el árbol de levas y, por ello, el movimiento de las válvulas va sincronizado con el de los pistones. Cada cilindro al menos tiene una válvula de escape y otra de admisión. En vehículos potentes suelen tener dos de escape y dos de admisión.

1.1.4. Funcionamiento funcionamiento

básico

del

motor.

Ciclo

de

En el interior del motor, la energía del carburante pasa de ser química a mecánica, esta transformación se da en un rango de revoluciones determinado, el cual estará marcado por el corte de inyección. La desmultiplicación es la relación entre el giro del motor y el par que llega a las ruedas motrices, la cual va a verse afectada por los grupos propulsores que se encargan de compensar la oferta de par en las ruedas y demanda de la fuerza de tracción.

1.1.5. Cilindrada de un motor Cilindrada es el volumen generado por el pistón en su movimiento desde el PMS (Punto Muerto Superior) hasta el PMI (Punto Muerto Inferior); se expresa en cm3 o en litros. Cilindrada del motor es la suma de la cilindrada de todos los cilindros del motor.

1.1.6. Relación de compresión Es el número que permite medir la proporción en que se ha comprimido la mezcla de aire-combustible o el aire (Motor Diesel) dentro de la cámara de combustión de un cilindro. Es el encargado de definir el rendimiento energético del motor del vehículo, el grado en que se aprovecha la energía.

1.1.7. Numero y disposición de cilindros Si los motores utilizarán un solo pistón, éste debería tener unas grandes dimensiones para obtener una buena cilindrada y, en consecuencia, una potencia apreciable; la introducción de varios cilindros hace que las piezas no tengan que ser tan grandes y se obtiene una mayor potencia.

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En vez de un solo impulso fuerte recibe varios impulsos menores repartidos convenientemente, con lo que se consigue un giro más regular, que hace que el volante de inercia sea más pequeño y ligero. 

1.1.8. Potencia y par de un motor. Curvas par Potencia Es la cantidad de trabajo que puede desarrollar un motor en un tiempo determinado. A más potencia, más trabajo en el mismo tiempo. El vehículo podrá: • Acelerar más deprisa. • Subir una pendiente a más velocidad. • Remolcar cargas más pesadas. Potencia máxima Es el régimen de motor elevado y acelerador a fondo. El consumo será muy elevado. En circunstancias normales de circulación, no es necesario el desarrollo de potencias tan altas, las cuales dan un mayor consumo de carburante. Par motor máximo Es la máxima fuerza de giro que puede proporcionar el motor. Se da solamente a plena carga: acelerador pisado al 100%. Régimen de revoluciones de motor intermedio: se consigue la optimización de diversos factores, entre ellos el rendimiento del turno y la combustión. Por tanto, el valor de la potencia máxima indica el tope que puede dar el motor pero no coincide con el mejor aprovechamiento del motor. Los vehículos deberán tener un motor adecuado de forma que: • Cuanta menor potencia tenga, el vehículo se desplazara más lentamente. • Si el vehículo equipa un motor de mucha potencia para la masa máxima que puede transportar, tendrá más rapidez aunque provocará un mayor consumo. Par motor El concepto físico de par es la fuerza que desarrolla un mecanismo en rotación o la fuerza que hay que hacer para hacerlo girar. La fuerza se mide en newton (N) y el par en newton metro (Nm). El newton, una fuerza aplicada a una masa de 1 kg, provoca una aceleración de 1 metro por segundo cada segundo 1N=1kgx1m/s. En cada motor, los valores característicos de potencia y par motor no son siempre iguales, por tanto, los 6


