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• Carlos Cruz Rincón

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El motor Diesel

El m o t o r Diesel, llam ado tam bién m o t o r de igni­ ción p o r c o m p r e s ió n recibe su n o m b re p o r el d o c t o r R u d o lf Diesel quien p a te n tó un m o t o r de! tipo de ignición p o r com presión en Alemania en 1893. E^, un m o t o r de c o m b u s tió n interna, es decir,.la c o m ­ bustión tiene lugar dentro del m oto r. En sus aspec­ tos básicos es similar en diseño y construcción a un m o t o r de gasolina, que tam bién es de c o m b u s tió n interna'. Sin e m b a rg o , en el m o t o r Diesel hay-dife­ rencias en el m é t o d o de hacer llegar el combustible a los cilindros del m o t o r y en la fo rm a en que ocurre la c o m b u s tió n . ' En el m o t o r de gasolina el combustible e n tra 'a los cilindros c o m o u n a mezcla de aire y combustible y la inflamación o ignición de la mezcla se p ro d u ce p o r una[chispa;electrica, en las Irujias. En el caso del Diesel, el com bustible se-inyecta en el cilindro en f o r m a . d e c h o r r o de rocío a t o m iz a d o (se llam ará a t o m i z a c i ó n ) y la ignición ocurre debido a la eleva­ d a . t e m p e r a t u r a del aire que hay d en tro del cilindro en el cual se inyecta el combustible. El n o m b r e de ignición por compresión]se rela­ ciona con el m o d o de funcionam iento del m o to r. Los m o to res Diesel se diseñan con relaciones de co m p resió n m u y altas, que p roducen presiones ele­ vadas y p o r tanto, tem p eratu ras m uy altas en el aire que se c o m p rim e en las cám aras de co m b u s tió n del motor. Estas tem p eratu ra s son lo bastante altas p a r a hacer que se inflame el combustible que en form a de c h o rr o de rocío es a to m iz a d o en la c á m a r a de com bustión. P o r ello, se verá que la c om presión ocasiona la ignición y por tan to a estos m o to res se les conoce corno de ignición p o r com presión. Sin em barg o , se ha utilizado el n o m b re de Diesel p a ra los m o to res de ignición p o r compresión desde hace tantos añ o s y es de uso tan generalizado que en este libro se utilizará la designación Diesel en vez de ignición p o r compresión.

Aplicaciones de los Diesel í.os m o tores Diesel de aplicación a u to m o tr iz se uti­ lizan en una serie de vehículos que van desde a u t o m ó ­

viles pequeños, en los cuales pueden ser como opción del m o t o r de gasolina, hasta camiones pesados y equipo para m ov im ien to de tierras. P a ra equipo pesado, los- m otores Diesel son de construcción robusta y p ro d u c e n toda la gran potencia que se necesita. En los automóviles, ofrecen economía de fu n c io n a m ie n to y m e n o r c o n ta m in a c ió n atmosfé­ rico que un m o t o r similar de gasolina, a u n q u e el costo inicial d e .u n Diesel es' m ás alto.. . • En la f i g u r a -2.15 se ilustra un m otor. Diesel p eq u eñ o del/tipo que se emplea en vehículos com er­ ciales ligeros y en automóviles. Los m otores Diesel suelen ser m ás ruidosos y funcionan a velocidades más bajas que los m o to res de gasolina; pero, en los m otores pequeños, se h a a u m e n t a d o la velocidad del m o t o r y se ha dism inuido el ruido del m otor a •intensidades aceptables p a r a los conductores que están a c o s t u m b r a d o s a los m otores de gasolina. E sto se ha l o g r a d o co n el d is e ñ o del m o t o r y aisla­ miento en la carrocería del vehículo contra el ruido del m o to r. El m o t o r ilustrado en la figura 2.15 es de t a m a ñ o similar a un m o t o r equivalente de gasolina, pero sus c o m p o n e n te s son más fuertes y gruesos. C u a n d o se observa un m o t o r , el m o t o r Diesel pe­ q u eñ o se puede identificar p o r su sistema de c o m ­ bustible, que incluye los filtros, una bomba de inyección, tubos p a ra los inyectores e inyectores. Además, se nota de inm ediato la'&ilta del c a r b u r a d o r , distribui­ d o r y bujías.,. Los m o to res Diesel en vehículos comerciales pe­ queños son similares a los de los automóviles. En los camiones pesados se utilizan m otores mucho más grandes y potentes. Su diseño produce veloci­ d a d del m o t o r m uch o más bajas que en los motores de gasolina y algo más bajas que los Diesel instala­ dos en automóviles. El diseño de los motores para camiones también produce una elevada torsión (par) a velocidades más o menos bajas. T o d o s los m o t o ­ res Diesel se construyen con c o m p o n en tes más fuer­ tes que los m otores de gasolina y son necesarios para s o p o r t a r las fuerzas centrífugas y de inercia que son mayores en un Diesel. Los m otores Diesel, p o r su diseño, c u a n d o reciben m antenim iento ñor-

MECÁNICA PARA MOTORES DIESEL

2 m al, tr a b a ja r á n d u r a n te largos p erio d o s entre cada rep aració n m a y o r. En la fig u ra 2.17 se ilu stra un m o t o r p a ra un cam ió n g ran d e. Es un m o to r de 10 cilindros con u n a potencia de a lre d e d o r de siete veces m ás que la de un m o t o r p ara autom óvil. La m a y o r parte de los m o to re s p a ra cam iones son de 6 o de 8 ci­ lindros. El eq u ip o p a r a co n stru cció n , tal c o m o las u n i­ d a d e s p e s a d a s u tiliz a d a s en la c o n s tru c c ió n de c a m in o s o p re s a s y en la m in e ría , tie n e m o t o r D iesel, de t i p o a u t o m o t r i z , p e ro suele ser m u c h o m á s g r a n d e q u e el u tiliz a d o en vehículos p a ra t r a b a j o n o r m a l en c a m in o . E sto s m o t o r e s g ra n d e s p u e d e n te n e r 8, 12 o m ás cilindros. E n los t r a c t o r e s a g r íc o la s y en los t r a c t o r e s y m á q u i n a s s im ila re s u tiliz a d a s en t r a b a j o de co n stru cc ió n se em plea m o to r "Diesel. Estos m o ­

tores pueden ser desde 4 cilindros en u n tra c to r agrícola p eq u eñ o hasta 12 o 16 cilindros en equipos grandes. El m o to r Diesel en una m áqu in a para movimien­ to de tierras n o sólo sirve p a r a im p u lsa r el vehículo, sino que tam b ié n se utiliza a m e n u d o p ara accionar m ecanism os hidráulicos que son p a rte de la m á q u i­ na, com o la hoja de u n bulldozer (to p a d o ra , nivela­ dora). Los m o to res Diesel se em plean ta m b ién en las unidades motrices. E stas son la fuente de p o te n ­ cia y pueden ser vehículos so b re ruedas u orugas que se utilizan para m o v e r (por lo general arra strar) . o tra s unidades co m o u n a escrepa (trailla) que se em plea p a ra d esp ren d er y m over grandes c an tid a­ des de tierra. L a u n id ad m o triz tiene un m o to r Diesel lo suficientem ente grande p ara p ro d u cir la potencia necesaria p a r a m overse por un cam ino y tam bién a c c io n a r u n a b o m b a hidráulica; ésta a su

orificio de admisión balancín

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válvula de admisión válvula de escape tapa de balancines

alternador

inyector de combustible culata de cilindros

bomba de!-^ agua biela impulsor

pasador de pistón

árbol de levas

bloque de cilindros

engranes de sincronización (tiempo)

volante

cigüeñal

bornoa del aceite lubricante

depósito de aceite (cárter) colador del lubricante Motor Diesel básico. Se han cortado secciones para mostrar las piezas internas

Perkins

EL MOTOR DIESEL • ez. en v ía líq u id o a presión p a ra accio nar arietes y : :r o s a p a r a t o s hidráulicos de la m á q u in a co n la cual e stá aco p la d a . En los a u to b u s e s p a ra servicio u rb a n o se utili­ zan m o to re s Diesel. En este tipo de servicio, el m o to r q u iz á tra b a ja r á d u ra n te periodos largos cada día. L os a u to b u s e s u rb a n o s se detienen en fo rm a co n tin u a p a r a el ascenso o descenso de los p asaje­ ros, p o r lo cual el m o t o r Diesel fu n cio n ará d u ran te largo tie m p o en condiciones que van desde baja velocidad ( m a rc h a m ín im a o “ rale n tí” ) h a sta velo­ cidades altas. L os au to b u ses p a ra servicio fo rán eo tam b ién tien en m o to r Diesel y tra b a ja n en c o n d i­ ciones m u y diferentes p o r q u e viajan a alta veloci­ d a d en las carreteras. El m o to r en estos tipos de vehículos suele e s ta r en la p a rte posterior. C o n esto no sólo se tiene m ás espacio p a r a el c o n d u c to r y los pasajeros, sino q u e el m o to r, la transm isión y el eje p ro p u ls o r f o r m a n u n a u n id a d m u ch o m á s com pac. 2 en la p a r t e p o s te rio r del vehículo. A d e m á s d e su em pleo en vehículos au to m o tri::s . el m o t o r Diesel tiene m u ch as o tra s aplicacior.es. Se utilizan m otores estacionarios p a ra impulsar a lte rn a d o re s y p r o d u c ir electricidad o se .a c o p la n , con b o m b a s p a r a b o m b e a r agua. •Para el tr a b a jo m a rin o , los m o to res Diesel se co n stru y en en un a g ra n variedad de ta m a ñ o s , p a ra im p u lsar e m b a rc a c io n e s p eq u eñ as o b uques g ra n ­ des. En este lib ro , nos co n cretarem o s al Diesel tipo a u to m o triz , a u n q u e sus principios se aplican en la m a y o r p a r t e de los m o to re s Diesel.

3 en la carro cería adyacente al c o m p a rtim ie n to del m o t o r del vehículo. En este cap ítu lo se describirán las partes principales del m o to r y de sus accesorios y se c o m e n ta rá n con m ás detalle en capítulos poste­ riores.

Componentes des motor El m o to r c o n sta de cierto n ú m e ro de com ponentes q u e se e n s a m b la n en la fá b ric a . E sto s c o m p o n e n ­ tes se s u je ta n e n tre sí c o n d iv e rso s to rn iilo s (p e r­ n o s), tu e rc a s y o tr o s s u je ta d o re s . En la figura 1.1 se ilu stran las partes de un m o t o r básico. Las partes ex tern as están co rtad as p a ra p o d e r ver las internas. En algunas partes inter-

Eí conjunto.del motor Diesel El c o n ju n to del m o to r Diesel, es decir el m o to r en sí ;• si eq u ip o a u x iliar y accesorios p a ra su fu ncionam iento , se p u e d e c o n sid era r q u e co n sta de lo si­ guiente: 1. 2. 3. 4 5. 6. 7.

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El El El El El El El

m o t o r en sí. sistem a de a r r a n q u e . sistem a de com bustible. sistem a de e n f r ia m i e n t o ./ sistem a de lubricación. ' sistem a de ad m isió n de aire. ' sistem a de escape,-

Estos sistem as, en co m b in ació n , perm iten p o n e r en m arch a el m o t o r y que siga fu n cio n an d o . El sistema d e a Tranqu e.p o n e en m arch a el m o to r; el sistem a de combustible sum inistra el combustible para el a rra n ­ que y m a r c h a n o rm a l; el sistem a de enfriam iento co n tro la la te m p e ra tu ra del m o to r; el sistema de lubricación circula aceite p o r to d o el m o to r p ara reducir la fricción y prevenir el desgaste; el m o to r rm a aire a través del sistema de adm isión de aire y gases q u e m a d o s se descargan a través del siste­ m a de escape. A lg u n as p a rte s de los sistemas an tes citad o s son .'.:egrales co n el m o to r. O tras, se instalan en el ¿x■rrio r del m o t o r o en algún lu g ar en el b a stid o r o

Fig. 1.2 Bloque de cilindros: 1 parte superior del bloque en donde se atornilla la culata de cilindros, 2 e s p á rra g o s (b irlo s) para la cu la ta 3 ju n ta de la culata, 4 ca m isa d e c ilin d ro , 5 parte in fe rio r del b lo q u e P erkins

ñas se h a n h ech o cortes seccionales; esto perm ite identificar su colocación co rrecta en el m o to r. A c o n tin u a ció n se describen las p a rte s principales del m o t o r y se p u e d e n localizar en la figura que se cita.

Bloque de cilindros (monoblock) El bloque de cilindros' (Fig. 1.2) es la parte más g ra n d e del m o to r. Las o tra s piezas se instalan o se colocan en el bloque. El b lo q u e de cilindros es una

4 sola pieza d e h ie rro fu n d id o con agujeros cilíndri•-os o cilindros. L os pistones se instalan en los cilindros.

Culata (cabeza) de cilindros La c u la ta (c a b e z a ) de c ilin d ro s (F ig. 1.3) se a t o r n i ­ lla en la p a r t e s u p e r i o r del b lo q u e de cilin d ro s p a r a c u b r i r la p a r t e s u p e r i o r de los c ilin d ro s y f o r m a p a r t e de las c á m a r a s de c o m b u s tió n q u e se form an encima de los pistones y en las cuales se q u e m a la m ezcla d e a ire y c o m b u s tib le . L as v álv u ­ las en la c u l a t a de c ilin d ro s d e ja n e n t r a r aire a los cilindros y perm iten la salida de ios gases de escape provenientes de la c o m b u stió n del com bustible.

Cigüeñal El cigüeñal (Fig. 1.4) está m o n t a d o en cojinetes en la p a rte inferior del bloque de cilindros, llam ad a a veces caja del cigüeñal. Los pistones, q u e se instalan en los cilindros en el bloque, se conectan co n el cigüeñal p o r m edio de las bielas. El cigüeñal gira p o r la fuerza, que ejercen los p isto n es c u a n d o el m o to r está en m a rc h a . Los pistones tienen un m ovi­ m ien to hacia arrib a y hacia a b a jo o. reciprocante,

MECÁNICA PARA MOTORES DIESEL q u e se convierte en m o v im ien to ro ta to rio en ei k güeñal

Depósito de aceite (cárter) El depósito de aceite (Fig. 1.5) se atornilla a la p arte m as baja del b lo q u e de cilindros p a ra cu b rir esa p a rte del bloque y el cigüeñal. En casi to d o s los m o to res, contiene el aceite lubricante.

Pistones y bielas Los pistones se instalan y se m ueven en los cilindios. Tienen anillos de p istó n que a c tú a n co m o sellos entre el p istó n y la p are d del cilindro (Fig. 1.6). Los pistones se c o n ec tan co n el cigüeñal p o r m ed io de las bielas. L a biela tiene u n a ta p a y un cojinete en su p arte inferior q u e se conecta con el cigüeñal. T am b ién se p u e d e m o v e r en el p a s a d o r (p ern o ) de pistón en su p a r te su p erio r u ojo en d o n d e se sujeta en. el pistón. La fuerza de los gases de la c o m b u stió n que ac tú a co n tra la p a rte su p e rio r del pistó n , lo obliga a b a ja r d en tro del cilindro. Este m ovim iento se tra n s­ m ite, m ediante la biela, al cigüeñal p a r a hacerlo g irar. • . . .

Fig. 1.3 Culata (cabeza) de cilindros: 1 culata, 2 válvula de adm isión, 3 válvula de escape 4 resorte de válvula, 5 m últiple de escape, 6 salida de agua

p£RKINS

EL MOTOR DIESEL

Fig. 1,4 Cigüeñal y cojinetes: 1 polea, 2 engrane, 3 contrapeso, 4 cojinetes principales,

5 brida paras! volante, 6 muñón de biela

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D epósito de aceite (cárter): 1 depósito, 2 tapón d e vaciar, 3 junta, 4 varilla de nivel (bayoneta), o colador, 6 tubo de succión de la bomba

P e rkin s

P erkins

MECÁNICA PARA-MOTORES DIESEL

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del cigüeñal hacen g irar el á r b o l de levas y tam bién im.... pulsan la b.o m b a de --.............................. inyección de com .' ... bustible Jv o tro s accesorios.

Volante del motor El volante (Fig. 1.10) es u n a rueda gruesa y pesada, njOQtaaa en la partejias_era d el cigüeñal. S u función Í2S ^ £ 3 _6 s j 2 ducirJa& 4 aJ2 racÍQJlgs p o rq u e suaviza los im pulsos de potencia de los pistones. A b so rb e energ já duran_teja c a ir e ia jf e ^ a te a £ Ú t y cede esa energía d u ra n te las otras .carreras del pistón p a r a que el cigüeñal siga g iran d o co n suavidad. En eí volante se in stala u n a c r é m a í l e í T q u ^ eí'pTSoñdel im p u lso r del m o to r de a r r a n q u e p ara p o n e r en m a rc h a el m o to r Diesel. j

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Juntas y sellos Se utilizan diversos tipos y fo rm a s de ju n ta s y sellos en tre las superficies de las partes del m o to r que e stá n unidos con p ern o s. T a m b ié n se utilizan sellos en los ejes giratorios. Las ju n ta s ,y sellos se em plean paf^,.sgJ^jgjqjrg>sí las piezas del m o t o r e im pedir f ugas. F n la figura 1.2-se ilu stra la j u n t a p a r a la c u la ta de cilindros y en la figura 1.5 la ju n ta p a ra el depósito de aceite.

Sistema de combustible 5 cojinete, 6 tornillo

P erkins

Árbol de levas y válvulas El árb o l d e l e vas (Fig. 1.7) accio n a el m ecanism o de válvulas p a r a a b r i r v c e r ra r la^ á L v u l a s en la culata de cilindros. E sto perm ite la e n tra d a de aire al cilindro p o r la válvula de admisión y la salida de los gases de c o m b u stió n p o r la válvula de escape. En la figura 1.3 se ilustran u n a válvula de adm isión y u n a de escape d e b a jo de la cu lata de cilindros. E n a lg u n o s m o to res del tipo de 2 tiem pos, se em plean lu m b reras u orificios en lugar de las válvu­ las de ad m isió n . Las lu m b reras en la p are d del cilindro" q u e d a n descubiertas c u a n d o el p istó n se mueve hacia la p a rte inferior del cilindro; esto p e r­ mite la e n tr a d a de aire al cilindro. C u a n d o el pistón se mueve hacia a rrib a , cierra las lum breras.

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El sistema de com bustible incluye el tan q u e de com b u s tib le ,lo s filtros, la b o m b a elevadora o de tra n s­ ferencia, la b o m b a de inyección, los inyectores y los tu b o s p a ra conexión. En la fig u ra L l F s e ilustra un sistem a básico de com bustible; La b o m b a elevado­ ra to m a el com bustible del ta n q u e , q u e p asa p o r u n o o mas filtros y llega a la b o m b a .d e inyección. L a b o m b a de inyección su m in istra u n a c a n tid ad exacta de com bustible a alta presión en ca d a inyec-

Tapa de balancines Está in stalad a en la p a rte su p erio r de la cu lata de cilindros p a r a c u b rir el m ecan ism o de válvulas. En la figura 1.8 se ilustran, d e s m o n ta d o s, la ta p a y balancines de válvulas. El árb o l de levas mueve al im p u lso r o lev an tad o r; éste a su vez e m p u ja la varilla hacia a rr ib a p a ra que m ueva el balancín y a b ra la válvula en la culata de cilindros. ^

Engranes de sincronización (tiempo) Los engranes de sincronización (tiem po) (Fig. 1.9) están en el frente del m o to r cubiertos p o r la ta p a de engranes. El tren de engranes, co n el m ovim iento

Fig. 1.7 Á rb o l de levas: 1 m u ñ o n e s para cojinete, 2 levas de a c c io n a m ie n to d e válvulas (d os p o r c ilin d ro ), 3 leva para b o m b a elevadora de c o m b u s tib le , 4 e n g ra n e del árbol de levas. P erkins

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Fig. 1.9 Caja y tapa de engranes de sincronización: 1 tapa, 2 junta, 3 engrane de sincronización 4 e n g ra n e d e m a n d o de a u xilia re s, 5 á rb o l d e levas, 6 caja

:or en su o rd e n de inyección. L os inyectores, u n o en cada cilindro, inyectan c o m o un c h o rro fin am en te a to m iz a d o el co m b u stib le en las c á m a ra s de c o m ­ bustión en d o n d e se mezcla con el aire y se inflam a.

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La b o m b a de inyección y los inyectores tienen holguras y tolerancias m uy precisas entre sus pie­ zas; p o r ello, el co m b u stib le debe estar m u y limpio. P ara ello se utilizan filtros en el sistema.

MECÁNICA PARA MOTORES DIESEL

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Fig. 1.10 V o la n te y c u b ie rta del volante

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Sistema de enfriamiento E! q u e m a d o d e l / c o m b u s t i b l e en las c á m a r a s d e ' c o m b u s tió n del m o t o r .produce u n a g ra n cantidad de c a lo r : U na p a rte d é este calor es sacado en los gases de escape, p e ro la cu lata y bloque de cilindros a b s o r b en t a m b ién u n a gran parte. El m o to r n e c e ó ­ la fu n c io n a r a u n a te m p e ra tu ra relativa alta, p ero si es excesiva’ se p ú ed err d a ñ a r los co m p o n en tes d e l ' m o to r. El sistem a de enfriam iento elimina el exceso de calor. ■ En la figura 3.12 se ilustra un sistem a de enfriar m iento sim plificado. El bloque y la culata de cilin­ d ro s tienen cam isas o c o n d u c to s p a r a agua integrates de fundición, las cuajes son espacios q u e • ro d ea n los cilindros y las cám aras de co m b u stió n y

que se llenan con a g u a o con un líquido en friad o r llam ado tam b ién solución enfriadora. El calor del m etal del bloque y la c u lata de cilindros se transfiere al líquido e n fria d o r en la camisa de agua en donde circula m ed ian te la b o m b a del agua. El líquido en friad o r caliente se envía a la p arte su p erio r del rad ia d o r, baja p o r el p a n a l del ra d ia d o r h asta el tan qu e inferior y re to rn a a la b o m b a y las camisas p a ra agua. El ra d ia d o r tiene dos g ru p o s de conductos. El líquido e n fria d o r que viene desde la culata baja p o r los tu b o s p a ra agua en el p an al del rad iad o r; m ien­ tras, el aire p a sa p o r el ra d ia d o r a través de aletas fijas en los tubos. C u a n d o el líquido en friad o r pasa p o r el panal, su calo r se transfiere al aire, con lo cual el líquido que vuelve a e n tra r al m o to r está bastante m á s frío que c u a n d o salió de la culata de cilindros.

Sistema de lubricación El sistema de lubricación envía el aceite a todas las piezas m ovibles del m o to r. El aceite está contenido xen el d ep ó sito de aceite o cárte r y la b o m b a del .aceite lo.circula en t o d o el sistema. El m o t o r tiene co n d u cto s o galerías p a r a q u e el aceite p u e d a llegar a todas las ípiezas movibles.La lubricación a d e c u a d a es necesaria p a r a pre­ venir el desgaste y reducir la fricción y el ruido. Si no h ay suficiente lubricación, ocurriría c o n tac to de metal co n m etal, lo cual p ro d u c iría d a ñ o s a los cojinetes, p e g a d u r a de pistones y o tro s d a ñ o s en el m otor. ' _

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Sistema de admisión de aire Los m o to re s Diesel requieren grandes cantidades de aire lim pio p a ra llenar los cilindros. Se suminis-

Fig, 1.11 S iste m a b á s ic o de c o m b u s tib le c o n b o m b a de in y e c c ió n en línea

F ord

EL MOTOR DIESEL manguera de salida termostato bloque de cilindros

tapón del radiador bomba ventilador del agua banda yentilador

9 tubo de derrama líquido enfriador radiador aletas

escape en la cu lata de cilindros; los tu b o s de escape y el silenciador. Los gases q u e m a d o s salen del m o ­ to r p o r las válvulas de escape y llegan al múltiple de escape. El tu b o de escape, c o n e c ta d o a la salida del múltiple c o n d u ce estos gases h a s ta el silenciador en d o n d e se reduce el ruido. D espués, los gases se descargan p o r el tu b o de salida en la parte posterior de un au to m ó v il o, en los cam iones y autobuses, hacia un lado o encim a de la ca b in a o la carrocería. «

tubos en el panal camisas de agua manguera de entrada a la bomba Fig. 1.12 Sistema de enfriam iento sim plificado

tra a través del m últiple de a d m isión o m últiple de a ire , q u e es d e u n a ..p ieza o' u n a serie d e t u b o s c o n e c ta d o s con la culata cíe cilindros. El aire exte­ rio r p e n e tr a al m últiple a través de u n filtro de aire quérretiene las p artícu la s de polvo o im purezas del aire a n te s de q u e entren al múltiple. ; En la figura 1.13 se ilustra un m últiple de a d m i- . sión de aire; sus ra m a s o brazos se co n ectan co n la culata de cilindros a fin de que el aire exterior p u e d a p a s a r p o r las lu m b reras y válvulas de ad m isió n h a s ta los cilindros. Los m o to re s Diesel de 2 tiem pos están e q u ip a ­ dos con so p lad o re s que envían aire p o r el sistem a de ad m isió n h asta los cilindros del m o to r. A lgunos m o to re s tienen supercargadore,s o tu rb o c a rg a d o re s que envían m ás c a n tid a d de aire a u n a p resió n un p o c o a lta h asta .lo s cilindros.

Sistema de escape El sistem a de escape co n sta del m últiple de escape que tiene sus ra m a s conectadas en las lu m b re ra s de

Fig. 1.13 M úliiple de adm isión: 1 múltiple, 2 junta, 3 calentador para arranque en frío P erkins

Sistema de arranque A fin de q u e el m o t o r

p u e d a a r r a n c a r , hay que hacer girar el cigüeñal con algún mecanismo externo. En casi to d o s los casos, se em plea un m o to r de arranque eléctrico (marcha) que tiene un mecanismo p ara a c o p la r un p iñ ó n del im pulsor con la crem a­ llera del volante. Casi to d o s los m otores tienen m o to r de a rr a n q u e eléctrico, p ero los sistemas de a rra n q u e de los m o to res Diesel pueden ser eléctrieos, de aire y en ciertos casos, hidráulicos. En el sistema de a r r a n q u e eléctrico se utiliza un m o to r eléctrico p a r a h a c e r g irar el cigüeñal. En el sistema neum ático se em plea un m o t o r que funciona con aire c o m p rim id o ; en el sistem a.hidráulico se utiliza líquido a presión p a r a h acer fu n cio n ar el m o to r de arranque. P ara a y u d a r al a r r a n q u e en tiem po de frío, en casi to d o s los m o to re s se em plean dispositivos auxi­ liares p ara a rr a n q u e , que calientan el aire en el m últiple d e.ad m isió n o en las cám aras de com bus­ tión p ara facilitar el arran q u e . *•

-

•

Sistema eléctrico Los m otores, a d e m á s del m o to r de a r ra n q u e eléctri­ co te n d rá n u n a lte rn a d o r y Un reg u lad o r de voltaje. El a lte rn a d o r se im pulsa co n u n a o m ás bandas desde u n a p o lea en el frente del cigüeñal, El sistema eléctrico tam b ién incluye u n o o más acum uladores y también instrumentos e indicadores eléctricos ju n ­ to con los in terru p to re s y a la m b r a d o necesarios p a ra c o m p le ta r los circuitos eléctricos.

Equipo auxiliar El m o t o r p u e d e te n er e q u ip o a u x ilia r, c o m o un c o m p r e s o r de aire, u n a b o m b a de v acío o un c o m ­ p re s o r p a ra el aire a c o n d i c i o n a d o . Su im pulsión p u ed e s e r co n b a n d a s d esd e la p o le a del cigüeñal o co n e n g ra n e s en la p a r t e d e la n te r a o trasera del cigüeñal. El aire c o m p r i m i d o se u tiliza p a r a acc io ­ n a r los fre n o s en vehículos g ra n d e s y, en alg u n o s casos, p a r a el siste m a de a r r a n q u e . P a ra los frenos h d r á u lic o s a u x ilia d o s p o r v a c ío ( lla m a d o s a veces fre n o s “ de p o t e n c i a ”) se r e q u ie r e u n a b o m b a de vacío im pu lsad a p o r el m o to r. En los m o to re s de gasolina se utiliza el vacío p ro d u c id o en el múltiple de adm isión p a ra los frenos; en los Diesel no se p ro d u ce vacío y p o r ello se necesita la b o m b a de vacío.

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MECÁNICA PARA MOTORES DIESEL

Preguntas para repaso V“

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1. ¿D ó n d e tu v o su origen el n o m b re Diesel? 2. ¿P o r qué a los m o to res Diesel se les llam a ta m ­ bién m o to re s de ignición p o r compresión? 3. ¿Qué es u n m o to r de c o m b u stió n interna? 4. Identifiqúense las partes del sistema de c o m ­ bustible d e la figura 1.11 y descríbase su fu n ­ ción con brevedad. 5. M enciónense las p arte s estacionarias p rin cip a­ les de un m o to r. 6. M enciónense las partes móviles principales de un m o to r. 7. D escríbase la finalidad de esas partes. 8. M enciónense los diversos sistemas del m otor.

9. E n u m éren se las partes básicas de un sistema de com bustible Diesel. 10. E num érense las partes del sistem a de enfria­ m iento. 11. ¿Cuál es la finalidad del sistema de adm isión de aire? 12. ¿Cuál es la finalidad del sistema de lubricación? 13. ¿C ó m o se p o n e en m a rc h a un m o t o r Diesel? 14. M enciónense algunas de las diferencias entre un m o to r Diesel grande y u n o p eq u eñ o . Utilice dos de los m oto res ilustrados p a r a ello. 15. M enciónense las diversas aplicaciones en que se utilizan los m o to re s Diesel.

Fig, 1.14 M otor Perkins 4.236. Este m otor de 4 cilindros y 4 tiem pos tiene cámaras de com bustión toroidales en la So ? ? 7 PISt0n® r p a. ra Iny e c c ió n .d ir e c ta. Los c ilin d ro s tie ne n un d iá m e tro de 98 4 m m ca rrera de p isto n e s de 127 m m . c ilin d ra d a de 3.86 litros y v e lo c id a d m á x im a g o b e rn a d a de 2800 rpm Perkins

Cómo funciona ®¡ motor Diesel

\

El m o t o r Diesel es un sistem a m ecánico que c o n ­ vierte la energía qu ím ica del com bustible en energía m ecánica d e n tr o de sus cilindros. L a energía q u ím i­ ca del combustible se libera en form a de calor cuando se q u e m a el c o m bustible en la c á m a r a d e co m b u stió n del m o t o r . L o s gases re s u lta n te s de. la c o m ­ b u stió n so n m u y calientes y a lcan z an u n a presión m u y alta; esta presión es la que em puja.al p istó n en el Cilindro p a r á q u e funcione el m otor,.

L© que ocurre en. un cilindro Los m o to res Diesel p u ed en ser de u n solo cilindro o cilindros múltiples. P a ra uso a u to m o triz se utilizan m otores desde tres hasta doce cilindros; p o r lo gene­

ral son de cu atro , seis u o ch o cilindros. En todos los cilindros o cu rren las m ism as acciones p o r lo cual se describirán las'd e un solo cilindro p ara estudiar el fu n cio n am ien to del m o to r. P a ra esta descripción, se puede co n sid erar que el cilindro de uri. m o to r es un tu b o o cilindro de hierro fu n d id o cerrad(o en la p a rte superior. El pistón, que se inserta en el cilin­ d ro , tam bién es cilindrico, hueco y tiene Un ajuste preciso, en er'ci.lihdro, p e ro con suficiente holgura p a ra que se p u ed a m o v e r hacia a rrib a y hacia abajo. Los anillos del pistón a c tú a n com o sellos entre el pistón y la p are d del cilindro. En la figura 2.1 se ilustran las acciones básicas de un pistón d e n tro de un cilindro. El cilindro se ilustra c o m o si fuera tr a n s p a r e n te 'p a ra p o d e r ob­

cilindro

Fig. 2.1 Las acciones de un pistón en un cilindro: a) El pistón ajusta en el cilindro: b ) Cuando se empuja al pistón hacia arriba en el cilindro, se atrapa y com prim e el aire: c) La presión aumenta cuando arde la mezcla de com bustible y aire, la cual empuja al pistón hacia abajo en el cilindro

MECÁNICA PARA MOTORES DIESEL

12

pistón a rm a d o s , co n el p istó n en corte parcial p ara m o stra r la p a rte su p erio r de la biela. L a biela se puede m o v er lib rem en te en el p e rn o del pistón con un m o v im ien to oscilante m ientras que el m u ñ ó n del cigüeñal p u e d e g ira r libre en sus cojinetes en la p arte inferior de la biela. Las piezas ilustradas, ju n to con u n cilindro, los cojinetes de .soporte en los cuales gira el cigüeñal y u n volante son las piezas esenciales de un m o to r básico rudim entario.

Carreras de pistones Las acciones que o cu rren d e n tro del cilindro de un m o to r se p u e d e n dividir en carreras. U n a carrera es el m ovim iento del p istó n y o c u rre c u a n d o el pistón se mueve desde un límite de su carrera h asta el otro. El límite su p erio r o sea la p arte más alta de la ca rrera del pistón se llam a p u n to m u erto superior (PMS) y el límite inferior de la carrera se llama punto m u e rto inferior (PM I). P o r ta n to , u n a carrera es un m o v im ien to desde P M S h asta PM I o viceversa. El cigüeñal, d e b id o al arreglo geom étrico de la biela y el pistón, d a u n a revolución com pleta por ca d a dos carreras del pistó n, u n á descendente y-una ascendente. • ;
■: monta en el mandril de modo que el pistón puede descansar contra la cara frontal para comprobar .

