sábado, 27 de marzo de 2010

ENCENDIDO EN MOTORES DIESEL

El motor Diesel no utiliza ningún tipo de chispa para que se inflame el combustible y se inicie el tiempo de combustión.

Para esta labor el aire se comp
rime fuertemente, llegando hasta presiones de 30 a 40 atmósferas, lo que lo lleva a una tempera alrededor de los 600 °C. Al entrar el combustible por medio de los inyectores y encontrar el aire a esta temperatura inmediatamente se inflama y produce la combustión.

En algunos casos los motores Diesel utilizan una cámara de precombustión en donde está ubicada una bujía que únicamente se utiliza cuando el motor
se arranca en frío.

martes, 23 de marzo de 2010

Sistema de Enfriamiento

OBJETIVO DEL SISTEMA DE ENFRIAMIENTO:

Los principales objetivos del sistema de Enfriamiento son:

 Reducir la temperatura dentro rangos seguros de operación para los diferentes
componentes, tanto exteriores como interiores del motor.
 Disminuir el desgaste de las partes.

 Mantener una temperatura óptima para obtener el mejor desempeño del motor.

Para cumplir con estos objetivos, el sistema cuenta con el refrigerante que es la
sustancia encargada de transferir el calor hacia el aire del medio ambiente y debe tener

las siguientes características:

 Mantener el refrigerante en estado líquido evitando su evaporación. Esto se logra
al cambiar el punto de evaporación del refrigerante.

 Mantener el refrigerante en estado líquido evitando la formación de hielo al
bajar la temperatura ambiente, esto se logra al cambiar el punto de congelación
del refrigerante.
 Evitar la corrosión.

 Tener una gran capacidad para intercambiar calor.

Los elementos que conforman el sistema de enfriamiento son:
1.1.-Bomba de Agua
La bomba de agua provee circulación continua del refrigerante cada vez que el motor gira. Las bombas de agua en os motores Cat se impulsan con engranajes, excepto en los motores 3208, 3114 y 3116, que tienen bombas de agua impulsadas por correa.


1.2.-Radiador
El radiador transfiere el calor lejos del refrigerante, bajando a temperatura de éste. El refrigerante fluye por los tubos del radiador mientras que el aire circula alrededor de los tubos, proveyendo transferencia de calor hacia la atmósfera. Tenemos tres estilos de radiadores: el estilo convencional, el de panales en zigzag y el radiador de módulos de frente.





.3.-Refrigerante
El refrigerante es una mezcla de agua, anticongelante (glicol) y acondicionador de refrigerante. Para lograr el enfriamiento adecuado, cada uno debe mantenerse en la proporción correcta.

1.4.-Termostato
El termostato como un regulador de temperatura. El termostato ayuda a calentar el motor y a conservar la temperatura del refrigerante y del motor durante a operación. Cuando el motor está frío, el termostato permite circular el refrigerante sólo por el motor, desviándolo del radiador (para ayudar a mantener caliente el motor). Cuando el motor está a la temperatura de operación adecuada, el termostato se abre para permitir que el refrigerante fluya a través del radiador (de este modo se efectúa el enfriamiento). El termostato se abre y se cierra continuamente, a medida que cambia la temperatura.

1.5.-Indicador de la Temperatura del Agua
El indicador de temperatura indica la temperatura del refrigerante.

1.6.-Ventilador
El ventilador introduce a la fuerza el aire alrededor de los tubos del radiador para transferir el calor hacia afuera del refrigerante y bajar ¡a temperatura. Los ventiladores se impulsan con polea desde el cigüeñal.


1.7.-Enfriadores de aceite
La función de los enfriadores de aceite es mantener la temperatura del motor, la transmisión y el aceite hidráulico. Hay dos tipos básicos: de aceite a refrigerante y de aceite a aire.


Mangueras: El refrigerante va desde el radiador hasta el motor a través de una
serie de mangueras fuertes y flexibles que puedan tolerar la vibración del motor
y el calor intenso.




Banda y polea: Impulsa a la bomba de agua. La tensión que de debe llevar la
banda del motor Hino serie 300 es de 10 mm aplicando una fuerza de10 kg. Así
se evitara daño a los baleros de la bomba de agua y alternador.


Tolva: Aparte de proteger el movimiento de las aspas del ventilador, centra el
aire generado en el radiador.

Depósito recuperador: Sirve para guardar el refrigerante, además de ser
respiración del sistema de enfriamiento, ya que, cuando la presión en el sistema
sobrepasa del especificado en el tapón, este la libera hacia el depósito, por lo que
a veces vemos que se incrementa el volumen de refrigerante dentro de él.




