motores basico

8/13/2019 MOTORES BASICO

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MANUAL DEL ESTUDIANTE

INSTRUCCION TECNICA

CURSO : MOTORES GAT 4

TEMA : SISTEMAS DE MOTORES

DESARROLLO TECNICO

OCTUBRE -2005


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INDICE GENERAL

AGENDA .......................... ................................................................................................... 5

DESCRIPCION DEL CURSO........................................................................................... 7

MDULO 1: INTRODUCCIN A LOS MOTORES CATERPILLAR................................. 11

LECCIN 1.1: CONCEPTOS INICIALES/CICLO DE FUNCIONAMIENTO

DE UN MOTOR ..............................................................................13

LECCIN 1.2: TERMINOLOGIA Y PRINCIPIOS BASICOS ................................... 19

LECCIN 1.3: COMPONENTES BSICOS DEL MOTOR ....................................30

MDULO 2: SISTEMA DE ADMISIN Y ESCAPE .......................................................... 53

LECCIN 2.1: COMPONENTES DEL SIST. DE ADMISIN Y ESCAPE ...............55LECCIN 2.2: FLUJO ............................................................................................ 61

MDULO 3: SISTEMA DE LUBRICACIN ..................................................................... 65

LECCIN 3.1: CONCEPTOS BASICOS ................................................................ 67

LECCIN 3.2: CARACTERISTICAS DEL ACEITE ................................................69

LECCIN 3.3: COMPONENTES DEL SISTEMA DE LUBRICACIN ................... 79

LECCIN 3.4: FLUJO ............................................................................................ 81

MDULO 4: SISTEMA DE ENFRIAMIENTO ...................................................................87

LECCIN 4.1: FUNCION DEL SIST. DE ENFRIAMIENTO .................................... 89

LECCIN 4.2: COMPONENTES DEL SIST. DE ENFRIAMIENTO ........................ 90

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AGENDA DEL CURSO

PRIMER DIA Maana Presentacin Inicial, Expectativas.

Pre-Test.

Modulo 1

Modulo 2

Tarde Modulo 2 (Continuacin)

SEGUNDO DIA Maana Modulo 3

Tarde Modulo 3 (Continuacin)

Modulo 4

TERCER DIA Maana Modulo 4 (Continuacin)

Tarde Repaso

Examen Final

Encuesta.

Horario de clase : de 8:10 a.m. a 5:00 p.m.

Horario de Intermedios : 10:30 a.m. y 3:30 p.m. Duracin : 15 minutos

Horario de Almuerzo : 1:30 p.m. Duracin : 45 minutos

Las horas de intermedio y de almuerzo son recomendadas.

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FERREYROS S.A.A.

CAPACITACION LOYOVAL-OCT-05

Desarrollo Tcnico

CURSO : MOTORES GAT3aFSAA - GAT3aM00-2005

- 7 - Material del Estudiante

DESCRIPCION DEL CURSO

MOTORES: NIVEL IV

El curso consiste de los conocimientos fundamentales para el

entendimiento del funcionamiento de un motor de combustin interna,

tiene la meta de sentar las bases para una capacitacin ms avanzada

y describir los diferentes motores CAT, as como sus caractersticas y

aplicaciones.

El contenido del curso a sido separado en 4 modulos, el contenido de

cada modulo es detallado a continuacin.

MDULO 1: INTRODUCCIN A LOS MOTORES

CATERPILLARLeccin 1.1: Conceptos Iniciales/ Ciclo de funcionamiento de

un motor.

Leccin 1.2: Terminologa y Principios bsicos.

Leccin 1.3: Componentes bsicos de un motor Diesel.

MDULO 2: SISTEMA DE ADMISIN Y ESCAPE DE AIRE

Leccin 2.1: Componentes del sist. de admisin y escape.Leccin 2.2: Flujo.

MDULO 3: SISTEMA DE LUBRICACIN.Leccin 3.1: Conceptos Bsicos.

Leccin 3.2: Caractersticas del aceite.

Leccin 3.3:Componentes del sist. de lubricacin.

Leccin 3.4: Flujo.

MDULO 4: SISTEMA DE ENFRIAMIENTO.Leccin 4.1: Funcin del sist. de enfriamiento.

Leccin 4.2: Componentes del sist. de enfriamiento.


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DESARROLLO TECNICOOCTUBRE -2005

MODULO 1

INTRODUCCIN A LOSMOTORES CATERPILLAR


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Desarrollo Tcnico



MDULO 1: INTRODUCCIN A LOS MOTORES

CATERPILLAR

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 motor

para 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 bsicos que conforman un

motor Diesel y su funcin.


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FERREYROS S.A.A.CAPACITACION LOYOVAL-OCT-05

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LECCIN 1.1 : CONCEPTOS INICIALES / CICLO DE

FUNCIONAMIENTO DE UN MOTOR

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 de

compresin. Esto produce la combustin y da comienzo al tiempo de

potencia. Las vlvulas de admisin y escape permanecen cerradas

para sellar la cmara de combustin. La fuerza de la combustin empuja

el pistn hacia abajo, lo que hace que la biela haga girar el cigeal

otros 180 grados. el cigeal ha girado una vuelta y media desde que

empez el ciclo.