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M E C Á N IC A P A R A M O T O R E S D IE S E L

Fig. 12.3 a) Com probación de biela doblada bj Com probación de biela torcida. Las espigas deben tocar la placa frontal como lo indican las flechas

Fig. 12.2 Comprobaciones para determinar si se puede - seguir utilizando una biela: 1 cavidad para el buje-, ' 2 longitud, 3 daños, 4 diámetros de la cavidad, 5 conicidad, 6 diámetro de los tornillos C um m ins

contacto con la placa frontal,, .salvo que la biela esté torcida. Si una sola-espiga hace contacto con lá placa, la biela está torcida y el sentido de la torcedura se. verá de inmediato(Fig. 12.3 b)). También se debe comprobar si las bielas están desviadas (Fig. 12.4). Una biela puede parecer que está alineada, cuando en realidad está desviada o fuera de la vertical.. Algunas bielas se fabrican des­ viadas o descentradas, pero en este caso la desvia­ ción es .sólo en la forma de la parte inferior o-de la parte superior y la desviación es evidente al exami-

alineación. La biela y el pistón se pueden compro­ bar, junios; además, la biela se puede comprobar por separado con un bloque en V; la V está configu­ rada para ajusfar sobre ef perno del pistón y tiene espigas'pequeñas que hacen contacto con la placa frontal. Com probación de alineación de. la- bseia Instálese el perno de pistón en la biela, móntese ésta en el mandril de la aiineadora y coloqúese la par­ te en V sobre el pasador de pistón. Deslícese la biela a lo largo del mandril hasta que las espigas del bloque V apenas toquen la superficie de la placa frontal. Con la biela bien escuadrada en el mandril, las espigas deben tocar la placa frontal con uniformi­ dad (Fig. 12.3). Si ambas espigas no tocan ia placa, es que la biela está desalineada. Primero hay que comprobar la dobladura y después la torcedura de la biela. El bloque en V se puede montar en dos posicio­ nes diferentes en el pasador de pistón: con las espi­ gas verticales o con las espigas horizontales hacia la placa frontal. 1. Con las espigas verticales, se comprueba la do­ bladura de la biela, porque ambas espigas verti­ cales estarán en contacto con la placa frontal si la biela está recta (Fig. 12.3&)). 2. Con las espigas horizontales, se comprueba ia torcedura de la biela, pues ambas deben hacer

¡:nea d e c e n tro d e biela desviada

\

Fig. 12.4 Una biela desviada ernr.-.. ¿ - -e la biela . contra la protuberancia ca'= e : ? ' : en el pistón. Esto empujara ai z s-*la pared del cilindro Repc o

S E R V IC IO A P IS T O N E S Y B IE L A S

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nar la biela. Una biela mal enderezada puede llegar a tener desviación. Para comprobar si hay desviación, se monta la biela en el mandril, con la parte superior contra la placa frontal. Después hay que comprobar la po­ sición de la parte inferior en el mandril; algunas alineadoras tienen un tope ajustable para esa finali­ dad. Inviértase la biela y compruébese que la parte inferior sigue en la misma posición, con el lado opuesto de la parte superior contra la placa frontal. Cuando se comprueba una biela desviada y no se conoce la cantidad de desviación, se pueden compa­ rar todas las bielas de ese motor. Comprobación de! conjunto de biela y pistón Se arman la biela y el pistón,.pero sin instalar los anillos. Se monta la biela en el mandril igual que antes. No se utiliza el bloque V porque ahora se comprueba ia alineación de la falda del pistón di­ rectamente-contra la placa frontal como sigue: í. Con el pistón mantenido en posición vertical, la falda debe alinear'con la placa frontal. Cual­ quier torcedura se notará porque, la falda del pistón-no hará contacto con la placa frontal en­ loda su longitud (Fig. 12.54)), Inviértase el con­ junto, vuélvase a comprobar y á comparar cón . el primer lado-: Algunos pistones pueden tener falda cónica, por lo que es esencial comparar ambos lados. 2. Para comprobar-si hay torcedura, coloqúese el pistón alineado con-la placa frontal igual que antes; luego, hágase oscilar el pistón en el eje del perno de pistón. La falda debe tocar la placa .frontal en todas.las posiciones al mover el pis­ tón dé lado a lado (Fig. 12.5 b)). Cualquier tor­ cedura se apreciará porque la falda del pistón v * se inclinará en' alejamiento de la placa frontal. Inviértase el pistón y repítase la comprobación. Enderezado de bielas Las bielas desalineadas se pueden enderezar en un aparato especial. Hay un enderezado! de bielas, pero también se pueden utilizar una prensa de ban­ co o barras para doblar. Hay que doblar la biela un poco más allá del punto en que está recta y doblarla en sentido inverso para lograr ia alineación correc­ ta. Esto elimina el esfuerzo producido por la dobla­ dura y es menos posible que la biela “ regrese” a su posición anterior. La dobladura de las bielas puede ser permanente; por ello, las bielas muy desalinea­ das se deben reemplazar.

Comprobación del barreno para cojinetes A fin de que la cavidad en el extremo inferior de la biela pueda cumplir su función de soportar los metales de cojinete, debe estar redonda y tener el diámetro correcto para los metales de cojinete. Los metales de inserción precisa son flexibles y se adap-

Fig, 12.-3 Com probación de alineación de ia biela con el pistón instalado: a) com probación de biela doblada, b) com probación de biela torcida. El pistón debe tocar la placa frontal en toda la longitud de ¡a falda R epc o

tan a la forma dé la cavidad en que se instalan. Por ello, en la fábrica las cavidades para cojinete en la biela se acaban con tolerancias muy precisas para que soporten en forma correcta los metales de cojinete. Con un largo tiempo de trabajo, es posible que se altere ligeramente la forma de la cavidad y que esté un poco ovalada en vez de redonda. Si se instalan metales nuevos en una cavidad incorrecta, se adap­ tarán a la forma de la cavidad y no tendrán toda su superficie apoyada contra el muñón del cigüeñal. Es necesario comprobar la cavidad inferior de la biela durante ei reacondicionamiento del motor; si está incorrecta, hay que rcacondicionar o reempla­ zar la biela.

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M E C Á N IC A P A R A M O T O R E S D IE S E L

Instalación de metales de cojinete

Fig. 12.6 M edición de la cavidad para cojinete en la biela: a} diámetro de la cavidad, b) ovalación R epc o

En el capítulo 10 se describieron la abertura en sus extremos y la compresión de los metales de cojinete. La abertura en los extremos, en ambas mitades del metal, permite instalarlos a presión en la biela y la tapa, a fin de que permanezcan en su lugar al insta­ lar la biela en el cigüeñal. La compresión crea una presión radial cuando se aprieta la tapa de la biela como se ilustra en 1a. figura 12.7. Esto sujeta con firmeza los metales de cojinete en la cavidad y asegura que el respaldo del metal hará pleno contacto con la cavidad de la biela. La cantidad de compresión debe ser la co­ rrecta, pues si es mayor o menor, habrá problemas con los cojinetes. Si la compresión es insuficiente, el metal se mo­ verá dentro de la cavidad y ocurrirá desgaste en el respaldo del metal y en la cavidad. Si ia compre­ sión es excesiva, se deformará el metal al apretar la tapa, lo cual no sólo dañará los metales de cojinete al instalar la biela sino también puede perjudicar la lubricación. Esto ocurre porque la sección del metal de cojinete con poca o ninguna holgura tiene una acción de arrastre que se lleva el aceite del muñón del cigüeñal.

La ovalación y eí tamaño de la cavidad para cojinetes se debe comprobar como se ilustra en la figura 12.6. Se debe hacer sin instalar los metales y con los tornillos de la tapa apretados a la torsión', especificada. La medición se debe' hacer con un ' Comprobación de la compresión micrómetro de' interiores o con un calibrador telescopiable y un micrómetro de exteriores. Para deter­ Un método para comprobar en lós talleres la com­ minar si hay ovalación, que debe ser menor de 0.02 ' presión de ios metales- en bielas con cara divisoria mm, se mide en varios lugares como se ilustra. El plana, es instalar los metales en la biela yen la tapa, diámetro de la cavidad se mide en las partes supe­ instalar la tapa y apretar los tornillos a la torsión rior e inferior porque serán la dimensión más gran­ especificada. Luego, se afloja un tornillo, de modo de si hay alguna inexactitud. que la fuerza producida por el cojinete-comprimido La cavidad, además de estar redonda y. ser de la produzca una ligera separación entre las caras de la medida correcta, debe tener superficie lisa y, por lo. ■ biela y la tapa. Después, se comprueba la.abertura general, se puede pulir con piedras. entre esas caras con un calibrador de .hojas y debe Para reacondicionar la cavidad para cojinete, ser de alrededor de 0.1 mm a 0:15 mm. Se pue­ primero se rebaja metal de las caras correlativas de aplicar Azul de Prusia en el respaldo del metal de para dejar la cavidad a una ligera bajomedida y, cojinete para comprobar el ajuste en la cavidad y después, se pule con piedras a la medida estándar. debe hacer contacto en más de 80% de la superficie.

altura de compresión

Fíg. 12,7 Com presión de los metales de cojinete

R epc o

S E R V IC IO A P IS T O N E S Y B IE L A S

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Medición de los pistones E l diámetro exterior de los pistones se puede medir con un micrómetro de exteriores y compararla con el diámetro del cilindro, medido con micrómetro de interiores. En la figura 12.8 se ilustra la medición de un pistón a través de sus caras de empuje, a 90° de los agujeros para el perno con un micrómetro de exte­ riores. Hay varios lugares en un pistón en donde se puede medir con micrómetro y obtener diferentes lecturas, pero la dimensión máxima es a través de las caras de empuje, por lo general cerca de la parte superior de la falda. Esta dimensión es el tamaño del pistón y se necesita para determinar la holgu­ ra del pistón en el cilindro. Hay muchos tipos diferentes de pistones. A l­ gunos tienen falda paralela, otros falda cónica y algunos son esmerilados de leva, lo cual los hace ligeramente ovalados. En los manuales de taller aparecen las especificaciones y la descripción de las características de los pistones, que incluyen la forma de medir el tamaño. En la figura 12.9 se ilustran las diversas posicio­ nes én que se puede medir un pistón..Y son: AA, bandas;. B B ; parte superior de la falda, lados de empuje; CC, parte inferior dé la falda, Jados de em­ puje; DD , parte'superior de la falda cerca de los agujeros para el perno. La conicidad y el esmerilado de leva se pueden determinar a partir de esas medi­ das como sigue y se dan algunas especificaciones típicas: . A A: bandas del pistón = 0.5 mm menos que ' '• ' BB CC menos BB: conicidad de la falda =0 a 0.04' mm. BB menos. DD: esmerilado de leva = 0.2 mm. a 0.4 mm.

Fig. 12.8 M edición de! pistón a través de las caras de empuje en la falda

Fig. 12.9 Partes.del- pistón en donde se pueden hacer 'as mediciones

Servicio a Sos pistones Cuando se instalan camisas-nuevas en-un inotor, también hay que instalar pistones nuevos, que ya vienen acabados al tamaño y listos para instalarlos. Cuando se van a utilizar otra vez los pistones, hay qu.e limpiarlos y examinarlos para determinar si están en buenas condiciones. Hay que limpiar el carbón de la cabeza y limpiar las ranuras para anillos a fin de que éstos tengan el ajuste correcto. El carbón se puede acumularen la ranura detrás del anillo y, si no se elimina impedirá que el anillo nue­ vo asiente a fondo en la ranura. Hay que inspeccionar si el pistón tiene deficien­ cias como rayaduras o escoriaciones y señales de grietas o daños (hacia el final de este capítulo se comentan los problemas en “ Análisis de problemas con pistones y anillos” ). El pistón debe ser de la medida correcta para el cilindro en que se instala; por ello hay que medir el pistón y el diámetro del cilindro y determinar la holgura entre ambos. Como opción, el ajuste del pistón en el cilindro se determina con calibradores de hojas. Un pistón con muy poca holgura, que se expande a la temperatura de funcionamiento dañará y, también dañará la pared del cilindro e:: que se instala. Un pistón con demasiada hoiguri “ cabeceará” y puede sufrir daños si el ge!pe::: muy pronunciado.

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M E C Á N IC A P A R A M O T O R E S D IE S E L

.Fig. 12.11 Com probación de abertura entre puntas de anillos Fig. 12.10 Báscula de resorte'enganchada en la laminilla para medir el ajuste del pistón en el cilindro *

Comprobación de! pistón en el cilindro El ajuste real del pistón en el cilindro se puede com- ' probar con calibrador de hojas y el procedimien­ to típico es-el siguiente. Se coloca el pistón “ deca­ beza” en el cilindro y se ponen' las hojas 'de cali­ brador, con una película de aceite , a 90° de los. agujeros para el perno. Con ello, se mide el ajuste en el punto de máximo diámetro del pistón. Las hojas del'calibrador deben quedar a todp lo largo del pistón y pueden ser de diversos espesores para medir la holgura. • Hay un método más exacto en el cual se emplea una báscula de resorte (báscula dmamométrica). Se mide la fuerza requerida para hacer salir las lamini­ llas colocadas entre, el pistón y el cilindro (Fig. 12.10). Por ejemplo, en un motor, se podrá sacar una tira de laminilla de 12 mm de anchura, 200 mm de longitud y de 0.04 mm de espesor con una trac­ ción entre 20 y 40 ncwtons. Si las laminillas salen con demasiada facilidad, el pistón está flojo; si es difícil sacarlas el pistón está muy apretado.

Ajuste de anillos de pistón Los anillos de pistón se surten por juegos completos para cada tipo de motor. Los anillos son para un diámetro particular y no hay que limarles las puntas para ajustarlos en cilindros más pequeños, pues esos anillos se pondrán ovalados una vez que se ins­ tala el pistón. Si se ha rectificado el cilindro, se requieren anillos de sobremedida; si no, se deben utilizar anillos en medida estándar, sin que impor­ te el desgaste que pueda haber ocurrido en la parte superior del cilindro. Los anillos se deben probar en el cilindro y en el pistón en que se van a instalar.

< V

Prueba de ios anillos en el cilindro Para comprobar el tamaño correcto de los anillos ■ nuevos, hay que colocarlos en el cilindro. Se coloca un anillo en el cilindro y se empuja con la cabeza de un pistón-de modo•que, q ucde bien qncuádraedo en el cilindro; luego,se mídela abertura entre puntas-con un calibrador de hojas (Fig.- 12.11). La abertura entre puntas ó “ luz” debe ser de 0.04 a 0.06 mrn por cada 10 mm de diámetro del cilindro, medido en la parte del cilindo que no tenga desgaste. Si el cilindro está cónico por el desgaste, el diámetro en la parte inferior del recorrido de-los anillos será menor que el diámetro en la parte supe­ rior. En este tipo de .cilindro', hay que probar el anillo en el lím ite in fe rio r del recorrido de los anillos. Si se ajusta en la parte superior del cilindro, la abertura entre puntas no será suficiente cuando el anillo se mueve hasta su límite inferior de recorrido. Esto significará que las puntas quedarán pegadas una contra otra y que se romperá el anillo o se rayará la pared del cilindro. En los cilindros cónicos, se debe medir la abertura entre puntas con el anillo en el punto de mínimo diámetro o en el límite inferior del recorrido de los anillos Prueba de los anillos en fas ranuras del pistón Se introduce la cara dei anillo en la ranura en el pistón como se ilustra en la figura 12.12 y se “ rueda” ei anillo en toda la ranura para comprobar que queda libre en toda la circunferencia del pistón. Si el anillo queda apretado en cualquier lugar, hay que limpiar la ranura y volver a probar el anillo. En este momento hay que comprobar la profun­ didad de la ranura. Para ello, se coloca una regla (escala) contra las bandas del pistón, se sujeta eí anillo en el fondo de la ranura >-e mide la distancia entre la regía y el anillo; det: J- ü.03 mm por

S E R V IC IO A P IS T O N E S Y B IE L A S

135

Fig. 12.12 Com probación del ajuste dei. anillo en la ranura

cada 10 mm de diámetro del cilindro, más 0.2 mm para los anillos de compresión y más 0.3 mrn-para ¡os anillos de control de aceite. May que seguir con todo cuidado las instrucciones del fabricante de los anillos. Una vez instalado el anillo en la ranura, se debe comprobar la-holgura lateral.con un calibrador de hojas (Fig. 12.13). La holgura lateral, promedio, especificada para los motores Diesel.es de 0.05 a 0.1 mrn. En la figura 12.14 se ilustra el método para comprobar la holgura-de un anillo de! tipo de cuña o “ dovela” en su ranura. Se utiliza una regla de acero para colocar el anillo en la ranura y sujetarlo y la holgura lateral se mide con un calibrador de hojas.

Instalación de los anillos en el pistón • Los anillos se instalan en el pistón con un expansor de anillos, qué los expande uniformemente a fin de que puedan pasar sobre la cabeza- del pistón hasta sus ranuras. Los rieles de acero y separadores de los

ranura

M it s u b is h

Fig. 12.15 Un tipo de expansor de anillos de pistón

' anillos del tipo segmentado se instalan sin el com­ presor; sólo se “ enrollan” cuidadosamente en su lugar. Este método, a veces, se utiliza para instalar anillos de hierro colado, pero se debe tener cuidado de no deformarlos al instalarlos. El método preferi­ do es emplear un expansor de anillos (Fig. 12.15). Algunos tipos de anillos; de cara cónica, bisela­ dos (achaflanados) o con rebajo se .deben instalar con el lado correcto del anillo hacia la parte supe­ rior (suele estar marcada) como se ilustra en la fi­ gura 12.16. Si no se hace así, se invertirá la acción del anillo y uno del tipo rascador, por ejemplo, arrastraría el aceite hacia la parte superior del cilin­ dro y ocasionaría alto consumo de aceite y otros problema s re1ativos. Cuando los anillos están instalados en sus ranu­ ras, las aberturas entre puntas deben quedar al lado opuesto a las caras de empuje y también desalinea­ das entre un lado y otro del pistón; no deben quedar alineadas (Fig. 12.17)

Instalación -del pistón en el cilindro Fig. 12.13 Com probación de holgura lateral de anillos con calibrador de hojas

Una vez armados el pistón, anillos y biela. ->nece­ sario comprimir los anillos con un compren r i-.

M E C Á N I C A P A R A M O T O R E S D IE S EL 136

Fio. 12.18 instalación dei pistón en el cilindro con un compresor de anillos

Fig. 12.16

de aue el metal superior de cojinete no se dañe ni se salga de su lugar. Con.la biela asentada contra e! muñón, se instala la tapa y se aprietan los tornillos a la torsión correcta. , ■ • Todas las bielas y sus.tapas tienen grabado el número del cilindro para identificación y, también, para instalarlas en forma correcta, con esos núme­ ros hacia el lado especificado del motor. Algunos pistones también tienen- marcado el numero del cilindro y. en algunos, está marcado el frente para asegurar su instalación correcta. E l piston-de la ■figura 12 9 tiene la cámara de combustión descen­ t r a d a en la cabeza y está m a ^ in d ic a r el frente del pistón.

Instalación de los anillos en el pistón

a n illo s u p e rio r e xp a n s o r de a n illo d e aceite

segundo a n illo s u p e rio r

frente s e g u n d o a n illo

Análisis de problemas con pistones, anillos y cilindros

aceite a n illo de aceite

c. posición de ios anillos en En F.g. 19 12.17 ,7 Porción ^ ^ el y gpistón. | d este se

.

en la culata

anillos para que el pistón pueda penetrar en el Ulirpara ello se utiliza un compresor de anillos (Fig. p 18) El compresor en v u elv e los anillos y los comp rim e ín tro T e sus ranura, para poder empujar e.

H

c o m p re s o r

bien apretado y hay que intioducir

S B fe s s s s a íK W

S fe w s s s w s s w * i J*“rín’ “

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piezas se requieren extractores para sacar.¿ . _-:otras, hay que dar unos golpecitos con un .--.ar­ tillo de cara blanda, siempre con cuidado c. : dañarlas. Desmontaje de piezas externas En la íigura 13.7 se ilustra ei lado derecho de un motor Diesel de seis cilindros y los componentes externos; en la figura 13.8 se muestra el lado iz­ quierdo de! mismo motor. Se verá que hay muchos componentes instalados en el lado derecho del mo­ tor, pero hay menos en el lado izquierdo. Hay que

4 13.7 Vista del lado derecho de un motor. Los números indican ei orden para desmontar las piezas 1 . d®po5lfo \ bomb? de dirección hidráulica, 3 filtro de aire, 4 manguera de admisión de aire, rptor1 n o’ 7 tub ° Para inyector, 8 tubos de suministro y retorno de combustible, 9 filtro w , °u ub? de,s de el com presor de aire, 11 tubo de líquido enfriador al compresor, 12 tubo d® |ce la bomba de inyección, 13 tubo de aceite hasta la bomba de inyección, 14 bomba de 17 ia« ? rí riaí or de ace!ís ' 16 tubo del enfriador de aceite a la galería principal para aceite, nitro de aceite, 18 tubo de aceite al compresor, 19 compresor de aire. 20 tapa de admisión de aire Isuzu

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estudiar estas figuras para reconocer los compo­ nentes. En un motor, la identificación de los com­ ponentes puede ser antes de desarmar el motor, especialmente si el técnico mecánico no lo conoce bien. Algunos de los componentes en el lado derecho del motor (Fig. I3.7), del frente hacia atrás son: el ventilador y sus correas (bandas), bomba y depósi­ to de la dirección hidráulica, compresor de aire, filtro de aceite, filtro de combustible, bomba de inyección de combustible, filtro de aire y diversos tubos y mangueras para aceite y combustible. En el lado izquierdo del motor (Fig. 13.8) los componentes principales son motor de arranque (marcha), alternador, múltiple de escape, tubos pa­ ra líquido enfriador, respiradero de la caja de ci­ güeñal.

Una vez identificados los componentes, se debe estudiar el orden en que se van a desmontar. A continuación aparece el orden sugerido para este motor. Aunque no es el único orden, se tiene en cuenta el hecho de que en algunos casos, es más fácil desmontar unas piezas que otras y, también, hay que desmontar algún componente para tener acce­ so a otros. Se describe el orden para cada lado del motor y, en la práctica, se pueden combinar si se encuentra que es más conveniente. Si se consultan las ilustraciones y se estudia el orden descrito, se conocerán mejor las piezas exter­ nas del motor. Con referencia primero al lado derecho del mo­ tor (Fig. 13.7) el orden sugerido para desmontar los componentes externos es el siguiente (los núme-

. 13.8 Vista del lado izquierdo de un motor. Los números indican el orden para desmontar las piezas: 1 tubo de aire al cilindro del freno en el escape, 2 tapa de balancines, 3 cilindro de aire para el freno en e¡ escape, 4 múltiple de escape, 5 varillaje dei freno en el escape, 6 tubo para líquido enfriador, 7 respiradero del motor 8 banda del ventilador, 9 alternador, 10 soporte para el fiitro de aceite de flujo parcial, 1 l tapa de la cámara de seguidores de leva (levantadores), 12 motor de arranque, 13 tubo para aceite a ¡a culata de •, • < Io U/LL' cilindros.

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ros de los párrafos corresponden a los números de referencia en la ilustración): 1. Ventilador. Para quitar las bandas, hay que liberar el tensor de ajuste del alternador. 2. Bomba y depósito de aceite de la dirección hidráulica. 3. Filtro de aire. En este caso, se encuentra en la parte superior del motor; en otros motores pue­ de estar en un sitio diferente. 4. Manguera de admisión de aire. Se encuentra entre la salida del filtro de aire y el múltiple de admisión. 5. Soporte del cuerpo del filtro de aire. 6. Tubo de retorno de inyectores. Se encuentra en los inyectores para el retorno de exceso de com­ bustible al tanque. 7. Tubos para inyectores. Conectan la bomba de inyección y los inyectores. Hay que tener cuida­ do al aflojar las conexiones.8. Línea de combustible. Para el suministro de combustible desde el tanque al filtro. 9. Filtro de combustible. Primero, hay que des­ montar la línea que conecta el filtro con la bomba de combustible. . 10. Tubo para aire. Montado én la parte superior del comprcs.or para conducir el aire.comprimi­ do a los tanques de aire. ' •' ' . 11. Tubo para líquido enfriador. Se encuentra en■tre el motor y el compresor; para enfriamiento del compresor. ■ 12. Tubo de retorno o drenaje de aceite. Se encuentra entre la bomba de'inyección y el depósito de aceite, para el retorno de aceite ai depósito. 13. Tubo para aceite. Ló conduce desde el sistema de lubricación hasta la bomba de inyección para proporcionar lubricación forzada. 14. Bomba de inyección. Se desmonta como con­ junto con el mecanismo de avance automático. Antes de desmontarla, hay que localizar las marcas de sincronización, porque se necesita­ rán al instalar la bomba. La bomba está sujeta con tornillos en un soporte montado en el mo­ tor. La brida de! eje propulsor también está sujeta con tornillos en el mecanismo de avance. Es muy importante poner tapones o cinta adhe­ siva en todas las aberturas de la bomba para evitar la entrada de cuerpos extraños. 15. Tubo para aceite. Conecta la salida del filtro con el enfriador de aceite. 16. Tubo para aceite. Conduce el aceite desde el enfriador hasta la galería principal para aceite en el motor. 17. Filtro de aceité y tubo de entrada. 18. Conexión del tubo para aceite en la caja del cigüeñal. 19. Compresor de aire. 20. Tapa de admisión. Montada en el lado del blo­ que de cilindros.

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Es más fácil determinar el orden para ¿e-arrr.ar en el lado izquierdo del motor (Fig. 13.S) pe rqué r.iy pocas obstrucciones y los componente; desmontar independientes uno del otro. Er. fi­ gura los pasos para desmontar están indica;: isa; . al 13. Instalación de piezas externas El orden para instalar los componentes externos d¿. motor suele ser a la inversa de como se desmonga­ ron. Sin embargo, se debe prestar especial atención a los siguientes factores. Tubos para combustible Deben ajustar bien escua­ drados y no hay que hacerlos entrar por la fuerza. Las conexiones se debe:; apretar en forma correcta y hay que colocar las grapas de sujeción. Tubos para aceite Se deben apretar en la forma correcta y sujetarlos en su lugar. Juntas y sellos Se deben reemplazara! armar, para evitar fugas. Hay que lubricar '.os sellos y ejes. Sincronización (tiempo) de ¡a bomba de inyección

Hay que sincronizar (ponera tiemp. ... b mba con el motor. Hay que guiarse por las marca; ; ajusiar la sincronización. Bandas del ventilador Se deben ajustar a la lensi 5n especificada,, para evitar el patinamiento en las re ­ leas del ventilador,-la bomba del agua-o el alterna­ dor. . •. Tornillos y tuercas Todos los tornillos y tuercas se deben apretar en la forma correcta y, en su caso, a la torsión especificada. Limpieza Hay que trabajar siempre con absoluta limpiéza y aplicar los otros métodos recomenda­ dos.

Para desarmar el motor Siempre que se desarma un motor ó un componen­ te, aunque se vayan a desechar las piezas, hay que acostumbrarse a buscar la causa del daño o el des­ gaste. Todas las piezas de un motor sufren cierto grado de desgaste o degradación, que dependen directamente de lo que ocurra durante la vida útil del motor. El sobrecalentamiento, las sobrecargas, la mugre, el descuido, el abuso dejan señales que se deben utilizar para determinar por qué ocurrieron la falla o la condición y para evaluar el tipo de reparación que se necesita. A continuación se describen algunas de las veri­ ficaciones a efectuar y precauciones que se deben tomar. En la figura 13.9 se ilustra un motor con los componentes principales desmontados. Se verá que se han desmontado las siguientes partes: la cu!. :a de la parte superior del bloque; el mecanismo á. válvulas de la culata; la bomba del agua en el i re: : de la culata. Además, la polea y el amortiguada r .. vibración en el frente del cigüeñal, la tapa de ía c de engranes de sincronización, el depósiio de ace::e

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Fig. 13.S Com ponentes de un motor, desarmados. Los números indican el orden para desmontar las piezas: 1 tubo de retorno de combustible, 2 mecanismo de balancines, 3 cruceta de válvulas, 4 varilla de empuje, 5 inyector, 6 culata de cilindros, 7 junta de culata, 8 bomba del agua, 9 polea del cigüeñal, 10 tapa de engranes de sincronización, 11 volante, 12 depósito de aceite, 13 enfriador de aceite Isuzu

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de la parte inferior del bloque y el volante en la parte trasera del cigüeñal. En la figura 13.9 los números indican el orden para desmontar estas piezas. Aunque hay métodos alternos, en los siguientes párrafos se seguirá ese orden y se incluirán en el texto los números de referencia de las piezas relativas. También se inclu­ ye cierta información general de las piezas. Esto se aplica a casi todos los motores y no sólo al que se ilustra. Aceite y líquido enfriador Si el motor todavía está instalado en el vehículo, el primer paso es vaciar (drenar) el líquido enfriador del radiador, el enfria­ do! de aceite y el bloque de cilindros. Hay que observar si está limpio o si tiene señales de herrumbie o contiene Cualquier cantidad de aceite del motor. El aceite que ha salido.del depósito se debe examinar para ver si tiene impurezas, tales como pai tículas metálicas o carbón y si se ha formado lodo por contaminación por el líquido enfriador. ' . En el fondo del depósito puede haber .lodo y depósi- • tos que señalarán las condiciones generales del m.o. tor. 1ambicn hay que examinar el filtro de aceite; si ■contiene impurezas hay que tratar de determinarla . razón. fja p a de balancines ■'.Hay una-tapa atornillada en

cada culata dé cilindros; Hay 'que desmontarlas para tener acceso al mecanismo de válvulas y-balan-' cines. -' ■ Se utilizan dos tubos, uno en cada culata de cilindros. Los extre­ mos de los tubos éstánconectados en la parte supe­ rior de los inyectores y sirven para retornar al tanque la pequeña cantidad de combustible en exceso en los inyectores. Tubo de retorno de inyectores l)

Los soportes para . los balancines y para su eje están atornillados en ia parte superior dé la culata. Debido a que algunas válvulas estarán abiertas y sus resortes empujarán contra los balancines, hay que aflojarlos tornillos en forma gradual. En los ejes largos hay que aflojar los tornillos de ajuste de balancines para eliminar Ja carga de Jos resortes; esto evitará que se deforme el eje. Se deben examinar ios extremos de los balanci­ nes que actúan sobre la cruceta de válvulas en el motor ilustrado o en la punta del vástago de válvula en muchos otros motores, para ver si tienen desgaste. Cruceta (puente) de válvulas 3) El motor ilustrado tiene cuatro válvulas por cilindro y se utiliza la cruceta de modo de accionar dos válvulas con un solo balancín. Se iJustran dos crucetas y cuatro conjuntos de válvula y resorte; son para un cilindro y en este momento sólo se pueden desmontar las crucetas. Una vez desmontados el eje y los balanci­ nes, se pueden sacar las crucetas de sus guías. Varillas de empuje 4) Se instalan en agujeros en la culata de cilindros y apoyan en los seguidores o

levantadores y se pueden sacar sin desarmar tras piezas. Hay que examinar si están recta; . ----desgaste en cada extremo. Para ello, se'coió'^'L varilla a través de una esquina de una r._._ Je superficie plana o una hoja de vidrio piar. . ; . . puntas salientes y se ia hace rodar con lentitud -r mide con un calibrador de hojas entre ia variüa vidrio. Los inyectores se desatornillan de la culata para sacarlos. Se puede utilizar uria herra­ mienta para hacer palanca con todo cuidado contra los inyectores y la culata a fin de sacarlos. La lim­ pieza y pruebas de los inyectores se describen en el capítulo 20. Inyectores 5)

La culata se monta en el bloque de cilindros con tornillos; hay que aflojarlos en el orden inverso al especificado para apretarlos, como se ilustra en la figura 13.10. Como regla gene­ ral para aflojar, hay que hácerlo en una espiral que empieza por un extremo, se va hacia el extremo opuesto y .se avanza en forma progresiva hacia el centro. Una vez desmontada la culata, examínense to­ das las superficies para ver si hay señales de comba­ dura. Si. las superficies de la culata y del bloque están planas, el contorno de la junta estará, bien marcado en las superficies metálicas -Por el contra­ rio, si hay señales de carbón en la junta en lás inmediaciones de las cámaras de combustión o hue­ llas de herrumbre o corrosión desde las aberturas hasta la camisa de agua, significa que ha -habido combadura o pérdida de planicidad ya sea en la superficie de la culata o Ja del bioque o que hay algún problema con la prominencia o con.los sellos . de las camisas. Culata de cilindros 6)

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Fig. 13.10 a) Orden para aflojar los tornillos de la culata de cilindros; b) orden para apretar Isuzu

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Búsquese si hay agujeros para tornillos que es­ tén alargados, rebabas o daños en la superficie de la culata y del bloque, que puedan ocasionar las irre­ gularidades. Si la culata está combada, hay que buscar la razón. Una vez desmon­ tada la culata, se puede examinar la junta como se explica antes.

Junta de la culata de cilindros 7)

Desmóntese la. bomba de la parte delantera de la culata. Examínese la zona de sello para ver si hay señales de fugas; hágase girar la polea con la mano para sentir si hay aspereza en los cojinetes. Bomba del agua 8)

La polea está instalada en el frente del cigüeñal y, por lo general, se fija con una cuña (chaveta). Para su fijación, generalmente tiene una tuerca o tornillo centrales; algunos motores tienen un ajuste de interferencia en el cigüeñal para fijar la polea; en tal caso, se necesitará un extractor para sacarla. Polea del cigüeñal 9)

Está sujeta con tornillos a la caja de engranes. Se sacan los tornillos y se quita- la iapa para tener.acceso a los. engranes'. En este momento, , los engranes no'se habrán movido y se pueden localizar las marcas de sincronización (tiempo). •/ ; Tapa de engranes de sincronización 10)

Si no se desmontó el embrague, hay que hacerlo para tener acceso a los tornillos del volante, qué está sujeto a una brida en la parte trasera del cigüeñal con seis, ocho o más tornillos. Suele tener dos,o más espigas de guía. Puede ser necesario darle unos golpecitos al volante para aflo­ jarlo de la brida. Hay que-examinar la cara del volante contra la cual trabaja el disco de! embrague para ver si tiene escoriaciones y desgaste; también hay que revisar si lá rueda de cremallera tiene dien­ tes dañados o gastados y determinar si hay que reemplazarla. Volante 11)

Sáquense los torni­ llos y quítese el depósito (cárter) de la parte infe­ rior del bloque. Obsérvese si alguno de los tornillos está flojo, pues puede, haber sido la causa de una fuga. Examínese si el interior del depósito tiene sedimentos o lodo y si el exterior está dañado.

Depósito de aceite (cárter) 12)

El enfriador de aceite está montado en un lado del bloque de cilindros de mo­ do que el líquido enfriador en las camisas de agua pueda circular por su núcleo; para desmontarlo se sacan los tornillos. Hay que examinar si el núcleo tiene corrosión o posibles fugas. Téngase en cuenta que si el enfriador está dañado puede ser causa de fugas de aceite hacia el sistema de enfriamiento. Una vez desmontados los componentes citados, se puede seguir desarmando el bloque de cilindros y sus componentes.