Bulbo de temperatura: Registra la temperatura a la que se encuentra el
refrigerante y si llegara a sobrepasar la máxima permitida enviará una señal al
ECU, encendiendo la señal de aviso en el tablero.

FUNCIONAMIENTO DEL SISTEMA DE ENFRIAMIENTO


La función principal del sistema de enfriamiento es mantener la temperatura correcta del motor sacando el calor excesivo generado por la combustión y la fricción. Aproximadamente, el 33% de la energía térmica que se desarrolla durante la combustión se convierte en potencia utilizable, el 7% se irradia directamente desde las superficies del motor y el 30% se saca por el escape. El 30% restante lo disipa el sistema de enfriamiento.
El refrigerante circula por los pasajes del motor llamados camisas de refrigerante o de agua. El refrigerante absorbe el calor de las superficies calientes del motor y lo lleva al radiador, donde se transfiere a la atmósfera.
El sistema de enfriamiento también ayuda a mantener la temperatura correcta del motor, de la transmisión y del sistema hidráulico mediante el uso de enfriadores de aceite.

COMO FUNCIONA EL SISTEMA DE ENFRIAMIENTO.


El circuito del refrigerante es el siguiente:

 Una banda acoplada a la polea del cigüeñal mueve la polea de la bomba de agua,
ésta provoca el movimiento del líquido refrigerante del motor hacia el radiador,
en él se hace pasar una corriente de aire movida por el ventilador hacia el líquido
refrigerante, lo que le permite bajar su temperatura y, a través de unas
mangueras, este líquido retorna hacia el motor para volver a iniciar el ciclo.

 El líquido que entra al motor transfiere parte del calor generado en la cámara de
combustión removiéndolo de la parte superior del cilindro, de las válvulas de
admisión y de escape, y del mismo cilindro a través de las camisas que lo
envuelven y que forman parte del monoblock. Este líquido caliente es impulsado
por la bomba de agua y enviado hacia el radiador pasando por el termostato
concluyendo así el ciclo.

 Cuando el motor está por debajo de la temperatura de operación, el termostato
bloquea el flujo de agua hacia el radiador, circulando éste solamente por las
camisas de agua para elevar la temperatura de manera homogénea hasta un
nivel óptimo. En días fríos el termostato permite apenas la circulación de
refrigerante suficiente a través del radiador para eliminar el exceso de calor y
mantener una temperatura adecuada en el motor. En días calurosos el termostato
esta abierto completamente.

Cabe mencionar que el turbo del motor de nuestro camión Hino serie 300, esta
enfriado por el refrigerante, reduciendo así más las emisiones contaminantes, ya que
enfría más el aire que genera el turbo, entrando más frío al intercooler y llegando
con más moléculas de oxigeno al motor.


DIAGNOSTICO DE FALLAS DEL SISTEMA DE ENFRIAMIENTO DIESEL.


1.-Análisis de fallas en el sistema de enfriamiento.

2.-El análisis de una falla en el sistema de enfriamiento en un motor diésel Cummins no debe ser problemático.No si usted entiende como trabaja cada uno de sus componentes en conjunto con los demás.

3.-El término diagnóstico simplemente significa que usted investigará, analizará y corregirá la problemática, en ese orden:

ANÁLISIS DE FALLA:
  • Investigar.
  • Analizar.
  • Corregir.
4.-En este programa vamos a comentar algunos de los problemas que usted puede encontrar en el sistema de enfriamiento del motor. Muchos de esos problemas están relacionados de una u otra forma con un sobre calentamiento o un sobre enfriado.

PROBLEMAS DEL SISTEMA DE ENFRIAMIENTO:
  • Sobre calentamiento.
  • sobre enfriamiento.
5.-Comencemos con el más común problema; sobre calentamiento. Estas son varias razones y combinaciones relacionadas para este problema.

6.-Después de haber escuchado la queja del cliente, usted comenzará adiagnosticar el problema. Debe de conocer la respuesta inmediatamente debido a su experiencia. Sino es así, usted tendrá que checar el sistema con el motor: caliente, frío, funcionando, sin funcionar o tal verificar el motor bajo carga.

7.-Sin embargo usted decide verificar el sistema. Naturalmente comenzará con las cosas más fáciles primero. Verificará por fugas mientras el motor esta trabajando y sin funcionar. Algunas fugas se pueden observar inmediatamente, habrá que esperar a que el sistema esté a temperatura normal de operación para permitir que los materiales se dilaten con el incremento de la temperatura. Observe en lugar es oxidados en donde existió alguna fuga anteriormente y se pueda presentar nuevamente.