Tiempo de escape:

El tiempo de escape es el tiempo final del ciclo. Durante el tiempo de

escape se abre la vlvula de escape a medida que el pistn se mueve

hacia arriba, obliga a los gases quemados a salir del cilindro. En el

PMS, se cierra la vlvula de escape y se abre la vlvula de admisin, el

cigeal 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 de

este tiempo, el cigeal ha completado dos giros de 360 grados. En

conjunto, los tiempos de admisin, compresin, potencia y escape se

denominan ciclo, de ah viene el nombre de ciclo de cuatro tiempos.

Los motores CAT usan el ciclo de cuatro tiempos, y el ciclo se repite

una y otra vez siempre que el motor est en marcha. El orden en que

cada 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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diesel operan normalmente entre 800 y 2200 RPM y proporcionan unpar motor mayor, y ms potencia para efectuar el trabajo.

Ciclo de cuatro tiempos:

Ambos motores convierten la energa trmica en movimiento usandoel ciclo de cuatro tiempos.

Los motores diesel consumen combustible de forma ms eficiente:

Los motores diesel, por lo general, consumen combustible de formams eficiente para la cantidad de trabajo producida, que los motoresde gasolina. Se necesitan cantidades relativamente pequeas decombustible para producir la potencia nominal de un motor diesel.

Los motores diesel son ms pesados:

Los motores diesel son por lo general ms pesados que los motoresde gasolina porque el motor diesel debe resistir presiones y temperaturasde combustin mucho mayores.

Relaciones de compresin:

Los motores diesel, por lo general, usan mayores relaciones decompresin para calentar el aire a las temperaturas de combustin. Lamayora de los motores diesel, por lo general, tienen una relacin decompresin de 13:1 a 22:1. Los motores de gasolina generalmenteusan relaciones de compresin entre 8:1 y 11:1.


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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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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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Presin Atmosferica


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Ejercicio 1.1

Defina los siguientes trminos:

Calibre:

Carrera:

TDC:

BDC:

Desplazamiento:

Relacin de Compresin:

Trabajo:

Presin atmosfrica:

Potencia:

Eficiencia Mecnica:

Caballo de Fuerza:

Eficiencia trmica:

KiloWatt:

Potencia Indicada:

Friccin

Torque


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Dinamometro:

Eficiencia volumetrica:

Inercia:

Eficiencia de Combustible

Fuerza

Calor

BTU

Escriba las ecuaciones para calcular:

Desplazamiento

Potencia

Llene los espacios en blanco

1) Tres factores para la combustin

2) Cmo difiere un motor a gasolina de uno diesel

3) Nombre los cuatro ciclos de la operacin de un motorCaterpillar


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4)Cuando el pistn realiza 4 carreras, Cuntas revolucionesgira el cigeal?

5) En el ciclo de 4 tiempos, el pistn se mueve hacia el TDCdurante cules dos carreras?

6) A cuntos HP equivalen 317 kW

a. 400b. 425c. 236


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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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Desarrollo Tcnico



Muones de cojinetes de biela:

Los muones de los cojinetes de bieladeterminan la posicin de lospistones. Cuando los muones estnarriba, los pistones estn en el puntomuerto superior. Cuando losmuones estn abajo, los pistonesestn en el punto muerto inferior. Elorden de encendido del motordetermina el momento en que cadamun de cojinete de biela llega alpunto muerto superior.

Agujeros de aligeramiento:

Ciertos muones de cojinetes debiela tienen agujeros dealigeramiento para reducir el pesodel cigeal y ayudar a equilibrarel cigeal.

Conductos de aceite:

Estos conductos internos en el cigeal del motor permiten la lubricacinen cojinetes de bancada como los cojinetes de biela

Tapn del conducto de aceite:

Los conductos perforados de aceiteestn taponados en un extremo porun tapn cncavo o un tornillo deajuste.


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Desarrollo Tcnico



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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Desarrollo Tcnico



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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Desarrollo Tcnico



Lubricacin de los cojinetes:

Las mitades superiores de los cojinetes de bancada tienen un orificiode engrase y, normalmente, una ranura, de modo que el aceite lubricantese alimente continuamente por el orificio de engrase del mun delcojinete de bancada.

Biela:

Las bielas conectan el pistn con el cigeal.

Una biela consta de varias piezas:

1.-Agujero de biela2.-Buje de pasador de biela3.-Vstago

4.- Tapa5.-Pernos y tuerca de biela6.-Cojinete de biela


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Desarrollo Tcnico



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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Desarrollo Tcnico



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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Desarrollo Tcnico



Estilos de los pistones:

Los pistones de precombustin tienen un tapn trmico en la cabeza.Los pistones de inyeccin directa no tienen tapones trmicos.

Tipos de anillos de pistn:

Hay dos tipos de anillos de pistn: (1) anillos de compresin y (2) decontrol de aceite. Los anillos de compresin sellan la parte inferior de lacmara de combustin impidiendo que los gases de combustin sefuguen por los pistones.