valores máximos estarían en un margen relativamente alto de las revoluciones de giro, este margen debe ser conocido por el conductor. Los valores máximos de par y potencia no se alcanzan al mismo régimen de funcionamiento. En el motor, el par se genera con la fuerza de expansión que se produce al quemar los gases. Por esto se llama “par motor”. La fuerza de expansión es mayor cuando mayor sea la cantidad de gases quemados, así cuanto más se apriete el pedal acelerador, mayor será el par motor generado. El mínimo par motor se produce al ralentí ya que la cantidad de gases quemados es mínima, y solo se necesita para mantener el motor girando a un ritmo regular, venciendo sus propios rozamientos internos. Cuando se pisa el pedal del acelerador, la cantidad de gases aumenta, incrementando la fuerza generada en su combustión y por consiguiente aumentan las revoluciones. Cuando se conduce en la zona del cuentarrevoluciones donde se produce el máximo par motor; hay menos residuos, las piezas se desgastan menos y se aprovecha mejor el carburante. Esto no significa que la fuerza de la combustión sea la máxima cuando el pedal acelerador se pisa a fondo, ya que cuando la cantidad de carburante que se inyecta es máxima, no hay ni suficiente aire, ni tiempo para quemarlo y parte sale por el tubo de escape sin quemar; el rendimiento de la combustión será inferior y la cantidad de gases contaminantes mayor. Par motor máximo Máxima cantidad de carburante que se quema con la mayor cantidad de aire del cilindro, se alcanza a un número intermedio de revoluciones A bajas revoluciones, la cantidad de carburante que se inyecta es pequeño y por lo tanto también lo es el par motor. A altas revoluciones, la cantidad de carburante es superior, pero no hay suficiente aire ni tiempo para que puedan mezclarse y quemarse, y sale cierta cantidad de carburante sin quemar. Esto se detecta en el tubo de escape porque, el color del humo de escape es negruzco. En una zona intermedia del cuentarrevoluciones, alcanzamos un equilibrio entre la cantidad de aire y la cantidad de carburante que se inyecta, dependiendo de la posición del pedal acelerador y el tiempo necesario para quemarla. Éste es el momento donde más se aprovecha el carburante inyectado y es donde menos residuos salen por el tubo de escape. En cuanto al desgaste de las piezas del interior del motor, conviene tener en cuenta estas indicaciones, ya que cuanto menor es el número de revoluciones, menor es el rozamiento y el aceite realiza mejor su función. El reto es inventar motores con el par máximo durante una amplia gama de revoluciones y principalmente al arrancar. A este efecto se le llama “motor plano o elástico”. El par en rueda es aquel que depende de la relación de transmisión que existe entre el volante motor y las ruedas. Se genera la tracción para que, aplicada a través de la adherencia entre el neumático y la calzada, permita su desplazamiento. Las revoluciones del motor y las ruedas no son las mismas Las del motor dependen de lo pisado que esté el pedal Las de las ruedas, además de lo anterior, acelerador y del esfuerzo de resistencia de las ruedas. dependerán de la marcha que esté seleccionada.

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El par en rueda siempre es mayor que el par motor porque la caja de velocidades y el grupo que se encuentran en el puente trasero, se encargan de aumentarlo, cuanto mayor sea la reducción de la velocidad de giro entre el motor y las ruedas. Curvas de par Concepto par: es la fuerza que desarrolla un mecanismo en rotación o la fuerza que hay que hacer para hacerlo girar. Par motor: esfuerzo que transmite el pistón sobre el cigüeñal y por tanto sobre el volante de inercia. Se mide en Newton- metro (Nm). Par en rueda: es el par que se aplica en la rueda, proporcionando la fuerza de tracción que será la que realmente mueva el vehículo. Cuando se conocen se puede mejorar la utilización del cuentarrevoluciones y los márgenes de velocidades de las relaciones de la caja de cambio de velocidades. A medida que conozcamos mejor estos conceptos, mejor uso daremos de ellos y más rendimiento obtendremos. El funcionamiento del motor se basa en transformar la energía química en térmica, y ésta en movimiento, pero parte de esta energía se va perdiendo en la cadena cinemática. Solo se aprovecha una pequeña parte del combustible por las pérdidas energéticas de origen mecánico, de calor (refrigeración), gases de escape, etc. Aunque la demanda de potencia en las ruedas también dependerá de la velocidad del vehículo, la tara, la carga transportada y el perfil de la vía por la que se circula.

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1.1.9. Consumo específico de carburante Es la cantidad de carburante necesaria para producir una unidad de potencia en una unidad de tiempo. Cuando se produce la máxima potencia de motor es cuando más se consume, sin embargo cuando gira al par máximo el valor de la potencia está en el término óptimo y el consumo específico es el mínimo. El motor con menor consumo específico es el motor diesel de inyección directa. Por el contrario el motor con mayor consumo específico es el motor de gasolina de inyección indirecta. El problema se encuentra en que mientras el consumo específico es algo característico del motor y consecuencia de su diseño (recorrido de la carrera, su cilindrada,…), el consumo en litros para recorrer 100 kilómetros depende de la forma y estilo de conducción, para esto es aconsejable realizar cursos de conducción eficiente. En definitiva, el motor debe dar la potencia necesaria para mover el coche en función de lo que el conductor quiera. Esto se puede realizar a través de: • Ajustar una cierta posición del pedal acelerador (el conductor con experiencia lo hará de forma instintiva). • Seleccionando la marcha de la caja de velocidades apropiada.

La potencia dependerá del uso de la caja de velocidades y posición del pedal acelerador.

1.1.10. El motor diesel. Funcionamiento y características. Ciclo de trabajo del motor diesel El aire entra al interior de los cilindros de forma comprimida para alcanzar altas temperaturas. En este momento se inyecta el carburante de forma dosificada y pulverizada dentro de los cilindros produciéndose la combustión. La energía generada pasa por los pistones, bielas y cigüeñal y se transforma en fuerza motriz.  Primero, el aire entra dentro del cilindro, luego se comprime y se quema al inyectarse el carburante y después los gases de combustión generados son expulsados desde el cilindro, de esta forma el proceso se repetirá constantemente. En un motor se denomina carrera a la distancia entre el punto muerto superior del pistón y el punto muerto inferior. FUNCIONAMIENTO El motor diesel funciona por autoencendido. Por el proceso de compresión se calienta el aire aspirado en los cilindros a una temperatura de entre 700 y 900 ºC aproximadamente, lo cual provoca un encendido automático al inyectar combustible. Ciclo de trabajo del motor diesel Tiempo de admisión: en esta fase el descenso del pistón aspira la mezcla aire combustible. La válvula de escape permanece cerrada, mientras que la de admisión está abierta. Así el cigüeñal gira 180º y el árbol de levas da 90º y la válvula de admisión se encuentra abierta y su carrera es descendente. Tiempo de compresión: en este caso la válvula de admisión se cierra, comprimiéndose el gas contenido en 9