Enfriador de aceite 13)

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Para desarmar el bloque de cilindros Las partes del bloque de cilindros se ilustran en la figura 13.11 y los números de referencia señalan el orden para desarmar. El bloque se ilustra invertido, es decir, con la parte inferior hacia arriba. En el inserto se ilustran un cilindro y el pistón y biela. Antes de empezar a desarmar, hay que verificar las condiciones de los cilindros. Pásese un dedo • para determinar la cantidad de desgaste en la parte superior de la carrera de pistones. Examínese si hay condiciones visibles que podrían haber producido daños. Los cilindros se pueden medir con exactitud después de haber sacado los .piston.es o bien se puede medir en este momento el desgaste con un micróme­ tro, si se desea. Si se van a utilizar otra vez los pistones, hay que cortar el escalón o borde de desgaste en la parte superior de los cilindros antes de sacar aquéllos, pues de lo contrario sé dañarán las bandas aíempu. jarlos hacia afuera. Para esto,'se utiliza una herra­ mienta cortadora de bordes, cuidando de no remover demasiado metal y de no cortai: en la parte en que se mueven los anillos. Después hay que limpiar con cuidado las virutas o rebabas del.corte. • . El orden para desarmar el bloque es.el siguiente . (Fig: 13.11). . La bomba del aceite está sujeta con tornillos en la parte inferior del bloque; su engrane de impulsión se acopla al tren de engranes de sincronización. Los tubos de admisión y des­ carga están conectados en la bomba.

Bomba del aceite 1)

Este conjunto se saca por la parte superior del cilindro. Flay que examinar si las bielas tienen número o marcas; si no las tienen hay que marcarlas para mantener juntas la biela y la tapa e instalar en su lugar original al armar, con las mar­ cas hacia el lado especificado del motor. Los núme­ ros deben mirar en un sentido determinado, por ejemplo hacia el lado del árbol de levas o hacia el lado opuesto. Afloje y quite los seguros en los torni­ llos de biela y quítense los tornillos y las tapas. Si las tapas están muy apretadas, hay. que darles unos golpecitos con un martillo de cara blanda para poder quitarlas. Examínese si los pistones tienen marcas que señalen cuál es su frente. Sáquense los pistones y las bielas del bloque; por lo general se sacan sin dificul­ tad por la parte superior de los cilindros. Pistón y biela 2)

Examínense los pistones y ani­ llos inmediatamente después de sacarlos del blo­ que. Primero véase si hay anillos dañados o rotos y si hay holgura lateral excesiva en la ranura para el anillo superior; luego, examínese si el patrón de desgaste en la falda indica desalineación u holgura excesiva (Fig. 13.12).

Pistones y anillos

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Fig. 13.11 Componentes del bloque de cilindros. Los números indican el orden para desmontar: 1 bomba y tubos para aceite, 2 pistón y biela, 3 cubierta del .volante; 4 retén de sello de aceite, 5 anillo de desgaste, 6 cigüeñal, 7 engrane intermedio (locó), 8 árbol de levas, 9 caja de engranes de sincronización. 10 seguidores de levas (levantadores), 11 cojinete trasero del árbol de levas, 12 boquillas para aceite Isuzu

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b)

Fig. 13.12 Patrón de desgaste en la falda del pistón a) desalineación, h) alineación correcta

Los pistones se deben instalar en su biela corres­ pondiente y colocar en e! bloque en la misma posi­ ción original. En la figura 13.13 se ilustran las marcas que van en la cabeza del pistón e indican su frente. Si el pistón no tiene esas marcas, se pueden utilizar la forma de la cámara de combustión y los rebajos para las válvulas en la cabeza del pistón, para deter­ minar cuál es el frente. Cubierta del volante 3) Hay que sacar el volante para tener acceso a las tornillos de la cubierta y así desmontarla de su lugar. Sello trasero de aceite del cigüeñal 4) El sello de aceite del tipo de pestaña se instala en un retén en el

extremo del cigüeñal. El retén está sujeto con torni­ llos a la parte trasera del bloque. Anillo de desgaste 5) Se utiliza un anillo o mangui­ to (camisa) de desgaste en el extremo del cigüeñal. La pestaña del sello hace contacto con el anillo, no con el cigüeñal. Por tanto, el desgaste que ocurra será entre el sello y el anillo y éstos se pueden reemplazar cuando sea necesario. El anillo de des­ gaste tiene ajuste de interferencia en el cigüeñal. Se puede sacar con un extractor cuando esté gastado para reemplazarlo. bn los motores que tienen sello del tipo de pes­ taña en contacto directo con el cigüeñal, se utiliza otro sistema para compensar el desgaste. A l instalar el sello nuevo, se coloca a más profundidad (2 a 3 mm) en el retén, de modo que la pestaña del sello haga contacto con otra parte del cigüeñal que no esté gastada. Cigüeñal 6) Antes de quitar las tapas de los cojine­ tes principales, se recomienda verificar lo siguiente a fin de determinar si se requiere alguna corrección adicional antes de armar: el juego longitudinal dei cigüeñal con micrómetro de carátula (0.3 mm):

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b)

Fig. 13.13 ,'.‘. arcas en las cabezas de los pistones para indicar el frente

e! juego entre dientes de los engranes de sincroni­ zación con un micrómetro de carátula colocado contra un diente de engrane (0.2 mm); además, ei juego frontal del engrane loco en el tren de engranes dé sincronización (0.2 mm). Se hace notar que las especificaciones que se han dado son ejemplos sola­ mente; se deben conseguir las del motor específico que se está trabajando. También hay que examinar las marcas de sin­ cronización en algunos dientes .de los engranes de sincronización (Fig. 13.14). Hay que girar el cigüe- ñal par.a alinearlas márcas. Es una buena costum­ bre localizar las marcas y comprobar la alineación al desarmar, para evitar dudas a la hora de armar. Las tapas de los cojinetes principales, se deben aflojar por orden, empezando en los extremos y hacia el centro, como se ilustra en la figura 13.15, o sea en el orden inverso que al armar. Antes de quitar la tapa, hay que determinar si tienen marcas de identificación; si no ías’tienen, hay que marcar- • las. Las tapas suelen estar numeradas en el mismo orden que los muñones y se deben volver a instalar en su posición original al armar. Después de sacar el cigüeñal del bloque, hay que instalar las tapas provisionalmente en su lugar.

Fig. 13.15 Tornillos de tapas de cojinetes principales: a) orden para atiojar, b) orden para apretar Isuzu

Está montado en una pro­ tuberancia y se sujeta con una brida de empuje-y un tornillo central. / Arbol de levas 8) ■Está retenido en ei bloque por su cojinete delantero, que también es el cojinete de empuje; es del tipo de manguito con. una brida externa que se atornilla en la parte delantera del bloque. En la figura 13.16 se. ilustra la posición del cojinete y el engrane en el árbol y la comproba­ ción del jucgo longitudinal deTárbol con calibrador de hojas.. ‘ ■ Los dos tornillos de sujeción de la brida del cojinete al bloque se alcanzan a través de dos aguje­ ros en el engrane. Se sacan ios tornillos para extraer el cojuñto completo del engrane, el cojinete delante­ ro y el árbol por el frente del motor. Los otros cojinetes del árbol de levas quedan en sus cavidades en el bloque. Caja de engranes de sincronización 9) Para des­ montar la caja, se sacan los tornillos que la sujetan en el frente del bloque. Seguidores de levas 10) Los seguidores de levas o levantadores de válvulas se sacan de sus cavidades en el bloque.

Engrane intermedio 7)

Ya se pueden sacar los cojinetes del árbol de levas de sus cavidades en el

Cojinetes del árbol de levas 11)

13.14 Alineación de las marcas en los engranes de sincronización: X, marcas en el engrane del cigüeñal y el engrane intermedio; Y, marcas en el engrane intermedio y el del árbol de levas; Z, marcas en el engrane intermedio y el de impulsión de la bomba de inyección Isuzu

13.16 Comprobación de juego longitudinal del árbol de levas " Isuzu

153

PARA D ESA R M A R Y ARM AR EL MOTOR bloque. En este motor particular, los cojinetes están sujetos con un tornillo prisionero, que tiene una punta de guía que penetra en un agujero en el coji­ nete. El tornillo para el cojinete No. 7 se puede ver en la sección cortada en la parte trasera del bloque. Estos tornillos se instalan desde el exterior del blo­ que y hay que quitarlos para poder sacar los cojine­ tes. Se utilizan tomillos de diferentes tamaños; algunos sirven para retener tubos para aceite además de los cojinetes. En otros motores, los cojinetes del árbol de levas se instalan a presión en sus cavidades en el bloque y se desmontan e instalan con una herra­ mienta especial. Boquillas para aceite 12) Las boquillas o tubos para enfriamiento y lubricación de los pistones es­ tán atornilladas en el bloque. Envían el aceite hacia la cabeza en el interior del pistón y deben estar bien apuntadas. Hay que tener cuidado de no doblarlas y de que, al instalarlas, dirijan el chorro de aceite en el sentido correcto.

Preparación para aunar

'

"Las reparaciones, y piezas.nuevas requeridas se de­ terminarán-con las observaciones al desarmar y con las verificaciones y mediciones adicionales que se practican después de desmontar los componentes. Los servicios requeridos para diversos compo­ nentes se describen en otros capítulos (por ejemplo, ja culata de cilindros y válvulas se incluyen en el capítulo 6).y hay qüe consultarlos para tener infor­ mación adicional..En los siguientes párrafos se men­ cionan el servicio y preparación necesarios antes y durante el armado del motor. El orden para armar el motor es a la inversa de como se desarmó, y hay detalles que requieren aten­ ción particular. La limpieza es el más importante, pues cualesquiera partículas de polvo o abrasivo que queden después de pulir los cilindros o rectifi­ car las válvulas acelerarán el desgaste del motor. Todas las piezas movibles se deben cubrir con aceite aS instalarlas para evitar la corrosión y tener lubri­ cación inicial. Las junta., y sellos nuevos se deben instalar con cuidado para no dañarlos. Los tornillos y tuercas se deben apretar a !a torsión especificada por el fabri­ cante. Los métodos para reparación y reacondicionamieñto de las piezas del motor aparecen en detalle en otros capítulos.

Cilindros May que medir si los cilindros tienen ovalación o conicidad con un calibrador para interiores y exa­ minar las condiciones de la pared de los cilindros. Ya se habrá determinado si hay que rectificarlos, pulirlos con piedras o reemplazar las camisas. La rectificación o el reemplazo de camisas se describen

re g la de a c e ro

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ca brador de hojas

Fig. 13.17 Comprobación de la prominencia de las camisas tipo seco con una regla de acero y calibrador de hojas isuzu

en el capítulo 8. Se requiere la instalación cuidadosa de las camisas para tener la seguridad de que los sellos están en su lugar y de que la camisa tiene la prominencia correcta encima del bloque de cilin­ dros (Fig. 13.1-7).

Juntas y sellos Siempje.se. deben utilizar juntas y sellos nuevos al armar. Se. suelen comprar como juego (repuesto) completo que incluye todas las juntas, sellos, sellos anulares (Anillos “ O ” ) y arandelas. Por lo general, no se aplica compuesto sellador en las juntas, salvo en los lugares especificados. Algunas juntas se ins­ talan en seco, pero por lo general se les aplica una película de- aceite o grasa, que ayuda con el sellamiento inicial y para que la junta se quede adherida en la superficie de la pieza. Se debe aplicar aceite a todos los sellos de aceite en las superficies de con­ tacto, y en cualesquiera rebajos,, para que no traba­ jen en seco y se dañen en el funcionamiento inicial. En la figura 13.18 se ilustran las diversas juntas y sellos de varios tipos que se utilizan en un motor. Suelen ser parte de un juego para repuesto y se emplean al armar el motor. Á rb o l de levas y cojinetes Se verifican las condiciones de los seguidores, levas, cojinetes y engrane del árbol de levas. Se mide el juego longitudinal del árbol de levas como se ilustra en la figura 13.16 Se instalan nuevos cojinetes del árbol de levas, se colocan los seguidores en sus cavidades y se instala el árbol. Cigüeñal y cojinetes Las cavidades para cojinetes deben estar absoluta­ mente limpias antes de instalar los metales, los cua­ les deben tener suficiente abertura del diámetro para ajustar con firmeza en su lugar al instalarlos. También deben sobresalir ligeramente en la cavi­ dad, lo cual significa que tendrán la compresión correcta (véase el capítulo 10 para la instalación de metales de cojinetes).

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Fig. 13.18 Juntas y sellos para el motor: 1 tubo de salida de agua, 2 cubierta del termostato, 3 bomba del agua, 4 bomba del agua a bloque, 5 derivación del líquido enfriador, 6 tapa de engranes de sincronización, 7 sello de aceite del cigüeñal, 8 admisión de aire, 9 sellos anulares para impulsión del iacómetro, 10 caja de engranes a bloque, 11 múltiple de escape, 12 compresor de aire, 13 sello anular de válvula de desahogo, 14 arandela selladora del tapón del depósito de aceite, 15 depósito de aceite, 16 seUo de tapa de cojinete, 17 retén y sello del cigüeñal, 18 tapa de admisión, 19 culata de cilindros, 20 soporte de tobera, 21 tapa de balancines, 22 sellos de vástagos de válvulas, 23 enfriador de aceite Isuzu

Las arandelas o discos de empuje deben estar bien instaladas en sus ranuras en la tapa y en la cavidad para el cojinete en el bloque. Si tienen ranuras para aceite, deben mirar hacia las caras de empuje del cigüeñal. Las tapas de cojinetes se deben instalar en su lugar original; los números y marcas de identifica­ ción en cada cojinete y tapa son para su colocación correcta. Los tornillos de las tapas se deben apretar en orden, empezando en el cojinete central y, luego, en forma alternada hacia cada extremo (Fig. 13.15). Hay que aceitar las roscas de todos los tornillos.

Para acabar de apretar los tornillos se utiliza una llave de torsión. Se deben dar unos golpecitos en cada lado de la tapa de cojinete principal y de la tapa de cojinete de biela, con un martillo blando, para ayudar a alinear la tapa (Fig. 13.19). Cuando se instale el cigüeñal, hay que volver a comprobar el juego longitudinal, que se midió antes de desmontarlo. E l sello de aceite en el cojinete principal trasero es difícil de alcanzar con el mo:or armado; por ello hay que tener mucho cuidacc al instalarlo para evitar futuras fugas.

P A R A D E S A R M A R Y A R M A R EL M O T O R

155 segundo anillo

a)

b)

Fig. 13.19 a) Metales de cojinete alineados correctamente, b) metales de cojinete mal alineados Repco

La tapa del cojinete principal trasero puede ser en forma de puente que se instala en el bloque como se ilustra en la figura 13.20. Los sellos en los lados de la tapa se deben instalar con cuidado.

Pistones y bielas Se instala el pistón en la biela y se instalan los anillos en el pistón y, luego, se instalan el pistón y la biela como conjunto en su cilindro. Muchos tipos" de pistones tienen marcas para indicar el Frente (Fig. 13.13). Hay que instalarlos en esa posición; si' no tienen marcas, hay que colocad­ los en la misma posición original. Las bielas se deben instalar en la posición origi­ nal que tenían en el motor, es decir con los números de identificación hacia un lado específico del mo­ tor, como se observó al desmontarlas. Por ello, hay que instalar el pistón y la biela en su posición co­ rrecta, para que miren en el sentido especificado cuando queden instalados en el motor. Instalación de los pistones Los anillos de pistón deben tener las aberturas entre puntas desalineadas o espaciadas, según lo especifi­ que el fabricante de los anillos o del motor. Se acostumbra que las aberturas estén al lado opuesto al lado de empuje del motor. El espaciamiento de

13.20 Instalación de la tapa del cojinete principal trasero. La flecha indica los sellos laterales de la tapa Isuzu

Fig. 13.21 Posicion de las aberturas entre puntas de los anillos en un pistón Isuzu

las aberturas de los anillos en el pistón se ilustra en la Figura 13.21. Apliqúese una generosa cantidad de aceite en los anillos y en la pared del cilindro para facilitar la instalación con un compresor de anillos, que permi­ tirá la entrada de los anillos en el cilindro v servirá como lubricación inicial al arrancar el motor. . Cuando los pistones estén dentro del cilindro; hay que tirar (jalar) de la biela para asentarla en el muñón del cigüeñal e instalar la tapa.

Sistema de lubricación : Hay que desarmar la .bomba deiaceite y examinar'sitiene desgaste. Desármese luego la válvula de des­ ahogo (alivio) de presión, que puede estar en la bomba o en el bloque, para limpiarla; compruébese que funcione con libertad. El cedazo de succión de la. bomba debe estar en buenas condiciones; lim­ píense con todo cuidado el lodo y depósitos de carbón. Reemplácese el filtro externo de aceite. Realícese una prueba de fugas por los cojinetes para comprobar la instalación correcta de los coji­ netes y los tubos y conexiones para aceite; además, esa prueba sirve para lavar y cebar ei sistema de lubricación. Consúltese el capítulo 10. Engranes de sincronización (tiempo) Las marcas de sincronización en los engranes deben estar alineadas para tener sincronización correcta de las válvulas (Fig. 13.14). Cuando estén alineadas y los engranes instalados, se instalan la tapa de engranes y el amortiguador de vibración en ei cigüe­ ñal. El amortiguador debe estar en buenas condi­ ciones para evitar las vibraciones del motor. Depósito de aceite y tapa de balancines Hay que limpiar el lodo o sedimentos del depósito de aceite, tapa lateral, tapa de balancines y tubos de respiración; de otra forma se contaminará el aceite. La instalación correcta de las juntas y sellos asegurará que no ocurrirán fugas. Siempre que sea posible, y para todos los tornillos especificados, se debe utilizar una llave de torsión para apretar!, ' con uniformidad, para no “ trasroscados” ni rom­ perlos.

M E C Á N IC A P A R A M O T O R E S D IE S E L

156

Fig. 13.23 Orden para apretar los tornillos del volante Isuzu

ocasionar rotura de tornillos, daños en las roscas, y torcimiento de la culata y de la camisa de cilindros. Hay que volver a apretar los tornillos cuando se haya puesto en marcha el motor y esté a su tempera­ tura normal de funcionamiento. a)

b)

Fig. 1-3.22 Volante y cremallera: a) sección del volante y la cremallera, !a fiecha indica el bisel;- b) sección del volante B edford

Volante del m o to r El engrane de la cremallera para arranque se instala por encogimiento sobre el aro del volante. Sidos dientes están muy gastados y dañados,' hay que cortar la cremallera vieja e instalar una nueva. Se debe calentar hasta, que se expanda lo suficien­ te para colocarla en el aro del volante, o sea a unos 3()0°C, hasta obtener un coior azul oscuro. Se puede utilizar con cuidado un soplete oxiacetilénico y pa­ sar la llama con cuidado sin dejar de moverla en toda la circunferencia para, que se expanda con uniformidad con el calor. Como opción, para ca­ lentar -la cremallera, se coloca sobre una pieza de acero que esté caliente. La cremallera se debe instalar en la posición correcta. Los dientes tienen conicidad en el lado donde acopla el piñón del impulsor del motor de arranque y un bisel (chaflán) en el lado de la crema­ llera que queda hacia el reborde en el volante (Fig. 13.22). La cubierta del volante se instala antes que el volante. Se monta el volante en la brida del cigüeñal y se aprietan los tornillos con la mano, con unifor­ midad y en orden (Fig. 13.23). Después se aprietan a la torsión especificada. Culata de cilindros Se utilizan espigas de guía en las partes delantera y trasera de la culata, en dos barrenos rimados, para asegurar la alineación correcta de la junta al insta­ lar la culata. Todos los tornillos de la culata se deben apretar con una llave de torsión; hay que apretarlos en forma gradual y uniforme, desde el centro hacia las orillas, en el orden especificado. Esto es de suma importancia, pues el exceso o falta de torsión puede

Mecanismo de balancines Instálense las varillas de empuje y coloqúese el meca­ nismo de balancines en la parte superior de la culata. Los tornillos de ajuste deben estar flojos, para elimi­ nar la carga de los resortes de válvula contra los balancines al instalar el mecanismo y también evitar .posibles daños;á la-cabeza de la válvula por los pistones si se hace girar el cigüeñal, El ajuste inicial de la holgura de válvulas se hace con el motor frío y el pistón del cilindro relativo en PM S. Después, se comprueba el ajuste con el motor a su temperatura normal de funcionamiento. Múltiples Los'múltiples de admisión y de escape se deben instalar con todo cuidado para evitar fugas. ílay que apretar todos los tornillos con uniformidad a la torsión especificada. Inyectores y bomba de inyección Hay que darles el servicio necesario antes de insta­ larlos. La bomba de inyección se debe sincronizar con el motor. Esto, quizá, no requiera más que observar las marcas de sincronización que se deter­ minaron al desarmar. La sincronización de la bom­ ba de inyección se describe en el capítulo 23. Equipo auxiliar Se debe dar el servicio necesario al motor de arran­ que, alternador, compresor de aire y bomba de vacío o cualquier otro equipo auxiliar, como parte del reacondicionamiento del motor. Sistema de enfriamiento El servicio al sistema de enfriamiento también es parte del reacondicionamiento del motor. Al ar­ mar, hay que examinar el termostato, las camisas de agua, las mangueras y tubos para el líquido enfriador, el enfriador de aceite, el radiador y se debe llenar el sistema con la mezcla recomendada de agua y anticorrosivo o anticongelante.

PA R A D E S A R M A R Y A RM A R E L M O TO R

157

Preguntas para repaso 1. ¿Qué significa mantenimiento? 2. ¿Cuál es la diferencia entre mantenimiento y reparaciones? 3. ¿Cuándo es posible que se necesite un reacondi­ cionamiento general? 4. ¿Cuáles son algunas causas del alto consumo de aceite? 5. Descríbanse los métodos para desmontar el motor en diferentes tipos de vehículos. 6. ¿Qué factores de seguridad se deben tener en cuenta al levantar motores? 7. Menciónense algunos de los buenos métodos ai desarmar un motor. 8. ¿Qué precauciones se deben .tomar para guar­ dar las piezas hasta el momento de volver a . armarlo? 9. Menciónense los diversos componentes exter- . nos que habría necesidad de desmontar antes de empezar a desarmar el motor. . 10. ¿Qué ocurriría si no se vacía (drena) el líquido, enfriador antes de empezar a desarmar el mo•tor? . . 11. ¿Dónde suelen estar los lugares para vaciar el líquido enfriador? •

12. Descríbase el orden para a) aflojar.) - apretír los tornillos de la culata de cilindro^. 13. ¿Por qué hay que trabajar en ese or^L-: 14. ¿Qué tipo de inspección visual se debe e:ec:_ en la culata de cilindros? 15. ¿Qué tipo de inspección se debe efectuaren . ~ pistones y las bielas después de sacarlos del bloque? 16. ¿Cuál es la finalidad del anillo de desgaste en la parte trasera del cigüeñal? 17. ¿Qué orden se sigue, normalmente, para aflojar los tornillos de las tapas de cojinetes principales? 18. ¿Cómo se. pueden verificar las marcas en los engranes de sincronización? 19. Enumérense algunas precauciones generales que se deben observar al armar el motor. 20. Menciónese la ubicación de las diversas juntas . y sellos en un motor. 21.' ¿Cómo se colocan las aberturas entre puntas de los ánilJos antes de instalar el pistón en su ci­ lindro? ' . .22. ¿Cómo se instala el anillo de cremallera en el volante?.. ' < ■ -

Sistema de lubricación

Las diversas partes del motor se lubrican con aceite a presión que envía la bomba.. El aceite llega a esás partes mediante tubos, conductos, agujeros y ranu­ ras que, junto con la bomba, filtros y válvulas para efaceite, forman el sistema de-lubricación. Las partes principales del motor, como los cojinetes-del cigüeñal, tienen lubricación positiva y re-', ciben directamente el aceite a presión;-también se dice que tienen lubricación a presión. Otras piezas se lubrican por salpicado; en éste caso, se lanza el • aceite en forma de chorro mediante un barreno, una boquilla o tubo. Los engranes de sincronización de muchos motores se lubrican en esta forma. Algunas partes del motor no necesitan lubrica­ ción a presión,-sino que la reciben con el aceite que retorna desde otras piezas al depósito o.dependen del' aceite nebulizado que hay en la parte inferior del blo­ que y en el depósito cuando funciona el motor. El aceite expulsado desde otras piezas, por ejemplo los cojinetes de biela, producen un salpicado o ne­ blina de aceite en toda la parte inferior del bloque.

Funciones del sistema de lubricación

JL El aceite lubricante que circula por el motor desem­ peña cierto número de funciones, que son: 1. lubricar ¡as piezas movibles para reducir el des­ gaste. 2. lubricar las piezas movibles para lograr que las pérdidas de potencia por fricción sean mínimas; 3. actuar como enfriador para disipar el calor de las piezas del motor, 4. absorber los choques entre los cojinetes y otras piezas, con lo cual se disminuye el ruido y se aumenta la duración del motor; 5. formar un buen sello entre los anillos de pistón y la pared de los cilindros, 6. actuar como agente limpiador. .

Reducir eí desgaste y pérdida de potencia .El tipo de fricción que Ocurre en el motor suele ser fricción fluida, es decir, fricción entre capas cóntiguas.de aceite en movimiento. Si el sistema de.lubricación no funciona correctamente no se enviará suficiente aceite a las piezas móviles y habrá fric­ ción-, que ocasionaría considerables pérdidas de potencia; si continúa el funcionamiento en esas con­ diciones ocurrirán serios dafíos.en el motor. Los metales de cojinete se desgastarían con rapidez y el calor resultante de la fricción ocasionaría fallas de cojine­ tes, con lo cual se dañarían las bielas y otras piezas. La lubricación insuficiente de la pared .de los cilin­ dros ocasionaría desgaste rápido y escoriaciones de la pared, anillos y pistones. Si el sistema de lubrica­ ción funciona en forma correcta, enviará suficiente, aceite en todas las piezas para que sólo haya fric­ ción fluida.

Translación del calor El aceite del motor circula con rapidez en todo el sistema de lubricación. Todas las piezas movibles reciben aceite, que además de lubricar absorbe el ca­ lor de las piezas del motor y lo lleva hasta el de­ pósito. L1 metal del depósito, a su vez, absorbe el calor del aceite y lo transfiere al aire circundante. Por tanto, el aceite actúa también como agente en­ friador. Cuando se utiliza enfriador de aceite hay un enfriamiento adiciona). El calor transferido al acei­ te se comunica, a su vez, al sistema de enfriamiento de! motor. »

Absorción de choques Cuando se produce la combustión, la presión den­ tro del cilindro tiene un aumento súbito y muy grande. Esto hace que el pistón empuje contra el buje del pasador de pistón, la biela y los metales de cojinete de biela. EntreSp-s cojinetes y los muñones siempre hay cierta holgura que está llena con aceite.

15S

S I S T E M A DE L U B R IC A C IÓ N Cuando la carga aumenta en forma súbita, las ca­ pas de aceite entre los cojinetes y los muñones deben actuar como “ cojín” que resiste la penetración o el desplazamiento y debe seguir habiendo una película de aceite entre las superficies metálicas contiguas. Con la absorción y amortiguación del efecto de las cargas súbitas, el aceite hace que el motor funcione más silencioso y que se reduzca el desgaste de las piezas.

Formación de un seíio Los anillos de pistón deben formar un sello hermé­ tico a los gases contra la pared del cilindro; el aceite que llega a la pared ayuda a los anillos de pistones a lograrlo. La película de aceite en la pared del cilin­ dro compensa las irregularidades microscópicas en­ tre los anillos y la pared, porque sella o llena cuales­ quiera huecos por donde puedan escapar los gases. La película de aceite también lubrica los anillos, con lo cual se mueven con facilidad en sus ranuras y contra la pared del cilindro.

Acción como agente limpiador Cuando el aceite circuía por el motor arrastra la mugre, partículas de carbón y otros cuerpos extraeños., los lleva hasta el depósito y las partículas gran­ des caen al fondo del mismo. Muchas de las partículas muy pequeñas quedan retenidas en el filtro del aceite.-

Sistema de lubricación La figura 14.1 es un diagrama de un sistema de lubricación y se muestra la circulación de aceite en las diversas partes del sistema. Los componentes principales del motor aparecen én el diagrama en la misma posición relativa que tienen en el motor. De arriba hacia abajo en el diagrama son: eje de balan­ cines, árbol de levas, cigüeñal, los conductos en el bloque de cilindros, la galería principal para aceite y la galería para las boquillas de enfriamiento de los pistones; las piezas montadas en diversos lugares del motor (bomba del aceite, enfriador, filtro, etc.) y el depósito. La bomba toma el aceite del depósito, lo hace circular por los diversos componentes ilus­ trados y regresa al depósito.

Circulación del aceite Con referencia de nuevo a la figura, el aceite circula desde el depósito y por las diversas partes del siste­ ma, como sigue: Bomba del aceite La bomba del aceite, por lo ge­ neral, se impulsa desde los engranes de sincroniza­ ción. Succiona el aceite mediante un tubo de suc­ ción que tiene el extremo sumergido en el aceite de! depósito. En el extremo del tubo de succión está montado un cedazo de tela metálica para proteger la bomba contra la entrada de cuerpos extraños. El aceite sale de la bomba, pasa por la válvula de descarga y el enfriador de aceite.

E 1ace ite, no rm al:.:.:'.e. ;-a a por la válvula de descarga sin hacerla : r: pero si la presión en el sistema se vuelve d. alta, esta válvula se abre para devol. er d . depósito y reducir la presión. Con ello, la ala descarga actúa como válvula de seguridad :i enfriador de aceite y el resto del sistema. Enfriador de aceite Transfiere el calor de! ace:te .. líquido enfriador del motor. Luego, el aceite enf: de sale del enfriador a la válvula de desahogo (a.;vioj \ a! resto del sistema. Válvula dt desahogo La válvula de desahogo de presión, llamada también de alivio, regula la pre­ sión en el sistema. Conforme aumenta la velocidad del motor, aumenta también el caudal de la bomba y circula más aceite en el sistema y aumenta la presión en éste. Una vez que se llega a la presión especificada, se abre la válvula de desahogo para drenar la presión sobrante. aeelte ^obrantede la ■válvula regresa al depósito o ear:er. : mo lo indica la línea discontinua.'El aceite que pasa por la válvu­ la de desahogo llega hasta el ñl:r ce aceite. Filtro de aceite Se ilustra un fikro de flujo ríe:' \ lo cual significa que se filtra todo ei acei;e .:ei rr. . /: e incluye también una derivación. En cas< de que se Obstruya el filtro, se abre la válvula de der:\a:: • (“ bypass” ) para que el aceite pase al otro la.. - del filtro y llegue al motor. Sin la derivación, ei fíi’r obstruido restringiría el paso de aceite, ocasiona ‘¡a escasez de aceite y ocurrirían daños en el moto:'. El aceite que sale del filtro se envía por un conducto en el bloque'hasta, la galería principal para aceite, desde dónde se distribuye a muchas piezas del motor. Antes de que el aceite llegue a la galería principal, se envía'a la galería para boquillas de enfriamiento de pistones y al turbücargador. Galería de aceite, para enfriamiento de pistones . En los motores en que se emplea enfriamiento con aceite para los pistones, el aceite que sale de la válvula de desahogo se envía a esta galería, que está en la parte inferior del bloque. Las boquillas o tubos instalados en la galería rocían aceite hacia arriba hasta el interior de la cabeza del pistón, para disipar el calor del mismo. A la vez, se lubrica el perno del pistón. La válvula de desahogo (alivio) de presión es de dos etapas que demoran el suministro de aceite a la galería para enfriamiento de pistones hasta que cir­ cula libremente hacia las otras partes del motor. Turbocargador El aceite enviado al turbocargador lubrica y enfría los cojinetes y retorna al depósito. Galería principal para aceite Esta galería es un conducto que se extiende a toda la longitud del bloque. Hay cierto número de conductos y perfora­ ciones para suministrar aceite a otras partes en el sistema de lubricación, incluso al cigüeñal. Cigüeñal Cada uno de los siete cojinetes principa­ les del cigüeña! ilustrado, reciben aceite de la galería

Válvula de descarga

M E C Á N IC A P A R A M O T O R E S D I E S E L

160

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engranes intermedios Galería principal de aceite

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galería para boquillas de enfriamiento de pistones impulsión de auxiliares

derivación CKftrxa

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enfriador

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depósito de aceite (cárter)

Fig. 14.1 Diagrama del flujo de aceite en el sistema de lubricación

P f r k in s

161

S I S T E M A D E L U B R IC A C IÓ N principal de aceite por un conducto taladrado en el soporte (bancada) para cojinetes en el bloque. Las perforaciones o conductos en el cigüeñal, entre los muñones principales y de biela, suministran aceite a estos últimos. Se puede ver que esto se aplica a todos los cojinetes principales, excepto el central (Cojinete No. 4). Arbol de levas L,os cojinetes del árbol de levas reciben el aceite, por medio de perforaciones en los apoyos en el bloque, desde los cojinetes principales 1, 3, 5 y 7. Eje de balancines El cojinete No. 2 del árbol de levas envía un suministro controlado de aceite al eje de balancines. Este eje hueco lubrica los bujes de los balancines mediante una serie de barrenos; un ba­ rreno pequeño para descarga en cada balancín deja escapar el aceite para lubricar las válvulas y resortes. Engranes de sincronización El aceite para lubricar los engranes de sincronización e intermedios llega por el frente de la galería principal para aceite. Los cubos de los engranes intermedios reciben lubrica­ ción a presión; los otros engranes se lubrican con una boquilla que rocía aceite directamente en sus dientes.. •. • Impulsión de auxiliares La impulsión de auxiliares recibe el aceite mediante, perforaciones, desde la galería-principal de aceite. Otras partes. Para lubricar las varillas' de empuje, seguidores de levas y partes asociadas, se usa el aceite que regresa de los balancines. Filtro de aceite en derivación El sistema de lubrica­ ción puede incluir también un filtro en derivación o de flujo parcial además del filtro de flujo pleno. El filtro en derivación recibe el aceite sobrante de la válvula de desahogo o un suministro restringido. desde la galería principal. El aceite-filtrado retorna al depósito. Instrumentos e indicadores Se utiliza un indicador o manómetro que señala la presión del aceite en el sistema; en algunos casos, se emplea una luz de alarma que se enciende cuando la presión está baja. También se pueden utilizar luces de alarma si hay restricción al flujo en los filtros. Bomba de barrido En algunos tipos de equipo para movimiento de tierras se utiliza una bomba adicio­ nal, llamada de barrido. Esta bomba transfiere el aceite desde la parte de menos fondo del depósito, hasta el pozo del depósito en donde se encuentra el tubo de succión de la bomba normal para aceite. Esto permite operar el equipo en ángulos que, de otra forma, ocasionarían que no hubiera aceite en la succión de la bomba normal y habría pérdida de presión en el sistema.