Anil lo de control de aceite:Normalmente hay un anillo de control de aceite debajo de los anillos decompresin. Los anillos de control de aceite lubrican las paredes de lacamisa del cilindro al moverse el pistn hacia arriba y hacia abajo. Lapelcula de aceite reduce el desgaste en la camisa del cilindro y en el

pistn.

Resorte de expansin:Detrs del anillo de control de aceite hay un resorte de expansin quepermite mantener una pelcula uniforme de aceite en la pared del cilindro.

Superficies endurecidas:Todos los anillos tienen una superficie endurecida para prolongar laduracin de los anillos.

Separacin entre puntas de anillo:

Todos los anillos de los pistones tiene una separacin entre las dospuntas. Para impedir fugas, las separaciones entre puntas, no debenestar alineadas al instalarse.


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Desarrollo Tcnico



Camisas de Cilindros:

Debido a las altas temperaturas y a las presiones extremas generadaspor la combustin, las camisas de los cilindros se desgastan por lospistones y anillos, por esa razn stas estn creadas para serreemplazadas.El interior de las camisas estn bruidas para la mejorutilizacin del aceite como lubricador.


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Desarrollo Tcnico



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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DESARROLLO TECNICOOCTUBRE -2005

MODULO 2

SISTEMA DE ADMISIN YESCAPE


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MDULO 2: SISTEMA DE ADMISIN Y ESCAPE

El propsito de este mdulo es permitir al estudiante explicar la opera-

cin del sistema de admisin y escape e identificar los componentesrelacionados.

OBJETIVOS


1. Identificar los componenetes en un sistema de admisin y escape

en la instalacin de un motor.

2. Describir el funcionamiento del sistema de admisin y escape.


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LECCIN 2.1 : COMPONENTES DEL SISTEMA DE

ADMISIN Y ESCAPE.

Un sistema de admisin/escape comn incluye un antefiltro (1), un filtro

de aire (2), un turbocompresor (3), un mltiple de escape (6) un tubovertical de escape (7), un silenciador y tuberas de conexin (8).

Para efectuar el servicio y localizar y reparar las fallas de un sistema

de aire en un motor, es importante entender el flujo de aire que atraviesa

el sistema y la funcin de cada uno de los componentes. Tambin es

importante saber cmo son los componentes y cmo funcionan.


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Este tipo de filtro requiere

reemplazo cuando el indicador

de servicio es disparado.

Filtro

Los filtros son tpicamente compuestos de papel plegado que es usadopara retirar suciedad del aire entrante.

Siempre refirase al manual de

operacin y mantenimiento de los

motores para una informacin

ms precisa

Antef il tro

El aire es arrastrado dentro

del motor a travs de un

antefiltro, este contiene un

elemento filtrante el cual

retira elementos extraos

del aire antes de que estos

ingresen al motor, hay

muchos tipos de antefiltros

actualmente disponibles en

los motores Caterpillar.


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VENTAJA DETURBOCARGADORES

Potencia

Eficiencia

Ventajas del uso de turbocargadores

El incremento de ingreso de aire es beneficioso para el motor, porque

alcanzara niveles mas elevados de potencia si es que se encuentra a

nivel del mar , en condiciones de altitud servir como un compensador

a la perdida de potencia natural por altura.

Cmo funcionan los turbocompresores

Los gases de escape hacen girar el lado de la turbina. Como las ruedas

del compresor y de la turbina estn en el mismo eje, el compresor

tambin gira. Cuanto ms rpido gira el compresor, ms aire se

comprime en el sistema de aire, aumentando la presin y la densidad

del aire. El aumento de presin del aire se denomina presin de refuerzo

(boost).

Diseo del turbocompresor

Un turbocompresor consta de dos partes:

1. Rodete del compresor

2. Rodete de la turbina

Turbocompresor

El aire pasa al turbocompresor procedente del filtro de aire. Los

turbocompresores:

Ayudan a mantener la potencia a altitudes elevadas. Aumentan la potencia.

Los turbocompresores suministran ms aire al motor, permitiendo que

se queme ms combustible.


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Posenfriador

Los turbocompresores aumentan la temperatura del aire de admisin

a unos 300F. El aire de admisin caliente es menos denso. El

posenfriador elimina el calor del aire de admisin

Sistema turbocomprimido

Ciertos sistemas de admisin de aire/escape disponen de

turbocompresores pero no tienen posenfriadores. Estos se llaman

sistemas turbocomprimidos o T.

Sistema turbocomprimido y posenfriado

Uno de los sistemas de admisin de aire ms comunes es el sistema

turbocomprimido y posenfriado. Este tipo de sistema tambin se

denomina TA. Los sistemaas TA tienen un turbocompresor y un

posenfriador. se pueden usar distintos tipos de posenfriadores.

Sistemas posenfriados

Hay varios tipos de sistemas posenfriados: posenfriamiento por agua

de las camisas (JWAC), posenfriado aire a aire (ATAAC), y posenfriador

de circuito independiente (SCAC).