la cámara por el ascenso del pistón. Así el cigüeñal da 360º y el árbol de levas da 180º, y además ambas válvulas se encuentran cerradas y su carrera es ascendente. Tiempo de explosión/expansión: al llegar al final de la carrera superior el gas ha alcanzado la presión máxima. Una vez iniciada la combustión, ésta progresa rápidamente incrementando la temperatura y la presión en el interior del cilindro y expandiendo los gases que empujan el pistón. Ésta es la única fase en la que se obtiene trabajo. En este tiempo el cigüeñal gira 180º mientras que el árbol de levas gira 90º respectivamente, ambas válvulas se encuentran cerradas y su carrera es descendente. Tiempo de escape: en esta fase el pistón empuja, en su movimiento ascendente, los gases de la combustión que salen a través de la válvula de escape que permanece abierta. Al llegar al punto máximo de carrera superior, se cierra la válvula de escape y se abre la de admisión, reiniciándose el ciclo. En este tiempo el cigüeñal gira 180º y el árbol de levas gira 90º.

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1.2. Sistema de distribución 1.2.1. Finalidad del sistema de distribución Controlar y regular la entrada de gases frescos y la salida de los gases residuales en cada cilindro.

1.2.2. Descripción de los elementos del sistema: mecanismo de accionamiento, árbol de levas, válvulas, muelles o resortes, taqués y balancines. Árbol de levas Se trata de un eje que gira al mismo tiempo que el cigüeñal unidos por una correa. El árbol gira la mitad de vueltas que el cigüeñal. Se compone de tres partes principalmente: • Ranura. • Leva. • Apoyo. Válvulas Controlan el paso de la mezcla a la cámara de combustión y la salida de los gases quemados. Están colocadas en la culata y conformadas por dos elementos: • Cabeza. • Cola. Muelles o resortes Son los encargados de mantener la válvula cerrada, sobre el asiento de la culata. Podemos encontrarnos con varios tipos de muelles, en el caso de motores cuyo giro es elevado, se suelen utilizar muelles concéntricos para cada válvula, de esta manera se evitará lo que se conoce como “enloquecimiento de válvulas”, esto surge cuando a grandes velocidades los muelles entran en resonancia. 

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Taqués Elementos que están situados entre las levas y la cola de la válvula, entre sus funciones están las de incrementar la superficie de contacto de la leva, de esta manera evitan el desgaste. Existen varios tipos de taqués pero los más utilizados son los taqués hidráulicos, los cuales están cubiertos de una película de aceite, lo que les permite ajustarse a las variaciones en la longitud del vástago de la válvula a temperaturas diferentes. Balancines Palancas que transmiten el movimiento de la leva a las válvulas. Son de dos tipos: • Oscilantes: se caracterizan por tener únicamente un brazo de palanca, se lubrican a través del eje de balancines. • Basculantes: en este caso el eje de giro pasa por el centro del balancín, se utiliza con el árbol de levas lateral y válvulas en cabeza.

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1.2.3. Funcionamiento del sistema de distribución El sistema de distribución es el conjunto de elementos que regulan la apertura y cierre de válvulas en el momento oportuno y a su vez la entrada de la mezcla, (gases frescos) y la salida de los gases residuales de los cilindros, en el momento adecuado después de producirse la explosión. Del momento en el cual se realice la apertura y cierre de las válvulas de admisión y escape, así será el correcto funcionamiento del motor (avance y retraso a la apertura y cierre de las válvulas correspondientes).

1.2.4. Calado y reglaje Como consecuencia de la temperatura en los elementos de la distribución, estos elementos se dilatan durante su funcionamiento por lo que hay que dotarles de un cierto juego en frío (separación entre piezas que permita su dilatación). Aunque la razón principal de dar este juego (holgura de taqués) es que determinan las cotas de la distribución, es importante no olvidar los efectos de la dilatación en la válvula.  Esta holgura con el funcionamiento, tiende a reducirse o aumentarse (dependiendo del sistema empleado), por lo que cada cierto tiempo hay que volver a ajustarlos pues de lo contrario las válvulas no cerrarán ni abrirán correctamente. Esta holgura viene determinada por el fabricante y siguiendo sus instrucciones. Esta comprobación hay que realizarla cuando la válvula está completamente cerrada. Un juego de taqués grande provoca que, la válvula no abra del todo el orificio correspondiente, con lo que los gases no pasarán en toda su magnitud. Un juego de taqués pequeño provoca que la válvula esté más tiempo abierta incluso no llegue a cerrar si no existe holgura, no pudiéndose conseguir una buena compresión y pudiéndose fundir la válvula en la parte de su cabeza (válvula).