Flujo de aceite en un sistema En la figura 14.2. se ilustra el flujo de aceite en un sistema; es similar al ya descrito, pero aquí apare­ cen delineados los componentes. El motor tiene

turbocargador y enfriador de aceite. Ei a;e::e t'.ave desde el depósito 1), a través de la bomba 2 . el enfriador 4) y el filtro 6), según se indica . - Le­ chas. El enfriador y el filtro tienen válvula- ar rivación. La galería 7) principal de aceite surr .-. ra aceite a presión al motor y sus accesorios. Med._-. . conductos taladrados desde la galería se envía a:r:te a los cojinetes del cigüeñal y del árbol de levas 9 V a los engranes de sincronización. Las boquillas 8) para enfriamiento de pistones, cerca de los coji­ netes principales, envían aceite para enfriar y lubricar los pistones, pasadores de pistón, anillos de pistón y pa­ red de los cilindros. Se envía aceite al eje 10) de balancines, hueco, mediante conductos en el bloque y la culata de ci­ lindros, para lubricar los balancines y vástagos de válvulas. El aceite sobrante que escurre lubrica las varillas de empuje, seguidores \ á: bol de levas antes de retornar al depósito. Los tubos para el turbocargador 13'; y otros componentes externos del motor, lie- an ei aceite desde la galería principal para lubricarlos

Función ele las válvulas de derivación En algunos sistemas de lubricación, el aceite >e ■deriva del; enfriador y del filtró .cuando sepóne. en marcha ei motor y hasta que alcanza cierta tempe­ ratura. Esto permite lubricación inmediata de los componentes, ya que el aceite frío, de alta viscocidad, 'tendría flujo restringido en el enfriador y el filtro. Esta disposición se ilustra en los diagramas de la figura 14.3.

Con m o to r caliente Para el funcionamiento normal con motor caliente, la bomba 7) succiona el aceite del depósito 6) con el tubo de succión 9). La bomba envía el aceite calien­ te del depósito por el enfriador 10) y el filtro 4) de aceite y hacia la galería principal 1). El aceite se envía al turbocargador por ei conducto 2) y retor­ na al depósito por el conducto 3); no.se ilustran el turbocargador ni las conexiones con los conductos para aceite. Con esta disposición se obtienen enfria­ miento y filtrado del aceite con flujo pleno. La válvula 8) de derivación del enfriador y la válvula 5) de derivación del filtro de aceite están cerradas por sus resortes. Con m o to r frío Durante el arranque y mientras calienta el motor, la diferencia en presión en cada lado de las válvulas de derivación vence la carga del resorte y hace que se abran. La bomba envía el aceite por la válvula 8) de derivación del enfriador y la válvula 5) de deriva­ ción del filtro hasta la galería principal 1) y el turbocargador 2) a fin de tener aceite de inmediato en donde se necesita.

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M E C A N IC A P A R A M O T O R E S D IE S E L

Fig. 14.2 Sistema de lubricación: 1 depósito, 2 bomba del aceite, 3 válvula de derivación del enfriador, 4 enfriador de aceite, 5 válvula de derivación del filtro de aceite, 6 filtro de aceite, 7 galería para aceite, 8 boquillas para enfriamiento de pistones, 9 cojinete del árbol de levas, 10 eje de balancines, 11 suministro de aceite a componentes externos, 12 conexión para presión, 13 turbocargador C a t e r p il l a r

Cuando el aceite está caliente, disminuye la dife­ rencia en presión a través de las válvulas de deriva­ ción, que se cierran para permitir el flujo normal de aceite por el enfriador y el filtro. Las válvulas de derivación se abrirán si hay una restricción en el enfriador o en el filtro, a fin de que no se disminuya la lubricación del motor.

Sistema de flujo y enfriamiento por demanda En los motores Cummins se utiliza un sistema de lubricación llamado “ Sistema de lubricación con flu jo y enfriamiento por demanda” (D E C por sus

siglas en inglés). Este sistema es diferente al de flujo pleno, porque regula el flujo y enfriamiento del aceite “ por demanda” en vez de que trabaje en forma continua a toda su capacidad. Con ello, el sis­ tema de lubricación consume menos potencia del motor. Las características diferentes entre el flujo por demanda y el flujo pleno son: 1. la presión en la galería principal es más baja, 2. se reduce el flujo máximo de aceite desde la bomba, 3. se controla la cantidad de aceite que pasa por el enfriador.

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S I S T E M A D E L U B R IC A C IÓ N

a)

b)

Fig. 14.3 Flujo del aceite en el enfriador y el filtro: a) con el motor caliente y b) con el m o to r frío: 1 galería para aceite, 2 aceite al turbocargador, 3 aceite desde el turbocargador, 4 filtro de aceite. 5 válvula de derivación del filtro, 6 depósito de aceite, 7 bomba del aceite, 8 válvula de. derivación del enfriador, 9 entrada de aceite, 10 enfriador de aceiteC a t e r p il l a r -

El aceite que se envía al enfriador 10 pasa por La .figura 14.4 es un diagrama del sistema de una válvula 9) de derivación antes de entrar ni en­ lubricación D FC . El motor se muestra en el centro friador; esta Válvula tiene control por temperatura. del diagrama, con la bomba 2) del aceite a la dere­ Cuando el• cha y el enfriador 1.0) y filtro I3).á la izquierda, El . • ’ aceite está frío, - el aceite *•* tiene dos tra\ toría-s de flujo:'una es por el. enfriador y, luego, al sistema funciona como sigue: La bomba 2) del tipo de engranes toma el aceite . ’ filtro; la segunda lo deriva deí enfriador y va dire . : ’ al filtro. Sólo se enfría- alrededor de la mitad, del del depósito y lo envía a presión al enfriador 10) de aceite antes de que llegue al filtro.y penetre al motor. aceite. •11

flujo secundario por el enfriador

motor caliente

14.4 Sistema de lubricación con flujo y enfriamiento por demanda: 1 entrada a la bomba, 2 bomba del aceite, 3 válvula limitadora de alta presión, 4 válvula reguladora de presión en la galería principal, 5 retorno al depósito, 6 orificio, 7 manguera de señal de galería principal, 8 descarga de la bomba, 9 válvula de derivación, 10 enfriador de aceite, 11 conducto al filtro de aceite, 12 válvula de derivación del filtro, 13 filtro de aceite, 14 flujo de aceite del filtro al m otor

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Cuando el aceite está caliente, la válvula 9) de derivación le corta el paso directo al filtro y todo el aceite circula por el enfriador. La válvula de deriva­ ción es sensible a la temperatura; a menos de 110°C está abierta para derivar algo de aceite directamen­ te al filtro; pero a una temperatura más alta se cierra de modo que todo el aceite pase por el enfriador antes de entrar al filtro. La bomba de! aceite incluye una válvula 3) limi­ tadora de alta presión y una válvula 4) reguladora de presión. S; la presión en el sistema excede de la máxima especificada, se abrirá la válvula 3) ¡imita­ dora de alta presión para retornar el exceso de aceite al depósito. La válvula 4) reguladora de presión la regula a alrededor de 280 kPa. Una manguerá 7) de señal que sale de la galería principal en e! bloque detecta la presión del aceite en ese lugar. La manguera de •señal transfiere aceite a presión a la parte superior de la válvula reguladora 4) en donde se “ balancea” por la carga del resorte en la parte inferior de la válvula. L1 exceso de aceite se devuelve al depósito. El principio del flujo por demanda ahorra po­ tencia del motor porque hay menos restricción a! flu jo de aceite en el sistema cuando éste se deriva del enf riador y también porque se reduce la fricción de­ fluido con el. aceité a temperaturas más altas cuá.ndo el motor funciona en frío y con cargas ligeras. •También sesahorra potencia del motor’porque’ la bomba trabaja a.menor presión y con flujo redu­ cido.

Componentes del sistema de lubricación Bombas de aceite Se utilizan dos tipos cié bombas en el sistema de lubricación del motor: bomba de engranes y bomba de rotor. Se impulsan desde el tren de engranes de sincronización, desde los engranes de impulsión de auxiliares y, en algunos casos, por medio de engranes desde el árbol de levas.

Bomba de engranes Esta bomba tiene un cuerpo en donde se alojan dos engranes endentados. Uno es el engrane de mando (impulsor) y el otro es el engrane mandado (impul­ sado). El aceite penetra a la bomba por el tubo de succión; no pasa entre los dientes sino que se lo conduce alrededor del exterior de los engranes, en­ tre los dientes y el cuerpo de la bomba. En la figura 14.5 se ilustran los componentes de una bomba de engranes y la bomba particular que se muestra recibe impulsión desde e! árbol de levas mediante un eje de mando vertical. En la figura 14.6 se ilustra una bomba impulsa­ da desde el tren de engranes de sincronización. Se utiliza un engrane intermedio para impulsar, desde el cigüeñal, un engrane en el eje de la bomba.

M E C Á N IC A P A R A M O T O R E S D IE S E L

Fig. 14,5 Piezas de una bomba del tipo de engranes: 1 eje de mando, 2 cuerpo de la bomba, 3 engrane conducido, 4 eje, 5 engrane conductor, 6 tapa, 7 cedazo L eyland

Bomba de ro to r ■ La característica de esta bomba es que tiene un ro­ tor interno con lóbulos externos que actúan en un rotor externo con lóbulos internos. El rotor externo tiene cuerpo cilindrico por fuera y se instala en el cuerpo de la bomba, para que gire. En la figura 14.7 se ilustra la disposición de los rotores. El rotor interno está montado en un eje y tiene impulsión desde el motor. Esto a su vez impulsa al rotor ex­ terno que gira dentro del cuerpo. El rotor externo tiene un lóbulo más que el interno para tener es­ pacio entre los lóbulos. El aceite atrapado entre los lóbulos de los rotores se mueve desde la entrada hasta la salida de la bomba y descarga en el sistema de lubricación. En la figura 14.8 se ilustra una bomba del tipo rotor, en corte, para mostrar las piezas internas. La bomba recibe la impulsión desde el engrane 4) del cigüeñal mediante un engrane intermedio 3) que acopla con el engrane 5) de la bomba en el eje del rotor interno. En el cuerpo de la bomba está instala­ da una válvula de desahogo de presión accionada por resorte.

S I S T E M A D E L U B R IC A C IÓ N

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2

Fig. 14.6 Piezas de una bomba de aceite impulsada por engranes: 1 engrane intermed o. 2 cuerpo para engrane intermedio, 3 engrane de mando, 4 engranes de la bomba, 5 tapa Isuzu

Válvula de desahogo (alivio) .La bomba del aceite suministra mucho más aceite del necesario para mantener la presión requerida en el sistema de lubricación. Cuando aumenta la velo­ cidad del motor., la bomba gira a más revoluciones y envía más aceite al sistema; en.realidad, mucho más del .necesario. . • •. Se utiliza una válvula de desahogo; llamada.tam­ bién reguladora de presión, instalada-.erija bomba o en la galería de aceite, para impedir un.aumen­ to excesivo de presión en ei sistema. Consta de.una bola o de un embolo, bajo carga de resorte para cerrar un orificio. Cuando la presión delaceite llega a un valor determinado por la carga del resorte, se obliga a la bola (o al émbolo) a moverse y abrir el orificio. Esto permite que el exceso de aceite, que no se necesita para mantener la presión en el sistema, retorne al depósito. Por tanto, la bomba suministra suficiente aceite al sistema para mantener la presión requerida y el exceso de aceite retorna al depósito. Se debe tener en cuenta que la presión aumenta en el sistema porque la bomba mantiene un sumi­ nistro de aceite y también por las restricciones pre­ sentadas en las pequeñas holguras para cojinetes, etc. Entonces, cuando hay cojinetes muy gastados y con holguras grandes, una válvula abierta perma­ nentemente, o una falla similar, la presión en el

sistema de lubricación estará baja. En cualquiera de estos casos, la bomba descargará su.capacidad máxima pero no puede suministrar suficiente aceite para aumentar la presión. e>

Funcionam iento de la válvula La válvula de desahogo de la figura i4.^ consta -i: un émbolo bajo carga de resorte que se mué’ - er una cavidad en el cuerpo de la bomba. Cierra ur conducto entre Jos lados de entrada y descarga de-u: bomba y se mantiene'én su lugar- por la carga de resorte. El aceite a presión de la bomba actúa con­ tra el extremo del émbolo y la carga de resorte, h decir, la carga de resorte trata de mantener al émbo­ lo de modo que cierre el conducto y ¡a presión del aceite trata de moverlo para abrir el-conducto. Durante el funcionamiento, cuando la presión en el lado de salida de la bomba llega a un valor que se determina por la carga del resorte, el émbolo se moverá en su cavidad para abrir en forma parcial

3

Fig. 14.7 Rotores de una bomba de aceite: 1 cuerpo de ¡a bomba, 2 rotor externo, 3 rotor interno, 4 marcas M azda

Fig, 14.8 Bomba de aceite tipo de rotor: 1 entrada. 2 válvula de desahogo, 3 engrane intermedio, 4 engrane de! cigüeñal, 5 engrane de mando. 6 rotores, 7 salida B ecforc

166

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un orificio que abre el conducto y permite que el exceso de aceite retorne al lado de entrada de la bomba. El émbolo permanecerá en equilibrio entre la presión del aceite y el resorte y abrirá o descubri­ rá el orificio al grado necesario para el retorno del exceso de aceite y para mantener una presión cons­ tante en el sistema.

Servicio a la bomba del aceite La eficiencia de la bomba del aceite depende de la con­ dición de sus piezas de la holgura entre las partes ro­ tatorias \ el cue: p . En la bomba del tipo de rotor se desmonta !a tapa del cuerpo para tener acceso a los ro­ tores \ efectuar las siguientes comprobaciones. Examínese si los rotores tienen escoriaciones o desgaste. Utilícese un calibrador de hojas para deter­ minar la holgura entre los lóbulos de los rotores y entre el'rotor externo y el cuerpo. Por ejemplo, la especificación en un tipo de bomba es de 0.3 mm máximo en cada uno de esos lugares. Para .comprobar el juego longitudinal de los rotores, se coloca una regla de acero a través de la cara del cuerpo de la bomba. Mídase la holgura entre el extremo de los rotores y la regla con calibra­ dor de hojas (máximo 0.15 mm). La planicidad.de la lapa sé. comprueba en forma similar .y la variación •no debe ser mayor de 0.15 mm; si lo es, hay que maquinar la tapa. ' Si la holgura entre los rotores es excesiva, ocu- ' rrirán caídas de presión entre los lados de alta y de baja presión de la bomba y será necesario reempla­ zar las piezas internas o toda la bomba.

Filtros de aceite En los motores Diesel se utilizan uno o más filtros de aceite. Por ejemplo, en un motor puede haber un filtro de ílujo pleno y uno de derivación; en otros, puede haber dos o más filtros de' flujo pleno conec­ tados en serie. ' Durante el funcionamiento del motor se mez­ clan con el aceite partículas de carbón, polvo y metal. Los filtros mantienen limpio el aceite porque retienen las impurezas que podrían pasar por los conductos para aceite hasta las superficies de apoyo y dañar los cojinetes, muñones y otras superficies.

Filtros en derivación (Fig. 14.9) Sólo filtran una parte del aceite que envía la bomba hacia los conductos en el motor. Se instala a rosca un tubo para aceite en la gaiería, el que deja pasar una cantidad reducida de aceite al filtro y de retor­ no al depósito. Este aceite no se envía a los conduc­ tos para aceite, sino que se deriva del motor y, ya limpio, vuelve al depósito para volver a entrar a la bomba. En esta forma, siempre se filtra una parte del aceite, aunque no vaya en camino a las piezas del motor. Conforme se acumulan impurezas en el filtro, pierde su eficiencia y hay que limpiarlo o reempla­ zar el elemento.

cojinetes

válvula reguladora de presión

bomba

Fig. 14.9 Principio del filtro en derivación. Se muestra también la válvula reguladora de presión

Filtros de flujo pleno (Fig. 14.10) Todo el aceite que sale de la bomba pasa por el filtro en camino a los cojinetes y otras piezas del motor; por tanto, la lubricación es con aceite filtrado, siem­ pre y cuando los filtros estén en buenas condicio­ nes. El filtro tiene una válvula cíe desahogo, de modo que, si se obstruye el filtro, se abrirá y conti­ nuará el suministro de aceite al sistema. Los filtros de ílujo pleno funcionan con una presión más alta que los; de derivación. Por ello, durante el servicio hay que reemplazar-los sellosy apretar el tornillo de la tapa o la caja cíel filtró a la torsión especificada, para que no. ocurran fugas.Servicio a los filtros de aceite Algunos filtros tienen elemento reemplazable; la tapa del filtro se quita para alcanzar el elemento. En la figura 14.11 se ilustra este tipo de filtro. Para darle servicio, se saca y desecha el elemento, se limpian la tapa y la'caja y se instala el nuevo ele-, mentó. Hay que colocar un sello nuevo entre la tapa y la caja y el tornillo de la tapa se debe apretar a la torsión especificada. Se pone en marcha el motor y se examina si hay fugas por el filtro. Los filtros del tipo ciesechable son un recipiente metálico para alojar el elemento (Fig. 14.12). Se les llama desechables porque se desecha todo el filtro y se instala uno nuevo. En la figura 14.13 se ilustra la

cojinetes

válvula reguladorai de presión bomba válvula de desahogo

Fig. 14.10 Principio del filtro de aceite de flujo pleno. Se muestra también la válvula reguladora de presión

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167

1

Fig. 14.13 Herramienta para desmontar el filtro desecra; -R epcc

3. Cúbrase el sello de caucho con aceite. 4. Enrosqúese el filtro en su lugar hasta que el sello haga contacto con la superficie de montaje. 5. Apriétese entre media y tres cuartos adicionales de vuelta. 6. Póngase en marcha el motor y examínese si hay ' fugas.

Enfriador de aceite

Fig. 14.11 Filtro de aceite con elemento reemplazable: 1 válvula de derivación, 2 caja del fiítro, 3 sello, 4 elemento, 5 tápa del filtro, 6 tornillo central B edford

herramienta para desmontar el filtro. Tiene una banda qué se ajusta alrededor del' recipiente y'se aprieta al moverla y permite desenroscar el filtro de su lugar de montaje. Los filtros de aceite se deben reemplazar a los intervalos especificados. Para reemplazar este, tipo de filtro, precédase como sigue: 1. Limpíese la superficie de montaje del filtro. 2. Llénese el filtro Con aceite nuevo.

En la figura 14.14 se'ilustra el enfriador de aceite montado en Un motor. En algunos motores, el enfria­ dor se monta en u n lado del bloque, tiene e! ele­ mento o núcleo dentro de las camisas de auua \ es parte del sistema de enfriamiento.En otros m : torcM. como el-que se ilustra, el enfriador es un c mf - . nenie separado.. . •. • El enfriador ilustrado se sujeta con tornilK - e ¿ una superficie maquinada en un lado-del bloque: esa superficie se utiliza para la caja del filtro de aceite en motores que no tienen enfriador; cuand lo tienen, hay una superficie para.montaje del filtro en el cuerpo del enfriador. Hay perforaciones en el bloque, el cuerpo del enfriador y la caja del filtro, que permiten -que el aceite enviado por la bomba 3

Fig. 14.12 Filtro de aceite desechable

P erkins

Fig. 14.14 Enfriador de aceite montado en el m o :c ' 1 enfriador de aceite, 2 depósito de a c e jr 3 tubos para líquido enfriador - í n- ■

168 pase por el enfriador, por el filtro y, luego, por la galería principal de aceite en el bloque. Los tubos y mangueras que conectan el enfria­ dor con el sistema de enfriamiento del motor se instalan en el frente del enfriador (Fig. 14.14). El líquido enfriador entra al enfriador, pasa por ios tubos del mismo y retorna al sistema de enfria­ miento después de absorber el calor del aceite. En la fisura 14.15 se ilustra un enfriador de aceite en sección parcial; es del tipo de tubos y aletas. El aceite rodea los tubos y aletas; el líquido enfriador está confinado en los extremos y en el interior de los tubos del enfriador. Una válvula de derivación está instalada en la parte superior de la caja del enfriador:

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o

.Fig. 14.16 Boquilla para enfriamiento de pistones • . ' • Perkins »• .

miento es aplicable en particular-a los motores con inyección directa, que tienen el espacio para com­ bustión en la cabeza del pistón. En la figura 11.2 se ilustra otro tipo, de boquilla para enfriamiento de pistones. . ■

Lubricación de'¡os cojinetes del • motor

v Fig. 14.15 Enfriador de aceite. 1 tapa de extremo, 2 tubos para líquido enfriador, 3 aletas, 4 tapa de extremo, 5 y 6 conexiones para mangueras de líquido enfriador, 7 válvulas de desahogo P erkins

Boquillas para enfriamiento de pistones En la parte inferior del bloque de cilindros está instalada una boquilla para enfriamiento de cada pistón y se ilustra una en la figura 14.16. El tornillo hueco tipo banjo se instala en un barreno taladrado en el bloque en la galería de aceite para boquilla de enfriamiento. El tornillo sujeta el cuerpo de la boqui­ lla en el bloque y tiene perforaciones para el paso del aceite que viene de la galería. El tubo o boquilla está apuntado de modo que ei aceite lubricante que ya pasó por el enfriador se rocíe contra la parte inferior de la cabeza del pistón, en donde absorbe el calor de la zona de combustión antes de volver ai depósito. Este tipo de enfria-

La finalidad más importante del lubricante es con­ vertir la fricción seca en fricción fluida. La fricción seca ocurre entre superficies limpias sin lubricante. La fricción fluida ocurre debido a la fricción interna del lubricante. El término fricción límite significa una situación entre la fricción seca y la fluida en donde las superfi­ cies casi no tienen protección y sólo tienen una película grasienta; por tanto, las superficies están en contacto, no separadas por una capa de aceite. La fricción límite es importante para entender la lubri­ cación de un eje y un cojinete. Si se considera un eje, por ejemplo un cigüeñal, que está estacionario en su cojinete, entonces cual­ quier lubricante que hubiera estado en el cojinete cuando se detuvo el eje será expulsado por la carga del eje. Esto ocurre en particular si el eje permanece inmóvil durante un tiempo un poco largo. Cuando el eje empieza a girar, se requerirán, quizá, varias revoluciones antes de que el lubricante haya circu­ lado por completo alrededor de: cojinete y de que el eje esté flotando en el aceite. Durante este tiempo, hay fricción seca y en los límites y es cuando ocurre

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el máximo desgaste de los cojinetes. Los aditivos químicos en el aceite pueden ayudar a proteger contra los efectos de la fricción límite. El término lubricación límite o marginal se pue­ de utilizar respecto a la pequeñísima cantidad de lubricante (una película de aceite), entre el eje y los cojinetes en estas condiciones. Todas las piezas del motor reciben sólo lubricación marginal al ponerlo en marcha; en este periodo crítico es cuando ocurre la mayor parte del desgaste del motor.

Principio de la cuña de aceite (lubricación hidrodinámica) El aceite a presión enviado por una bomba hasta un cojinete no ocasiona, como se creería a primera vista, que el eje se separe de los cojinetes y que flote en el aceite. La rotación del eje es lo que lo ocasiona, pues recibe capas del aceite entregado al cojinete y lo hace girar consigo. Estas capas de aceite quedan acuñadas entre el eje y el cojinete, por lo cual el eje, por sí mismo, se levanta o ilota en el aceite. Por tanto, la rotación del eje es la que hace que ocurra la dotación a fin de evitar el contacto de metal con metal y no se debe a que el aceite que viene de labomba esté a presión. Esto se conoce como lubrica­ ción hidrodinámica. Se observará en los diagramas . de lubricación de los motores que el conducto para aceite a los cojinetes principales del cigüeñal suele estar en la parte superior y, por tanto no trata de' empujar el. eje hacia arriba en el cojinete.

Cojinete, eje y cuña de aceite En la figura 14.7 se ilustra el orden, desde o) hasta d), de la acción del eje cuando ha empezado a girar en el cojinete.y producido una cuña de aceite. Figura 14.17 a). E l eje está detenido y en X se indica la zona donde sólo una película.de aceite cubre el eje y el cojinete. Esta es la condición en la cual existe lubricación marginal. Figura 14.1,7 b). Cuando el eje empieza a girar, rueda ligeramente para hacer contacto con el coji­ nete en Y; todavía no hay más que lubricación marginal. Cuando el eje gira en esta posición, pro­ duce presión por su propia rotación. En la parte superior hay una capa gruesa de aceite y poco o ninguno en la parte inferior. Por tanto, el eje actúa como si fuera una bomba de aceite y obliga a que aumente la presión en Y y a que se produzca baja presión en el lado opuesto. Esto empuja al eje hacia el centro del cojinete. Figura 14.17 c) La velocidad del eje ha aumen­ tado, ha rodado hacia las capas de aceite y las ha arrastrado y tiene que moverse a la derecha, con lo cual el eje está ahora rodeado por aceite. Figura 14.17 d) E l eje gira en forma satisfactoria y ilota en el aceite. La presión debida a la rotación es máxima en Z y mantiene al eje separado del cojinete. La holgura entre el eje y el cojinete en realidad es muy pequeña y se ha exagerado en la ilustración

Fig. 14.17 Principio de ia lubricación de un eje y cojinete. E: eje g:ra hacia la izquierda

para mostrar con más claridad las acciones del eje y del cojinete.

Ventilación dei motor El bloque de cilindros y el depó'-iio de aceite deben “ respirar” , es decir, descargar cualquier presión alta que se produzca y también aliviar cualquier baja .presión que ocurra dentro del bloque y el depó­ sito de aceite. Para este fin se utiliza el sistema de ventilación del motor y también para eliminar los vapores que se forman, a fin de qué no produzcan efectos dañinos. ’ Durante el funcionamiento del motor aumenta la temperatura en el depósito de aceite y también la presión. Se escapa una pequeña cantidad de gases de'combustión por los pistones y aumenta asimismo la presión en el “ cárter” . La humedad que se con­ densa en las superficies del motor y el depósito cuando el motor se para y se enfría, se vaporiza a la temperatura de funcionamiento. Dadas las condicio-nes existentes en el depósito de aceite se producen ácidos corrosivos; cuando hay humedad o agua presentes, se forman lodos en el aceite. La forma más sencilla de ventilación del motor es mediante un tubo en la parte inferior del mismo, que descarga a la atmósfera. Sin embargo, es un simple respiradero que, aunque deja escapar los ga­ ses, permite la entrada de polvo y humedad.

Sistema de ventilación positiva Existen sistemas para la ventilación positiva, en la parte inferior del bloque y en el depósito de aceite de los gases, que son nocivos para el comportamiento del motor y la atmósfera. Los gases vuelven a las cámaras de combustión en donde cualquier com­ bustión que contengan se quema antes de descar­ garlo en los gases del escape. En la figura 14.18 se ilustra un sistema de venti­ lación positiva del motor. Hay un tubo que conecta la tapa de balancines con el múltiple de admisión. Debido a que la presión en el múltiple es más baja que en el interior de la tapa de balancines y del depósito de aceite, el aire, junto con los vapores del

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170 entrada desde el filtro de al

salida aesde tapa de balancines

Fig. 14.19 Válvula de ventilación del motor. 1 conexión para manguera al múltiple de admisión, 2 diafragma, 3 filtro, 4 conexión al motor MAN.

anillo superior de compresión .

baja presión constante en el depósito de aceite y la parte inferior del motor y se produce un flujo de aire y vapores desde, ellos hasta el múltiple de admisión' siempre que el motor, está en marcha. El cuerpo de la válvula incluye un material fil­ trante que actúa-como, separador del aceite que el aire y los vapores haya arrastrado.

Respiraderos Fig. 14.18 Disposición básica de un sistema de ventilación cerrado Ford

depósito, pasara desde la tapa de balancines hasta el múltiple de admisión. A fin de tener un ílujo posi­ tivo de los gases, también hay un tuvo que va desde el filtro de aire hasta el motor, para enviar aire limpio hacia su parte inferior. En la ilustración se muestra en el sentido del ílujo de aire. En :a figura 14.19 se ilustra un sistema un poco diferente, con una válvula de ventilación conectada entre la parte inferior del bloque y el múltiple de admisión. La manguera conectada entre esas dos piezas crea un vacío (baja presión) dentro del depó­ sito, que se controla con la válvula de ventilación, la cual consiste en un diafragma, la válvula y un resorte alojados en el cuerpo de la válvula. El conducto a través de la válvula se abre y se cierra por el movi­ miento de la válvula en relación con su asiento. La válvula está sujeta al diafragma, el cual está “ balanceado” entre la fuerza del resorte y la baja presión en el depósito de aceite. Cualquier varia­ ción en esa baja presión hace que el diafragma mueva la válvula hacia la posición de apertura o de cierre a la distancia necesaria para restablecer la baja presión en el depósito. Por tanto, se mantiene una

En el bloque o en la tapa de balancines de algunos motores-se instalan respiraderos que incluyen un filtro pequeño. Se describen en el capítulo 17.

Preguntas de repaso 1. Enumérense las diversas funciones que efectúa el aceite lubricante del motor. 2. ¿Qué piezas se podrían dañar si el sistema de lubricación no envía suficiente aceite? 3. ¿Cómo se disipa el calor de aceite lubricante? 4. Sígase el flujo de aceite en el diagrama del sistema de lubricación y descríbase la forma en que cada parte del motor recibe su suministro de aceite. 5. ¿Cuál es la finalidad de la válvula de desahogo de presión? 6. ¿Cuál sería el posible efecto si la válvula de desahogo: a) se trabará abierta, b) se trabará cerrada. 7. Menciónese la diferencia entre los filtros de aceite de flujo pleno y de derivación. 8. ¿Por qué se utilizan las boquillas para enfria­ miento de pistones?

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2

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5

lujo de líquido enfriador

^

ílujo de aceite lubricante

-*■

Fig. 14.20 Corte de un m otor Cummins en línea. Se señalan las piezas relacionadas con los sistemas de enfriamiento y lubricación: 1 termostato, 2 compresor de aire, 3 tubo transversal para aire de admisión, 4 balancines, 5 varilla (tubos) de empuje, 6 postenfriador, 7 inyector, 8 pistón, 9 biela, 10seguidoresde levas, 11 sello de aceite del cigüeñal, 12 conducto principal para aceite, 13 cigüeñal, 14 depósito de aceite, 15 tubo de suministro de aceite, 16 bomba de aceite, 17 aceite a la impulsión de accesorios, 18 am ortiguador de vibración, 19 aceite del enfriador, 20 aceite al enfriador, 21 bomba del agua, 22 polea intermedia (loca) C

9. ¿Qué es un sistema de lubricación de flujo por demanda? 10. ¿Cómo funciona el enfriador de aceite? 11. Expliqúese cómo funciona una bomba de aceite del tipo de engranes. 12. Descríbase el flujo de aceite en otro, tipo de bomba del aceite, y compárese con el de la bom­ ba de engranes. 13. ¿Qué tipo de inspección se debe efectuar cuando se desarma la boma del aceite?

u m m in s

14. Descríbase el método para el servicio a un filtro de aceite con elemento reemplazable. 15. ¿Por qué a un tipo de filtro de aceite se le llama desechable? 16. Expliqúese cómo se instala un filtro desechable. 17. ¿Qué es fricción? 18. ¿Qué significa lubricación límite? 19. Descríbase la acción de un eje en rotación en u: cojinete que recibe aceite lubricante a presión. 20. ¿Qué es la ventilación del motor?

Sistemas de enfriamiento

La finalidad del sistema de enfriamiento es manlener él motor a su temperatura de-funcionamiento más eficiente a todas las velocidades y en todas las condiciones. Durante la combustión, las tempera­ turas son altas y se genera una-gran cantidad de calor. Como se ilustra-en la figura 15.1, alrededor cjel 25%..del .calor se utiliza par.a efectuar trabajo útil, 31% se disipa con los gases de escape y 33% sé absorbe en .él sistema de enfriamiento. 01 resto del calor se utiliza para vencer la fricción del motor. Esos porcentajes son sólo aproximados y pueden variar en tipos particulares de motores, pero mues­ tran la necesidad de un eficiente sistema de enfria­ miento. También permiten apreciar el trabajo que debe ejecutar e! sistema de enfriamiento, cuando se tiene en cuenta que alrededor de una tercera par­ te de la energía térmica del combustible que entra al motor, sale por el sistema de enfriamiento. pérdida en sistema de enfriamiento 33%

otras pérdidas térmicas

pérdida en el escape 31%

Parte del calor de las cámaras de combustión lo absorben las paredes de los cilindros, culatas de cilindros y pistones; éstos a su vez deben ser enfria­ dos por algún medio a fin de que las temperaturas no se vuelvan excesivas. La. temperatura en la pared de los cilindros no debe subir, por arriba de 30()°C. Las temperaturas más altas hacen que'se desintegre la película de aceite y pierdasus propiedades lubri­ cantes; sin embargo, es deseable que el motor fun­ cione a una temperatura lo más cercana, hasta donde sea posible, a los límites impuestos por las propie­ dades del aceite. Si se disipa, demasiado calor a través de las paredes y de la culata de los cilindros, se reduciría la eficiencia térmica del motor. Dado que el motor es muy poco eficiente cuando está frío, el sistema de enfriamiento incluye compo­ nentes que evitan el enfriamiento normal durante el periodo de calentamiento. Fistos componentes per­ miten que las piezas del motor alcáncen con rapidez su temperatura de funcionamiento y reducen el ineficiente periodo de funcionamiento en frío. Por tanto, el sistema de enfriamiento hace bajar la tem­ peratura con rapidez cuando el motor está caliente y sólo permite enfriamiento lento o no lo permite durante el periodo de calentamiento y cuando el motor está frío. Se utilizan dos tipos generales de sistemas de enfriamiento: por aire y por líquido. En casi todos los motores automotrices se emplea enfriamiento por líquido, aunque los motores de avión, de moticicleta, de cortadoras de césped y los estacionarios pequeños se enfrían con aire.