Sistema de posenfriador de aire a aire (ATAAC)

Ciertos sistemas de admisin de aire usan aire exterior para enfriar el

aire de admisin, este sistema se llama ATAAC.El posenfriador se parece aun pequeo radiador montado delante del

radiador del refrigerante.


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Sistema con posenfriador independiente (SCAC)

Los sistemas con posenfriador de circuito independiente o SCAC son

los mas comunes en las aplicaciones marinas. En este sistema el

enfriamiento del motor y del aire de admisin son separados al igual

que en los camiones de obra OHT

Sistema de posenfriador por agua de las camisas (JWAC)

Este sistema utiliza el agua de las camisas del motor para enfriar el

aire de admisin, la caja del posenfriador cabe dentro del mltiple de

admisin. Hay casos en los cuales el posenfriador esta montado por

encima del mltiple de admisin; el refrigerante del motor circula y

elimina el calor del aire de admisin antes que llegue al mltiple de

admisin.


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Mltiple de escape

El aire entra en la cmara de combustin donde se quema. Los gases

de combustin salen de las lumbreras de escape y entran en el multiple

de escape. El mltiple de escape est montado en la culata y encaja

sobre los orificios de escape.

Mltiple de admisin ( inlet manifold)

Del posenfriador, el aire pasa al mltiple de admisin y a las lumbreras

de las vlvulas de admisin de cada cilindro. El mltiple de admisin

est montado en la culata.


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Presin de Boost:

La presin de BOOST, es la presin del aire de entrada al mltiple de

admisin del motor, debido al incremento de cantidad masa de aire en

el mltiple de admisin.

A medida que el motor necesite mayor potencia los gases de escape

productos de la combustin llegan al rodete de la turbina del

turbocargador hacindolo girar a mayor velocidad esta accin, producir

el mismo incremento de velocidad del rodete del compresor delturbocompresor, consiguiendo comprimir una mayor cantidad de aire

que ser derivado al mltiple de admisin para luego ser quemado con

el combustible en la cmara de combustin.

Esta figura representa el funcionamiento del sistema de admisin/

escape, la implementacin de este sistema en especial (TA)permiteconcentrar una mayor cantidad de masa aire en el mltiple de admisin

respecto los sistemas T , NA lo cual permitir a este motor quemaruna mayor cantidad de combustible obteniendo mayor potencia.

LECCIN 2.2 : FLUJO


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DESARROLLO TECNICO

OCTUBRE -2005

MODULO 3

SISTEMA DE LUBRICACION


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MDULO 3: SISTEMA DE LUBRICACIN

El propsito de este mdulo es hacer al participante capaz de explicar

la operacin del sistema de lubricacin e identificar los componentesrelacionados.

El sistema de lubricacin en un motor diesel es mas importante que

nunca debido a las demandas de alto rendimiento y baja emisin de

gases de ahora. El sistema de lubricacin no es slo requerido para

proveer aceite limpio a los adecuados lugares en el motor, debe sopor-

tar altas temperaturas, extender el tiempo de cambio de aceite, mante-

niendo bajos niveles de consumo.

OBJETIVOS


1. Explicar la funcin del sistema de lubricacin del motor y sus

componentes.

2. Identificar adecuadamente las clasificaciones del aceite para

motores Diesel.


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LECCIN 3.1: CONCEPTOS BSICOS

Caterpillar desea clientes que reciban el mximo servicio con el mnimo

tiempo perdido. Adecuado mantenimiento es importante para asegurar

una operacin continua, libre de problemas. La seleccin del correcto

aceite lubricante es vital. Cuando la falla de un motor ocurre el sistemade lubricacin est frecuentemente involucrado.

Al pasar de los aos, los aceites Diesel han venido a ser ms y ms

sofisticados para responder a las demandas incrementadas . Esta

leccin describe las caractersticas del aceite y sus propiedades.

Fundamentos de la lubri cacin.

VISCOSIDAD

Viscosidad es la resistencia del aceite a fluir y es la cualidad singular

ms importante a tener en cuenta para la seleccin del aceite para

elementos de mquina diseados para lubricacin por pelcula fluida.

Los aceites delgados fluyen libremente; se dice que son de poco cuerpo,

y tienen baja viscosidad.

Los aceites espesos tienen alta resistencia a fluir, se dice que son de

mucho cuerpo, y tiene alta viscosidad.

Funciones Bsicas del aceite:

Funcion

Primaria- Lubricacin, removedor de calor y

limpiador Secundaria

- Sellado, aislador, proteccin cont rala corrosin, control de formacinde espuma.


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Los lubricantes actan separando superficies en movimiento y

reduciendo la friccin.Si las partes mviles vienen a estar en contacto

sin un lubricante, una perdida de material ocurrira. Esta reaccin puedeser controlada con el uso de un lubricante.

Sistema de clasificacin de aceite

La diferencia bsica entre los aceites no radica en la viscosidad, sino

en que los aditivos que contienen son diferentes segn las funciones a

desempear.