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1.3. Sistema de alimentación 1.3.1. Misión del sistema de alimentación Su función es suministrar el combustible necesario para el funcionamiento del motor.

1.3.2. Componentes del circuito de alimentación de carburante: deposito, bombas y filtro de carburante Depósito de carburante Se compone de: • Filtro colador. • Dos canalizaciones: aspiración/retorno. • Pozo de decantación. • Tapón de llenado con orificio. • Elementos de control de nivel. 

Bombas Bomba de alimentación: permite extraer la gasolina del depósito y enviarlo a la bomba inyectora, normalmente son de accionamiento mecánico las cuales reciben el movimiento del árbol de levas. Filtro de carburante Es importante que en todo motor el carburante esté filtrado para evitar impurezas, para lo cual se le hace pasar por una serie de elementos filtrantes tales como: • Prefiltros: Están ubicados entre el depósito y la bomba de alimentación, pueden ser de varios tipos (pequeños/grandes/decantadores). • Filtro principal: SU FUNCIÓN ES LA DE PROTEGER A LA BOMBA DE INYECCIÓN, ubicado entre la bomba de alimentación y la de inyección, debe tener las siguientes características: • Gran superficie de filtrado. • Poca resistencia al paso del carburante. • Fácil mantenimiento y duración.

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1.3.3. La bomba de inyección. Bomba de inyección: se encarga de incrementar la presión del carburante, inyectarlo en la cantidad justa y en el momento adecuado. Podemos encontrarnos dos tipos: 1) Bombas de inyección lineales: sus componentes son: • Cuerpo de bomba. • Árbol de levas. • Elementos del bombeo. Se subdivide en: – Cilindro. – Émbolo. • Regulador de velocidad. Limita el número de revoluciones máximas, estabilizando el ralentí y un regulador de inyección que regula su iniciación. • Funcionamiento: Al girar el árbol de levas mueve los impulsadores y los émbolos ubicados en los cilindros de la bomba; mientras se oprime el acelerador se mueve la cremallera y esta a su vez hace girar el helicoidal el cual suministra más cantidad de combustible a los cilindros de la bomba y por medio de los émbolos el combustible es enviado hacia cada inyector en la cámara de combustión del motor. 2) Bombas de inyección rotativas: con frecuencia son utilizadas en vehículos de pequeña cilindrada, ya que son más simples que las bombas anteriores y pesan poco, utilizan un único elemento de bombeo para distribuir el carburante y tienen un regulador de avance y otro de velocidad. Los componentes son los siguientes: • Válvula reguladora de presión. • Bomba de transferencia. • Válvula dosificadora. • Rotor de bombeo y distribución. • Regulador de avance a la inyección. • Regulador de velocidad.

1.3.4. Tipos de inyección. Clases de inyectores Los sistemas de inyección se pueden clasificar en función de varias características: a) Según el lugar donde se inyectan: • Inyección directa. El inyector introduce el combustible directamente en la cámara de combustión. • Inyección indirecta. El inyector introduce el combustible en el colector de admisión, encima de la válvula de admisión, que no tiene por qué estar necesariamente abierta. Es la más usada actualmente. b) El numero de inyectores: • Inyección monopunto. Hay solamente un inyector, que introduce el combustible en el colector de 15


admisión, antes de la mariposa, estando el aire a presión atmosférica, lo que hace que el sistema de control de presión sea más sencillo. • Inyección multipunto. Hay un inyector por cilindro, pudiendo ser del tipo "inyección directa o indirecta". c) El numero de inyecciones: • Inyección continua. Los inyectores introducen el combustible de forma continua en los colectores de admisión, previamente dosificada y a presión, la cual puede ser constante o variable. • Inyección intermitente. Los inyectores introducen el combustible de forma intermitente, es decir; el inyector abre y cierra según recibe órdenes de la centralita de mando.

1.3.5. Circuito de alimentación de aire. Sobrealimentación, fundamentos. El compresor y el turbocompresor. Intercooler Se entiende por sobrealimentación de un motor cuando el aire entra en el cilindro de presión, presión que se crea mediante un compresor volumétrico o también llamado turbocompresor.