CalOfpérdida por fricción 10%

potencia útil 25%

Fig. 15.1 Porcentajes aproxim ados de pérdidas de calor en un m otor Ford

Debido a que el calor es muy importante para el funcionamiento dei motor, es esencial conocer sus efectos. El calor es una forma de energía; cuando el combustible se quema en la cámara de combustión el calor desprendido hace funcionar el motor. Por

S I S T E M A S DE E N F R IA M IE N T O esta razón, a los motores de combustión internase les llama a veces motores térmicos. El calor y la temperatura no son lo mismo. Se puede considerar que el calor corresponde a cierta cantidad de energía térmica, mientras que la tempe­ ratura es el grado en el que un cuerpo está caliente o frío. Se suele decir que algo está caliente cuando se encuentra más arriba de la temperatura atmosférica normal y frío cuando está por debajo de esa tempe­ ratura. Considérense dos piezas de acero, una grande y una pequeña, ambas a la misma temperatura. La pieza grande contendrá más calor que la pequeña. Sin embargo, una de ellas está igual de caliente que la otra, es decir, ambas están a la misma tempera­ tura.

Efectos del calor Cuando se aplica o extrae el calor de una sustancia se puede alterar en las siguientes formas: Cambio de temperatura El calor aplicado a una sustancia ocasiona un aumento en la temperatura;' el calor extraído o removido ocasiona un descenso en la temperatura. Cambio de color La aplicación de calor a los meta­ les ocasiona un cambio en el color; por ejemplo, cuando se calienta-el acero, la superficie brillante tendrá un cambio gradual en el color. Según sea latemperatura, se verá una gran variedad de colores.' Son los llamados colores de temple. Cambio de estado El calor puede hacer que una sustancia cambie su estado, es .decir, que cambie dé sólido a líquido o de líquido a gas, tal como el hielo que se convierte en agua y el agua en vapor. El hie­ lo cambia del estado sólido al líquido y luego al gaseoso o vapor debido a la aplicación de calor. Cambio de volumen (expansión y contracción) La adición de calor a una sustancia hace que las molé­ culas que la componen se separen y que aumente su volumen. Esto se conoce como expansión o dilata­ ción. La remoción del calor (enfriamiento) hace que las moléculas se reúnan y se reduzca su volumen. Esto se conoce como contracción. Todas las sustan­ cias se expanden cuando se calientan y se contraen cuando se enfrían. La expansión de un gas, cuando se calienta, puede ser muy grande y llenar cualquier espacio disponible para aumentar el volumen. Los líquidos y sólidos se expanden en menor grado, porque sus moléculas están más o menos fijas y no tienen tanta libertad para moverse como las de un gas.

Comportamiento del agua Los distintos líquidos se expanden con diferentes coeficientes, pero el agua tiene un comportamiento anormal, pues se contrae cuando se enfría hasta llegar a 4°C y desde ahí hasta que se congela a 0°C se expandirá. Con enfriamiento adicional por abajo

173 de 0°C, el hielo se contraerá t. v. ; . . >v¿_ normal. Esta información es importante para !c»s.i e■c*-l los que trabajan en climas muy frí, > ( .- Jo tn p la temperatura, el agua del sistema de . fm m iri empezará a congelarse y, por tanto, a e \p _ - :5rs. y como resultado ejercerá una fuerza trer/.t m. puede reventar el radiador y agrietar las can: -. agua. Por esta razón, se utilizan mezclas de anticongelante en el sistema de enfriamiento c-_ vehículos que trabajan en climas fríos. Los antn rgelantes son líquidos con punto de congelación más bajo que el del agua y no se congelarán en ei sistema de enfriamiento. En los climas cálidos y cuando se sobrecalienta él motor, el agua en el sistema de enfriamiento se expandirá y el exceso sale del sistema por el tubo de derrame que se encuentra en el tanque superior del' radiador. Termómetro (Fig. 15.2) Es un instrumento que se utiliza para medir la temperatura y consiste en un tubo de vidrio con un bulbo lleno con mercurio, q.ue se expande al apli­ carle calor. E l mercurio sube por un conducto muy pequeño en el tubo de vidrio. Una escaia en el lub: está graduada en.grados de temperatura. Ha\ .' s puntos fijos en la escala: el punto alto es el de ebullición y el punto bajo el de congelación del agua, aunque hay termómetros graduados para me­ dir temperaturas más altas o más bajas. El agua " hierve a l()0°C y se. congela a 0 °C

100 90 80 70 60 50 40 30 20 10

0

Fig. 15.2 Termómetro de mercurio con esc?, a - - ¿_ El agua hierve a 100°C y se conge = ¿ -

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174 Transferencia del calor El calor se puede transferir de un lugar a otro. Siempre se moverá desde un objeto o sustancia calientes hacia otros que estén más fríos, aunque el proceso es lento. Si se coloca un extremo de una barra metálica en una llama, se conducirá el calor a lo largo de ella hasta que. si no se pierde calor, toda la barra llegará a la misma temperatura. Este es un ejemplo’de la transferencia de calor por el método de conducción. Ei calor se puede transferir en tres formas distintas: conducción, convección y radiación.

Conducción En ei ejemplo en que se conduce el calor a lo largo d.- ia barra metálica,I es transferencia de calor por ccinducción. En un motor, el calor se conduce desde ¡as cámaras de combustión y a través de las piezas metálicas hasta el sistema de enfriamiento. En un motor enfriado por aire, el calor se con­ duce a las aletas de enfriamiento de los cilindros y se disipa en el aire circundante. Los metales son bue­ nos conductores, mientras que el amianto (asbesto), madera, papel y la mayor parte de los materiales no metálicos son malos conductores del calor.y se pueden clasificar como aisladores del, calor. Convección Es el método de'transferencia de calor por el movi­ miento de las moléculas de una sustancia y ocurre con los gases y líquidos, pero no con los sólidos. Cuarido se calienta un iíquido o un gas dentro de un recipiente, se expande y su densidad se reduce. Esto hace que las partículas calientes sean menos densas que las circundantes y que se eleven a la superficie, a la vez que las partículas más'frías’y densas caen ai fondo del recipiente. Este proceso continúa mien­ tras se aplique calor y establece corrientes de con­ vección en el líquido o gas. Este principio se ilustra en la figura 15.3. .. • En muchos-motores antiguos se utilizaban ex­ clusivamente corrientes de convección para circular el agua por las camisas de agua y el radiador. Ahora se emplea una bomba de agua para aumentar el

u i c o l .l.

caudal y darle circulación positiva al líquido enfria­ dor.

Radiación En este método de transferencia, el calor se trans­ fiere a través del espacio. El calor del Sol se recibe en esa forma, mediante radiación en forma similar a la luz. La energía se transforma en calor cuando los rayos chocan con un cuerpo que está frío, con lo cual se aumenta la temperatura del cuerpo receptor. Los materiales de colores oscuros irradian mejor el calor que los de color claro; por esta razón, las aletas de enfriamiento en los cilindros y en los radiadores suelen estar pintadas en negro mate, para irradiar el calor con más efectividad al aire circundante. Las sustancias oscurastambiénabsorben mejor el calor. Transferencia de calor en el sistema de enfriamiento En la figura 15.4 se muestran las partes básicas de un sistema de enfriamiento y se ilustran con mayor detalle en la figura. 15.5. El calor se origina en las cámaras de combustión y se transfiere por conduc­ ción a través de la pared dé los cilindros y la culata de cilindros hasta las camisas de agua, en donde se transfiere al líquido enfriador. Este líquido caliente se bombea'en forma continua desde el motor hasta el radiado-r;-auri.que pueden-haber ciertas corrientes de convección en las camisas de agua. El calor del líquido enfriador que llega al radia­ dor se transfiere a las aletas del mismo por conduc­ ción y se disipa en el aire que pasa a través del nú­ cleo (panal)-del radiador. El calor también irradia desde el exterior del motor y .los tanques del radiador al aire que pasa por el compartimiento del motor y a las partes con­ tiguas del motor y la carrocería.

colorante

trayectoria de circulación

A

Fig. 15.3 El calor aplicado en un borde de un recipiente produce corrientes de convección en el agua. Un punto de colorante en el recipiente transparente permite ver el efecto con facilidad

Fig. 15.4 Parte básica de un sistema de enfriamiento Foro

S I S T E M A S DE E N F R IA M IE N T O

175

Fig. 15.5 Diagrama del sistema de enfriamiento: 1 radiador, 2 tapón'de vaciar-, 3 ventilador, 4 tubo de entrada. 5 c 'd e l agua,'6 drenaje del enfriador dé aceiten-enfriador de aceite, 8 circulación p.or pancada izquierda de rr cíe 9 circulación en culata .izquiérda, 10 termostato lado izquiérdó,'1 i derivación, 12 circulación en la c ü ;s:¿ derecha, 13 circulación en bancada derecha dei bloque, 14 term ostatolado derecho., 15 manguera supe: : del radiador lado d e re ch o ,'16 manguera superior del radiador lado izquierdo M i’t s u e

Cuando el líquido enfriador llega al tanque infe­ rior del radiador se le ha extraído suficiente calor para dejarlo á.uña temperatura.convenientecuando vuelva a entrar al motor. Luego puede continuar su acción de eliminación del calor que, de otro modo, se volvería excesivo y destruiría las piezas del motor. *■

Motor enfriado por líquido En la figura 15.5 se ilustra la ubicación de las di­ versas partes del sistema de enfriamiento de un motor en V, que incluye un enfriador de aceite. La bomba 5) del agua en la parte delantera del motor se impulsa con la banda (correa) del ventila­ dor. La bomba succiona el líquido del tanque infe­ rior y entra en ella por el tubo 4) de entrada. Luego, se bombea el líquido por el enfriador 7) de aceite, en donde el calor del aceite lubricante se transmite al líquido enfriador; luego, al banco izquierdo de ci­ lindros y, directamente desde la bomba hasta el banco derecho de cilindros. Como la disposición del sistema es la misma para ambos bancos de cilindros, con la adición del enfriador de aceite en el banco izquierdo, sólo se describirá el flujo del líquido enfriador en el banco izquierdo. Sin embargo, tam­ bién se aplica para el banco derecho. Dentro del motor, el líquido enfriador circula alrededor de los cilindros 8) y sube a la culata 9) de

cilindros. El líquido pasa por la culata alrededor de las válvulas y conductos de escape antes de llegar al'frente de-la culata. En el frente de la culata, el termostato 10) con­ trola la dirección de flujo del líquido enfriador. Cuando la temperatura de funcionamiento es me­ nor que la normal, se envía al líquido por el conduc­ to de derivación 11) hasta el lado de entrada de la b&mba del agua para que recircule en todo el motor. Cuando el líquido enfriador llega a la tempera­ tura de funcionamiento,7 se abre el termostato. En-t tonces, la mayor parte del líquido pasa por la man­ guera 16) hasta el tanque superior del radiador, en donde se enfría. El resto continúa circulando por el conducto 11) de derivación hasta la bomba del agua. La cantidad de líquido que fluye en cada dirección se controla con el termostato. El líquido enfriador que va por la derivación, además de desviarse del radiador durante el perio­ do de calentamiento del motor, también impide la cavitación (burbujas de aire) en el líquido en el lado de entrada a la bomba de agua. La derivación per­ manece abierta correl motor a temperatura nornral y suministra líquido a la bomba. Esto reduce Is posibilidad de que ocurra una presión muy baja en el lado de entrada de la bomba y produzca ca\ ción. El conducto de derivación también nene función cuando se llena el sistema de enfriamien::

M E C Á N IC A PARA M O T O R E S D IE S E L

176

asiento

válvula

manguito

b)

mariposa

asiento

a) c) Fig.’ 1-5.6 Termostatos para el s is te m a re enfriamiento, del motor:-a) tipo de fuelle, £>) tipo dé'manguito, c)’.tipo de . mariposa . ’ . *’ •"

el líquido puede pasar del bloque a la culata de .cilindros sin pasar por la bomba del agua. El líquido enfriador es una mezcla de agua con aditivos químicos para' reducir la-corrosión. En vehículos que trabajan en lugares muy fríos se agrega anticongelante al agua durante el invierno. En las siguientes secciones, se'describen con mavor detalle las partes del sistema de enfriamiento por líquido.

Termostato El termostato está instalado en la conexión o codo de salida de agua en el frente de la culata de cilin­ dros. Su finalidad es cerrar la salida hacía el tanque superior dei radiador cuando el motor está frío, para que el líquido no pase por el radiador. Esto permite que el motor alcance su temperatura nor­ mal de funcionamiento con mayor rapidez. El termostato consta de un elemento detector o sensor y una válvula. El elemento sensor es una cápsula hermética que contiene un material que es un tipo de parafma y que se expande con el calor. Un pistón pequeño en la cápsula está conectado con la válvula. Cuando aumenta la temperatura del líquido y se calienta el sensor, la parafma se expande y mueve en forma gradual el pistón que abre la válvula. Esto permite que el líquido circule por la vál­ vula y llegue al radiador. Hay dos tipos básicos de termostatos que para identificación se pueden denominar como de tipo de manpos'á y de tipo en derivación. Son de muchos

.diseños diferentes y se ilustran tres de ellos en lafigura 15.6. El tipo de fucile contiene un líquido que se vaporiza cuando está caliente y hace que se ex- . panda el fuelle y se abra la válvula. Los tipos de manguito y mariposa funcionan con la expansión de la parafina. Los termostatos del tipo de placa de cierre tienen una. válvula del tipo de placa que se abre a una tempera­ tura determinada para permitir que el líquido en­ friador pase al radiador. La circulación del líquido continúa en la derivación con un caudal constante, porque no lo altera la acción del termostato. La regulación de la temperatura del motor se logra con el control de flujo del líquido por el radiador. Los termostatos de derivación tienen una válvula del tipo de manguito (camisa) y en algunos casos, una doble válvula que además de abrirse para dejar pasar el líquido al radiador, al mismo tiempo cierra el conducto de derivación. La regulación de la tem­ peratura del motor se logra con el control del ílujo de líquido por el radiador y por la derivación. En la figura 15.7 se ilustra el funcionamiento de un termostato de derivación con válvula de man­ guito, en las posiciones de motor frío y caliente. En el diagrama se muestran los tres conductos para líquido enfriador en la cubierta del termostato: A) conducto en la culata de cilindros en el cual se coloca el elemento o sensor del termostato, B) con­ ducto al radiador y C) conducto de derivación para retorno a la entrada a la bomba del agua.

S I S T E M A S DE E N F R IA M IE N T O

177 sello

salida al radiador

entrada

Fig. 15.7 F uncionam iento del term ostato para derivación con válvula del tipo de m a - c j i í c a m otor frío, b) m o tor caliente

Cummins

Con el motor frío, el manguito del termostato descansa en su.asiento, con lo cual cierra eí conduc­ to B) al radiador. El líquido circula por el interior del manguito hasta el conducto C) de derivación. Un sello alrededor del exterior del manguito impide los escapes entre los conductos B) y C). En la posición con motor caliente; el material de expansión térmica en el sensor o elemento se expan­ de para separar al manguito de su asiento y permitir el paso del líquido por el conducto B) hasta el radiador. Al mismo tiempo, el manguito cierra el con­ ducto C) de derivación. . En un punto entre la temperatura de apertura inicial y .la dé .apertura' total del termostato, por ejemplo, en 80°C y 85°C, la válvula del mismo permitirá circular el líquido por el radiador y por la derivación para tener un control más eficaz de la temperatura del motor.

Termostatos dobles En algunos motores grandes se utilizan dos termos­ tatos. En los motores en V se utiliza un termostato en cada banco de cilindros. En los motores en línea se pueden utilizar termostatos dobles (Fig. 15.8). Esto permite tener conductos más grandes para un mayor flujo de líquido enfriador. Estos termostatos también son del tipo de derivación; cuando se abre la válvula para salida, se cierra la válvula para de­ rivación.

El bloque y la culata de cilindros tienen camisas de agua, que son un conduct o que rodea los cilindros y dentro de la culata (cabeza) para conducir el líquido enfriador. Las camisas de agua son parte integral de fundición en el bloque y la culata. Debido a que los asientos y guías de válvulas necesitan enfriamiento, la culata incluye camisas de agua que dejan llegar el líquido a esas zonas. El tamaño de los conductos y

Fig, 15,8 Term ostatos dobles en una cubierta

B e d fo rd

la posición de los desviadores dirigen el flujo del lí­ quido.

La bomba de agua suele ser del tipo con impulsor y se monta en el frente del bloque de cilindros, en­ tre éste y el radiador. La bomba (Fig. 15.9) consta de una cubierta, con aberturas para entrada y salida del líquido y un impulsor. Cuando gira el impulsor, el agua que hay entre las aspas es lanzada hacia fuera por la fuerza centrífuga y tiene que pasar por la salida de la bomba hacia el bloque de cilindros La entrada a la bomba está conectada por una manguera con el tanque inferior del radiador; la bomba succiona el iíquido para reemplazar al qu-, descarga por la salida.

M E C Á N IC A P A R A M O T O R E S D IE S E L

178

(panal) del radiador. En algunos motores se utiliza una (tolva) bóveda de ventilador para mejorar su eficacia. La tolva aumenta la eficiencia porque todo el aire que succiona el ventilador pasará a través del núcleo del radiador.

4

Ventilador de! tipo de empuje Casi todos los ventiladores succionan el aire desde el frente del radiador y se aprovecha el avance del vehículo para ayudar en el Ilujo de aire. Sin embar­ go, cuando el motor está instalado en un equipo que se mueve a muy baja velocidad y que funciona en condiciones en las que existe la posibilidad de suc­ cionar polvo y otros cuerpos extraños hacia el nú­ cleo del radiador, se utiliza un ventilador del tipo de empuje o inverso, que empuja el aire desde la parte trasera hacia el frente del radiador, con lo cual es menos probable que el núcleo se obstruya o se dañe. Correa (banda) del ventilador La correa (banda) del ventilador es del tipo en V (trapezoidal). La fricción entre los lados de la co­ rrea y los.lados de las ranuras de la polea, hacen que se transmita la potencia por medio de la-correa.de una polea a la otra. La correa en V tiene una super­ ficie grande de- contacto y. puede transmitir una •potencia considerabie;-la acción de acuñaníiento de la correa en las ranuras.de la polea ayuda a evitar el deslizamiento, (patinaje) dé la correa. En los moto­ res pequeños se utiliza una sola correa; en los gran­ des, dos o tres.

b) Fig. 15.9 Bomba del agua: a) sección de la bomba, b) vista delantera de la bomba: 1 polea, 2 cubierta, 3 impulsor, 4 sello, 5 holgura, 6 desviador, 7 cojinetes, 8 eje, 9 salida, 10 conexión para derivación, 11 entrada del líquido enfriador Perkins

Im pulsor de velocidad variable para el ventilador En algunos motores se utiliza un impulsor de velo­ cidad variable para ei ventilador que consume me­ nos potencia a alta velocidad del motor y también cuando se requiere menos enfriamiento. El impul­ sor de velocidad variable (Fig. 15.10) tiene un pe­ queño acoplamiento fluido lleno con un aceite es­ pecial de siliconas. Cuando se requiere máximo

ventilador

Ei eje de! impulsor está montado en uno o más cojinetes \ se emplea un sello para impedir Jas fugas de líquido alrededor del cojinete. La bomba se im­ pulsa con una banda desde la polea en la parte delantera dei cigüeñal. En algunos motores grandes se utiliza una bomba de agua impulsada por engranes.

K

pistón de control

Ventilador r

En los motores pequeños el ventilador suele estar montado en el eje de la bomba del agua y se impulsa con la misma banda que mueve la bomba y el al­ ternador. En los motores grandes, el ventilador está montado en un cubo separado. La finalidad del ventilador es producir una fuer­ te succión y corriente de aire a través del núcleo

impulsor del ventilador

Fig. 15.10 Conjunto de impulsor dei ventilador. El im pulsor tiene un pequeño copie fluido que varia la velocidad de acuerdo con los requerimientos de funcionamiento del motor Ford

S I S T E M A S D E E N F R IA M IE N T O enfriamiento del motor, por ejemplo con alta tem­ peratura y alta velocidad, se inyecta más aceite al acoplamiento Huido y éste transmite más potencia a través del copie, con lo cual aumenta la velocidad del ventilador. Cuando se requiere menos enfria­ miento, como en tiempo frío o durante el funcio­ namiento a velocidades medianas, se extrae aceite del acoplamiento fluido, con lo cual éste transmite me­ nos potencia y se reduce la velocidad del ventilador. La cantidad de aceite dentro del acoplamiento fluido y, por tanto, la velocidad del ventilador, se controlan con una tira bimetálica que está sujeta en sus dos extremos con grapas en la cara del impulsor del ventilador. Esta tira es sensible a la temperatu­ ra del aire en el compartimiento del motor. Cuando aumenta la temperatura, la tira se comba hacia fuera y esto permite que un pistón de control ubi­ cado en el centro del impulsor se mueva hacia fuera. Este movimiento del pistón hace que penetre más aceite al acoplamiento Huido ’y que aumente la velocidad, del ventilador para tener mayor enfria­ miento. Cuando se reduce la temperatura, la tira bimetálica se endereza y mueve al pistón de control hacia dentro, con lo cual el aceite sale del acopla­ miento fluido y se reduce la velocidad del ventilador.

Ventilador Thermátic •. Los ventiladores Thermátic de velocidad .variable para motores grandes tienen un embrague de discos múltiples en el impulsor, que se acopla normalmen­ te por presión del resorte para que el ventilador gire junto con la polea. Cuando no se requiere enfria­ miento, se utiliza aire comprimido para desacoplar el embrague, con lo cual gira la polea pero no el ventilador. El control del embrague es con una válvula térmica de control, que tiene el sensor en la salida de líquido enfriador para detectar la temperatura del mismo. El sensor hace funcionar una válvula para aire que deja entrar aire comprimido para desaco­ plar el embrague de discos múltiples cuando no se necesita enfriamiento.

Radiador El radiador es un intercambiador de calor que per­ mite transferir el calor del líquido enfriador del motor al aire, más frío, que pasa a través del mismo. Consta de un tanque superior y uno inferior, con el núcleo (panal) entre ellos. El núcleo tiene dos sec­ ciones separadas: el líquido pasa por una y el aire por la otra. En la figura I5.11 se ilustran dos cons­ trucciones diferentes de núcleos de radiador. En el tipo de tubos y aletas centrales, a), se empican tubos verticales para el líquido con aletas en forma de tiras sujetas en cada lado de los tubos. En la cons­ trucción de aletas y tubos, /;), se empican aletas horizontales. Esta construcción se puede ver con mayor detalle en la figura 15.12; este tipo de núcleo

179

a) Fig. 15.11 Dos í i p j s radiador

b) construcción-de núcleos de B edford

Fig. 15.12 Construcción del radiador con núcleo de tubos

tiene mayor superficie de aletas y, por tanto, más capacidad de enfriamiento. El líquido enfriador pasa de la parte superior a la inferior del radiador. El aire pasa del frente hacia la parte posterior del radiador en casi todas las instalaciones y absorbe el calor en las aletas; éstas, a su vez, absorben el calor del líquido que baja por los tubos. En esta forma, se reduce la temperatura del líquido enfriador.

Tapón de presión para e¡ radiador A fin de mejorar la eficiencia del enfriamiento y evitar las pérdidas por evaporación y derrames, se utiliza un tapón de presión en el radiador de mu­ chos vehículos (Fig. 15.13). A nivel del mar y pre­ sión atmosférica, el agua hierve a 100°C. A mayores altitudes, en que la presión atmosférica es menor, el agua hervirá a temperaturas más bajas. Con presiones altas, se aumenta la temperatura de ebullición del agua. Porcada 10kPaadicionales.

M E C Á N IC A P A R A M O T O R E S D IE S E L

180

válvula de alivio de presión

válvula de alivio de vacio

tubo de derrama

Fig. 15.13 Corte seccional de un tapón de presión para radiador M itsubishi

el punto de ebullición aumenta alrededor de 2°C (Fig. 15.14). El empleo del tapón de presión en el radiador aumenta la presión dentro del sistema de enfriamiento, con lo cual el.líquido circula a tempe­ raturas más altas sin que haya ebullición. III líquido pasa del motor al radiador a una temperatura más alta; la diferencia en temperatura entre el líquido que hay dentro del radiador y el aire que lo circunda es más .grande, con lo cual mejora la transferencia del calor.; •• " ' •- ' ••

miento cuando se para el motor y empieza a enfriar­ se. Si se forma un vacío, la presión atmosférica en el exterior hace que se abra la válvula de vacío y que entre aire al radiador. Sin la válvula de vacío, la presión dentro del radiador podría reducirse al gra­ do de que la presión atmosférica ocasionaría la contracción o aplastamiento de las mangueras y, probablemente, del radiador. Los tapones de presión tienen diversas capaci­ dades de presión como se señala a continuación. AI nivel del mar, en donde el agua hierve a 100°C, el punto de ebullición en el radiador se eleva como sigue:

Capacidad de presión del tapón (kPa) 30 •50 70 90

Punto de ebullición aproximado (° C) 108 112 116 120

Sistemas de enfriamiento sellados Los sistemas de enfriamiento sellados no tienen respiración o descarga directas a la atmósfera, sino que tienen un depósito para líquido conectado en el sistema. En la figura 15.15 se ilustra el sistema en un

Funcionam iento del tapón ■ El tapón de presión se coloca'en el tubo o cuello llenador del radiador y produce un sello hermético alrededor de los bordes. El tapón tiene dos válvulas, una-de presión y una de vacío. La válvula de presión consiste en una válvula mantenida contra un' asiento mediante un resorte calibrado. El resorte mantiene cerrada la válvula para que se produzca presión en el sistema de en­ friamiento. Si la presión aumenta a más de la espe­ cificada para el sistema, la válvula de presión se levanta de su asiento y descarga el exceso de presión. Hay tapones de presión que pueden producir hasta 100 kPa en el sistema, con lo que el punto de ebullición del agua sube a más de 125°C. La válvula de vacío está destinada a impedir la formación de un vacío dentro del sistema de enfria­ el a g u a hierve a

100°C

sin presión

112°C

presión de 50 kPa

Fíg. 15.14 El agua en un recipiente abierto hierve a 100°C (a nivel del mar). Cuando se pone en un recipiente a una presión de 50 kPa, el punto de ebullición se eleva a 112°C Repco

b) Fig. 15.15 Depósito para líquido enfriador a) depósito en una posición cercana al radiador, b) depósito M azda

S I S T E M A S DE E N F R IA M IE N T O motor pequeño, con el depósito conectado con el respiradero en el tanque superior del radiador. El depósito suele ser de plástico transparente para poder ver el nivel del líquido; además tiene marcas para indicar nivel alto y bajo. Cuando funciona el motor, el líquido se calienta y se expande y una parte fluye desde el radiador hacia el depósito, en donde aumenta el nivel. Cuan­ do se para el motor, se reduce la temperatura del líquido enfriador y éste retorna desde el depósito hasta el radiador. Con este método, el sistema de enfriamiento se mantiene lleno en todo momento. No hay que quitar el tapón del radiador para com­ probar el nivel del líquido; sólo hay que observar el nivel dentro del depósito.Los sistemas sellados no sólo mantienen el siste­ ma lleno con líquido en todo momento para tener enfriamiento más eficiente, sino que también impi­ den la entrada de aire al sistema y ayudan a reducir los efectos deja oxidación y la corrosión.

Sistema ele enfriamiento con tanque auxiliar Én la figura 15.16 se ilustra un sistema de enfria­ miento de un motor instalado en un vehículo pe­ sado y se mencionan las diversas partes. Además del radiador, ventilador y bomba del agua que trabajan, en la forma normal, el sistema tiene un tanque, auxiliar 9) y .tubos que lo-‘conectan con diversas partes del sistema. Con-esto, no sólo se tiene más

181 cantidad de líquido enfriador sino lamb../ na el aire del sistema y también se e\:tan-:--u líquido por derrame del radiador. Cuando el motor está en marcha, la h_ I agua hace circular el líquido desde el tanque inlrrior del radiador a lo largo del bloque y la cinat.i l : cilindros hasta ei tanque superior del radiador. C .... quier aire atrapado en el líquido descargara tubo 4) de respiración del radiador hacia el tanc. e auxiliar 9). Un tubo 6) de respiración del motor desde la cubierta 5) del termostato sirve para la respiración en ese lugar, pues conduce algo de líqui­ do enfriador con el aire que contenga hasta el tan­ que auxiliar. A través del tubo 11) se suministra líquido desde el fondo del tanque auxiliar hasta la entrada de la bomba de agua para compensar el volumen de aire expulsado del sistema por ¡ >tubos de respiración. Con esto, se mantiene el sistema lleno con líquido. Ll radiador tiene un tapón 13)de una pieza, fijo, que-ño se suele quitar. El líquid-. necesario para aumentar el nivel del sistema se a g r e g a en ei tanque auxiliar; éste tiene tapón 8) de presión > . ndu :to 10) para derrame.

Radiador con tanque auxiliarLa. función del-tanque auxiliar se puede incluir en un tanque superior más grande en el radiador, que además de contener más liquidó, tiene un espacio en la parle superior del tanque en donde.se descarga el aire, como se ilustra en la figura 15.17: El tubo ~ i

1

Fig. 15.16 Sistema de enfriamiento con tanque auxiliar: I bomba dei agua, 2 tapón de vaciar, 3 tapón de una pieza, 4 tubo de respiración del radiador, 5 cubierta del termostato, 6 tubo de respiración del motor, 7 derivación, 8 tapón de presión, 9 tanque auxiliar, 10 derrame, I I tubo para-llenado, 12 enfriador de aceite C ummins

Fig. 15.17 Radiador con tanque auxiliar: 1 bomba del agua, 2 tapón de vaciar, 3 tubo de r e s p ir a c '' del núcleo,-4 extensión y respiradero del llenador, 5 tapón de presión, 6 derrame. 7 tubo de respiración del motor, 8 cubier:s ce termostato, 9 derivación, 10 tubo para e -a d ; Cuwu vs

M E C Á N IC A P A R A M O T O R E S D IE S E L

182 de respiración del motor está conectado en el tan­ que superior dei radiador más arriba del nivel del líquido a fin de que descargue en el espacio de aire; el tubo 10) de llenado está conectado en el tanque en un lugar debajo del nivel de líquido, para enviar el líquido necesario, libre de aire, al lado de entrada de la bomba del agua.

Áereación y desaereación La aereación o arrastre de aire, designa las burbujas de aire mezcladas con el líquido enfriador en el sistema. La desaereación es la separación del aire y el líquid-. en ei sistema. Los tubos de respiración del sistema ur.:e> descrito, ayudan en la desaereación, a la vez que otros componentes como las placas des\ ¡adoras (rompeolas) en el tanque superior del radiador, el tamaño del tanque o el empleo de un tanque auxiliar reducen las posibilidades de aerea­ ción. La aereación puede ser a causa de bajo nivel de líquido enfriador, por d efecto de una elevada tur­ bulencia en un tanque superior sin rompeolas o por aire atrapado en el sistema durante el llenado ini­ cial, por ejemplo, en el calefactor para la cabina.

Iníercambladores de calor *

•

•• •

•

En .algunas instalaciones de. motores, por ejemplo los marinos, sé utilizá un intercambiador de calor en lugar de radiador. El intercambiador tiene una serie de tubos por los cuales se bombea el agua de mar o agua “ cruda” según el caso. El líquido enfria­ dor del motor disipa su calor en el agua “ cruda” que está más fría. En la figura 15.18 se ilustra este tipo de sistema de enfriamiento. Se utiliza una bomba separada, llamada bomba para agua “ cruda” que la toma en el exterior del casco de la embarcación mediante el tubo 1) de entrada. Se utilizan coladores (pichanchas) para impedir la entrada de sólidos. El agua cruda se circula por los tubos del intercambiador de calor 3) y se descarga por el tubo 2) de salida.

F«g. 15.18 ¡ntercam biador de calor: 1 entrada de agua “ cruda” , 2 salida de agua “ cruda” , 3 ¡ntercambiador de calor C ummins

El líquido enfriador circula por el motor en la forma normal y se enfría cuando pasa alrededor de Jos tubos en el intercambiador de calor. El empleo del intercambiador de calor permite emplear agua de mar, que es muy corrosiva para el enfriamiento, sin que haga contacto con el interior del sistema de enfriamiento del motor. Los intercambiadores de calor se emplean tam­ bién en algunas aplicaciones industriales y se circu­ la en ellos agua del servicio municipal o de otra fuente. El intercambiador de calor se puede proteger contra la acción electrolítica con un electrodo de zinc instalado en el lado para agua “ cruda” del sistema; es un electrodo llamado de sacrificio cuyo tamaño se reduce en forma gradual por la acción electroquímica. Esta acción puede ocurrir en otras partes metálicas del intercambiador de calor, pero conforme se carcome el. zinc, esas partes quedan protegidas. . .

Enfriamiento en la quiSfa En la figura 15.19 se ilustra un sistema de enfria­ miento en la quilla. En este caso, el intercambiador consta de cierto número de tubos de cobre monta­ dos en el exterior del casco de la. embarcación, paralelos con la quilla. El líquido enfriador del-motor se hace circular por.los tubos de enfriamiento en la quilla y el calor del líquido se transfiere al agua en que están sumer­ gidos los tubos. íí,

En la figura .15.20 se ilustra una ’oomba'para agua “ cruda” . Tiene impulsor de caucho (hule) sintético que gira en un cuerpo de bomba o carcaza. Se lubrica cón el agua que bombea; por tanto, nunca debe funcionar en seco. Si es necesario, se puede cebar la bomba antes de poner en marcha el motor.

Fig. 15.19 Enfriamiento en la quilla: 1 tubos en la quilla, 2 tubo de agua al motor, 3 enfriador de aceite, 4 tanque distribuidor, 5 tubo de agua del motor C u m m in s

S I S T E M A S DE E N F R IA M IE N T O

183 dor, se mueve alrededor de las - dei r.:__ Con esto se extrae el calor del aire \ ■. ere. . temperatura. En la figura 27.21 se ilüsira con poslenfriador.

