manual introduccion motores caterpillar

8/12/2019 Manual Introduccion Motores Caterpillar

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DESARROLLO TECNICOFEBRERO -2006

MODULO 1

INTRODUCCIN A LOSMOTORES CATERPILLAR
http://www.maquinariaspesadas.org/


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FERREYROS S.A.A.CAPACITACION LOYOVAL-FEB-06

Desarrollo Tcnico

CURSO : MOTORESFSAA - PCTCM00-2006

- 11 - Material del Estudiante

MDULO 1: INTRODUCCIN A LOS MOTORESCATERPILLAR

El propsito de este mdulo es permitir al estudiante entender el fun-

cionamiento de un motor Diesel as como cada uno de los componen-tes que lo conforman. Distinguir los procesos requeridos en un motorpara la genercin de potencia

OBJETIVOS

Al trmino de este mdulo, el estudiante estar en la capacidad de:

1. Explicar la teora bsica del funcionamiento de un motor diesel .

2. Utilizacin de termnologia tcnica adecuada.

3. Identificacin de los componentes basicos que conforman unmotor Diesel y su funcin.


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LECCIN 1.1 : CICLO DE FUNCIONAMIENTO DE UN

MOTOR TERMICO

Imagnese que el motor es un reloj.Todas las piezas funcionan de formasincronizada para marcarpuntualmente la hora. En un motordiesel, todos los componentesfuncionan juntos para convertirenerga trmica en energa mecnica.

Combustin:

El calentamiento conjunto del aire ydel combustible produce la

combustin, lo que crea la fuerzanecesaria para hacer funcionar elmotor. El aire, que contiene oxgeno,es necesario para quemar el combustible. El combustible produce lafuerza. Cuando se atomiza, el combustible diesel se inflama fcilmentey se quema de manera eficiente. La combustin tiene lugar cuando lamezcla de aire y combustible se calienta lo suficiente como parainflamarse. Debe quemarse rpidamente de forma controlada paraproducir la mxima energa trmica.

Factores que controlan la combustin:

La combustin se controla por medio de tres factores:

1. El volumen de aire comprimido.2. El tipo de combustible usado.3. La cantidad de combustible mezclada con el aire.

Cmara de combustin:

La cmara de combustin est formada por:

1. Camisa del cilindro.2. Pistn.3. Vlvula de admisin.4. Vlvula de escape.5. Cabeza del cilindro.

Compresin:

Cuando se comprime el aire, se calienta. Cuanto ms se comprime elaire, ms se calienta. Si se comprime lo suficiente, se producentemperaturas superiores a la temperatura de inflamacin delcombustible.


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Tipo de combustible:

El tipo de combustible usadoen el motor afecta lacombustin debido a quediferentes combustibles seconsumen a diferentestemperaturas, y algunos sequeman de forma mscompleta.

Cantidad de combustible:

La cantidad de combustible tambin es importante porque al aumentarla cantidad de combus-tible aumenta la fuerza producida. Cuando seinyecta en una zona cerrada que contiene una cantidad suficiente deaire, una pequea cantidad de combustible produce grandes cantidadesde calor y fuerza.

Ms combustible = Ms fuerza

En un motor diesel, el aire se comprime dentro de la cmara decombustin hasta que est suficientemente caliente como para inflamarel combustible. Despus, el combustible se inyecta en la cmaracaliente y se produce la combustin.

Proceso de combustin en un motor de gasolina:

En un motor de gasolina, el aire comprimido no proporciona suficientecalor como para iniciar la combustin. La mezcla se inflama por mediode una buja que crea la combustin.

Transformacion de energa trmica:

En ambos motores, la combustin produce energa trmica que haceque los gases atrapados en la cmara de combustin se expandan,empujando el pistn hacia abajo. A medida que el pistn se muevehacia abajo, mueve otros componentes mecnicos que efectan el

trabajo.


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Movimientos alternativos y giratorios:

El funcionamiento conjunto de los componentes transforma elmovimiento alternativo en movimiento giratorio. Cuando se produce lacombustin, se produce un movimiento del pistn y de la biela de arribaa abajo llamado alternativo. La biela hace girar el cigeal, que convierteel movimiento alternativo en un movimiento circular llamado movimientogiratorio. Esta es la forma en que el motor transforma el calor de lacombustin en energa til.