Compresor volumétrico Es un sistema de sobrealimentación que consiste en un compresor mecánico, que va conectado al cigüeñal a través de un sistema de arrastre mecánico, y gira al mismo tiempo que éste, una de las ventajas de este tipo de compresor es que trabaja ya desde bajas revoluciones del motor. La principal desventaja es que resta par en principio para funcionar, aunque cuando sube el régimen de vueltas la devuelve con creces. Turbocompresor Este sistema de sobrealimentación, consiste en aprovechar la energía mecánica y térmica de los gases de escape, accionando una turbina unida coaxialmente a un compresor por medio de un eje. Este sistema es el más utilizado, porque ocupa muy poco espacio, da mucho más par motor y por lo tanto potencia, que los otros sistemas, y es el sistema más barato. 16


En desventaja es el más delicado ya que si no se cuida bien la lubricación de su eje se pueden presentar problemas debido al excesivo calentamiento de la turbina. Atenciones al turbocompresor Recomendaciones para alargar la vida del turbocompresor • Se evitará dar acelerones antes de parar el motor o al arrancar. • Para detener el vehículo, rodaremos con poco recorrido del pedal los tres últimos minutos.  • En épocas de frío, en el momento del arranque, rodaremos con poco recorrido del acelerador para que el turbo no trabaje hasta que el motor se caliente y llegue de forma correcta el aceite.

1.3.6. Filtros de aire Depura el aire procedente de la atmósfera para que pase limpio de impurezas al circuito. En algunos casos tiene un indicador que avisa cuando está saturado. Cuando el filtro no deja pasar aire suficiente, el rendimiento del motor se ve afectado y puede que aumente el consumo y la cantidad de partículas de los gases de escape. Incluso hay riesgo de dañar el turbocompresor.

1.3.7. Mantenimiento básico Es importante llevar a cabo las siguientes actuaciones: • Verificar y puesta en fase del sistema de inyección. • Limpieza habitual y cambio de los filtros de aire cuando sea necesario. • En épocas de frío utilizar anticongelantes, ya que a temperaturas demasiado bajas, el carburante puede congelarse. • Limpieza y comprobación de los inyectores. • Cambiar el aceite del motor cuando lo indique el fabricante.

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1.4. Circuito de escape La línea de escape va desde el motor hasta la parte trasera del vehículo, que es su única parte visible. El conjunto de los elementos que constituyen la línea de escape mide aproximadamente 3 metros y va enganchado bajo la caja del vehículo. Su forma varía en función de la motorización y del tipo de vehículo.

1.4.1. Componentes del circuito de escape: colectores, silencioso y catalizador COLECTOR DE ESCAPE Conducto por el cual el aire quemado sale del interior de la cámara de combustión y es canalizado hacia el sistema de escape. Se fabrica en fundición de hierro para que soporte las altas temperaturas de los gases de escape.

SILENCIADOR El sonido del motor, es una onda formada por pulsos alternativos de alta y baja presión que se amortiguan en el silenciador de escape. Cuando la válvula de escape se abre y el gas de escape se precipita hacia el tubo, golpea al gas de menor presión, detenido allí. Esto genera una onda que se propaga, hasta la atmósfera por la salida de escape. La velocidad de la onda es mayor que la del propio gas.   En un silenciador de escape corriente, el gas llega al fondo y es reflejado hacia la cámara principal por una ventana. Luego, por tubos con orificios, sale hacia la última porción del tubo de escape. Por otra parte, la cámara principal también se conecta a través de un orificio con otro compartimento llamado resonador. CATALIZADOR Situado en el interior del tubo de escape, reacondiciona los gases producidos en la combustión. Acelerador de la reacción química que combina los compuestos de los gases de escape para obtener dióxido de carbono y vapor de agua como elementos finales. Utiliza platino y rodio (también paladio) como elementos aceleradores de la reacción química. En los catalizadores por oxidación el monóxido de carbono lo convierte en dióxido de carbono al volverlo a combinar con el oxígeno. Los hidrocarburos también los hace combinar con el oxígeno obteniendo de nuevo dióxido de carbono y vapor de agua. Los catalizadores por reducción convierten los óxidos de nitrógeno en nitrógeno y oxígeno libre que se utiliza en los procesos anteriores. Un catalizador de tres vías combina los sistemas anteriores pero necesita una temperatura superior a 400ºC para funcionar correctamente y que la mezcla de aire y gasolina sea la estequiométrica. Tampoco puede ser utilizado con gasolina con plomo al anular este material la función de los elementos del catalizador.

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1.4.2. Funcionamiento del sistema El sistema de escape permite: • Canalizar y evacuar los gases resultantes de la combustión del combustible. En un motor de explosión, los gases quemados son recogidos por el colector de escape y, después, encaminados hacia el silencioso delantero, el silencioso trasero y la salida. • Asegurar la descontaminación y la reducción de los humos.

1.5. Sistema de lubricación

1.5.1. Objeto del sistema de lubricación Es el encargado de que cada pieza del motor que está en rozamiento no sufra ninguna avería, para ello necesita una película de aceite sobre la superficie, entre estas piezas están los cilindros y los pistones para que en la subida y bajada se puedan deslizar fácilmente.