Líquido enfriador El líquido enfriador es la solución que circu í las camisas de agua del motor. Consiste en mezcla de agua con aditivos químicos especíale.' para proteger el sistema de enfriamiento y el mou :. El líquido enfriador tiene una función muy impor­ tante \ aebe cumplir con los siguientes requisitos:

Fig. 15.20 Bomba para agua “ cruda"; se ilustra el im pulsor en su cuerpo C ummins

La rotación del impulsor en su cuerpo o carcaza succiona el agua en la entrada de la bomba y la lleva entre las aspas del impulsor y la carcaza de la bom­ ba y la descarga en la salida. Un excéntrico instala­ do en la. cubierta hace que las aspas se flexionen como se ilustra, lo cual ayuda a desplazar ei agua cuando'llega a- la.salida de la cubierta.

Postenfriador *

.

-

.

En muchos -motores turbocargados se utiliza un postenfriador o interenfriador, como se describe en el capituló 18. Los componentes del postenfriador se ilustran én la figura 15.21. Constan de una cu­ bierta en la cual hay un núcleo (panal) por el cual se circula el liquido enfriador. El aire de admisión del turbocargador que se hace pasar por el postenfria-

Fig. 15.21 Componentes de! postenfriador: 1 salida de líquido enfriador, 2 tapa, 3 junta, 4 sello anular, 5 núcleo, 6 cubierta, 7 entrada de líquido enfriador C ummins

1. Producir transferencia adecuada del calor. 2. Evitar la corrosión. 3. Evitar la formación de incrustaciones, herrum­ bre y depósitos. 4. Ser compatible con sellos \ mangueras. 5. Proteger contra la c. . . . . . en climas muy fríos. . Aunque el agua simple per;r::e a; Transferencia del calor, se necesita agregar in:::r:d :e> ae corro­ sión para evitar la corrosión \ la jn de incrustaciones en el sistema de e n : e r . . >. Par^ climas muy fríos, también se emplean an:._ nielan­ tes para impedir'que sé congele el agua.

Inhibidores de corrosión Los.inhibidores de corrosión (anticorrosivos) s o n compuestos solubles.en agua que protegen las su­ perficies metálicas del sistema de enfriamiento con­ tra un ataque corrosivo. Los productos inhibidores, disponibles en el comercio, que son una combina­ ción de productos químicos, protegen contra la corrosión, controlan el pH y suavizan el agua. Los inhibidores de corrosión más comunes son cromatos, boratos, nitratos y aceite soluble. La mayoría de los inhibidores utilizan cromatos; en. otros se usan compuestos diferentes. El aceite solu­ ble se utiliza sin mezclar, aunque ha sido sustituido por inhibidores más eficaces y ya no se recomienda para los motores Diesel. Los inhibidores de corrosión a base de cromato no son compatibles con el anticongelante a base de etilenglicol y no se deben mezclar. Los inhibidores de otros tipos sí son compatibles y se pueden em­ plear juntos para proteger contra la corrosión y la congelación. Soluciones anticongelantes Se necesitan soluciones anticongelantes para que el agua no se congele a temperaturas menores de 0 C. Si se congela el agua simple en el motor, la fuerza de expansión, con frecuencia, puede agrietar el bloque de cilindros y el radiador. El anticongelante mezcla­ do con el agua impide la congelación. Un bue: anticongelante se debe mezclar con facilidad c n e: agua, evitar la congelación de la mezcla a la tempe­ ratura más baja que se espere, y debe circular ;

184 libertad. No debe producir corrosión en el sistema de enfriamiento ni perder sus propiedades después de un largo tiempo de uso. Los anticongelantes más comunes son el alcohol (o a base de alcohol) y el etilenglicol. Los ma­ teriales con base de alcohol se usan sólo provisio­ nalmente porque se evaporan a temperaturas inferiores al punto de ebullición del agua y desa­ parecen en forma gradual. Se requieren adiciones periódicas pan-, mantener una solución anticongelan­ te con la concentración adecuada. El anticongelante a base de etilenglicol es del tipo permanente, porque no se evapora al punto de ebullición de] agua. E. anticongelante se mezcla con agua en divernr oorciones de acuerdo con las temperaturas eneradas. Cuanto más baja sea la temperatura or es la proporción de anticongelante en la mezcla para evitar su congelación. -

Filtros y acondicionadores de agua En algunos sistemas de enfriamiento' se utiliza un filtro y acondicionador de agua, que se monta en ei motor como se ilustra en la figura 15.22. El filtro está conectado por mangueras con el sistema de enfriamiento y el líquido enfriador pasa por el filtro. El filtro produce acción filtrante continua, para eliminar impurezas, partículas de herrumbre y'otros cuerpos extraños en el sistema. Para mantener la concentración, de inhibidor de corrosión en el siste­ ma de enfriamiento, libera los compuestos que con­ trolan el grado de acidez (pH) del líquido, además

M E C Á N IC A P A R A M O T O R E S D IE S E L de que sirve para la adición de inhibidores de corro­ sión y para suavizar el agua, con lo cual se reduce la formación de incrustaciones. El tamaño del filtro y acondicionador de agua va de acuerdo con la capacidad del sistema de en­ friamiento. Hay que hacer análisis periódicos déla concentración del inhibidor para asegurarse que se está suministrando la cantidad correcta. Los filtros se deben reemplazar a los intervalos recomendados. El filtro que se ilustra es del tipo de rosca e incluye, además del elemento filtrante, compuestos quími­ cos para mantener la concentración de inhibidor en el sistema. Cuando se vacía (drena) el sistema de enfria­ miento y se-cambia el líquido, hay que agregar la cantidad recomendada de inhibidor de corrosión al agua y reemplazar el filtro.

indicadores de temperatura Para informar al conductor de la temperatura del líquido en el sistema de enfriamiento, se utiliza un indicador de temperatura. Un aumento anormal en la temperatura es señal de condiciones anormales en el motor. El indicador avisa al conductor para que detenga el motor antes de que ocurran daños •serios. , • •' .• ..... El indicador'puede ser un instrumento que seña­ la la temperatura del líquido en grados, una luz de alarma o -ambos. En algunos motores estacionarios, se emplea un paro de seguridad por alta temperatu­ ra. Es sensible a la temperatura del líquido y efectúa el paro automático del-motor si la temperatura es excesiva..

Calefactor para la cabina Muchos vehículos están equipados con un calefac­ tor por agua caliente para la cabina. Él calefactor se podría considerar como un radiador secundario que transfiere el calor del sistema de enfriamiento al aire en el compartimiento para pasajeros o la cabina en vez de disiparlo en el aire que pasa por ei radia­ dor principal. El líquido enfriador caliente del motor se circula por el núcleo del calefactor y un motor eléctri­ co pequeño impulsa un soplador que hace pasar el aire a través del núcleo del radiador, en donde el aire absorbe el calor.

Motores enfriados por aire

Fig. 15.22 Filtro y acondicionador de agua instalado en el motor C ummins

Los motores enfriados por aire están equipados con aletas metálicas en el exterior de los cilindros y la culata para irradiar el calor del motor al aire circun­ dante. Los cilindros suelen estar separados entre sí para permitir la libre circulación del aire alrededor de ellos. Se utiliza un ventilador para producir un flujo forzado y duelos para llevar el aire a los cilin­ dros; éstos se encuentran rodeados por (tolvas) bó­ vedas metálicas para dirigir el aire a través de las aletas en los cilindros y culatas.

S I S T E M A S DE E N F R IA M IE N T O

Fig. 15.23 M otor básico enfriado por aire: 1 aletas en el cilindro y culata, 2 enfriador de aceite, 3 ventilador, 4 bandas V D eutz

En la figura 15.23 se ilustra el sistema de enfria­ miento en un motor de dos cilindros. El ventilador en la parte delantera del motor se impulsa con dos bandas en V para producir flujo axial de aire; éste entra por el frente del ventilador y sus aspas en rotación lo envían hacia el motor. Hay tolvas y placas desviadoras dispuestas dé modo de dirigir el

185 aire entre las aletas en los cilindros >ia> r_s disipar el calor. En la figura 15.24 se ilustra un mot r V-i. en u i corte que permite ver las piezas interna id ~ot ir. El ventilador está montado en el frente de. m : t i un lugar en el cual envía ei aire a lo large de ... V entre los dos bancos de cilindros. Unas tolva? lámina en la parte superior del motor rodean . > cilindros y retienen el aire de modo que sólo puc - . escapar rodeando los cilindros en cada lado dd motor. Con ello, el aire frío que pasa sobre las aletas en los cilindros y culatas arrastra el calor y enfría el motor. El motor que se ilustra tiene ventilador con control hidráulico, que permite controlar el volu­ men de aire del ventilador con la variación de la velocidad y, esto, a su -.. . c mtrola la temperatura del motor. En la figura 15.15 >e ilustran el ventila­ dor y sus controles. Ei \emllaa r impulsa con un eje por medio de un acopíame::: hidráulico, con control termostático para ...r !a :: cidad del ventilador. Durante el funcionan:::::: . el aceite del sistema de lubricación se conduce por e •ub: 5 por el termostato 3) y,, luego, por ei :ab 4 par aceite de control para enviar aceite a! acoplamien:: hidráulico. 6). E l aceité también pasa por un

Fig. 15.24 Corte de un motor Deutz V-8 enfriado por aire: 1 múltiple de admisión de aire, 2 tapa de balancines, 3 inyector, 4 varilla de empuje, 5 seguidor de levas, 6 bomba de inyección, 7 árbol de levas, 8 ventilador con control hidráulico, 9 enfriador de aceite, 10 tubo para llenado de aceite, 11 filtro de aceite, 12 am ortiguador de vibración, 13 bomba del aceite, 14 bomba de transferencia (sólo para "cárter" tipo seco), 15 cigüeñal, 16 depósito de aceite, 17 tapa de cojinete principal, 18 biela, 19 boquilla para enfriamiento de pistones, 20 falda del bloque, 21 tornillo antifatiga para culata de cilindros, 22 cilindro. 23 pistón, 24 culata de cilindros, 25 m últiple de escape

M E C Á N IC A P A R A M O T O R E S D IE S E L

186

Fig. 15.25 Método para controlar el volumen de aire en un motor enfriado por aire: 1 tubo para aire al termostato de gases de escape, 2 múltiple dé escape, 3 termostato del escape, 4 tubo para aceite al acoplamiento hidráulico, 5 tubo de aceite desde el sistema-de lubricación, 6 acoplamiento hidráulico, 7 retorno de aceite al depósito, 8 filtro centrífugo, 9 ventilador, 10 impulsión del ventilador, 11 ajuste D eutz

centrifugo 8) y retorna aí depósito (cárter) por el tubo. 7) de retorno de aceite: El acoplamiento hidráulico consta de un ele­ mento impulsor conectado con el eje de impulsión del ventilador y un elemento impulsado conectado • con el ventilador. Ambos elementos tienen aspas y están dentro-de una cubierta llena con aceite. El ■ termostato controla el paso de aceite al acoplamiento hidráulico y, por tanto, la velocidad del ventilador. El termostato es sensible a la'.temperatura del aire

por medio del tubo 1) para aire y también a la de.los gases del escape. En el. cubo del ventilador se incluye, un filtro centrífugo 8) para el aceite. La alta velocidad de rotación del ventilador se emplea para filtrar el aceite del motor. Lá fuerza centrífuga lanza las partículas de sólidos en el aceite contra el interior de la taza del filtro y se eliminan del aceite antes de que retorne al depósito. • ■

Pregun 1. L'; Cuál es la finalidad del sistema de enfriamiento? 2. ¿Cuáles son los dos tipos generales de sistemas de enfriamiento? 3. Expliqúese la diferencia entre calor y tempera­ tura. 4. ¿Cuáles son los efectos del calor? 5. ¿Cómo se comporta el agua cuando se enfría? 6. Menciónense las tres formas en que se puede transferir el calor. 7. Preséntese un ejemplo de cada método de trans­ ferencia de calor en el motor. 8. ¿Qué es el líquido enfriador? 9. O ; Cuál es la finalidad del termostato? 10. ¿Qué son las camisas de agua? 11. Descríbase el Ilujo del agua en el sistema de enfriamiento. 12. Expliqúese cómo funciona el tapón de presión

13. 14. 15. 16. 17. 18. 19. 20. 21.

22.

para el radiador cuando a) el motor llega a una temperatura excesiva y b) cuando se enfría el motor. ¿Cuál es la finalidad de un sistema de enfria­ miento sellado? ¿Por qué se utiliza un tanque auxiliar? Expliqúese lo que significa aereación. ¿Qué es un intercambiador de calor? Dense ejemplos de dónde se utilizan. ¿Qué función debe efectuar el líquido enfriador? ¿Por qué se utiliza el anticongelante? ¿Cuál es el tipo más común de anticongelante? ¿Por qué se utilizan los inhibidores de corrosión. Expliqúense las razones para utilizar un filtro y acondicionador de agua en un motor. Descríbase cómo funciona el sistema de enfria­ miento por aire de un motor.

S I S T E M A S DE E N F R IA M IE N T O

HWm?

Fig. 15.28 Motor Caterpillar marino. Se ilustra una versión con turbocargador del m otor Diesel 3208. Tiene componentes adicionales para enfriamiento, que incluyen un enfriador para la transmisión marina y enfriamiento por agua para el turbocargador. El enfriamiento por agua para el turbocargador protege a los componentes circundantes contra el calor concentrado. El m otor es del tipo V-8, con los bancos de cilindros a 90° entre sí. Los cilindros están maquinados directamente en el bloque de cilindros que es de hierro de aleación al níquel-cromo. El bloque de cilindros es del tipo de falda profunda, que se extiende 100 mm por debajo del centro del cigüeñal para dar más rigidez. Las tapas de los cojinetes principales son más o menos en forma de V y sus tornillos están a 30 de la vertical; esto da un efecto de tirantes transversales para darle estabilidad. Los múltiples de admisión y las guías de válvulas están fundidos íntegramente en la culata de cilindros de hierro fundido de aleación. Las válvulas funcionan con un árbol de levas montado en el centro que acciona seguidores del tipo de rodillo. Se utilizan pistones cortos con dos anillos. El anillo de compresión es del tipo torsional y el de aceite tiene expansor de resorte. La cámara de combustión está descentrada en la corona del pistón y se dice que su forma es cardioide. Este motor tiene sistema de com bustible con dosificación (medición) por manguito, con la bomba de inyección colocada en la V entre los bancos de cilindros. Los inyectores del tipo de lápiz atraviesan las culatas de cilindros. El aceite para el sistema de lubricación se suministra con una bomba de rotor de seis lóbulos impulsada por engranes desde el cigüeñal. Un enfriador de aceite del tipo de placas está montado en a parte inferior de la falda del bloque en el lado izquierdo del m otor (lado derecho en la ilustración . La válvula de ventilación del motor está en la parte superior del mismo en la tapa derecha de balancines C

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Servicio ai sistema

de enfriamiento —

Comprobaciones .del sistema de enfriariliento Con el tiempo, se pueden acumular herrumbre e incrustaciones en las camisas de agua del motor y en el radiador, que restringen la circulación del.líquido enfriador y. el-motor se sobrecalienta. Además, las mangueras y conexiones entre él radiador y el motor sé degradan-y pueden permitir fugas o restringir él paso del líquido. Si el termostato está pegado, o deformado, no cerrará ni abrirá en la forma corree-' ta, lo cual reducirá la eficiencia del sistema de en-' friamiento. Se puede hacer una serie de comproba­ ciones del sistema de enfriamiento y sus componentes para determinar sus condiciones. Precaución.- Hay que tener mucho cuidado al quitar el tapón del radiador cuando el motor está caliente. No se debe quitar salvo que el motor esté frío v no haya oresión en el sistema. Si hay que quitar el tapón hágalo así: envuelva un trapo grueso en el tapón y gírelo con lentitud hasta el primer tope cara que escape la presión por el tubo de derrame. Cuando esté seguro de que ha escapado toda la presión, oprima el tapón con el trapo y acabe de quitarlo. Si no se sigue este procedimiento, puede sufrir senas lesiones por el escape del líquido enfria­ dor o dei vapor, en las manos o en la cara.

Comprobación de herrumbre e incrustaciones en el sistema El aspecto dei líquido enfriador puede dar una indicación de si hay acumulación de herrumbre e incrustaciones en el sistema de enfriamiento. Si el líquido tiene color de herrumbre o ha cambiado de color, se debe reemplazar. Hay que lavar el sistema de enfriamiento a la inversa (“ sopletearlo” ) y agre­ gar inhibidor de corrosión.

Comprobación del radiador Hay que comprobar si el núcleo y tanques del radia­ dor tienen daños o fugas así como corrosión que podría señalar fugas pequeñas. Hay que comprobar

si las aletas están obstruidas o dañadas. Las aletas dobladas, el polvo y los insectos que se acumulan en .el núcleo demoran el paso del aire y reducen el en­ friamiento. Para limpiar el núcleo; se puede soplar con aire comprimido desde la parte trasera hacia el frente. ‘ Las restricciones internas en-el núcleo reducen el flujo de líquido enfriád-or. Los tubos se-pued'cn limpiar con limpiadores químicos especiales para ello y también por lavado a la inversa.

Examen de mangueras y sus conexiones 1:1 aspecto de fas mangueras y sus conexiones, por lo general, indicará sus condiciones. Si una-mangue­ ra está blanda y se contrae con facilidad al oprimir­ la, se debe reemplazar. C om probación dé la bomba del agua Las deficiencias más probables son las fugas y el ruido. Las fugas son más notorias en frío y la prime­ ra señal de dificultades puede ser la pérdida de líquido enfriador después de que el vehículo ha estado parado toda la noche. El ruido puede ser en el cojinete y es una especie de zumbido, o en el sello, en donde será en un tono agudo. Prueba de presión del sistema Se puede utilizar un probador de presión (Fig. 16.1) para probar si el sistema tiene fugas externas o internas, como sigue. Llénese el radiador, instálese el probador de presión y apliqúese al sistema una presión ligera­ mente mayor que la normal de funcionamiento. Si la presión se mantiene constante, no hay fugas en el sistema. Si cae la presión, hay que hacer comproba­ ciones adicionales. Examínese si hay fugas externas en las conexio­ nes de manguera, tapones de expansión, bomba del agua y radiador. Si no hay fugas externas evidentes, examínese si la junta de la culata de cilindros o los

S E R V I C I O AL S IS T E M A D E E N F R IA M IE N T O

189

■ buje de caucho

Fig. 16.2 Ajuste básico de la banda de! ve- ' a c c r 1, 2 montajes del alternador, 3 tensor 'de ajuste. La banda debe tener una flexión mínima de 10 mm en el punto X’

b) Fig. 16.1 a) Prueba de presión del sistema de enfriamiento, b) Prueba del tapón del radiador Repco

sellos de las camisas están deficientes. Un problema más serio podrían ser el bloque o la culata de cilin­ dros agrietados. Se'debe examinar el aceite para determinar que no contiene líquido enfriador. Póngase en marcha el motor hasta que llegue a su temperatura normal de funcionamiento. Acelérese a fondo varias veces y examínese si hay una descarga anormal de agua por el tubo de salida del escape, que podría señalar un problema.

Prueba de presión del tapón del radiador Se utiliza el mismo probador de presión en el tapón del radiador, como se muestra en la parte inferior de la ilustración. Si el tapón no sostiene la presión especificada, se debe reemplazar. C om probación de la (banda) correa del ventilador La tensión de la banda se debe comprobar como sigue. La banda se debe examinar cada pocos miles de kilómetros para comprobar que esté en buenas condiciones. Una banda gastada, deshilacliada o que tiene separación entre las capas, se debe reem­ plazar. Una banda deficiente o floja no sólo permi­ tirá sobrecalentamiento del motor, sino también

que el acumulador esté bajo de carga, porque no puede impulsar el alternador a velocidad suficiente para mantener cargada la batería.' Cuando se utilizan bandas múltiples y una o más están deficientes, hay que cambiarlas todas por juegos. No se deben utilizar bandas nuevas y viejas en el mismo componente. Las bandas múltiples para repuesto deben ser todas del mismo fabricante (de la misma marca).

Ajuste de la banda del ventilador La (banda) correa del ventilador debe estar ajusta­ da a la tensión correcta. Si está muy apretada, aplica una carga excesiva en los cojinetes de la bomba del agua y del alternador. Si está muy floja, ocurrirá deslizamiento (patinaje) que alterará el funcionamiento del alternador y el ventilador. En la figura 16.2 se ilustra el ajuste básico. Se debe utilizar un calibrador de tensión espe­ cial para ajustar Ja tensión de la banda (Fig. 16.3). Cuando se coloca el calibrador contra la banda, se puede leer la tensión directamente en la escala del calibrador. En algunos motores grandes, el ventilador está montado en su propio cubo (Fig. 16.4). En este caso, el soporte o tensor del ventilador es movible para ajustar la tensión de la bandas. En algunos casos, se utiliza una polea tensora para las bandas. Com probación del termostato Para observar la acción del termostato, se coloca en un recipiente con agua y se le aplica calor. Se debe

M E C A N IC A PA R A M O T O R E S D iE S E L

190

Fig. 1S.5 Prueba del termostato

M azda

funciona de acuerdo con las especificaciones, se debe reemplazar. Fig. 18.3 Calibrador de tensión de (bandas) correas • Repco

suspender un termómetro en el agua para determi­ nar la temperatura a la cual empieza a abrir el ter­ mostato y la temperatura de apertura total. El termostato y el termómetro no se deben colocar en el fondo del recipiente; se deben suspender, con un alambre o colocarlos en una tela metálica un poco encima del fondo (Fig. ló.5). Los termostatos están calibrados para funcionar a diversas temperaturas; la de la apertura inicial y la de apertura total suelen estar grabadas en la brida. Si el termostato no

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Limpieza deí sistema de enfriamiento La limpieza periódica del sistema de enfriamiento evitará la •acumulación* de herrúmbre e-incrustadof nes que podrían obstruir el núcleo del radiador y losconductos para el líquido enfriador. Se utilizan inhibidores de corrosión; el sistema-se limpia con productos químicos especiales, de acuerdo con las instrucciones del fabricante. El sistema de enfriamiento también se puede limpiar mediante el lavado a la inversa (sopleteado). Se utiliza una pistola lavadora, con dos man­ gueras para hacer circular agua mediante ráfagas de aire comprimido. Con esto, se aflojan y eliminan la

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6

Fig. 16.4 Componentes del cubo de ventilador con cojinetes de rodillos cónicos: 1 eje y soporte ajustable, 2 sello de aceite, 3 cojinetes, 4 pista de cojinete, 5 cubo, 6 tapón, 7 espaciador, 8 arillos seguro, 9 tuerca, 10 retén del sello anular, 11 sello anular, 12 espaciador C ummins

S E R V i C I O AL S IS T E M A D E E N F R IA M IE N T O pistola lavadora

191 parte superior de la culata, para que el agua pase por las camisas de agua en sentido ir.ver- - sa.~a del motor por la conexión de entrada a ... : ~.?a -ei agua. El procedimiento para lavar es llenar ti ___ dor o las camisas de agua con agua y cuanc. circulando, aplicar el aire a presión por ráfagas! para que el agua circule con más fuerza. Es:; >e repite hasta que salga agua limpia del radiador < : motor. Para limpiar el exterior del radiador se sopla con aire comprimido a través del núcleo desde la parte trasera hacia el frente para desalojar el polvo, insectos y otras obstrucciones, que estén en las aletas y puedan impedir el paso normal del aire.

Fugas por el radiador Las fugas por el radiador son fáciles de ver, porque se formarán marcas de óxido en ?! exterior del nú­ cleo debajo de los puntos de fuga. Una forma precisa para localizar las fugas e> desmontar el ■ herrumbre y las incrustaciones que no se pueden radiador, ponerle tapones en las c. nexi.. r.es supeeliminar con el flujo normal del líquido enfriador en ■ - rior e inferior y sumergirlo en agua. Se aplica aire a el sistema. Se acostumbra lavar el radiador y las una presión de unos 70 kPa. Si el núcleo tiene :agas. ■camisas de agua del motor por separado. aparecerán burbujas en él tanque de agua. En la figura. 16:6 se ilustrad lavado ala inversa . del radiaoor. Se conecta una-manguera adicional en . Reacondicionamiento _de Sa bomba del. agua el tanque inferior del radiador para utilizar la pisto- .' Hay dos tipos de cojinetes para la bomba del agua:' la lavadora. Además se conecta una manguera auxi-’ eje con cojinetes de bolas (baleros) integrales y el eje liar en el tanque superior del radiador para la des­ con pistas desmontables para las bolas del cojinete carga del agua que sale del radiador hacia una (Fig. 16.8). El eje y el cojinete integrales se suelen coladera. El lavado en sentido inverso al ílujo del utilizar en las bombas-para motores pequeños que líquido enfriador desaloja muchas partículas que generalmente tienen montado el ventilador en el no se eliminan con el flujo normal del líquido. Esto . extremo de ellas, conio se ilustra en la figura 16.9. se aplica en especial a las partículas de herrumbre o Las bombas para motores grandes tienen pistas para incrustaciones que se han alojado.en la entrada a los cojinete separadas (Fig. 16.8). conductos para agua en la parte superior del núcleo del radiador. El lavado a la inversa desalojará esas . partículas; el lavado en sentido normal sólo las haría entrar más en el núcleo. En la figura 16.7 se ilustra el lavado a la inversa de las camisas de agua del motor. La pistola lavado­ ra se conecta en la cubierta del termostato en la manguera para agua

pistola lavadora

.czzzd Fig. 16.7 Lavado a la inversa de las camisas de agua

Fig. 18.8 Ejes y cojinetes de bombas dei agua: a; e.e y cojinete interales, b) eje y cojinetes separados R e ?c c

192

M E C Á N IC A P A R A M O T O R E S D IE S E L

Fig. 15.3 . ¿:a seccional de la bomba del agua para un m otor pequeño: A holgura en la parte cetantera del impulsor, B holgura en la parte trasera del impulsor, 1 tornillo de guía del cojinete, 2 impulsor, 3 tapa, 4 sello, 5 desviador (arrojador), 6 agujero de drenaje, 7 cuerpo de la bomba, 8 eje y cojinete, 9 cubo

Los detalles del procedimiento para reacondicio-• namiento varían según la marca de la bomba; hay que consultar el procedimiento en el manual de taller del fabricante. Sin embargo,’ todos ló.s proce­ dimientos tienen algo en común y'quizá-lo-más importante es ¿1. cuidado con.los cojinetes. Para' instalar, o expulsar los cojinetes de la cubierta, hay • que aplicar ia fuerza de la prensa contra la pista externa y no contra el eje; por ningún motivo se debe aplicar la fuerza en la pista interna, de manera que la fuerza se transmita a través de las balas. Por la misma razón, si se va a instalar o sacar el eje del cubo del ventilador o del impulsor, la fuerza se debe aplicar contra e! eje y no contra la pista externa. Si no sé tiene cuidado al extraer los cojinetes, se puede dañar uno que esté bueno y habrá que reem­ plazarlo. Con la instalación incorrecta también se pueden dañar el cojinete o el sello y habrá que repetir el trabajo. Si se observan estos aspectos, se lo­ grará una reparación satisfactoria. Las herramientas típicas que se utilizan son un soporte para el cuerpo de la bomba en la prensa, así como extractores e instaladores del diámetro co­ rrecto para aplicar presión al cojinete y al eje. La forma y tamaño de las herramientas varían para las diferentes bombas. En la figura 16.10 se ilustra un ejemplo, con la instalación a presión del impulsor de una bomba pequeña en el eje. Se utiliza una herramienta ernpujadora contra el impulsor y el eje está soportado en una placa de base. Con este sistema no se aplica fuerza en los cojinetes y no se empuja el impulsor con demasiada fuerza contra la cubierta. Hay que dejar una holgura entre el impulsor y la cubierta (Fig. 16.9) que se puede comprobar con un calibra­ dor de hojas. En algunos casos, también se especifi­ ca la holgura en la parte posterior del impulsor.

Fig. 18.10 Instalación con prensa del impulsor en el eje de la bomba

En algunos casos se puede disponer de extracto­ res especiales del tipo de tornillo para la bomba de agua, en vez de herramientas para prensa. Cuando se utiliza la prensa (Fig. 16.10), se usan piezas de acero macizo o tubulares de diversos diámetros para desarmar y armar la mayor parte de los tipos de bombas. • -

Nota: Cuando se utilice la prensa: 1. apliqúese la fuerza en el lugar especificado, 2. compruébese que las piezas queden bien escua­ dradas, 3. apliqúese la fuerza de la prensa con cuidado. Si se siguen estas recomendaciones se obtendrán buenos resultados; si no se aplican o no se trabaja con cuidado, pueden ocurrir roturas y daños a las piezas o una reparación inadecuada.

Sistema de enfriamiento— diagnóstico de dificultades El sobrecalentamiento o el calentamiento lento del motor son las dos dificultades más comunes con el sistema de enfriamiento. Las pérdidas de líquido enfriador y la acumula­ ción de herrumbre e incrustaciones son las causas principales del sobrecalentamiento. Las pérdidas de líquido pueden ser por fugas externas en el radia­ dor, la bomba del agua, conexiones de mangueras y tapones de expansión en el bloque. También pue­ den ser por fugas internas debidas a una junta de la culata que esté deficiente, culata o superficie del

S E R V I C IO AL S IS T E M A DE E N F R IA M IE N T O

193

P ro b le m a s en el sistem a de e n fria m ie n to

El m o to r se s o b re ca lien ta

Líquido enfriador insuficiente

enfriamiento, obstruidos

Aletas de radiador.

Banda de! ventilador, floja

Termostato no

no funciona

El m o to r no alc an za sü te m p e ra tu ra n o rm a l de fu n c io n a m ie n to

Termostato pegado abierto Unidad emisora de o de tipo incorrecto • • temperatura, deficiente

Indicador de temperatura, deficiente

P é rd id a .d e liq u id o e n fria d o r

r Fugas por el radiador

1

Conexiones de mangueras flojas o dañadas

.Tapón del' radiador deficiente o de-tipo’ incorrecto

Fugas por .Ja bomba del agua

Fugas por tapones de expansión del bloque

Fugas por junta de culata de cilindros

Sellos de camisas, deficientes

Tornillos de culata, mal apretados

Caras de culata o bloque, com badas

Fig. 16.11 Diagnóstico de problemas en el sistema de enfriamiento

bloque combadas o torcidas o sellos deficientes. El aceite en el radiador puede ser señal de fugas inter­ nas en el bloque o en el enfriador de aceite. Las gotitas de agua en la varilla de nivel (bayoneta) para el aceite o el aspecto lechoso del aceite también son señales de fugas internas. La herrumbre y las incrustaciones que se for­ man en los conductos en el motor pueden ser arras­ trados por el líquido en circulación hasta el radiador, en donde obstruirán los conductos y producirán sobrecalentamiento. La herrumbre se puede detec­ tar en el aspecto físico del líquido enfriador; si pa­ rece estar oxidado o lodoso es que hay herrumbre.

El termostato deficiente, que se pega abierto, producirá calentamiento inicial lento del motor. El que se pega cerrado producirá sobrecalentamiento. Otras causas de sobrecalentamiento pueden es­ tar en el sistema de combustible. Cualquier pérdida de potencia del motor ocasionada por componentes ajenos al sistema de enfriamiento puede producir sobrecalentamiento. No se deben pasar por alto estas posibles causas. En la figura 16.11 se presenta una guía para el diagnóstico de problemas en el sistema de enfria­ miento.

194

M E C Á N IC A P A R A M O T O R E S D IE S E L

Preguntas para repaso 1. Descríbanse algunas de las comprobaciones vi­ suales que se pueden hacer en el sistema de enfriamiento. 2. Expliqúese como se puede efectuar una prueba de presión del sis:ema de enfriamiento. 3. ¿Cómo se puede probar un tapón de presión? 4. Cuando se utilizan bandas V múltiples, ¿poi­ qué se deben cambiar todas al mismo tiempo? 5. ¿Cómo se puede comprobar la tensión correcta de la banda del ventilador u otras bandas? 6. ¿Qué significa lavado a la inversa del sistema de enfriamiento?

7. ¿Cómo se lava el radiador a la inversa? 8. Enumérense algunos de los factores que se de­ ben tener en cuenta alreacondicionarlabomba del agua. 9. ¿Por qué es importante tener cuidado al utilizar una prensa para desarmar o armar una bomba del agua? 10. Enumérense algunos de los problemas que se podrían encontrar en el sistema de enfriamiento.

Fig. 16.12 Motor Detroit Diesel marino, V-8 con equipo marino, que incluye silenciadores del aire de admisión en la parte superior del motor; múltiples de escape enfriados por agua, un ¡ntercambiador de calor en el frente del motor, bomba para agua “cruda” debajo del intercambiador, tubos y mangueras para llevar el agua “ cruda” a la bomba y desde el intercambiador de calor y transmisión marina D

e t r o i t D ie s e l

Sistemas de admisión de aire y escape

OI sistema de admisión tiene la función de sumi­ nistrar grandes cantidades de aire limpio al motor. Los cilindros del motor se llenan por completo con aire durante la carrera de admisión y, por tanto, el

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motor recibe grandes cantidades de . incluso a bajas velocidades. Las diversas partea ¿¿sisma deben ser dé tamaño suficiente para permitir el pL>o de aire sin.restricciones hasta el motor. .

Fig. 17.1 Sistemas de admisión de aire y escape en un motor en línea: 1 junta del múltiple de admisión, 2 múltiple de admisión, 3 junta del múltiple de escape, 4 múltiple de escape, 5 turbocargador, 6 anillos senadores del gas, 7 adaptador para el escape, 8 manguera, 9 tubo de entrada, 10 manguera, 11 ducto para aire, 12 protector contra calor isuzu

M E C Á N IC A PA R A M O T O R E S D IE S E L

2 El sistema de admisión consiste en el filtro 0‘purificador” ) de aire, ductos y el múltiple de admisión o de aire. En un motor de dos tiempos también incluye ei soplador. Los turbocargadores, cuando se utilizan, también son parte del .sistema de admi­ sión y del sistema de escape. El sistema de escape ce nduce los gases quema­ dos del motor, pasan por un silenciador y se descar­ gan a la atmósfera. C;:ando se utiliza turbocargador, los gases del escape pasan por él luego de salir del motor.

Sistemas para motores en líneaEr. la ricura 17.1 se ilustran los componentes del sistema de admisión de. aire y de escape para un motor en línea, equipado con turbocargador. El múltiple de escape tiene una brida que se atornilla en un lado de la culata de cilindros y el múltiple de admisión en el lado opuesto. El turbocargador sé monta directamente encima del múltiple de escape.