Tiempo de admisin:

El ciclo empieza con el tiempo de admisin. Primero, se abre la vlvulade admisin. Simultneamente, el pistn se mueve hacia abajo a la

posicin de PMI.Tiempo de compresin:

Durante el tiempo de compresin,se cierra la vlvula, sellando lacmara de combustin. El pistnse mueve hacia arriba, hasta supunto ms alto en la camisa delcilindro, llamado punto muertosuperior o PMS. El aire atrapadoest comprimido y muy caliente.El ratio entre el volumen de aireque ingresa (cuando el pistn estaen el PMI) versus el volumen queocupa el aire cuando el pistn estaen el PMS se denomina relacinde ciompresin. La mayora de losmotores diesel tienen una relacin de compresin comprendida entre13 a 1 y 22 a 1. El cigeal ha girado 360grados o una vuelta completa.

Relacin de compresin = Volumen en PMI / Volumen en PMS

Admision Compresin Potencia Escape


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Tiempo de potencia:

El combustible diesel se inyecta cerca del final de la carrera decompresin. Esto produce la combustin y da comienzo al tiempo depotencia. Las vlvulas de admisin y escape permanecen cerradaspara sellar la cmara de combustin. La fuerza de la combustin empujael pistn hacia abajo, lo que hace que la biela haga girar el cigealotros 180 grados. el cigeal ha girado una vuelta y media desde queempez el ciclo.

Tiempo de escape:

El tiempo de escape es el tiempo final del ciclo. Durante el tiempo deescape se abre la vlvula de escape a medida que el pistn se muevehacia arriba, obliga a los gases quemados a salir del cilindro. En elPMS, se cierra la vlvula de escape y se abre la vlvula de admisin, elcigeal a girado otros 180 y el ciclo vuelve a empezar. El cigeal ha

girado dos vueltas al completar el ciclo.

Ciclo de cuatro tiempos:

Al final del tiempo de escape se completa todo el proceso. Despus deeste tiempo, el cigeal ha completado dos giros de 360 grados. Enconjunto, los tiempos de admisin, compresin, potencia y escape sedenominan ciclo, de ah viene el nombre de ciclo de cuatro tiempos.Los motores CAT usan el ciclo de cuatro tiempos, y el ciclo se repiteuna y otra vez siempre que el motor est en marcha. El orden en quecada cilindro llega al tiempo de combustin se llama orden de encendido

del motor.

Cuatro tiempos del motor = Dos revoluciones del cigeal


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Comparacin de los motores diesel con los motores de gasolina

En este segmento trataremos las diferencias entre los motores diesely los motores de gasolina.

Los motores diesel no requieren chispa:

Probablemente la diferencia ms evidente entre los motores diesel ylos motores de gasolina es que los motores diesel no requieren chispapara el encendido. En vez de eso, el aire es comprimido a una relacintan alta que el aire de la cmara de combustin se calienta lo suficientecomo para inflamar el combustible.

Diseo de la cmara de combust in del motor diesel:El diseo de la cmara decombustin tambin vara delos motores diesel a losmotores de gasolina.En losmotores diesel, hay muy pocoespacio entre la cabeza delcilindro y el pistn en la posicinde punto muerto superior,produciendo una alta relacinde compresin.Los pistonesde la mayora de los motores diesel forman la cmara de combustinjusto encima del pistn.

Diseo de la cmara de combust in de motor de gasolina:

En los motores de gasolina la cmara de combustin est formada enla cabeza del cilindro.

Los motores diesel pueden efectuar ms trabajo:

Otra diferencia importante es la cantidad de trabajo que es capaz de

producir el motor diesel a RPM inferiores. Por lo general, los motores


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Hay muchos factores que determinan el comportamiento de un motor.Las condiciones de operacin y donde va a funcionar el motor puedenafectar el rendimiento de un motor. Muchos de los factoresdeterminantes para el rendimiento, sin embargo, son determinados porel fabricante del motor. Algunas de las especificaciones bsicas queun fabricante hace en un motor que afectan el rendimiento del motorson:

Calibre Carrera Desplazamiento Relacin de compresin.

El comportamiento de un motor es tpicamente catalogado mediante

comparacin de la potencia de salida o eficiencia del motor. Esasevaluaciones pueden ser medidas en muchos casos. Lo bsico deesas medidas y las especificaciones del fabricante deben ser conocidaspara mejorar el entendimiento de los efectos que todos esos factoresy medidas tienen en el comportamiento del motor.

LECCIN 1.2 : TERMINOLOGA Y PRINCIPIOS BSICOS

PUNTO MUERTO SUPERIOR, PMS (TOP DEAD CENTER).