Con arreglo a su utilizacin podemos distinguir tres tipos de aceites:

Aceites para motores. Aceites para transmisiones.

Aceites para sistemas hidrulicos.

Propsito de la lubricacin

EL PROPOSITO DE LA LUBRICACION

Separar las superfic ies en contacto medianteuna lamina la cual permite minimizar la friccin.


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Ejemplo: 10W40, indican la

viscosidad del

aceite medida a -

18 grados y a

100 grados, en

ese orden. Slo

hace referencia

a que el producto

se comporta en

fro como un

SAE 10 y en

caliente como un

SAE 40. Por lo

tanto, para una

mayor

proteccin en fro

se deber

recurrir a un

aceite que tenga

el primer nmero

lo ms bajo

posible. Para

obtener unmayor grado de

proteccin en

caliente, se

deber

incorporar un

aceite que posea

un elevado

nmero para la

segunda.

Clasificacin API/SAE

Los aceites lubricantes para motores se clasifican segn el combustible

empleado, (gasolina, gasleo o gases licuados del petrleo), por el

funcionamiento, (cuatro tiempos o dos tiempos), y por la clase de trabajo

o servicios a prestar (suave, medio o duro)Las clasificaciones ms

importantes y utilizadas son las siguientes:

S.A.E. (Sociedad de Ingenieros de Automocin).

A.P.I. (Instituto Norteamericano del petrleo).

La clasificacin S.A.E. est basada en la viscosidad del aceite a dos

temperatura 0F y 210F, estableciendo ocho grados S.A.E. para los

monogrados y seis para los multigrados.

En algunos de los grados aparece detrs del numero S.A.E. la letra

W (Winter= invierno), que se refiere especialmente a los aceites

para clima fro, fijndose la temperatura para la determinacin de la

viscosidad en 0F (-18C), mientras que en los nmeros S.A.E. sin

letra W se aplican a aceites usados en climas semejantes a los de

Europa Occidental, basndose en la viscosidad a 210F (99C).En la

actualidad slo se utilizan aceites multigrado, que se basan en aceites

monogrado tipo W que adems incorporan aditivos.

En conclusin, la numeracin SAE para estos lubricantes usualmente

est compuesta por dos nmeros separados por la letra W. Adiferencia de lo que ocurre con la clasificacin API, la viscosidad SAE

no indica la calidad del lubricante.

LECCIN 3.2 : CARACTERISTICAS DEL ACEITE


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En cuanto a los aceites para motores diesel, la nomenclatura utiliza la

letra C de la palabra inglesa Compression por tratarse de aceites

para motores cuyo principio de ignicin es por compresin y una letra

en serie alfabtica que representa la evolucin del nivel de calidad. Esta

evolucin se expone en la siguiente tabla:

Para establecer un sistema de clasificacin segn la calidad, la A.P.I

ha diseado una nomenclatura segn el tipo de motor al que se le va a

aplicar el lubricante. De esta forma, para motores a gasolina se

estableci la letra S de Spark (buja en ingls) para relacionar con el

principio de ignicin por chispa que se utiliza en este tipo de motores,

seguida de las letras A hasta la L para representar la evolucin en

orden alfabtico de los grados de clasificacin que se han desarrollado

en forma sucesiva, siendo mayores los requerimientos por calidad a

medida que progresa la letra del alfabeto. En la siguiente tabla, se puede

apreciar la evolucin de la clasificacin API de los aceites para motores

a gasolina.


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En esta figura puede apreciar el comportamiento del aceite respecto la

temperatura, el aceite que se encuentra a la izquierda se encuentra a

menos temperatura por lo tanto esta mas viscoso y el que se encuentra

a la derecha esta mas ligero por estar a mayor temperatura

Dos de las funciones del aceite son proveer soporte y lubricacin, el

propsito bsico de la lubricacin es separar las superficies en

movimiento con reduccin de friccin entre las pelculas de aceite.

Darle la importancia a las etiquetas en los contenedores de aceite es

de suma importancia, estas etiquetas nos indican las clasificaciones

SAE y API de esta manera Ud. sabr si esta trabajando con un

aceite adecuado para su motor.

REQUERIMIENTOS DEL ACEITE DEL MOTOR

CG-4/SH - bajas emisiones y alto rendimiento enmotores donde los pistones alcancen altas tem-peraturas.

CG-4 - Recomendado para todos los motoresCaterpil lar excepto la famil ia 3600.

CF - Mejora del CD; usado en motores 3600 debi-do a su alta detergencia.


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VISCOSIDAD

Viscosidad es la

resistencia del

aceite a fluir y es lacualidad singular

ms importante a

tener en cuenta

para la seleccin

del aceite para

elementos de

mquina diseados

para lubricacin por

pelcula fluida.

Los aceites

delgados fluyen

libremente; se dice

que son de poco

cuerpo, y tienen

baja viscosidad.

Los aceites

espesos tienen alta

resistencia a fluir,

se dice que son de

mucho cuerpo, y

tiene alta

viscosidad.