1.5.2. Elementos que componen el sistema de lubricación: cárter, filtros, bomba impulsora. Cárter Cavidad interna del bloque que aloja el eje del cigüeñal y la banda de lubricación. Ventilación del cárter; para mantener la presión uniforme y eliminar los vapores de gasolina, agua y aceite, derivados del funcionamiento del motor se procede a ventilarlo, podemos hacerlo de dos formas: Directa, se realiza por la acción evacuadora del torbellino de aire creado por el eje del cigüeñal y siendo descargado por el tubo de ventilación. Positiva, se reciclan los gases siendo utilizados de nuevo por el motor. Filtros de aceite El aceite en su recorrido por el motor va recogiendo partículas como partículas metálicas, carbonilla y hollín. El aceite debe ir limpio de vuelta al circuito y para ello dispone de dos filtros: • Un filtro antes de la bomba (rejilla o colador).

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• Un filtro después de la bomba (filtro de aceite o principal). El filtrado puede realizarse de dos maneras: en serie y en derivación. Bomba impulsora o de aceite La bomba de aceite es el componente mecánico que sirve para poner en circulación el aceite, manteniendo un caudal y presión dentro de los límites dados por la característica de cada motor. Hay tres tipos de diseños de bombas: Engranajes En este tipo de bombas el movimiento es transmitido por el árbol de levas, el cual a través del eje comando de la bomba, le da movimiento a los engranajes, los cuales producen el arrastre del aceite, que llega a través del filtro de la bomba. El aceite pasa a través de los huecos de los dientes de los engranajes, por ambos lados del cuerpo de la bomba, para salir por el otro extremo a las distintas canalizaciones de engrase del motor. La presión de circuito se regula a través de una válvula de alivio, la cual actúa cuando aumenta excesivamente la presión, por alto régimen de vueltas del motor o cuando la temperatura del aceite es muy baja, el exceso de la presión vuelve al cárter.  Lobulares En este caso el movimiento puede ser transmitido por el árbol de levas, el cual, a través del eje comando de la bomba, le da movimiento al rotor interno o por el cigüeñal, que se aloja en la figura interna del rotor interno. Engranajes internos En este caso el engranaje conducido está montado excéntricamente en el cuerpo de la bomba con respecto al engranaje conductor. El movimiento es transmitido por el cigüeñal.

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1.5.3. Control del sistema. Manómetro de presión y control de niveles. Manómetro de presión Su función es medir en cada instante la presión de aceite en el interior del circuito de engrase, permite controlar que la presión del aceite no baje de un mínimo (1,5/2 bares) que indicaría que o no hay aceite o algo no funciona correctamente. Se haya constituido por un tubo metálico elástico en forma circular y cerrado por un extremo.

1.5.4. Funcionamiento del sistema de engrase Una bomba toma el aceite del depósito del motor y lo envía al filtro a una presión regulada, se distribuye a través de conductos interiores y exteriores del motor a las partes móviles que va a lubricar y/o enfriar, luego pasa por el radiador donde se extrae parte del calor absorbido y retorna al depósito o cárter del motor para reiniciar el ciclo. Para el correcto funcionamiento del sistema se debe inspeccionar visualmente para detectar fugas, presiones y temperaturas anormales de fluido de lubricación.

1.5.5. Aceites y lubricantes. Tipos y características Podemos diferenciar dos tipos de aceite principalmente: a) Aceites minerales: proceden de la destilación del petróleo y por tanto, su origen es 100% natural. Los aceites base de tipo mineral están constituidos por tres tipos de compuestos: paranínficos, nafténicos y aromáticos, tienen las mejores propiedades lubricantes. b) Aceites sintéticos: realizan muchos más kilómetros antes de degradarse. Generan menos residuos (lodos y lacas). Son mucho más resistentes a la oxidación y a la hidrólisis y, resisten mejor las pérdidas por evaporación. Son más caros.  Las características de un aceite son:

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1. VISCOSIDAD. Es la resistencia de un líquido a pasar a través de un conducto. Los aceites se clasifican por su Índice de Viscosidad de 10 a 70, a partir de 80 y hasta 140 se llaman Valvulinas. El aceite se mide en grados SAE. La viscosidad varía con la temperatura, a mayor temperatura, menor viscosidad, por lo que es necesaria la utilización de aceites multigrados, aquéllos que se pueden utilizar en cualquier época del año, siendo el más utilizado el SAE 20 W/40, la primera numeración es para la designación en invierno (W), el número 0 se refiere al aceite muy líquido o poco viscoso, la segunda cifra, se refiere al verano, a mayor número, mayor viscosidad.

2. DETERGENCIA. Es el efecto, debido a ciertos aditivos, de arrastrar y mantener en la superficie del aceite, residuos y posos. No limpia el motor, es que evita que se ensucie. Aceite sucio equivale a motor limpio. 3. ESTABILIDAD QUÍMICA. Es la capacidad que tienen los aceites de resistir la oxidación y la descomposición por temperatura, presión y otros agentes. La elección correcta del tipo de aceite variará el consumo en un ahorro de combustible de aproximadamente un 5%.