El punto muerto superior (PMS), es un trmino usado para describir laposicin del pistn, cuando el pistn est en su ms alto punto dentrodel cilindro. Esto ocurre cuando el cigeal y la biela estn totalmenteextendidos y alineados uno con otro. Muchos eventos en la operacin

del motor estn identificados por la posicin del cigeal medida engrados, ya sea antes o despus del PMS.

PUNTO MUERTO INFERIOR, PMI (BOTTOM DEAD CENTER)

El punto muerto inferior (PMI) es el trmino usado para describir laposicin del pistn cuando el pistn est en el punto ms bajo dentrodel cilindro. Esto ocurre cuando el cigeal y la biela estn totalmenteretrados y alineados uno con otro.


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CALIBRE:

El calibre es el dimetro interior del cilindro medido en pulgadas omilmetros. El calibre del cilindro determina el volumen de aire disponiblepara la combustin. Siendo todo lo dems igual, cuanto mayor sea elcalibre, mayor ser la potencia del motor.

CARRERA:

La carrera es la distancia que recorre el pistn desde el punto muertosuperior al punto muerto inferior. La longitud de la carrera vienedeterminada por el diseo del cigeal. una mayor carrera permite laentrada de ms aire en el cilindro, lo que a su vez permite quemar mscombustible, produciendo ms potencia.

DESPLAZAMIENTO DEL MOTOR

El calibre, la carrera y el nmero de cilindros, todos determinan eldesplazamiento de un motor. El desplazamiento de un motor essimplemente el monto de volumen desplazado por todos los cilindrosdentro de un motor durante un rotacin completa. El desplazamientode un motor puede ser calculado usando la siguiente frmula.

Desplazamiento = x r2 x LxN

Donde: = 22/7 = 3.14r2 = Radio x Radio

Radio = Calibre/2L = CarreraN = Nmero de cilindros en el motor

Relacin de compresin = Volumen total (PMI) Volumen de compresin (PMS)

RELACIN DE COMPRESIN:


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La relacion de compresin de un motor est determinado por eldesplazamiento del cilindro y el volumen de la cmara de combustin.Para calcular la relacion de compresin use la expresin superior.Lastpicos relaciones de compresin de motores Diesel estn entre 11:1 a22:1. Esto es significativamente ms alto que la relacion de compresinde un motor tpico de gasolina. Motores diesel utilizan relaciones decompresin ms altos para incrementar la presin dentro de la cmarade combustin.Presiones ms altas causarn un incremento en latemperatura del aire y el combustible en la cmara de combustin.Esta alta temperatura (aproximadamente1000 F) causar la ignicindel combustible Diesel sin el uso de Chispa.

TRABAJO

El trabajo es definido como una fuerza que es aplicado sobre unadistancia.

W = F x D

POTENCIA

La potencia es definida como la relacion del trabajo realizado respectoal tiempo utilizado para realizar dicho trabajo.

P = F x D/ T

o

P= W/T

Donde T es el tiempo en el que el trabajo es realizado

La unidad establecida en el sistema mtrico es el Kilowatt ( kW) y en elsistema Ingls es el caballo de fuerza (HP).

1 HP = 0.746 kW1kW= 1.340 HP

El trmino de Caballo de Fuerza fue originalmente derivado por JamesWatt, un Inventor escocs. Watt observ la habilidad de un caballo ,enuna mina de carbn, elevando carbn. El defini 1HP ser igual a lahabilidad de un caballo a elevar 33000 lb de carbn una distancia de unpie en un minuto.

Hay muchos trminos que determinan ciertos tipos de potencia queson frecuentemente discutidos.

Potencia Indicada (Indicated horsepower, IP)

Es la potencia que un motor est tericamente hbil de producir. Estees encontrado multiplicando el desplazamiento de un motor por lapresin media efectiva en psi y dividindola por 33000.

La potencia es unvalor nominal delmotor que describela cantidad detrabajo producidoen un perodo otrabajo por unidad

de tiempo.HP = T x RPM/5252T (ft lb)1 ftlb = 1.3558 Nm1Nm= 0.7376 ft lb


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Potencia al freno (Brake engine horsepower, BHP)

Es la potencia que es encontrada mediante una prueba fsica en undinammetro. Un dinammetro es un dispositivo que es acoplado a unmotor para el propsito de medir el torque y la potencia de salida delmotor.