Los aceites monogrados tienen una gama de temperaturas

medioambientales reducida comparada con los aceites multigrado

como podemos ver en esta ilustracin ejemplo 10W-30.

Los motores requieren el aceite adecuado, la viscosidad adecuada y la

cantidad adecuada para poder operar bien. El aceite debe lubricar,

limpiar y enfriar los componentes del motor en una variacin de

condiciones operacin. El aceite debe de lubricar y circular en climas

fros y poder resistir el calor sin diluirse ni descomponerse, por eso

existen distintas clasificaciones SAE como se aprecian

TEMPERATURA AMBIENTE

TEMPERATURA AMBIENTE


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La espuma

contamina loslubricantes,

causa prdida de

lubricacin e

incrementa la

oxidacin.

FUNCION ANTIESPUMANTE

OXIDACION

Cuando se calienta el aceite en presencia de aire y otros contaminantes

sufre un cambio qumico para formar cidos orgnicos. El aceite se

oscurece; huele a quemado y se espesa.

La velocidad de oxidacin se duplica con cada incremento de 18F. La

prueba de laboratorio indicadora de oxidacin/estabilidad es TOST

(Turbine Oxidation Stability Test).

ADITIVOS : CORROSION/OXIDACION

Ayudan a prevenir Oxidacin. Agotamiento del adi tivo catalizador. Corrosin.


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Los aditivos y

dispersantes

neutralizan los

cidos, protegen las

superficies de metal

GRAVEDAD API

Escala de gravedad establecida por el Instituido Americano de

Petrleo (API) para indicar un peso por unidad de volumen de

aceites de petrleo.

Usa el peso especfico en su determinacin.

Peso especfico = peso de igual volumen de aceite y agua.

Gravedad API = (141.5 / Peso especfico) - 131.5

Los aceites en su mayora son ms livianos que el agua, con

nmero API por arriba de 10, y generalmente en el rango de 20 a

3 0. Por lo tanto, cuanto ms alto el valor API, tanto ms liviano es

el fluido.

Funcion de Detergentes

Neutralizar Acidos. Proteger superficies. Mantener contaminantes en

suspension

Los aceites bsicos son producidos normalmente de refinando petrleos

crudos. Un aceite base no proporciona suficiente proteccin y

lubricacin para los motores actuales de alto rendimiento, este es el

motivo por el cual se han formulado ciertos aditivos para mejorar y

reforzar el aceite.


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RANGOS DE AZUFRE EN LOS COMBUSTIBLES POR REGIONES:

La cantidad de azufre presente originalmente en el petrleo crudo

depende principalmente de la regin o zona de extraccin, cada uno deellos necesitara un proceso de separacin del azufre del combustible

para minimizar la formacin de cido sulfrico durante la combustin

para evitar una reduccin en la vida til del motor

Azufre en el combustible

Un factor crtico en la determinacin de comportamiento del motor y su

vida media es relacionado al monto de azufre en el combustible. El

cido sulfrico es un subproducto de la combustin del combustible

Diesel en un motor que no es consumido en la combustin.

Muy aparte de la formacin de cidos despus de la combustin, los

rangos permitidos de azufre en los combustibles estn siendo

estandarizados por organismos internacionales, por tener un efecto

nocivo a la salud y medio ambiente las emisiones de gases de escape.


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El azufre en el

combustible

reacciona durante

la combustin yentonces se

combina con el

agua disponible

para formar cido

sulfrico

Factores que afectan la formacin de cido

Contenido de azufre

Temperatura del refrigerante del motor

Combustin y humedad

Altos niveles de humedad en el suministro de aire de la combustin es

el agua necesaria para promover formacin de cido corrosivo. Un

operador no puede controlar su ambiente de trabajo

Sin embargo cuando opera en alta humedad, el necesita ms cuidado

con el combustible y la seleccin de combustible. Otro factor que

determina la cantidad de cido formado es el monto de combustible

quemado durante un intervalo de cambio.

FACTORES QUE AFECTAN LA FORMACIN DE CIDOS


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NUMERO BASE TOTAL:

El NBT representa la

alcalinidad presente en el

aceite, estos agentes

alcalinos son los encargados

de neutralizan los cidos.

El trmino bsico se aplica

a cualquier aditivos

detergente que tenga

disponible alcalinidad para neutralizar material cido formado de la

oxidacin del aceite, del combustible parcialmente quemado o del azufre

contenido en el combustible

NBT

(Nmero de Base Total)

DESGASTE CORROSIVO:

Es la remocin progresiva de material de una superficie de frotacin

producida por la combinacin de un ataque qumico y una accin

mecnica.

Algunos indicadores son :

Incremento de consumo de aceite

Salida en exceso de gases por los respiraderos del carter

Humos de color azul en los gases de escape

Indicadores como los mencionados arriba sern los primeros indicios

que un desgaste corrosivo esta presente en el sistema, pero no el nico,

trate de tomar siempre las muestras de aceite a las horas programadas

para establecer el progreso del desgaste presente en la maquina y de

esa manera mejorar el mantenimiento preventivo de dicha Maquina.