1.5.6. Mantenimiento básico del sistema de lubricación • Comprobación periódica del nivel de aceite en el cárter. Para comprobar el nivel de aceite con exactitud el motor deberá estar parado y en frío, cuando llevemos a cabo su sustitución, el motor deberá estar parado y caliente, de esta manera el aceite se encuentra más diluido y al salir rápidamente facilita la salida de suciedad. • Sustitución periódica del aceite. Los aceites sintéticos en motores diesel se cambiarán cada 20.000 km, mientras que los minerales cada 10.000 km. Los niveles de aceite se comprobarán cada 1.000 km con el motor en frío, se debe refrigerar el aceite del sistema de lubricación para que no pierda viscosidad. • Sustitución periódica para el filtro de aceite. Es aconsejable hacerlo cada dos cambios de aceite y si éste se cambia cada muchos kilómetros.

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1.6. Circuito de refrigeración

1.6.1. Finalidad del sistema de refrigeración Evacuar parte del calor producido en el motor, si el motor está caliente, el nivel de líquido refrigerante en el vaso de expansión será más alto que con el motor en frío.

1.6.2. Tipos de sistemas de refrigeración Los sistemas de refrigeración se clasifican generalmente de acuerdo al tipo de elemento utilizado para enfriar el motor, en algunos casos es un líquido y en otros es aire. Así podemos distinguir entre: a) Refrigeración por aire. Donde la corriente que se produce con la marcha del vehículo incide sobre todo el motor absorbiendo el calor que es evacuado al aire. b) Refrigeración por agua. Donde los elementos a enfriar están en contacto con el agua enfriándose éste al pasar por el radiador ventilado.

1.6.3. La refrigeración por agua. Elementos que lo constituyen; bomba de agua, radiador y el ventilador, vaso de expansión Se trata de un sistema en el cual la temperatura del motor y sus componentes es evacuada desde el interior del motor al líquido refrigerante que circunda al cilindro y la cámara de combustión en la culata.  Sus principales componentes son: a) La bomba de agua es el dispositivo que hace circular el líquido refrigerante en el sistema de refrigeración del motor. Es accionada por una correa de transmisión y sólo funciona cuando el motor se encuentra encendido, va conectada al cigüeñal y hace circular el agua por el circuito de refrigeración y el motor, esto logra el intercambio de calor al ingresar el líquido por el radiador, el cual por corriente de aire disipa la temperatura. b) Radiador: elemento que refrigera el motor de un automóvil y, por tanto, es fundamental para su funcionamiento. Está formado por dos depósitos unidos por un haz de tubos muy finos por los que circula el líquido (agua) caliente del sistema de refrigeración. Estas pequeñas tuberías atraviesan en su camino una superficie expuesta a una corriente de aire, gracias a un ventilador o a la propia marcha del coche, y el líquido pierde el calor. Suelen estar fabricados en metales resistentes a la corrosión y que dejan disipar fácilmente el calor, como el latón, el aluminio o el cobre. c) Ventilador: la misión del ventilador es activar la circulación de aire cuando el vehículo circula a baja velocidad.

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VENTAJAS: Refrigeración uniforme, eficaz y permite un elevado número de revoluciones. INCONVENIENTES: Exige una vigilancia constante del nivel.  

1.6.4. Regulación de la temperatura del motor: el termostato Es el dispositivo encargado de la regulación de la temperatura de la refrigeración. Su función es dejar pasar refrigerante hacia el radiador en función de la temperatura de dicho refrigerante.

1.6.5. Instrumento de control del sistema: termómetro, luz de señalización de emergencia El conductor debe, prestar atención a la temperatura del líquido refrigerante, con el fin de detectar posibles averías en el sistema de refrigeración e impedir daños mucho mayores en el motor. Para ello, se dota al motor de un termómetro eléctrico o bien de un testigo luminoso. • Termómetro: Indica en cada momento la temperatura del líquido. Esta escala suele llevar diferentes coloraciones dependiendo del peligro de esa temperatura. Si está en la zona roja hay que parar inmediatamente el motor. • Testigo luminoso: Este testigo es una lámpara piloto que no se enciende mientras la temperatura de funcionamiento se encuentra en unos valores adecuados. En caso de encontrarse cualquiera de estos dos elementos de control en zona o situación de peligro, instantáneamente se ha de detener el funcionamiento del motor.

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1.6.6. Funcionamiento del sistema de refrigeración Cuando comienza a funcionar el motor, las piezas metálicas que lo componen alcanzan temperaturas elevadas pudiendo alcanzar una temperatura en la cámara de combustión de 400 ºC que ascenderá a 1200 ºC durante la combustión. Con el fin de eliminar el exceso de calor, los motores llevan una instalación de refrigeración que absorbe un 30% del calor de la combustión.