Potencia de Friccin (FP)

Es la potencia que un motor requiere para vencer las prdidas originadaspor friccin de rodamientos, engranajes, y otras partes mviles del motor.La potencia de friccin se incrementa por el incremento del tamao delmotor, tambin se incrementa por el aumento de la velocidad de unmotor.

FP = IP - BHP

Par motor:

El par motor es una fuerza de giro o torsin. El cigeal ejerce un parmotor para hacer girar volantes, convertidores de par u otros dispositivosmecnicos.

Par motor con capacidad de transporte de carga:El par motor tambines una medida de la capacidad de transporte de carga del motor.

La frmula del par motor es:

Par motor (lb-pie) = (5252 x potencia en hp) / (rpm)

La potencia al frenoes la potencia tildisponible en lavolante. La potenciaal freno es menorque la potencia realporque se usacierta energa paramover loscomponentes delmotor.


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Aumento de par :

El aumento de par se produce cuando se reduce la carga de un motordesde las RPM nominales. Este aumento de par se produce hastalograr ciertas RPM, despus de las cuales el par disminuye rpidamente.El mximo nivel de par alcanzado se llama par motor mximo.

TR: Aumento de par TC: Curva de TorqueHP&T=Potencia y par motor HC: Curva de PotenciaPT: Par motor mximo RT: Punto de torque nominal

Presin:

La presin es una medida de la fuerza ejercida por unidad de rea.Durante el ciclo de cuatro tiempos, se produce mucha presin en laparte superior del pistn durante los tiempos de compresin ycombustin.Produccin de Presin:Hay tres formas de producir presin:aumentando la temperatura, disminuyendo el volumen o incrementandoel flujo. Muchos sistemas y componentes de los motores de combustininterna operan a presiones especficas o las generan. El conocimientoy la medicin de las presiones especficas en todo el motor puedenproporcionar mucha informacin sobre el estado general del motor.

Friccin

Un cierto monto de fuerza es requerido para hacer deslizar lassuperficies de dos objetos una contra otra. La resistencia de estemovimiento es llamada friccin. Mientras la carga es incrementada, lafriccin es incrementada. Por ejemplo : se requiere ms esfuerzo paradeslizar un objeto pesado que para un objeto ligero. La condicin delas dos superficies en contacto tambin hace la diferencia. Esto es elporqu de que un sistema de lubricacin sea tan importante. La pelculade aceite entre las partes mviles de un motor mantiene la friccin muybaja entre dos cuerpos deslizantes. Esto no slo da al motor una vidamayor de servicio, tambin crea menos friccin en el motor, reduciendo

la cantidad de potencia friccional. Esto permite que el motor produzcams potencia al freno.


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Inercia

Inercia es la tendencia de un objeto en reposo a mantenerse en reposoo de un objeto en movimiento a mantenerse en movimiento. El motorusa fuerza para superar la inercia.

Eficiencia

La eficiencia que tiene un motor en particular es expresado como unporcentaje de la actual potencia producida de la potencia terica de unmotor.La potencia actual producida por un motor es siempre menorque la potencia terica. Hay muchas maneras de describir la eficienciade un motor.

Eficiencia Volumtrica : Es definida como cun capaz es unmotor de llenar el cilindro con aire en la carrera de admisincomparado al cilindro siendo completamente llenado con aire a

presin atmosfrica. Pues el aire debe ser succionado dentro delcilindro con el movimiento hacia abajo del pistn, el motor nuncaes capaz de llenar el cilindro al 100%.

Eficiencia Mecnica: La potencia al freno (BHP) es el monto depotencia disponible que un motor actualmente produce. PotenciaIndicada (IP) es el monto de potencia terica que un motor deberaser capaz de producir. La eficiencia mecnica representa:

Eficiencia Mecnica= BHP/IP

Eficiencia trmica: es el grado al cual un motor es capaz paraconvertir exitosamente la energa dentro del combustible en energacalorfica para causar que los pistones giren el cigeal.

Eficiencia de combustible (fuel efficient): Est definido demuchas diferentes maneras. La ms comn de ellas es kilmetrospor litro (km/L) o millas por galn (mpg), la cual podra ser usadapara describir la eficiencia de combustible de un motor en unaaplicacin sobre carretera tal como un camin. La eficiencia decombustible para aplicaciones marinas o industriales podran serexpresadas en Litro por hora (Lph) o galones por hora (gph) a una

velocidad dada. La eficiencia de combustible podra tambin estarexpresada como consumo especfico de combustible al freno(brake specific fuel consumption, BSFC). BSFC es definido comoel monto de combustible usado por unidad de potencia y tiempo.El bsfc de un motor es expresado ya sea en gramos/(kWhr) o lb/(hphr).