Mantener la temperatura del motor dentro de un rango establecido tiene

como objetivo principal mantener al motor con un alto rendimiento en

operacin, el sistema de enfriamiento es responsable en la mayora de

los casos del 40% de problemas presentes en el motor, en este caso

particular ayuda a evitar la condensacin del vapor de agua presente

en los gases de la combustin y de esta manera evita la formacin de

ACIDO SULFURICO.

Temperatura en las Camisas

Una temperatura mnima del motor de80C (175F) es necesaria para combatirla formacin de cido sulfrico.


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DEGRADACION DEL ACEITE

Con el tiempo, los aditivos de aceite se degradan, y disminuyen la

capacidad de lubricacin del aceite.

Si no cambia el aceite con frecuencia suficiente, el aceite se oxidara,

los aditivos se agotaran o degradaran y como consecuencias se

formaran lodos en el sistema.

Una degradacin acelerada del aceite del motor es causado

principalmente por:

Baja temperatura del refrigerante del motor

Elevada humedad del aire

Sobrecargar la maquina

Programas de mantenimiento inadecuadas


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Pasajes de aceite

Suministro frontal deaceite para Varillas

Componentes del sistema de lubricacin.

1.- Campana de succin.

2.- Bomba de aceite.

3.- Vlvula de alivio de presin.

4.- Enfriador de aceite.

5.- Vlvula de derivacin del enfriador de aceite

6.- Filtro de aceite

7.- Vlvula de derivacin del filtro de aceite

8.- Suministro de aceite al turbocargador

9.- Suministro de aceite al motor.

Suministro Posterior deaceite para Varillas

Manifold deaceite

Esta vista

representativadel flujo del

a c e i t e

pertenece a

un 3406B o

3406C.


LUBRICACION.

1

2

3

4

56

7

8

9

1

3

2

4

5

9

76

8

1.- Galeria principal de aceite.

2.- Pasaje de aceite a cojinetes de bancada y del arbol de levas.

3.- Hacia los jet de enfriamiento de los pistones.

4.- Pasaje de aceite al arbol de levas y a los cojinetes de bancada.

5.- Suministro de aceite hacia el eje de balancines delantero.

6.- Suministro frontal de aceite para los levantadores.

7.- Suministro de aceite hacia el eje de balancines delantero.

8.- Suministro a la bomba de combustible.9.- Suministro posterior de aceite para levantadores.


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Bomba de engranajes

Bomba de de rotor

Flujo de la bomba de aceite

Bomba deAceite

Campanade succin

EngranajeInterior

EngranajeExterior

Lumbrerade Salida

Lumbrerade Entrada

Carcasa

EngranajeImpulsor

EngranajeImpulsado

Salidade Aceite

Entradade Aceite


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Aceite limpio es enviado desde los filtros al mltiple en el bloque del

motor. Los Surtidores de Enfriamiento o Jets son conectados al mltiple

de aceite y dirigen un pequeo chorro debajo de los pistones. Esto le

otorga una vida mayor a los pistones.

Surtidores de Enfriamiento de Pistones

Lubricacin de los turbos

LECCIN 3.4 : FLUJOS.


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Suministro de aceite a cojinetes de cigeal

Suministro principal de Bancada y de Biela


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Lubricacin del tren de engranajes

Lubricacin de eje de balancines

Lubricacin de levantavlvulas


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MDULO 4: SISTEMA DE ENFRIAMIENTO

El propsito de este mdulo es permitir al estudiante explicar la opera-

cin del sistema de enfriamiento e identificar los componentes relacio-nados la funcin de cada uno de ellos, reconocer el flujo de refrigerante

por el sistema de enfriamiento y las caractersticas del refrigerante.

OBJETIVOS


1. Identificar los componenetes del sistema de enfriamiento del

motor y explicar su funcin.

2. Explicar el mantenimiento del sistema de enfriamiento y lascaracteristicas del refrigerante de un motor Diesel.


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LECCIN 4.1 : FUNCION DEL SISTEMA DE

ENFRIAMIENTO.

El sistema de enfriamiento de un motor sirve para mantener las

temperaturas del motor a un nivel adecuado. Si falla el sistema de

enfriamiento, se pueden producir daos considerables en el motor.

Principio de Operacin

El sistema de enfriamiento hace circular refrigerante por todo el motor

para eliminar el calor producido por la combustin y la friccin. Hace

uso del principio de transferencia trmica para realizar su funcin.

Transferencia trmica

El calor siempre se desplaza de un punto de origen caliente (1) a un

punto de destino (2) ms fro. El punto de origen y el punto de destino

puede ser metal, fluido o aire. La clave es la diferencia de temperaturas

relativas entre estos dos lugares. Cuanto mayor sea la diferencia, mayor

ser la transferencia trmica. Todos los componentes de un sistema

de enfriamiento desempean una funcin en la transferencia trmica.


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ENFRIAMIENTO.