Con el motor en marcha, los gases que salen por los orificios de escape en la culata, entran al múlti­ ple de escape 4) y se mueven hacia arriba hasta el lado de la turbina del turbocargador 5) y bajan por el adaptador 7), el cual está conectado con el tubo de salida que descarga los gases de escape a la atmósfera. El aire que viene del filtro de aire (que no se ilustra) penetra en el lado del compresor del turbocargador por el ducto 11) para aire. El compresor' envía el aire a presión por el tubo de admisión 9) hacia el múltiple de admisión 2) y por los orificios de admisión en la culata de cilindros. Los anillos selladores 6) para gas y las juntas 3) del múltiple de escape impiden las fugas de gases. La junta 1) del múltiple de admisión y las conexiones 8) y 10) de las mangueras del ducto impiden las filtra­ ciones de aire.

Sistemas para motores en ¥ En la figura 17.2 se ilustra un sistema de admisión de aire y escape para un motor del tipo en V7. El

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Fig. 17.2 Sistemas de admisión de aire y escape en un motor en V: 1 tubo de entrada de aire, 2 tapón, 3 conexión al filtro de aire, 4 conexión, 5 ventilación positiva del motor, 6 múltiples de admisión, 7 tapa de balancines, 8 múltiples de escape C a t e r p il l a r

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S I S T E M A S DE A D M IS IÓ N D E A I R E Y E S C A P E sistema de admisión está en la parte superior del motor. El tubo 1) de entrada de aire está colocado entre los dos bancos de cilindros; tiene una brida 3) de montaje en la cual se instala el filtro de aire. El tubo de entrada de aire lo lleva a ambas culatas de cilindros. En este motor particular, los múltiples 6) de admisión no son independientes, sino qué son parte de las culatas. Los múltiples de escape 8) están montados en los lados de las culatas de cilindros. Los tubos de escape se conectan en las bridas que hay en el extremo de los múltiples. En algunos motores en V se utilizan dos sistemas de escape separados. Se utiliza un sistema de ventilación positiva del cárter 5) instalado entre la tapa de balancines 7) y una conexión 4) en el tubo de entrada de aire.

barrido llena el cilindro y expulsa ¿i» pe del mismo por las válvulas de encape . ¿1 orificio de escape. Después, un múltiple de e>c¿rc normal lleva los gases al sistema de re descargarlos a la atmósfera. En la figura 17.4 se ilustran las pieza- principa­ les del soplador. Uno de los rotores se impulsa . _r un eje desde los engranes auxiliares; el otro rotor ~e impulsa con engranes de conexión entre los rotor: Los rotores tienen tres lóbulos en espiral, que son huecos, para reducirles la masa. Ajustan con precisión en la cubierta y producen un ílujo conti­ nuo y uniforme de aire a los cilindros. La cámara que está debajo del flotador rodea los cilindros, y conduce el aire a presión del soplador a los cilin­ dros, se llama caja de aire.

Soplador para motores de dos tiempos

Filtros cié aire

En la figura 17.3 se ilustra la instalación del sopla­ dor en un motor de dos tiempos del tipo en V, En este sistema, el soplador que está montado más arriba de los cilindros en la V del motor, envía aire para barrido a los cilindros. El aire que viene del filtró entra.por la.parte superior del.sopládor, luego pasa'entre los lóbulos y la cubierta del soplador' hasta el lado de salida en la parte inferior del sopla­ dor. . • ■ En la ilustración, el pistón izquierdo está en la parte' inferior de su carrera y las.lumbreras para barrido en el cilindro están descubiertas. El aire de soplador válvulas de/ escape abiertas /

inyector unitario

Incluso en buenas condiciones de operación, hay una gran cantidad de polvo y arenilla mezclados con el aire que se utilizará en el motor. En lugares muy polvosos y para trabajo fuera de carrerera, aumenta mucho la cantidad de polvo en el aire. Hay que filtrar el aire antes de que entre al motor, pues el polvo actúa como abrasivo que pro­ ducirá desgaste prematuro de los pistones, anillos y pared de los cilindros; también se dañarán las guías de válvulas. Cuando el motor trabaja en forma continua con aire sin filtrar, el polvo llegará hasta el aceite lubricante y producirá daños en los cojinetes y otras superficies lubricadas en el motor. . • Los filtros de aire se instalan de modo que todo el aire se filtre antes de que entre al motor. Se utilizan diversos tipos de filtros de aire. Tienen un elemento para retener el polvo cuando el aire pasa á través de él; también sirven como silenciadores del ruido de admisión del aire.

Futro tipo baño de aceite

escape carrera de potencia

Fig. 17.3 Flujo del aire desde el soplador a los cilindros en un m otor de dos tiempos D e t r o i t D ie s e l

En la figura 17.5 se ilustra un filtro de aire pequeño, del tipo de baño de aceite. El aire que entra al filtro pasa sobre la superficie y a través del aceite en donde se retienen las partículas de polvo. El paso del aire por el filtro está proyectado de modo que cambie su sentido en forma abrupta cuando llega al aceite en el depósito en el fondo del filtro. Las par­ tículas de polvo grandes,.que son más densas que ei aire no pueden hacer ese cambio rápido en su movi­ miento, sino que continúan en línea recta hacía el baño de aceite. Las partículas quedan atrapadas en el aceite y caen al fondo del depósito. El aire se filtra, además, con el elemento de filtro humedecido con aceite en donde se retienen las partículas más pequeñas. El elemento retiene tam­ bién el aceite en la corriente de aire, con lo cual sólo pasa aire limpio del filtro al motor. El aceite reteni-

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M E C Á N IC A P A R A M O T O R E S D IE S E L

F!g. 17.4 Componentes principales del soplador para un motor de dos tiempos: 1 eje de impulsión, 2 tapa, 3 engranes, 4 cojinetes, 5 placa de extremo, 6 cubierta, 7 rotores, 8 pleca de extremo D

e t r o i t D íe s e l

S IS T E M A S D E A D M IS IÓ N D E A IR E Y E S C A P E

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entrada de aire

Fig. 17.5 Principios del filtro de aire de baño de aceite Repco

do cae al fondo del depósito en donde se sedimenta el polvo. En la figura 17.6 se muestra un corte de un filtro de aire de bañó de aceite. El aire penetra por una entrada lateral. Se lo envía hacia abajo a la superfi­ cie y a través del aceite antes de subir por el elemen­ to hasta la parte superior del filtro y su salida y hacia el motor. Al- quitar la tuerca de mariposa en la tapa, se puede desarmar el filtro para sacar el ele­ mento.

Filtro de aire con elemento seco (Fig. 17.7) Tiene.un elemento reemplazable hecho con un ma­ terial poroso muy.fino, que no necesita estar hume­ decido con aceite para retener las partículas finas de polvo. El material del elemento es lo bastante fino para retener las impurezas del aire, pero tiene sufi­ ciente porosidad para dejar pasar el aire-limpio con muy poca.restricción. En algunos filtros de aire, el elemento se puede lavar y volver a usar. En otros, hay que reemplazar el elemento. En el filtro que se ilustra, el filtrado depende de- la eficiencia del ele­ mento, que se obstruye en forma gradual con el polvo, que también se acumulará en el.cuerpo del filtro. Esto se debe al movimiento rotatorio del aire en el cuerpo del filtro, ocasionado por placas des­ viadoras en el cuerpo y, en algunos casos, por placas en el propio elemento.

Filtro de aire tipo seco con recipiente para polvo (Fig. 17.8)

Fig. 17.7 Filtro de ase seco de ciclón'-’

P e r k in

recipiente-para polvo y elemenk de filtro. Puede ser de montaje vertical u horizontal como ilustra: En algunos filtros de este tip >e liza un ele­ mento adicional, con lo cual son filiros de dos etapas. El elemento adicional, .llamado elemento para seguridad, se instala dentro del elemem rr rcipal. El aire pasa primero por éste y, luego, po r el elemento de seguridad. Si se daña el elemento pri­ mario, el de seguridad protege el motor, también protege el motor porque impide la entrada de cuer­ dos extraños cuando se da servicio al motor con e elemento principal fuera del filtro de aire. El ele­ mento de seguridad no se puede limpiar; sólo se reemplaza a intervalos periódicos. En la figura 17.9 se ilustra el filtrado del aire. El aire entra por el lado superior derecho del cuerpo dei filtro. Las aspas prelimpiadoras en ángulo le dan movimiento de rotación al aire, con lo cual se expulsan por rotación-las partículas de polvo que bajan por la pared del filtro hasta el recipiente para polvo en su parte inferior. El movimiento rotatorio del aire y su acción centrífuga para separar los contaminantes, hacen que este tipo de filtro se llamen de ciclón; también se da este nombre al filtro ilustrado en la figura 17.7.

Filtro de aire de dos etapas

Se ilustra un filtro de aire desarmado y sus compo­ nentes. Es un filtro para trabajo pesado que tiene

Fig. 17.6 Sección del filtro de aire en baño de aceite P e r k in s

El filtro de aire de dos etapas que se ilustra en la figura 17.10 es del tipo tubular y tiene una sección superior y una inferior. Su fabricante lo llama “ DuoD ry” . En la sección superior hay un elemento tipo seco reemplazable y en la sección inferior están los tubos “ de ciclón” . En el extremo inferior del filtro se emplea un recipiente para polvo. En la figura 17.11 se ilustra la configuración interna del filtro. El aire entra a la sección inferior del cuerpo del filtro y se envía hacia abajo por lotubos de ciclón, los cuales tienen aspas internas que hacen girar el aire en forma semejante a un ciclón. Con esto se lanzan las partículas de polvo hacia el exterior del tubo y caen al depósito de polvo. El aire

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M E C Á N IC A PA R A M O T O R E S D IE S E L

'

•

Fig. 17.8 Componentes del filtro de aire del tipo d e 'd c ló n con recipiente para p o lv o :'1 cuerpo de filtro, 2 sello, . P e r k in s 3 abrazadera", 4 elemento, 5 tuerca, 6 placa desviadora, 7 recipiente para polvo •

Fig. 17.9 Acción de limpieza del aire en un filtro del tipo de ciclón C u m m in s

17.10 Filtro de aire “ Duo-Dry" de dos etapas

P e r k in s

S IS T E M A S DE AD M ISIÓ N D E A IR E Y E S C A P E

7 limpio en el centro del tubo cambia .i. >er.::d se mueve hacia arriba al interior del ele:v.en:: filtro; éste retiene el polvo que pueda cuecñr en el aire que pasa a través de él hacia la sa lici de! ;• luego al motor. Se debe tener en cuenta que, en este case. e! nterior del elemento del filtro es el lado “ sucio" . t exterior es el limpio, o sea lo opuesto o casi tod los otros elementos, en los cuales el aire pasa exterior al interior.

ú¿.

entrada

Válvula de descarga deS filtro Es una válvula de caucho moldeado que se utiliza con los filtros de aire tipo seco, llamada “ Vacuator” por su fabricante. Se puede instalaren el reci­ piente para polvo o en la parte más baja del cuerpo del filtro. En la figura 1~. 12 se puede ver la coloca­ ción de la válvula de descarea en el filtro de aire.

Fig. 17.11 Disposición interna de un filtro de aire con tubos de ciclón C u m m in s

La válvula expulsa en forma continua el polvo y la humedad conforme se acumulan y. por ello, im­ pide en forma automática cualquier acumulación de polvo en el filtro de aire. Las pestañas de la válvula, hecha de-caucho, están normalmente ce­ rradas para impedir la entrada de polvo. H ay que mantener limpia da válvula e inspeccionarla con regularidad para comprobar que las pestañas se cierren pero no se queden'pegadas.

i

Fig. 17.12 Filtro de aire montado a un lado del motor: 1 sombrero para lluvia, 2 filtro de aire, 3 válvula de descarga, 4 codo, 5 in d ic a d o r de re stricció n , 6 d u cto s B edford

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M ECÁNICA PA RA M O TO R ES D IE S E L Locaiizaciórs del filtro de aire

Fig. 17.13 In d ic a d o r de re stricc ió n : 1 la señal roja indica re stricció n en el filtro , 2 o p rim ir el botón para restablecer Perkins

En los vehículos pequeños, el filtro de aire se monta directamente en el motor, sobre o cerca del múltiple de admisión. En motores grandes, donde la caja del filtro es de gran.tam año, pueden estar alejados del múltiple de admisión, con el cual se conectan mediante ductos o tubos, flexibles o rígidos. En las máquinas motrices, el filtro de aire suele estar mon­ tado detrás de la cabina del operador y el tubo de admisión llega hasta el techo de la cabina. El extre­ mo del tubo de admisión tiene un protector o som­ brero para impedir la entrada de agua. En vehículos para trabajo en carretera, por ejem­ plo los autobuses, el filtro de aire está montado junto al motor (Fig. 17.12) y conectado al múltiple de admisión con un ducto. El filtro de aire que se ilustra tiene un sombrero contra la lluvia en el lado de admisión y una válvula de descarga en la base; También tiene un indicador de restricción instalado en el codo del ducto entre el filtro y el múltiple de admisión.

Indicador de restricción

Respiraderos del motor

En la figura 17.13 se ilustra un.indicador de restric­ ción, qué está instalado en el lado “ lim pio” del filtro de aire o erí los ductos entre el filtró y el motor para indicar cuándo se necesita limpiar o reempla­ zar el elemento del filtro. El indicador funciona cuando hay diferencia en presión entre el filtro de aire y el motor. Cualquier restricción al paso de aire por el filtro produce cierta cantidad de vacío en los ductos entre el filtro y el motor. Cuando se llega a un valor predetermi­ nado, el vacío hará funcionar, el indicador y apare­ cerá una señal foja que se quedará fija, en posición visible, cuando se para el motor. Cuando aparezca la señal roja, hay que sacar el elemento del filtro para limpiarlo o reemplazarlo; después, se oprime un botón de restablecimiento en el extremo del indicador para que desaparezca la señal roja.

Los respiraderos del motor desempeñan dos fun­ ciones: descargan la presión, dentro del motor y el

Filtros primarios Se instalan antes del filtro principal de aire. Están destinados a retener las partículas sólidas que hay en el aire antes de que lleguen al elemento del filtro principal. Esto reduce la frecuencia del servicio al filtro principal. La primera etapa del filtro de aire de dos etapas, ya descrito, es una de las formas de filtro primario. Otros filtros primarios se instalan en la toma de aire, separados del filtro principal. En un tipo se utiliza un recipiente transparente a fin de ver con facilidad la cantidad de polvo que se ha acumulado. En este filtro también se utilizan aspas para dar movimiento rotatorio al aire de admisión que lanza las partículas de polvo hacia el recipiente para pol­ vo por acción centrífuga.

(a)

(b)

Fig. 17.14 Respiraderos del m otor: a) elem ento de malla, b) elem ento seco de papel C u m m in s

S IS T E M A S DE A D M ISIÓ N DE A IR E Y E S C A P E depósito de aceite y sirven para filtrar el aire que entra al motor a fin de impedir la entrada de polvo. Algunos motores tienen un sistema de ventilación positiva en vez de respiraderos que descargan a la atmósfera. La ventilación del motor se describe en el capítulo 14. Los respiraderos del motor, en realidad, son filtros de aire pequeños y funcionan de un modo similar. Se utilizan tres tipos de respiraderos: hume­ decidos con aceite que tienen un elemento de malla cubierto con aceite, como se ilustra en la figura 17.14¿/); respiraderos de baño de aceite, que tienen elemento de malla y baño de aceite y respiraderos tipo seco que tienen un elemento seco de papel (Fig. 17.14Z>)). Un tubo de respiración en el respiradero lleva los vapores de aceite fuera del motor.

Servicio Los respiraderos necesitan servicio periódico, simi­ lar al de los filtros de aire. Los elementos de malla •de los filtros humedecidos con aceite y de baño de aceite se lavan con Keroseno (petróleo diáfano), se' dejan secar y se les vuelve a poner aceite. Los ele­ mentos del tipo seco se reemplazan si están obstrui­ dos o dañados. j

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• • # » Servicio a! filtro dé aire

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Se debe dar servicio al filtro de aire a los intervalos recomendados por el fabricante del motor. La fre­ cuencia del servicio al filtro depende, en cierto gra­ do, del tipo de filtro, pero en grado mucho más importante de las condiciones de operación del ve­ hículo y el motor. La finalidad del filtro de aire es suministrar grandes cantidades de aire limpio al motor. Si el elemento se obstruye con. polvo, se restringirá el pa­ so de aire. Si está dañado, el aire que entre al motor llevará mucho polvo y se dañará el motor. El método para dar servicio al filtro de aire y su elemento depende de su tipo, como se describe a continuación.

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Filtro primario Los filtros de baño de aceite para :r ¿ r ^aco pueden tener un filtro primario cen;: _) . _ del filtro principal. H ay que desm. : . fii - • primario para limpiarlo; luego, se le &p___¡t limpia, para desalojar las partículas de poh .>r ae cc tenga. Para ello, hay'que mantener pían : e! elemento, para que todo el b o T d e de sellarmerto esté en contacto con la superficie plana. N • se golpee el elemento en ninguna parte del b. rde o en forma tal en que sé pueda deformar \ dañar y no selle cuando está instalado. 2. El elemento se puede limpiar con aire compri­ mido a baja presión, cómo se ilustra e : la figura 17.15. H ay que tener cuidad de n perforare! material de-1 elemento con ei aire, por lo que la boquilla de "aire debe estar cuando menos a 100 mm del interior dei elemento. Se aplica el aire con todo cuidado desde el centro hacia fuera del elemento para desprender las partículas de polvo que puedan estar adheridas en la superfi­ cie externa del elemento.

Filtro de aire de baño de aceite Se desarma el filtro y se saca el elemento. Se vacía el aceite del cuerpo y se lim pia con todo cuidado el polvo y lodo que haya en el fondo. Para limpiar el elemento del filtro se sumerge en Keroseno y se agita para eliminar el aceite y el polvo. Se deja escurrir, se sopletea con aire compri­ mido a baja presión y se vuelve a aplicar aceite para motor al elemento. No se debe utilizar gasolina para lavar el elemento, pues es un combustible muy volátil y si llega a entrar al motor ocasionará serios daños. Se llena el recipiente con aceite hasta la marca de nivel y se arma el filtro. No hay que exceder de esa marca, porque el motor puede absorberlo y ello producirá velocidades excesivas y sin control.

Fig. 17.15 Limpieza de un elemento tipo seco con aire a

baja presión

M azda

M ECÁNICA PARA M O TO R ES D IE S E L

10 Aunque el elemento se puede limpiar como se describió, los poros del material filtrante se obstru­ yen en forma gradual; por ello, los fabricantes espe­ cifican que el elemento se debe reemplazar después de un periodo específico, por ejemplo, 30 000 km de recorrido o con mayor frecuencia en lugares polvo­ sos o si se sospecha que el elemento está dañado. A l instalar el elemento en el cuerpo del filtro, asegúrese que ies >ell:¿ superior e inferior del ele­ mento hacen ccntact? con el cuerpo y la tapa. Es impórtame un ¿ am iento correcto en estos lugares para imre - entrada de aire sin filtrar al motor. En : - v.r.'-s Je aire, las partes del cuerpo se alinean : : medio de una ranura y una lengüeta; si r. _ _e ¿á " bien alineadas al armar, se puede defor:¿pa v permitir filtraciones de aire. No hay anreiar en exceso la tuerca de mariposa que e:a ia tapa porque se producirían deformaciones.

Filtros de aire tipo seco para trabajo pesado En un filtro de aire para trabajo pesado, como el de la figura 17.8, se desmonta el recipiente para polvo, se saca el polvo y se limpia el.recipiente. H ay que desmontar el recipiente con frecuencia para impe­ dir el exceso de polvo que podría obstruir el elemen­ to del filtro. Se saca el elemento.del cuerpo del filtro y se ■ limpia el interior del cuerpo con un trapo húmedo. El elemento del filtro se puede limpiar como sigue: 1. Si el elemento sólo tiene polvo seco, se puede limpiar con un chorro de aire limpio a baja presión aplicado hacia arriba y abajo en los pliegues en el lado limpio del elemento. L a ' boquilla de aire se debe mantener, cuando me­ nos, a 100 mm del elemento para no dañarlo. Los elementos grandes no se pueden ni deben golpear para quitarles el polvo porque se daña­ rán o deformarán. 2. Si el elemento está contaminado con aceite o con hollín y el fabricante lo permite se puede lavar con una solución de agua templada y detergente que no haga espuma. Sumerja el elemento en la solución de agua detergente por unos 15 minutos y luego agítelo suavemente para sacar la mugre suelta. Enjuáguese con agua limpia a baja presión por el lado limpio del elemento. Ha; que dejar secar el elemento antes de instalarlo. Si hay que emplearlo en seguida de lavarlo, se puede secar con aire como se indi­ ca en el paso 1. Para inspeccionar el elemento, se coloca una bombilla (foco) dentro del elemento. Si hay cualesquiera puntos delgados, agujeros o seña­ les de daño se debe reemplazar. H ay que reem­ plazar el elemento después de lavarlo seis veces, o bien una vez al año.

r

Armese el filtro y compruébese que no hay fil­ tración en ninguna de las uniones. Hay que com­ probar que todas las conexiones en el cuerpo del filtro y en el ducto estén limpias y no tengan filtra­ ciones.

Mantenimiento del sistema de admisión de aire Para tener la seguridad de que el motor recibe un suministro adecuado de aire limpio, además de dar­ le servicio al filtro de aire también hay que inspec­ cionar el sistema de admisión a intervalos periódicos. Las inspecciones y pruebas del sistema son las si­ guientes.

Sombrero para lluvia El sombrero para lluvia en el lado de entrada de aire al filtro debe estar limpio en el exterior y en el in­ terior. La acumulación de polvo en el interior del sombrero restringirá el paso de aire; en el exterior puede penetrar al sistema.

Entrada de aire El fabricante del equipo ó del filtro determina la posición de la entrada al mismo. Cuando’el motor trabaja en lugares muy polvosos, la entrada.de aire debe estar en donde pueda penetrar aire que esté libre de hollín del escape y del polvo levantado por el vehículo o equipo en donde esté instalado el motor. Esto se'.debe tener presente si se van a efectuar modificaciones a’ jos sistemas de admisión o de escape. E l hollín en el elemento del filtro indicará que hay un problema.

Filtro de aire El filtro o filtros de aire, si se emplea más de uno, deben recibir servicio periódico. H ay que tener cui­ dado, al armar el filtro después del servicio, de que todas las juntas y sellos estén en su lugar correcto y que no haya filtraciones.

Ductos Se debe inspeccionar si los ductos, mangueras de caucho y conexiones del sistema tienen daños o degradación. Esto se aplica a todos los sistemas, pero en particular a aquéllos en los que el filtro de aire está montado lejos del motor y se emplean ductos largos.

Filtraciones de aire El sistema debe estar libre de filtraciones de aire. Se debe prestar atención particular a las uniones y conexiones que puedan permitir la entrada de aire sin filtrar al lado para aire limpio en el sistema. Esta parte estará a una presión ligeramente inferior a la at­ mosférica y se succionará aire sin filtrar por una

S IS T E M A S DE AD M ISIO N DE A IR E Y E S C A P E

11 Se aplica agua jabonosa con una : : . x todas las conexiones y uniones del - - . .. quier abertura que permitiría la entr.;.i_ r : detectará por las burbujas en la solí..: r. ;.t que produce el aire que escape. Cualesqm.n conducir los gases quemados desde los orificios de e>cape en la culata de cilindros y descargarlos en la atmósíera lejosdel conductor y del motor. También tiene que disminuir el ruido de los gases de escape a un vaU r aceptable. ' Los sistemas de' escape se'diseñan para que los gases tengan libre circulación y la contrapresión sea mínima. - . En la. figura 17.17.se ilustran los componentes de un sistema de escape, excepto el múltiple de escape. Los tres componentes son: 1) el tubo de es­ cape que está conectado en el múltiple, el silencia­ dor 3) y el tubo de salida o de cola 5). E l silenciador está suspendido con las perchas 2) y 4) en el basti­ dor del vehículo. Un sistema de este tipo se podría utilizar en un vehículo comercial ligero o en un automóvil. Los gases de escape se descargan por la parte posterior o en un costado del vehículo. En la figura 17.18 se ilustran los componentes de un sistema de escape en un camión, en el cual el tubo de salida 5) tiene una extensión vertical para que los gases descarguen encima de la cabina. Itíual

FJg. 17.17 Sistema de escape para un vehículo ligero: 1 tubo de escape, 2 percha del silenciador, 3 silenciador. 4 percha, 5 tubo de salida Isuzu

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M EC ÁN IC A PARA M O T O R ES D IE S E L que en el sistema que se acaba de describir, el silen­ ciador 2) y sus tubos están suspendidos con per­ chas. Se utilizan bujes de caucho entre la parte superior de la percha y el bastidor o el bastidor secundario como aisladores para evitar que las vi­ braciones del sistema se transmitan a otras partes del vehículo. El tubo vertical de salida está sujeto con mon­ tantes y soportes en la parte posterior de la cabina. Esto permite movimiento entre el tubo y otras par­ tes del sistema. Como esta parte del sistema está al descubierto, se utiliza un protector perforado, por lo general de acero inoxidable, para evitar el con­ tacto accidental con el tubo de salida, que está muy caliente, por parte del conductor o de cualquier otra persona que se acerque al vehículo. Se suele utilizar un sombrero para lluvia en la parte superior del tubo vertical de salida. El som­ brero tiene bisagras y está contrabalanceado para que esté cerrada cuando se para el motor,'pero los gases del escape lo abren con facilidad al momento de poner en marcha el motor. E l sombrero impide la entrada de lluvja y otros cuerpos extraños al tubo de salida cuando está parado el motor.

Silenciador (mofle)

Fig. 17.18 Sistema de escape para un vehículo pesado. Tiene urt-a extensión vertical del tubo de salida y un proyector; 1 tubo de escape, 2 silenciador, 3 tubo, 4 tubo flexible, 5 tubo de salida, 6 protector Isuzu

Fig. 17.19 Flujo de gases en un silenciador de escape

El silenciador consiste en'urt cuerpo redondo u ovalado que contiene'placas desviadoras y-tubos perforados. Los-gases del escape salen del motor en una serie de pulsaciones. La expansión del gas den­ tro del silenciador y el efecto de las placas desviado­ ras y tubos perforados sobre el gas, reduce el ruido de las pulsaciones-. En la. figura 17.9 se ilustra un silenciador, del tipo utilizado en vehículos pequeños. Los vehículos pesados suelen tener un silenciador más largo con mayor superficie de expansión y menos placas y tubos. El silenciador ilustrado es del tipo de flujo inverso, en el cual los gases cambian de dirección dentro del silenciador. H ay otros silenciadores del tipo de flujo en línea recta de un extremo a otro.

S IS T E M A S DE ADM ISIÓ N DE A IR E Y E S C A P E

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Fig. 17.20 Corte seccional de un motor Cummins turbocargado. Se pueden ver las piezas internas: 1 turbocargador, 2 tubo transversal de admisión de aire, 3 balancín del inyector, 4 múltiple de aire (admisión), 5 respiradero del motor, 6 árbol de levas, 7 filtro de aceite, 8 boqilía para enfriamiento de pistones, 9 muñón de biela, 10 contrapeso del cigüeñal, 11 depósito de aceite, 12 bomba del aceite tipo de engranes, 13 bomba del agua, 14 enfriador de aceite del tipo de placas, 15 pistón, 16 camisa de cilindro, 17 camisa de agua en la culata de cilindros, 18 múltiple de escape, 19 retorno de aceite del turbocargador. C u m m in s

14

M ECÁNICA PARA M O T O R ES D IE S E L

Preguntas para repaso 1. Enumérense las partes del sistema de admisión de aire. 2. ¿Qué piezas adicionales >e utilizarían en un mo­ tor equipado con turbocargador? 3. ¿Qué función tiene el sc piador en el sistema de admisión de aire de un motor de dos tiempos? 4. ¿Por qué se utilizan los filtros de aire? 5. ¿Cuáles son le ? p oslóles resultados de un filtro de aire deficiente? 6. Expli-.:- :- - o.'.o funciona un filtro de aire de baño de aceite. •Q . . ; .¿n :íca filtro de aire tipo seco? ¡>. E\r.:qaese como funciona un filtro de aire del lip 3 de ciclón. v. ;Q jé es la válvula de descarga del filtro? ¿Dónde se instala? 1 . ¿Qué significa filtro primario de aire? .

11. ¿Cómo funciona un indicador de restricción? 12. Menciónense los diferentes tipos de respirade­ ros del motor. 13. Descríbase como se le da servicio a un filtro de aire de baño de aceite. 14. Expliqúese como se le da servicio a un filtro de aire tipo seco. 15. Enumérense las diversas partes del sistema de admisión de aire y las inspecciones y compro­ baciones que se pueden hacer en ellas. 16. ¿Cuáles son las diferencias entre el sistema de escape de los camiones y el de los automóviles? 17. ¿Cuál sería el efecto de que la salida del escape y la entrada al filtro de aire estuvieran muy próxi­ mas entre sí? 18. ¿Cuál es la finalidad del silenciador?

T urbocargadores

(urbocargadores

Los o sobrealimentadore's se uti­ lizan para obligar a'entrar a los cilindros del motor una masa de aire mayor de la que es posible con la sola presión atmosférica. Esa masa mayor de aire suministra más oxígeno para la combustión, lo cual permite quemar más combustible en la cámara de combustión, con lo que el motor produce más po­ tencia. . ' Los se utilizan para el suministro de aire para barrido en los motores Diesel de dos tiem­ pos como ya se describió. E l aire para barrido está a una presión ligeramente más alta que la atmosférica y no tiene efecto de sobrealimentación porque no aumenta la presión dentro de los cilindros. Se sue­ len utilizar sopladores del tipo Rootes,-impulsados por el motor, similares al ilustrado en la figura 17.4 para suministrar un gran volumen de aire a-baja presión para barrido. Los términos “ turbocargador” y “ soplador” se han utilizado para designar dos componentes dis­ tintos utilizados para fines diferentes; sin embargo, se utilizan a veces, indistintamente, en relación con la sobrealimentación. En los motores Diesel se utiliza un sobrealimentador impulsado por los gases del escape, llamado turbocargador (turboalimentador) y se ilustra en la figura 18.1

sopladores

a más o menos el doble que la a'.mosférica. Esto puede aumentar la potencia y ia : . par) del motor entre 25 y 4 0 % según sea el di^eñ; dei lurbocargador y del motor.

Turbocargador - ' . . Consiste en un compresor centrífugo montado en el mismo eje que una turbina impulsada por los gases del escápe. En esta forma, la energía de los gases deí escape que, en otra forma se desperdiciaría, se em­ plea para impulsar el compresor y aumentar la masa de la carga de aire para los cilindros. En la figura 18.2 se ilustra una instalación básica del turbocar­ gador.

Respiración def motor Los motores que no tienen turbocargador se llaman de Es decir, aspiran el aire por la acción normal de bombeo de los pistones en los cilindros. Esta acción de los pistones reduce la pre­ sión dentro de los cilindros y el aire penetra en ellos debido a la presión atmosférica. Incluso en condi­ ciones ideales, la presión del aire que entra a los cilindros no llega a ser la atmosférica y, en la prác­ tica, es bastante menor. E l turbocargador incrementa el flujo de aire a las cámaras de combustión y aumenta la presión

aspiración natural.

flujo de gases de escape

flujo de aire de entrada

Fig. 18.1 Turbocargador: 1 compresor, 2 entrada de aire, 3 aire al motor, A turbina, 5 salida de gases, 6 brida de montaje y entrada de gases del escape a la turbina C ummins

M ECÁNICA PARA M O T O R ES D IE S E L

16

la rueda del compresor. En esta forma, se hace entrar una mayor masa de aire en los cilindros. Los turbocargadores, además de aprovechar la energía de los gases de escape, también, responde, en gran parte, a las demandas del motor. Si se inyecta más combustible en los cilindros, aumen­ tará tanto la energía de los gases del escape como la velocidad del turbocargador. Esto aumentará la masa de la carga de aire para satisfacerlas necesida­ des del motor.

Componentes del turbocargador

Fig. 18.2 Instalación del turbocargador: 1 múltiple de escape, 2 postenfriador, 3 pistón, 4 entrada de aire, 5 compresor, 6.turbina, 7 salida de.gases C a t e r p il l a r

E l turbocargador tiene un rotor que se compone de un eje con una rueda de turbina en un extremo y una rueda de compresor o impulsor en el otro. El rotor está montado dentro de una cubierta para, formar la turbina impulsada por los gases-del esca­ pe en un extremo y el compresor en el-otro. Los ; . gases de escape enviados a la turbina hacen que. el rotor gire a altas velocidades y accione el compre­ sor. El aire entra al compresor en el centro y se comprime cuando lo lanza hacia afuera la fuerza centrífuga debida a la alta velocidad de rotación de

E n la figura 18.3 se ilustran los principales compo­ nentes del turbocargador. Se muestra la turbina en el lado derecho y el compresor en el lado izquierdo. • E l rotor, en el centro, incluye la rueda de la turbina y la del compresor. E l rotor tiene una cámara cen­ tral en la cual se circula el aceite del motor para lubricar y enfriar el eje y los cojinetes. La cubierta de la turbina tiene aspas que forman un anillo de toberas. Los gases de escape del motor circulan alrededor de la cubierta de la turbina y las aspas los envían hacia dentro, con Jo cual llegan a la turbina a alta velocidad. ' En la figura 18.4 aparece un corte seccional de • un turbocargador y. sus .componentes. E l núcleo central incluye los cojinetes y el eje en donde están montados la rueda de turbina 8) y la rueda del compresor 16). La cubierta 6) de la turbina está montada en el núcleo con una' abrazadera en V 5); la cubierta 1) del compresor está sujeta con tornillos en el núcleo. •

Fig. 18.3 C o m p o n e n te s del tu rb o c a rg a d o r: 1 tapa del co m p re so r, 2 a rillo seguro, 3 rotor, 4 c o la d o r de aceite, 5 sello, 6 placa del com presor, 7 cu b ie rta de la tu rb in a LucasC AV

17

TURBOCARGADORES

Fig. 18.4 Componentes cieí turbocargador;1 cubierta del compresor, 2 tornillo, 3 sello anular, 4 placa de empuje de cojinete, 5 abrazadera en V. 6 cubierta de la turbina, 7 anillo de pistón, 8 rueda de la turbina, 9 cojinete, 10 arillo de empuje, 11 desviador de aceite, 12 cubierta del cojinete, 13 anillo de pistón, 14 manguito, 15 tuerca, 16 rueda del compresor, 17 inserto, 18 arilio de sujeción P e r k in s

E l cojinete 9) es de aleación de aluminio. Es del tipo semiflotante y tiene una pequeña holgura entre su parte interior y el eje y también entre su parte exterior y la cubierta. E l aceite lubricante del motor se envía al cojinete y al espacio anular entre las su­ perficies del cojinete para lubricación y enfriamiento. Se utilizan anillos de pistón 7), 13) para sellar en cada extremo del eje y un sello anular 3) entre el inserto 17) y la cubierta. El turbocargador se monta en el múltiple de escape con una base con brida que también es la entrada para los gases de escape.