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Condiciones Atmosfricas

Para producir los deseados niveles de potencia, los motores Dieselrequieren un volumen de aire. As entonces la presin atmosfrica, latemperatura del aire del ambiente y la humedad relativa del aire jueganun gran rol en las caractersticas del comportamiento del motor.Es lapresin atmosfrica presente que fuerza el aire dentro del motor. Presinatmosfrica es la presin que es ejercida en la superficie de la tierradebido al peso de la atmsfera ( el aire rodea la tierra). La presinatmosfrica es ms grande al nivel del mar porque hay ms aire sobreel nivel del mar que sobre pico de una montaa.Como un ejemplo,debido a la presin incrementada a nivel del mar el aire es ms densoque el aire en la cima de una montaa. La densidad de aire permite quems molculas de aire fluyan dentro del cilindro. Esto permite que elcombustible sea quemado completamente, lo cual produce mspotencia. Esto es el porqu los motores se comportan mejor a bajasaltitudes, dado que el aire es ms denso.

La temperatura ambientaltambin juega un rol de cunto aire puedefluir dentro del motor. La temperatura ms baja del aire, y la mayor

densidad pueden producir mayor potencia y tambin una combustinms eficiente en el motor.

La Humedad es tambin importante en la combustin de un motorDiesel. La humedad es una medida relativa del monto de mezcla deagua que est suspendida en el aire. La mezcla suspendida tiene unefecto refrigerante en el aire que ingresa al motor. Por lo tanto , la mayorhumedad del aire y el aire mas frio producen la mayor densidad del airey la mayor potencia que pueden ser producidos eficientemente en elmotor.


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Despus de completar este tema, podr identificar los componentesde los conjuntos de bloque, culata y tren de engranajes y entender lafuncin de cada uno de ellos.Para realizar un diagnstico eficaz, reparar

y dar servicio a los motores, es necesario tener un completoentendimiento de los principios de operacin y construccin de losmotores Diesel.

Conjunto de bloque

En este segmento trataremos sobre cada componente del conjunto debloque y describiremos la funcin de cada uno.

El conjunto de bloque es donde se produce la potencia. Fijmonos encada uno de los componentes del conjunto de bloque y la forma en que

funcionan para operar el motor.El conjunto de bloque es donde seproduce la potencia. Fijmonos e cada uno de los componentes delconjunto de bloque y la forma en que funcionan para operar el motor.

Bloque del motor:

El bloque del motor es la estructura que soporta todos los componentesdel motor.

Cilindros:

Los cilindros son agujeros en el bloque del motor. Efectan una seriede tareas:

Contienen los pistones. Forman las cmaras de combustin. Disipan el calor de los pistones.

Pistones:

Los pistones realizan tres trabajos principales:

Transmiten lafuerza decombustin a labiela y al cigeal.

Sellan la cmarade combustin.

Disipan el calorexcesivo de lacmara decombustin.

LECCIN 1.3 : COMPONENTES BSICOS DEL MOTOR


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Anil los de los pistones:

Cada uno de los pistones tiene dos o ms anillos que encajan en ranurasen el pistn.

Tienen tres funciones principales:

Sellan la cmara de combustin. Controlan la lubricacin de la paredes de los cilindros. Enfran el pistn transfiriendo el calor generado por la combustin.

Bielas:

Las bielas estn conectadas a cada uno de los pistones por medio deun pasador de biela. La biela transmite la fuerza de combustin delpistn al cigeal.

Cigeal:

El otro extremo de la biela hace girar el cigeal, que est ubicado en laparte inferior del bloque de motor. El cigeal transmite el movimientogiratorio al volante proporcionando energa adecuada para el trabajo.

rbol de levas:

El rbol de levas est impulsado por un engranaje del cigeal. El rbolde levas controla la apertura y el cierre de las vlvulas y puede controlarla inyeccin de combustible cuando se usan unidades inyectoras. ELrbol de levas recibe su nombre de los lbulos ovalados o levas quetiene. A medida que gira el rbol de levas, giran los lbulos. Loscomponentes del tren de vlvulas unidos al rbol de levas siguen elmovimiento, movindose hacia arriba y hacia abajo. Cuando la punta

del lbulo mira hacia arriba, la vlvula est completamente abierta.