1.6.7. Líquidos refrigerantes y anticongelantes. Tipos y características Se entiende por anticongelante aquella solución química añadida al refrigerante (agua) para evitar que se congele; suele ser etilenglicol o agentes químicos anticorrosión. Por refrigerante se entiende aquel líquido formado por una mezcla de agua y anticongelante que circula a través del sistema de refrigeración distribuido por las partes calientes del motor cuyo objeto es eliminar el exceso térmico y evitar los perjuicios que se le asociarían.  Por tanto, los líquidos anticongelantes/refrigerantes cumplen ambas funciones, es decir, bajan la temperatura de congelación por debajo de los 0 grados y elevan la temperatura de ebullición por encima de los 100 grados Sus principales características son aquellos parámetros que permiten identificar la calidad del fluido: 1. Contenido en glicoles: Debe expresarse en % en peso. 2. Densidad: Expresada en gr/cm2. Es un indicativo de la concentración del fluido refrigerante. 3. PH: Este parámetro no tiene unidades. Se trata de un valor que debe estar controlado para asegurar una correcta protección a los metales del circuito de refrigeración. 4. Reserva alcalina: Expresada en ml. HCI 0,1M. Indica la cantidad de inhibidores alcalinos presentes en el refrigerante. Su mayor o menor valor no es indicativo de la mayor o menor calidad del refrigerante ni de su mayor o menos durabilidad. 5. Punto de congelación: Expresado en ºC. Para cada concentración de refrigerante existe un determinado punto de congelación con una variación del +/- 1ºC. Este valor va ligado al contenido en glicoles en peso. 6. Corrosión a los metales: Expresado en mgr/cm2. Define la variación de peso sufrida, por los distintos metales. Estos son: cobre, soldadura, latón, acero, fundición o aluminio. Los valores máximos aceptados son: +/- 0,4 mgr/cm2 para todos los metales a excepción de la soldadura que es 0,6 mgr/cm2. 7. Formación de espuma: Expresada en ml y segundos. Indica el tiempo en que debe desaparecer la espuma formada. El máximo permitido es de 5 segundos y un volumen máximo de 50 ml. 8. Cenizas: expresado en % indica el máximo de residuo permitido. 9. Manchado de pintura: no debe observarse ninguna decoloración. 25


10. Contenido en cloruros: no debe haber precipitados. 11. Ataque al caucho: no debe existir ataque. 12. Estabilidad al almacenamiento: Lo exigido es mínimo un año en el envase original entre -18ºC y +50ºC. Todos estos parámetros deben ser controlados siguiendo la norma UNE correspondiente. Orgánicos vs. Inorgánicos Con la finalidad de obtener una mayor protección del motor, se están imponiendo en el mercado los anticongelantes orgánicos cuyas formulaciones incluyen aditivos orgánicos que mejoran la protección y previenen la corrosión del motor y de sus componentes, ya sean de aluminio o aleaciones y nuevos materiales (cerámica, plásticos, etc.). Los fluidos de refrigeración de tecnología orgánica proporcionan otra importante ventaja: permiten alcanzar intervalos de cambio de hasta 60.000 kilómetros/año frente a los inorgánicos, que no superan los 30.000 kilómetros/año. Conviene hacer una advertencia importante, no deben mezclarse refrigerantes orgánicos e inorgánicos.  Los refrigerantes orgánicos contienen inhibidores orgánicos, basado en la tecnología de los carboxilicatos, especialmente eficaces en los ataques corrosivos de los metales ligeros como el aluminio y sus aleaciones, cada vez más presentes en los motores de última generación. Gracias a estos inhibidores, los anticongelantes orgánicos ofrecen un mayor rendimiento que los inorgánicos. Ventajas de los orgánicos frente a los inorgánicos: • No se degradan. No se consumen cuando actúan por lo que una de sus virtudes son los mayores intervalos de sustitución. • Son menos agresivos para el medio ambiente. • No contienen nitratos, nitritos ni aminas. • No contienen silicatos. • No contienen boratos, benzoatos ni fosfatos. • Alteran menos la transmisión de calor. Al generar menos depósitos, mejora la transmisión térmica. • Baja conductividad eléctrica. • Mayor protección frente a la cavitación. • Mejor protección contra la corrosión de los distintos metales o aleaciones que se pueden hallar en el circuito de refrigeración, especialmente del aluminio.

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1.6.8. Mantenimiento básico del sistema de refrigeración Se debe comprobar periódicamente el nivel de líquido refrigerante, llevándose a cabo a través del vaso de expansión que debe contener el nivel del líquido entre el máximo y el mínimo. Hay que cerciorarse de que no existan fugas en los manguitos de conducción del líquido, sustituyéndoles en caso de grietas o roturas. Cada 50.000 km es recomendable hacer una limpieza del circuito de refrigeración, los pasos a seguir serán los siguientes: - Quitar los tapones de llenado y vaciado del radiador. - Abrir la válvula de la calefacción. - Esperar a que salga todo el líquido refrigerante y con posterioridad volver a poner los tapones de vaciado. - Llenar el circuito con una solución de agua con sosa. - Poner el motor en marcha unos minutos y proceder al vaciado de nuevo. - Llenar con líquido refrigerante. - Hacer funcionar el motor a ralentí acelerando durante 2 o 3 minutos. - Completar el nivel en caso de ser necesario. - Comprobación del tensado de la correa de la bomba. - Así como la comprobación del electroventilador y del buen funcionamiento del termostato.

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