Características de diseño de los turbocargadores H a y tres tipos de turbocargadores. Todos funcio­ nan en forma similar, pero tienen distintos sistemas para dirigir el flujo de gases de escape del motor hasta la turbina. Los tres tipos son: de espiral, o de voluta, de anillo de toberas y de impulsos.

Turbocargador de espiral o de voluta Tiene un solo conducto para llevar los gases del escape hasta la rueda de la turbina. L a voluta es un pasaje en espiral en la cubierta de la turbina, que reduce su tamaño. E l cambio en tamaño se requiere para mantener la velocidad de los gases en toda la espiral o voluta. E l gas pasa en forma continua de la espiral a la rueda de la turbina por una abertura en torno al interior de la espiral. Los gases chocan contra la rueda de la turbina para hacerla girar y salen /ie ella por el tubo de escape. L a rueda del compresor está montada en un eje común con la rueda de la turbina. La rueda del compresor tiene aspas curvas que toman el aire y lo comprimen por la fuerza centrífuga. E l aire sale de la punta de jas aspas del compresor a alta velocidad y baja presión. Luego pasa por la placa o difusor hacia la voluta en la cubierta del compresor. Esto

18 reduce la velocidad del aire y le aumenta la presión antes de enviarlo a las cámaras de combustión.

Turbocargador de anillo de tobera En este tipo se utilizan una espiral y un anillo de' tobera y, en otros, dos espirales \ anillos de tobera separados. La turbina de la figura 18.3 es de este tipo. Los gases deí m úl::rle de escape entran a la voluta, pero en \ ez de ir directamente a la rueda de la turbina pasar, p r : r : por las aspas de los anillos de tobera, que d el gas hacia las aspas de la turbina a ai:a '•el >::dad y toman más energía de los gases del escape. El :_ d ;•del compresor de estos turbocargadores iz ja l que en los del tipo de voluta.

~ l ' j j c a r g a d o r de impulsos

S

u:d:za un múltiple de escape del tipo de impulsos uara aprovechar los impulsos que ocurren en los ga>es del escape cuando salen de los cilindros. Con esto se emplean mejor los gases.del escape para aumentar la velocidad del turbocargador. E n la figura 18.5 se ilustra Un múltiple.del tipo de impulsos. Tiene conductos individuales para ca­ da cilindro, y se juntan formando dos ramas del múltiple, que están conectadas.con una cubierta de turbina dividida. E l múltiple tiene sección transver­ sal pequeña para aprovechar el efecto de los impul­ sos, que se disiparían en un múltiple de mayor tamaño. La configuración del múltiple está proyec­ tada para permitir libre flujo de gases y utilizar los impulsos. Durante la aceleración, esto permite que la energía dé los gases del escape llegue con rapidez a la turbina y se mejoré la aceleración, del motor.

M ECÁN ICA PARA M O T O R ES D IE S E L Para aprovechar mejor los impulsos de los gases de escape, se hace que cilindros alternados en el orden de encendido del motor descarguen en la misma rama del múltiple. Por ejemplo, un motor de seis cilindros con orden de encendido de 1-5-3-6-2-4 tiene los cilindros 1, 2 y 3 conectados con una rama y los cilindros 4, 5 y 6 conectados con la otra ra­ ma del múltiple. Esto produce mayor separación de los impulsos de escape y ocaciona cierto efecto de, barrido como resultado del paso de los gases de escape en el múltiple.

Turbocargador para motores de dos tiempos En la figura 18.10 se ilustra un motor de dos tiem­ pos, tipo en V con turbocargador. En este motor se utilizan tanto el turbocargador como el soplador. Los gases que salen de los cilindros pasan por los múltiples y tubos de escape hasta la turbina del turbocargador, que está montado sobre la cubierta del soplador. La rueda descompresor del turbocargador com­ prime el aire de admisión y se envía al soplador en donde se mantiene su velocidad. E l aire, luego, pasa por el postenfriador situado debajo del soplador, 'antes dé llegar a la caja de aire y a los cilindros. El' motor impulsa al soplador, que/funciona del mismo modo que en los motores sin turbocargador.

Enfriamiento de Sa carga de aire Cuando se comprime el aire en el turbocargador, aumenta su temperatura. El enfriamiento de la car-

Fig. 18.5 Múltiple de escape por impulsos y se muestra el paso de gases de escape al turbocargador

C u m m in s

TURBOCARGADORES

19

Fig. 18.6 Diagrama de instalación de un intercambiador de calor aire-aire y del paso de aire de admisión P e r k in s

ga de aire después de qué sale del turbocargador y antes de que.entre al motor, se hace con un sistema llamado postenfriador o interenfriador. Un inter­ cambiador de calor, colocado entre el turbocargador y el múltiple de admisión, extrae el calor del aire y esto- aumenta su densidad. Con ello, llega una mayor masa de aire a las cámaras de combustión. La densidad del aire varía según su temperatu­ ra. Cuando el aire se calienta, se expande y sevuelve menos denso; cuando se enfría, se contrae y se vuelve más denso. El postenfriador mantiene la carga de aire a una temperatura casi uniforme para tener mejor combustión. E n la figura 18.6 se ilustra el principio de funcio­ namiento de un intercambiador de calor aire-aire. Está montado en la corriente de aire de enfriamien­ to en el frente del radiador del sistema de enfria­ miento del motor. E l aire del turbocargador pasa por el intercambiador de calor para reducirle la temperatura antes de que llegue al múltiple de ad­ misión. En la figura 18.7 se ilustra un postenfriador que es un intercambiador de calor de aire a líquido enfriador y forma parte del múltiple de admisión. E l postenfriador consta de una cubierta con un núcleo interno con cierto número de tubos por los cuales circula el líquido enfriador. E l aire que viene del turbocargador pasa por el postenfriador y se en­ fría al pasar sobre el núcleo tubular antes de entrar al motor. Aunque la característica más importante del postenfriador es que extrae el calor del aire que sale del turbocargador, también le agrega calor para aumentar la temperatura de la carga, cuando el motor trabaja en lugares a temperaturas muy bajas. Por tanto, el postenfriador le da una temperatura

Fig. 18.7 Ilustración de turbocargador.y posterf- ?.c : ' y del paso de airedeadmisión: 1 tu rb o ca rcs:: \ . 2.válvula de escape, 3 ductos, 4 postenfriador. 5 válvula de admisión, 6 cilindro C u m v ns

más estable a la carga de aire, aun en condiciones variables.

Turbocargador enfriado por líquido En la figura 18.8 se muestra una vista seccional de un turbocargador para motor marino enfriado por agua. La sección de la turbina tiene una camisa de agua formada en la cubierta para eliminar el exceso

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Fig. 18.8 Turbocargador enfriado por líquido para motor marino. Una camisa de agua rodea la cubierta de la turbina C a t e r p il l a r

20 de calor. E n los motores automotrices, el ventilador y el movimiento del vehículo producen flujo de aire alrededor del motor para disipar el calor de los componentes, cosa que no ocurre con los motores marinos. El enfriamiento por líquid >de la sección de la turbina protege a los c mponentes contiguos contra el calor concentrado.

Ventajas del turbocargador M ayor potencia El turbocarzic : aumenta la potencia del motor. Se puede : : : : incremento de alrededor de 40 a 50 r - en relaci :n con un motor de aspiración natu­ ral dei mismo tipo. La potencia adicional se logra al hacer entrar una masa adicional de aire a presión a los cilindros para realizar la combustión del combusiihle adicional. Se aumenta la relación peso•joiencia con muy poco incremento en el peso y el tamaño del motor.

M enor consum o de com bustible E l turbocargador responde a cualquier cambio en la cantidad de combustible. Su velocidad aumenta cuando se incrementa la cantidad de combustible y se tiene unarelaciórt aire-combustible más exacta que produce mejor combustión y menor consumo.

Reducción dei humo Debido a que el turbocargador envía suficiente aire (y oxígeno) para la combustión completa del com­ bustible,se reduce mucho el humo negro. Si no hay suficiente aire, el combustible no arderá.por com­ pleto y se'producirá humo negro.

M EC Á N IC A PA RA M O T O R ES D IE S E L compresión en un motor turbocar gado producen mejor combustión y un aumento más paulatino en la presión de combustión para disminur el ruido.

Operación de un motor íurbocargado Cuando se pone en marcha en frío un motor con turbocargador, hay que dejarlo en marcha mínima ( “ ralentí” ) más o menos un minuto para que el turbocargador reciba lubricación. Antes de parar el motor, hay que dejarlo en marcha mínima uno o ' dos minutos. Esto permite que el aceite lubricante •disipe el calor de los cojinetes del turbocargador y que éste funcione a baja velocidad cuando se para el motor y ya no hay lubricación. Si se hace el paro del motor cuando está a alta velocidad, el turbocar­ gador continuará su rotación y no tendrá lubrica­ ción ni enfriamiento adecuados. La velocidad del turbocargador no depende de la del motor. Cuando el motor funciona a alta velocidad con plena carga, la velocidad del turbocargador puede ser entre 80 000 y 90 000 rpm. En estas condiciones los cojinetes necesitan lubricación y enfriamiento adecuados.

Sen/ido al turbocargador E l turbocargador en sí no requiere servicio rutina­ rio, pero-sí debe recibir .aire limpio y tener lubri­ cación adecuada en todo momento. Por ello, son esenciales las comprobaciones periódicas de los sis­ temas de admisión y de escape y de los tubos de aceite lubricante. Se deben tener en cuenta los siguien­ tes factores:

Sistema de aire Compensación de altitud Los turbocargadores.pueden compensar el cambio de altitud y mantienen una potencia casi constante del motor a grandes altitudes, en las cuales, como el aire es menos denso, hay menor resistencia al aire en la turbina, con lo cual puede girar con más libertad y hacer que el compresor gire con más ve­ locidad. Este, por tanto, produce mayor presión. Entre más aire al compresor y se mantiene la rela­ ción aire-combustible. Por comparación, los motores de aspiración na­ tural resienten la menor densidad del aire a grandes altitudes; el aire no tiene suficiente oxígeno para quemar todo el combustible y se produce humo negro. H ay que despotenciar (reducir el combusti­ ble) en estos motores si trabajan constantemente a grandes altitudes.

Ruido de la combustión E l turbocargador ayuda a reducir los ruidos de la combustión. E l ruido característico de los motores Diesel, que se suele llamar “ cascabeleo” , ocurre por el aumento en la presión en las cámaras de combus­ tión. La carga más densa y la alta temperatura de

Las filtraciones pequeñas en el lado de aire limpio del sistema influirán en el funcionamiento dei mo­ tor y ocasionarán sobrecalentamiento del turbocar­ gador. Se succionará polvo al sistema que se deposi­ tará en el rotor del turbocargador y otras partes del sistema, en menoscabo del funcionamiento del tur­ bocargador y se restringirá el paso de aire en el sistema.

Sistema de escape Las fugas en el sistema de escape reducirán la ve­ locidad de la turbina y la potencia del motor.

Suministro de aceite Debe ser adecuado para la lubricación y el enfria­ miento a fin de evitar fallas de los cojinetes. La cubierta de un turbocargador nuevo o reacondicionado se debe llenar con aceite antes del arranque inicial, para tener lubricación adecuada de los coji­ netes. Si se hace girar el cigüeñal con el motor de arranque con el tubo de retorno de aceite desconec­ tado, se enviará aceite a la cubierta del turbocarga­ dor. Cuando la cubierta esté llena, empezará a salir aceite por el tubo de retorno.

TURBOCARGADORES

21

presión en el escape

presión de entrada de aceite

presión de aire de entrada

presión- del múltiple de admisión

flujo ce ace te

múltip.les de escape

Fig. 18.9 Empleo de manómetros y vacuómetros en diversos lugares para comprobar los sistemas de admisión yescape y la presión del aceite ’ l^c-s e >::ma al número de milímetros que baja en la : :ra eclumna. El total representa la pre­ sión i r ^ ;:v.;m na, llamada también presión de man ¿meire de agua, en milímetros. E l manómetro de mercurio se utiliza en forma similar pero para más altas. E l mercurio es mucho más denso j e ! agua y no sube a la misma altura que.ella en el tubo. Para uso en los talleres, las lecturas del manó­ metro se pueden convertir a kiiopascales, en forma aproximada como sigue: 100 mm de agua 100 mm de mercurio

- 1 kPa = 14 kPa

Inspección del turbocargador Si las comprobaciones anteriores indican que el turbocargador tiene alguna deficiencia, se puede demostrar, hacer una inspección en busca de des­ gaste o daños y determinar si se puede seguir utili­ zando. Con el turbocargador colocado en el banco en posición horizontal, se puede probar si el rotor gira con libertad. Si hay señales de trabazón o si el rotor tiene juego longitudinal excesivo, hay que seguir desarmando. E l juego longitudinal se puede comprobar con un micrómetro de carátula coloca­ do contra el extremo del eje. En algunos casos, se puede limpiar el turbocar­ gador sin desarmarlo. Según sea el tipo, se puede quitar la tapa del compresor para tener acceso al impulsor y las partes internas del compresor. Las piezas se pueden lavar con un líquido lim­ piador que no sea cáustico. E l polvo se puede quitar con una brocha de cerdas o con una rasqueta de plástico. H ay que limpiar el polvo de todas las aspas del compresor; si no se limpian todas, se producirán desbalanceo y daños al turbocargador. Lo anterior es un método general para probar el turbocargador. H ay que consultar el manual de

taller del fabricante para una marca o modelo parti­ culares.

Instalación deí turbocargador La turbina puede fallar por instalación incorrecta del turbocargador en el motor, en el múltiple de admisión, así como de los ductos, mangueras y piezas correlativas. A continuación aparece una lis­ ta general de comprobación de la instalación y los factores que se deben vigilar. La limpieza es de máxima importancia. El tur­ bocargador se puede dañar por fragmentos de cuer­ pos extraños que pasan por el compresor y la turbina. A l armar el motor, se debe tener cuidado especial de que no penetren cuerpos extraños a los sistemas de admisión o de escape.

Lista de com probación de instalación 1: Inspecciónese si el sistema de admisión.de aire está limpio o si tiene cuerpos extraños. 2. Inspecciónese si hay cuerpos extraños en el múl­ tiple de-escape.' 3. Compruébese que el tubo de.retorno de aceite no está obstruido. 4. Inspecciónese si el tubo de suministro de aceite está limpio, tiene desperfectos o hay posibili­ dad -cic fugas bajo presión. 5. Inspecciónese la cara de montaje del turbocar­ gador en el múltiple de escape. Limpíense todos los restos de juntas viejas. 6. Instálese junta nueva entre el turbocargador y el múltiple. Compruébese que la junta no sobre­ salga en la abertura en.el múltiple. De preferen­ cia, el borde de' la junta debe estar unos 2 mm adentro del borde de la abertura. Instálese el turbocargador y apriétense los torni­ llos de montaje a la torsión especificada. 8. Conéctese el tubo de suministro de aceite al turbocargador; déjese desconectado el tubo de retorno de aceite. 9. Conéctese los ductos de entrada y salida del compresor. Examínese si hay posibilidad de fugas por las uniones. 10. Hágase funcionar el motor de arranque hasta que salga un chorro continuo de aceite por el tubo de retorno, lo cual indicará que la cubier­ ta del turbocargador está llena con aceite. 11. Conéctese el tubo de retorno de aceite.

7.

Preguntas de repaso 1. ¿Cuál es la finalidad del turbocargador en un motor? 2. Menciónense las tres partes más importantes de un turbocargador. 3. ¿Cómo se impulsa el turbocargador?

4. ¿Cuáles son los diferentes diseños básicos de los turbocargadores? 5. ¿Cuál es la ventaja de tener un sistema de es­ cape por impulsos 6. ¿Qué es un postenfriador?

TURBOCARGADORES 7. Enumérense algunas ventajas del turbocargador. 8. Menciónense algunos aspectos relacionados con el servicio al turbocargador. 9. ¿Por qué es tan importante el suministro de aceite para el turbocargador?

23 11 ¿Cómo se pueden localizar las ccf:c encías en los sistemas de admisión y de escape': 11. ¿Por qué es importante la limpieza 12. Estudióse la lista de comprobación de ' cola­ ción en el texto y expliqúese por que -r incluido cada concepto.

Fig. 18.10 Corte seccional de un motor Detroit Diesel serie V--92. Tiene el soplador instalado entre los bancos de cilindros y el turbocargador montado encima del soplador. Debajo del soplador se encuentra el postenfriador. Otras características que se pueden ver son el inyector unitario y su mecanismo de accionamiento en la culata derecha y una sección del tubo y la palanca de control de combustible en la culata izquierda. También se muestran una cruceta y balancín de válvulas. Se utilizan dos árboles de levas, uno en cada banco de cilindros, montados en la partesuperiordel bloquee impulsados por los engranes de sincronización que están en el lado del volante del motor. D e t r o i t D ie s e l

v»

Sistemas

de combustible Dü@s@;

En la figura 19.1 se ilustra un diagrama de un sistema básico de combustible para motores Diesel. Consta de los siguientes componentes: 1. Un tanque para el combustible Diesel. 2. Una bomba elevadora o de suministro de com­ bustible, para abastecer el sistema desde el tanque. • 3. Filtros dé combustible, que'retienen partículas diminutas en el-combustible. 4. Bomba de inyección., que entrega una cantidad • exacta de combustible a alta presión en cada inyector en el momento preciso. tapón de.purga

tapón llenador

válvüla de retorno .

5. Inyectores, uno para cada cilindro, que atomi­ zan combustible en las cámaras de combustión. 6. Mecanismo automático que permite controlar la cantidad de combustible entregado a los in­ yectores y de esta manera controlar el motor. El • mecanismo, conectado, con el gobernador, no aparece én la ilustración. 7. Gobernador (regulador) para controlar la velo­ cidad del motor de acuerdo.con las condiciones de carga. 8. Tubos de retorno para el exceso de combustible bomba de inyección

• inyector

filtro de combustible

tornillo de purga .

cebador manual

bomba de suministro gobernador centrifugo dispositivo automático para sincronización

combustible filtrado sin vapores ni burbujas de aire

tubo de retorno

retorno mzzzssza Combustible «asiazzseassBxea sin filtrar con vapores y burbujas de aire

Fig . 19.1 Diagrama del sistema de combustible

B o sch

tanque de combustible

S IS TE M A S DE C O M B U S T IB L E DIESEL inyector y cuerpo

■

.

-

_•

25 dispositivo de sincronización

..gobernador

bomba de inyección '

filtro de combust

e

bomba de suministro de combustible

Fig. 19.2 MGíor con los componentes del'sistema de inyección' que incluye bomba de inyección en línea

desde la bomba de inyección y los inyectores al tanque y para ayudar a cebar y purgar el sistema. Li sistema de inyección que se ilustra tiene bom­ ba dé inyección con seis elementos de bombeo indi­ viduales y cada elemento envía combustible a un inyector. En los motores automotrices los elemen­ tos de bombeo están dentro de un solo cuerpo de bomba y en línea; por ello, se llama bomba de in­ yección en línea. En motores Diesel muy grandes, en especial en los marinos, se emplea una bomba separada para cada cilindro. En la figura 19.2 se ilustra el mismo sistema de combustible pero con los componentes instalados en el motor. No se ilustran el tanque de combustible y los tubos que lo conectan con el motor. En el sistema ilustrado, la bomba elevadora o de suministro, montada en un lado de la bomba de in­ yección, succiona el combustible del tanque y lo envía a través de los filtros a la bomba de inyección. La bomba de inyección dosifica (mide) el combusti­ ble y lo envía a alta presión a cada inyector en el momento preciso. Los tubos de retorno de inyecto­ res devuelven el exceso de combustible al tanque y también sirven para mantener el sistema libre de aire. La bomba de inyección se impulsa desde el mo­ tor y está sincronizada (puesta a tiempo) para entre­ gar el combustible en cada inyector en el momento preciso. Algunas bombas de inyección tienen un

mecanismo de sincronización automática para adelantar ei tiempo de la inyección cuando aumenta la velocidad del motor. Un gobernador (regulador) instalado en la partetrasera de la bomba de inyección controla la veloci­ dad del motor. Es necesario tener un gobernador en los motores Diesel para controlarla marcha míni­ ma e impedir que alcance velocidades excesivamen­ te altas. Se utilizan muchos sistemas diferentes para com­ bustible, pero en una forma u otra, todos tienen íos. componentes citados. Los componentes son de tipo diferente: por ejemplo, se puede utilizar una bomba del tipo de distribuidor en vez de una en línea. También se pueden combinar las funciones de dos componentes, por ejemplo la de bomba e inyector, en la que el bombeo y la inyección se efectúan en un inyector unitario. Cualquiera que sea su diseño, la función del sistema de combustible es rociar fina­ mente con combustible limpio las cámaras de com­ bustión con la cantidad de combustible y con la atomización en el momento

correcta conecia

preciso.

Tipos de sistemas de combustible En la figura 19.3 se ilustran los componentes de cuatro diferentes sistemas de combustible. En ca­ da diagrama se muestran las partes básicas de cada sistema, con un inyector y un cilindro. Lascaracte-

M E C Á N IC A PARA M OTO RES DIESEL

26

a) bomba en linea

b) bomba de distribuidor

c) sistema PT

la bomba de inyección 6). En el momento correcto, el elemento de bombeo envía combustible a alta pre­ sión al inyector-que lo atomiza en la cámara de combustión.en el cilindro del motor. Sistema con bomba tipo distribuidor •Se ilustra en la figura Í9.3/;); es básicamente similar ' al de la bomba en línea, pero-se emplea bomba del tipo de distribuidor. Tiene un solo elemento de bombeo y un mecanismo para distribuir el combus­ tible a alta presión a los inyectores; éstos, a su vez, atomizan el combustible en las cámaras de combus­ tión. Un pequeño excedente de-combustible pasa por los inyectores y retorna ai tanque, igual que en el sistema en línea, los inyectores operan por el combustible a alta presión enviado desde la bomba de inyección. d) inyector unitario

Sistema PT Fig. 19.3 Disposiciones de los sistemas de combustible: 1- filtro o filtros, 2 bomba elevadora, 3 árbol de levas, 4 balancín, 5 inyector, 6 bomba de inyección en línea, 7 bomba de distribuidor, 8 bomba de combustible PT. La linea continua señala el suministro de combustible; la línea discontinua el retorno al tanque

rísticas principales de estos sistemas son las siguien­ tes. Sistema con bomba en línea Como se describió, en este sistema se emplea una bom­ ba de unidades múltiples con un elemento de bombeo para cada inyector. El combustible a alta presión que viene de la bomba hace que la agu ja del inyector se levante de su asiento para inyectar el combustible en la cámara de combustión. En el diagrama (Fig. 19.3¿/)), la bomba elevadora 2) succiona el combus­ tible del tanque y lo envía a través del filtro 1) hasta

Este sistema se emplea en los motores Cummins y las iniciales PT son la abreviatura de presión-tiempo. Se le ha dado ese nombre porque en este sistema la cantidad de combustible que se inyecta en las cáma­ ras de combustión está en relación directa con la presión y con el periodo de tiempo durante el cual el combustible entra al inyector, como se describirá con más detalle en el capítulo 27. Con referencia a la figura 19.3c) se verá que el árbol de levas acciona el inyector mediante una varilla de empuje y un balancín. Este sistema, a veces, se llama inyección mecánica para diferen­ ciarlo de los sistemas con bomba de inyección en línea y de tipo distribuidor en los que sólo hay inyección a presión. En el sistema PT (que es tam­ bién una forma de sistema con inyectores unita­ rios), se acciona un émbolo con un impulsor dentro del inyector para introducir el combustible en la cámara de'combustión. Según el diagrama, una

S ISTEM AS DE C O M B U S T IB L E DIE SEL bomba de engranes que es parte de la bomba de combustible PT 8) succiona el combustible del tan­ que a través del filtro 1; después se entrega al inyec­ tor a una presión baja y se inyecta por acción mecá­ nica en la cámara de combustión a una presión mucho más alta. El exceso de combustible en los inyectores retorna al tanque. Sistema con inyectores unitarios En este sistema, que se emplea en los motores De­ troit Diesel se combinan las funciones del elemento de 1a bomba de inyección y del inyector dentro de éste. El inyector se acciona desde el árbol de levas por medio de una varilla de empuje y un balancín. Con referencia a ía figura 19.3c/) la bomba eleva­ dora 2) succiona el combustible del tanque. Pasa por el filtro primario, luego por la bomba, el filtro secundario y llega al inyector 5). En el momento preciso se acciona el inyector desde el árbol de levas para aumentar la presión del combustible y entre­ garlo en la cantidad correcta a las cámaras de com­ bustión. En ese sistema, el combustible circula en forma continua por los conductos en la culata de cilindros, para llegar a los inyectores y retornar el excedente al tanque.

■ Componentes del sistema . de combustible Ya se han mencionado diversos componentes de los sistemas de combustible y los más comunes se des­ cribirán en las siguientes secciones de este capítulo. Las bombas de inyección, los inyectores y los siste­ mas particulares y sus componentes se describen en capítulos posteriores. ■ ■Tanque de combustible En la figura 19.4 se ilustra el tanque de combustible para un camión, que está sujeto a un larguero del

Fig. 19.4 Instalación del tanque de combustible: 1 tubo de suministro, 2 tubo de retorno, 3 unidad emisora de nivel, 4 cincho Ford

27

bastidor con soportes y tiene i n tur -o y otro de retorno de combustible. En la mayor parte de los tanque> mru>: ?k se utiliza lámina de acero negra; en los grandes son de aluminio, para reducir :>o. No se deben utilizar tanques de acero _a. .. para el combustible Diesel, pues se produce . reacción química con el zinc del galvanizado ;• forman polvo y escamas que obstruirán con rapidez los filtros y dañarán la bomba de inyección \ los inyectores. Es recomendable llenar el tanque de combusti­ ble al final de la jornada de trabajo. Si el tanque está lleno, no habrá condensación en las superficies del tanque, que contaminará el combustible: Bomba elevadora de combustible Se la conoce como bomba elevadora, de alimenta­ ción, de suministro o de transferencia. Su función es transferir el combustible del.tanque a través de los filtros hasta la bomba de inyección. La bomba elevadora puede estar montada en e! bloque de cilindros y es accionada por una leva adicional en e! árbol de levas, o bien puede estar montada en h bomba de inyección y accionada por una leva dei árbol de levas de la bomba. Las bombas elevadoras tienen lina, palanca de accionamiento manual para cebar Ja bomba, lo cual permite expulsar el aire del sistema con el motor parado. Los cuatro tipos de bombas elevadoras son: diafragma, aspas, engranes y émbolo. Bom bas de diafragm a Estas bombas, que se montan en el bloque de cilin­ dros, son similares a las de los motores de gasolina, excepto que tienen una palanca de cebado. Las bombas de diafragma montadas en el cuerpo de la bomba de inyección son algo más compactas pero funcionan en la misma forma. Puede tener o no un filtro integral con la bomba. En la figura 19.5 se muestra un esquema simplificado de la bomba. Consiste en un diafragma flexible 2) conectado con una varilla de tracción 3) que a su vez está sujeta a la palanca o balancín 5), La leva hace girar el balancín en torno a un pasador, el diafragma se flexiona hacia arriba y abajo, con lo cual cambia el volumen de la cámara encima del diafragma. La bomba funciona como sigue: La presión atmosférica en el tanque actúa sobre la superficie del combustible. Cuando el diafragma se mueve hacia abajo por la acción de la leva y el balancín, se produce baja presión encima del diafragma y el combustible circula desde el tanque, por la válvula de entrada 1) hacia la cámara de la bomba. Cuando el d iafragma llega a la parte inferior de su carrera y el balancín se separa de la leva, el diafragma se mueve hacia arriba por 1a acción del resorte 8) que quedó comprimido durante la carrera descendente. Ahora se expulsa el combustible de la cámara de

M E C Á N IC A PARA M O TO R ES DIESEL

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resorte de retorno del diafragma,’ 9 resorte de retorno del balancín

bombeó por la válvula de salida y hacia el filtro de combustible. La válvula de entrada se cerrará por la presión del combustible, lo cual impide el retorno del combustible al tanque. La rotación de la leva hace entrar y salir el combustible de la bomba. La presión de combustible qué puede producir la bomba se determina por la carga del resorte comprimido, que empuja el diafragma hacia arriba para bombear el combustible. • En la figura 19.6 se muestra una vista seccional de una bomba completa. Consta de un cuerpo supe­ rior y uno inferior sujetos entre sí por tornillos. En la mitad superior de la bomba hay dos válvulas con jaula; la de entrada en el lado derecho y la de salida en el izquierdo. La bomba.tiene una tapa superior, en forma de bóveda. En la mitad inferior de la bomba se encuentran el diafragma, él varillaje de accionamiento y el resorte del diafragma. Se utiliza una palanca manual de cebado para cebar y purgar el sistema de combustible. Durante el funcionamiento, el combustible en­ tra por el orificio de entrada (que no se ilustra) y pasa por el espacio en la parte superior de la bomba encerrado por la tapa de bóveda. Se utilizan tram­ pas para sedimentos y un filtro de malla en la parte superior de la bomba (aunque no en todas) para retener los cuerpos extraños en el combustible. El combustible baja después por la válvula de admi­ sión hacia la cámara de la bomba y la acción del diafragma lo descarga por la válvula de salida. La bomba elevadora tiene mayor capacidad de la necesaria en el sistema y produce presión en el mismo. En estas condiciones, la presión impide que el resorte del diafragma empuje a éste por completo hacia arriba, por lo cual el diafragma funciona cerca del extremo o final de su carrera. El conjunto está arreglado para que el diafragma no siga a la

Fig. 19.8 Corte de una bomba elevadora del tipo de • diafragma:- 1 cubierta, 2 válvula dé entrada, . . 3 cuerpo superior, 4-diafragma,' 5 palanca manual de cebado, 6 resorte del'diafrágm'a, 7 palanca del diafragma, 8 balaneín (sólo se ilustra üna parte), 9 resorte de retorno, 10 válvula de salida, 11 salida de combustible Perkins

punta de 1a. palanca que la toca, por lo que la palanca puede seguir la leva sin mover el diafragma. Bom ba de aspas Esta bomba es rotatoria y suele ser parte de una bomba de inyección tipo distribuidor. El rotor, en el cual las aspas están colocadas en ranuras, está montado descentrado en el cuerpo de la bomba. Cuando gira la bomba, las aspas se mueven hacia dentro y afuera en sus ranuras y.pueden seguir la configuración del cilindro en que giran. Cuando giran las aspas, aumentan el tamaño de la cavidad cerca del orificio de entrada, lo cual ocasiona baja presión y succión del combustible a la bomba. La rotación adicional reduce el tamaño de la cavidad cerca del orificio de salida y se expulsa el combusti­ ble por ese orificio. En esta forma, las aspas mueven el combustible. En la figura 19.7 se ilustra una bomba de aspas. Como se dijo, estas bombas suelen ser parte de la bomba de inyección tipo distribuidor y están dentro de la cubierta de ésta. Bom ba de engranes También es rotatoria y consta de dos engranes en una cubierta: de mando y uno impulsado. El com­ bustible entra por el orificio de admisión y se mueve

S IS T E M A S DE C O M B U S T IB L E DIESEL

29 bomba elevadora está montada en un c; cu­ bierta de la bomba de inyección \ ia acciona leva o un excéntrico en el árbol de le\ :.>ce r de inyección. El cebador manual está en el lado de o: la bomba elevadora. Para accionarlo, se de~:orr. ila el émbolo y se mueve hacia arriba y abaje cor. : mano. Durante el funcionamiento, el excéntrico en e. árbol de levas de la bomba de inyección actúa con­ tra un levantador de rodillo para mover el émbolo hacia un lado y otro en contra de la carga de su resorte. El combustible se succiona por la admisión en el lado derecho y se descarga por la salida en el lado izquierdo. La tra\ ectoria del combustible en la bomba se señala con ias flechas.

Fig. 19.7 Componentes de.una bomba del tipo de aspas: 1 rotor, 2 eje de impulsión, 3 aspa, 4 válvula reguladora . D i e s e l K iki

en la bomba en el espacio entre los dientes de. los engranes y el cuerpo de la bomba. En los motores Detroit Diesel se utiliza bomba elevadora o de trans­ ferencia del tipo de engranes; en los motores Cum­ mins, la bomba de combustible PT tiene bomba de ­ engranes integral. B om ba de ém b o lo En algunos sistemas de combustible se utiliza una bomba de émbolo, que puede ser la bomba elevado­ ra o bomba manual para cebar y purgar el sistema. En la figura 19.8 se ilustra-una bomba de émbo­ lo que incluye una bomba manual para cebado. La

cámara cebador manual de presión

válvula de succión

levantador de rodillo

entrada

Filtros de combustible Debido a las holguras tan pequeñas que ha\ en la bomba de inyección y en los inyectores, e! combus­ tible para los motores Diesel debe estar iimpio. Se deben tomar precauciones para que e! c embustí V.e que se pone en el tanque esté libre de cuero : ? extr: ños, incluso agua. El sistema de combustible tiene una serie de filtros que,- a veces, empiezan con una tela metálica e.n el llenador del tanque y; el últim . es otro filtro pequeño dé malla en el inyector. Le s filtros se deben considerar como una protección para los componentes para inyección de combusti­ ble y no sólo como un medio para eliminar los contaminantes en -el mismo. Filtrado La necesidad de utilizar filtros muy finos se aprecia­ rá al tener en cuenta las holguras entre las piezasmovibles del equipo para inyección de combustible.

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