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Conjunto de volante:

El conjunto de volante es la unin entre el motor y la carga. Estempernado a la parte trasera del cigeal.

El volante efecta tres funciones:

Almacena energa para ganar momento entre tiempos decombustin.

Hace que la velocidad del cigeal sea uniforme. Transmite potencia.

Varillas de empuje:

Las varillas de empuje son tubos de acero con asientos en ambosextremos. El rbol de levas mueve la varilla de empuje levantando losbalancines.

Levanta vlvulas:

Hay un levanta vlvulas o seguidor de levas apoyado en el lbulo decada una de las levas. A medida que gira el rbol de levas, el levantavlvulas se mueve, siguiendo la forma del lbulo.

Bloque del motor:El bloque del motor es laestructura que soporta todoslos componentes delmotor.Los bloques de motortienen diseos diferentes.Los motores en lnea tienentodos los cilindros en fila. Losmotores en V separan loscilindros en dos filas, y elbloque tiene forma de V.


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Diseo del bloque:

Los bloques son normalmente de hierro colado gris. Con conductos derefrigeracin y galeras de lubricacin forman parte integral del bloquecolado del motor.

Conjunto de culata:

En este segmento, trataremos de los componentes de la culata y de lafuncin de cada componente. Tambin trataremos de la forma en queopera un motor de rbol de levas superpuesto y la forma en que el trende vlvulas difiere de un motor de varillas de empuje.

La culata y sus componentes estn diseados para asegurarse deque se abran y se cierren las vlvulas, y de que el combustible seinyecte en el momento apropiado para lograr un rendimiento mximodel motor.

Conjunto del tren de vlvulas:

El conjunto de tren de vlvulas incluye:

1. Culata2. Tapa de vlvulas3. Puentes4. Conjuntos de resortes de vlvula5. Guas de vlvulas6. Casquillos de vlvula

7. Vlvulas8. Balancines

Culata:

La culata es una pieza de fundicin separada que sella la parte superiordel bloque del motor y sujeta las vlvulas, el inyector o la cmara deprecombustin en su lugar.Tambin contiene el tren de vlvulas, ciertoscompo-nentes del sistema de combustible y conductos de agua paraenfriar las piezas.


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Empaquetadura y placa espaciadora:

La culata est asentada en el bloque del motor con empaquetaduras,

una placa espaciadora y pernos o esprragos.Piezas de fundicin de la culata:

Dependiendo del diseo del motor, la culata puede ser de una solapieza de fundicin que cubre la parte superior del bloque, o de variaspiezas de fundicin que cubren uno o ms cilindros cada una.

Tapas de las vlvulas:

Las tapa de las vlvulas encajan en la parte de arriba de la culata y lasellan. Muchos motores tienen ms de una tapa de vlvulas.

Desmontaje de la tapa de las vlvulas:

Se deben quitar las tapas de las vlvulas para llegar a los componentesdel tren de vlvulas.

Balancines:

Los balancines conectan las vlvulas con el rbol de levas, y conviertenel movimiento giratorio del rbol de levas en un movimiento alternativoen las vlvulas. A medida que la varilla de empuje del bloque empuja

hacia arriba un extremo del balancn, pivota en el eje del balancn yempuja hacia abajo el mecanismo de la vlvula haciendo que se abra.Amedida que gira el rbol de levas, la varilla de empuje baja, y la fuerzadel resorte de la vlvula cierra la misma. Hay un balancn separadopara las vlvulas de admisin y escape de cada cilindro.

Componentes de los Balancines:

Un balancn consta de lo siguiente:

1. Tornillo de ajuste - ajusta la luz de las vlvulas

2. Tuerca de traba traba el tornillo para mantener la luz


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3. Asiento de desgaste - inserto endurecido para aminorar eldesgaste.

4. Buje del eje de los balancines proporciona un apoyo entre elbalancn y el eje

Diseo del cigeal:

Los cigeales para los motores en lnea generalmente slo tienen unmun de cojinetes de biela por cada cilindro, mientras que los motoresen V comparten un solo mun de cojinetes de biela entre doscilindros.

Cigeal:

El cigeal transforma el movimiento alternativo del pistn en unmovimiento giratorio usado para efectuar trabajo. El cigeal constaprincipalmente de las siguientes piezas

1.-Muones de cojinetes de biela.2.-Contrapesas.3.-Muones de cojinetes de bancada.