Los componentes principales de un sistema de enfriamiento son (1)

una bomba de agua, (2) un enfriador de aceite, (3) conductos queatraviesan el bloque del motor y la culata, (4) un termostato con caja,

(5) un radiador, (6) una tapa de presin y (7) mangueras y tuberas de

conexin. Adems, dispone de un ventilador, normalmente impulsado

por correas, ubicado junto al radiador para aumentar el flujo de aire y

mejorar la transferencia trmica.

Bomba de agua

La bomba de agua consta de un rodete con paletas curvas dentro de

una caja. A medida que gira el rodete, la curva de las paletas lanza elagua hacia el exterior, hacia el orificio de salida formado por la caja.

Est montada en la parte delantera del bloque.

El aceite va del orificio de salida de la bomba de agua al enfriador de

aceite. Los enfriadores de aceite consisten en un haz de tubos

dentro de una caja. El enfriador de aceite elimina el calor del aceite

lubricante, lo que conserva las propiedades de lubricacin del aceite.


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Posenfriador

El refrigerante circula del enfriador de aceite al bloque del motor o, si el

motor est equipado con un turbocompresor, puede pasar a un

posenfriador. Ciertos motores turbocomprimidos usan un posenfriador

para el agua de las camisas. Si es as, el refrigerante pasa a

continuacin a dicho aparato.

El posenfriador elimina el calor del aire de admisin. En un posenfriador

del agua de las camisas, el sistema de enfriamiento elimina el calos

del aire. El posenfriador tiene una construccin similar a la de un radiador,

con tubos y aletas. El aire comprimido calentado procedente del

turbocompresor pasa por encima de las aletas y transfiere calor al

refrigerante en los tubos.

Camisa de agua

El refrigerante, procedente del enfriador de aceite o posenfriador, pasaal bloque del motor y circula alrededor de las camisas de los cilindros,

eliminando el calor procedente de los pistones, anillos y camisas. Estas

cavidades se denominan camisas de agua.

Culata

El refrigerante pasa de los conductos del bloque del motor a la culata,

absorbiendo el calor de los asientos de las guas de las vlvulas.

Termostato

Una vez que salga de la culata, el refrigerante entra en la caja del

termostato. El termostato est montado dentro de la caja.

El termostato hace de polica de trfico del sistema de enfriamiento.

La funcin del termostatoes mantener una gama apropiada de

temperaturas de operacin. Para hacer esto, el termostato deriva el

flujo de refrigerante por el radiador, o por un tubo de derivacin y lo

enva de vuelta a la bomba de agua.

Cmo funciona el termostato

Cuando el motor est fro, el termostato est cerrado. El refrigerante

vuelve a la bomba, sin pasar por el radiador.

Pruebas del termostato

Se debe probar el termostato durante el mantenimiento del sistema de

enfriamiento, y reemplazarse si es necesario. Las temperaturas de

apertura estn estampadas en el termostato. Si hay que reemplazar el

termostato, asegrese de usar el recomendado para el motor, o de lo

contrario el sistema no funcionar de forma apropiada.


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Radiador

Si se abre el termostato, el refrigerante circula por tubos o mangueras

hasta la parte de arriba del radiador. Hasta ese momento, el refrigerante

ha estado absorbiendo calor de todas las piezas del motor. El radiador

es la situacin opuesta. El refrigerante transfiere calor a la atmsfera,que est ms fra.

Cmo funciona el radiador

En el radiador, el refrigerante circula de arriba a abajo. Los tubos y

aletas funcionan juntos para disipar el calor. Los radiadores estn

montados normalmente donde el flujo de aire es mximo y la

transferencia de calor es mejor.

Tapa del radiador

Los radiadores tambin tienen tapas de presin. La tapa determina la

presin existente en el sistema de enfriamiento durante la operacin.

Los sistemas de enfriamiento a presin permiten prevenir la ebullicin

del agua a mayores altitudes. Al subir por encima del nivel del mar,

desciende la temperatura de ebullicin. Si el sistema de enfriamiento

no estaba a presin, el refrigerante puede hervir, produciendo daos

considerables en el motor.

Cmo funciona la tapa del radiador

La tapa del radiador mantiene la presin en el sistema de enfriamiento

por medio de dos vlvulas. Si la diferencia entre la presin del sistema

de enfriamiento y la presin atmosfrica exceda la presin de aperturade la tapa, se abre la vlvula de salida. Esto deja escapar una pequea


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cantidad de aire, reducindose la presin en el sistema. El sistema se

estabiliza. Al parar el motor y empezarse a enfriar, la presin dentro del

sistema de enfriamiento disminuye por debajo de la presin atmosfrica.

la vlvula de entrada de la tapa se abre, dejando pasar aire al radiador.

Esto iguala y estabiliza las dos presiones.

Ventiladores

La transferencia trmica a travs del radiador viene ayudada por un

ventilador. Los ventiladores aumentan el flujo de aire que pasa por las

aletass y los tubos del radiador.

Tipos de ventiladores

Los ventiladores pueden ser de dos tipos: de succin y sopladores.

Los ventiladores de succin extraen aire por el radiador, y los

ventiladores sopladores impulsan aire por el radiador.

Correas de ventilador

Ciertos motores usan correas para impulsar el

motores basico

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