4.-Nervadura.


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Nervadura:

Los muones de los cojinetes de bancada (1) y los muones de loscojinetes de biela (2) estn sujetos por medio de nervaduras (3). Elradio entre la nervadura y el mun se denomina curva de unin cncava(4).

Contrapesas:

Ciertas nervadurastienen contrapesaspara equilibrar elcigeal. Estas

contrapesas puedenformar parte delforjado del cigeal oen ciertos casosestn empernadas.

Muones de los cojinetes de bancada:

Los cigeales usancojinetes de bancada,para sujetar el cigealal bloque. Los cojinetesestn alineados entre s


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Muones de los cojinetes de bancada de empuje:

ste es un mun decojinete de bancada deempuje. Es uno de losmuones de los cojinetesde bancada. Su nervaduratiene flancos pulidosanchos. Funciona con elcojinete de bancada deempuje para limitar elmovimiento hacia adelantey hacia atrs del cigealllamado juego longitudinal oaxial.

Orificios de los cojinetes de bancada:

El cigeal gira dentro de los cojinetes de bancada, que estn biensujetos en orificios ubicados en la parte inferior del bloque.

Casquil los de los cojinetes de bancada:

Cada cojinete de bancada est compuesto por dos mitades llamadas

casquillos. La mitad de casquillo inferior encaja en la tapa del cojinetede bancada, y la mitad de casquillos superior encaja en el orificio delcojinete de bancada del bloque. Por lo general, la mitad de casquilloinferior soporta ms carga y se desgasta ms rpido.

Conjuntos de cojinete de bancada:

Los conjuntos de cojinetes de bancada consisten en los orificios de loscojinetes de bancada del bloque del motor, las tapas de los cojinetesde bancada, que estn sujetas por medio de pernos o esprragos, ylos cojinetes de bancada propios.


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Agujero del pie de biela y bu je del pasador de biela:

El agujero del pie de biela contiene el buje del pasador de biela. Estebuje est dentro del agujero del pie de biela. Los bujes son una clasede cojinete que distribuyen la carga y pueden repararse cuando estndesgastados.

Vstago:

El vstago se extiende a lo largo de la biela. Tiene forma de viga enT para una mayor resistencia y rigidez.

Orificio y tapa del cigeal:

El orificio y la tapa del cigeal estn en el extremo grande de la biela.

Rodean el mun del cojinete de biela del cigeal y conectan la bielacon el cigeal.

Pernos y tuercas de biela:

El perno y la tuerca de la biela sujetan la biela y la tapa al cigeal. stees el extremo del cigeal o el extremo grande de la biela.

Cojinetes de biela:

Los cojinetes de biela estn en el extremo del cigeal de la biela. El

cigeal gira dentro de los cojinetes de biela que soportan la carga.


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Tipos de pistn:

Los pistones se construyen de diversas maneras; por ejemplo la cabezade aluminio colado con faldn de aluminio forjado, soldada por hazelectrnico.

Compuestos: Formado por una cabeza de acero y un faldn dealuminio forjado empernados entre si.

Ar ticulados:Cabeza de acero forjado con orificios de pasador y bujes,y un faldn separado de aluminio colado. Las dos piezas estnconectadas por medio de un pasador de biela.

El tipo ms comn es el pistn de aluminio colado de una sola piezacon una banda de hierro (inserto) que lleva los anillos de los pistones.

Pistones:

Se ajusta un pistn dentro de cada camisa de cilindro y se mueve haciaarriba y hacia abajo durante la combustin. La parte superior del pistnforma la parte inferior de la cmara de combustin.

Partes de un pistn:

El pistn, que transmite la fuerza de combustin, est compuesto pormuchas piezas:

1.-Cabeza; contiene la cmara de combustin2.-Ranura y resaltos de los anillos; sujetan los anillos3.-Orificio del pasador de biela; contiene un pasador4.-Anillo de retencin; mantiene el pasador de biela dentro del orificio5.-Faldn de tope; soportan las presiones laterales


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Vlvulas:

Las vlvulas controlan el flujo de aire desde el mltiple de admisin ala cmara de combustin y de los gases despues de la combustinhacia el mltiple de escape.

Componentes de una vlvula

1.-Ranuras de cazoleta2.-Vstago de la vlvula3.-Filete de la vlvula; une el vstago con la cabeza de la vlvula4.-Asiento de la vlvula ; sella la cmara de combustin

5.-Cara de la vlvula; parte plana de la vlvula


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Insertos o casquillo de Vlvula

Para sellar completamente la cmara de combustin, todas las vlvulastiene un casquillo ubicada en la parte superior de la cmara decombustin (culata). Cuando se cierra la vlvula, el asiento de la mismahace contacto con el casquillo de la vlvula.


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Componentes del rbol de levas:

La finalidad del rbol de levas es controlar la operacin de las vlvulasde admisin y escape. Todos los rboles de levas tienen muones decojinetes y lbulos.

Lbulos del rbol de levas:

Las vlvulas de admisin y escape son operadas por lbulos separadospara cada cilindro. Algunos rboles de levas tienen lbulos de inyeccinde combustible que operan los inyectores. stos controlan el momentoen que se inyecta el combustible en el cilindro.

Partes del lbulo de una leva:

Los lbulos constan de tres partes principales:

1.-Crculo de base.2.-Rampas.3.-Punta.

rbol de levas:

El rbol de levas es impulsado por un engranaje en el cigeal. A medidaque gira el rbol de levas, giran los lbulos de las levas. Loscomponentes del tren de vlvulas conectados al rbol de levas siguenel movimiento hacia arriba y hacia abajo. Cuando la punta del lbulomira hacia arriba, la vlvula est completamente abierta. El rbol delevas gira a un medio de la velocidad del cigeal, de modo que lasvlvulas se abren y se cierran en el momento correcto durante el ciclode cuatro tiempos.


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Desarrollo Tcnico



Alzada de las levas:

La distancia del dimetro del crculo de la base a la parte superior de lapunta se llama alzada. La alzada de las levas determina cunto seabren la vlvulas.

Forma de los lbulos de las levas:

La forma de las rampas de apertura y cierre determina la rapidez conque se abren y se cierran las vlvulas.

La forma de la punta determina el tiempo que esta abiertacompletamente la vlvula.

Apertura rpida.

Perodo de apertura largo. Cierre rpido. Cierre lento.

Cojinetes de rbol de levas:

Los muones del rbol de levas giran en los cojinetes del rbol de levas.Los cojinetes del rbol de levas estn encajados a presin en los orificiosdel bloque del motor. Contienen un agujero de engrase alineado con unconducto de aceite en el bloque.

Levanta vlvulas:En cada uno de los lbulos del rbol de levas hay apoyado un levantavlvulas o seguidor de levas. A medida que gira el rbol de levas, ellevanta vlvulas sigue la forma del lbulo. El levanta vlvulas transmiteel movimiento del rbol de levas a la varilla de empuje. La varilla deempuje transmite ese movimiento al balancn para abrir y cerrar lavlvula.


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Desarrollo Tcnico



Tipos de levanta vlvulas:

Hay dos clases de levanta vlvulas, seguidores de patn (derecha) yseguidores de rodillo.

Seguidores de rodillo:

Los seguidores de rodillo tienen un rodillo de acero endurecido querueda sobre l lbulo del rbol de levas.

Movimiento de los seguidores de rodillos:

Los seguidores de rodillo se deslizan hacia arriba y hacia abajo enorificios del bloque del motor y se mantienen alineados por medio deabrazaderas especiales.

Seguidor de patn:

Los seguidores de patn normalmente son piezas de fundicin de unapieza con una cara de desgaste que hace contacto con el lbulo.

Movimiento del seguidor de patn:

Los seguidores de patn se deslizan hacia arriba y hacia abajo en orificiosdel bloque del motor. Estos seguidores giran lentamente con el motoren marcha.


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Desarrollo Tcnico



Componentes del tren de engranajes:

El tren de engranajes mostrado en la figura superior esta en la partedelantera del motor

Los componentes de un tren de engranajes tpico son:

1.-Engranaje del cigeal2.-Engranaje loco3.-Engranaje del rbol de levas4.-Engranaje de la bomba inyectora5.-Engranaje de la bomba de aceite6.-Engranaje de la bomba de agua

7.-Engranaje del compresor de aireEl conjunto de tren de engranajes es una serie de engranajes quetransfieren la potencia del cigeal a otros componentes principalesdel motor. L os trenes de engranajes pueden estar en la parte delanteray trasera del motor .

FINALIDAD:

El tren de engranajes sincroniza todos los componentes del motor, demodo que funcionen juntos durante cada tiempo del ciclo de combustin.


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manual introduccion motores caterpillar

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