8.-¿Qué hay del nivel del agua en el radiador? Una simple cosa que tenemos que verificar. Esté seguro de conocer el correcto nivel del agua en el sistema; frió o caliente.

9.-Si el nivel del agua está correcto, verifique si el indicador de temperatura marca correctamente.

10.-Lo mismo podríamos hacer con el o los termostatos del sistema de enfriamiento. Es un buen momento para verificar su funcionamiento. SIEMPRE CAMBIE EL SELLO DEL TERMOSTATO, cuando desmonte el termostato.

11.-Verifique las bandas quedan movimiento al ventilador y la bomba del agua.Usadas o nuevas, pudieran estar mal tensadas. Bandas nuevas deberán reajustarse al poco tiempo de su instalación y operación debido a que han "crecido" por el propio trabajo.

12.-Bandas con mucho tiempo de trabajo pueden estar ya muy dañadas, por lo tanto inspeccionelas cuidadosamente, pueden estar muy cerca de romperse. Esto puede salvar mucho dinero y tiempo. Conserve a las bandas debidamente limpias y tensadas, solo a si duraran mas tiempo.

13.-Algunas veces una banda es dañada por algún componente externo. Pudo ser causado por un desarmador y el mecánico no notó el daño causado y vendrá a causar una falla prematura.

14.-Inspeccione el estado de las poleas. Una rotura puede dañar a la banda en corto tiempo.

15.-Una polea desalineada puede producir un problema de mayor esfuerzo o carga en 'la banda. Si continuamos reemplazando bandas se seguirán rompiendo. Las bandas son fabricadas para trabajar únicamente en poleas que estén alineadas. Cummins permite únicamente 1/16" de deslineamiento entre polea y polea.

16.-Inspeccione la operación de las persianas. Si permanecen cerradas estas serán causantes de un fuerte problema de sobre calentamiento.
17.-Un panal de radiador obstruido es causa de un sobrecalentamiento. Los insectos pueden ser un problema si no son removidos periodicamente. Haga pasar aire a presión através del panal de radiador en sentido opuesto a la direccion del flujo de aire.
18.-En ventiladores del tipo de soplo, las posibles fugas de liquidos del motor serán enviados hacia el radiador. Lo que observamos a qui es que tendremos una perdida de un 20% de eficiencia en el enfriamiento. A esta suciedad, le añadimos la temperatura ambiente de100°F pueden crear un gran problema de sobre calentamiento.
19.-Soportes del radiador sueltos o una ligera colisión pueden momentáneamente empujar al radiador contra el ventilador para dejar los encondiciones de operación, con la excepción de que el motor ha sufrido un problema de sobre calentamiento. En muchos casos el cliente es renuente a "gastar" dinero para reparar el radiador o reemplazarlo, así que alfinal el cliente tendrá un fuerte dolor de cabeza y el motor necesitara una reparacion general.
20.-Material extraño o fricción del ventilador doblan las laminillas del panal. En casos extremos llegan a tapar el flujo de aire a través del panal totalmente y ya se pueden imaginar el resultado. Precaución: Una excesiva presión de aire utilizada para remover la suciedad o insectos quese encuentran adheridos al panal pueden doblar laminillas del pana. La presión no debe ser mayor a 120 libras/pulgadas.
21.-Por ejemplo: Siempre que usted trabaje cerca de un radiador, tenga mucha precaución, ya que estos se fabrican de cobre y latón. Cual quier pequeña cosa puede dañarlo fuertemente. Tenga cuidado de cuando trabaje alrededor de éste conjunto, ye que este conjunto es muy delicado.
23.-LAS ASPAS DEL VENTILADOR, pueden ser dañadas por la propia tolva, en ésta particular situación el ventilador y la tolva se han friccionado creando un problema de calentamiento. Este ventilador no solamente es bajo en eficiencia. Es peligroso. Una hoja del ventilador así causará desbalanceo, vibración y desprenderá causando daños más grandes. Reemplacela inmediatamente por seguridad y para lograr una buena eficiencia de enfriamiento al motor.
24.-Nose olvide de las guardas de recirculación al rededor del radiador. El subir y bajar una cabina abatible puede ir dañando las guardas. Deberán reemplazarlas cuando presenten estos daños para evitar la recirculación de aire caliente a través del panal del radiador.
25.-Recuerde que las partes del motor deben disipar el calor por sisolas para ayudar al sistema de enfriamiento a realizar su trabajo procure mantener al motor libre de sucesiedad y depositos.
26.-Otra razón común para que un motor se sobrecaliente es la pérdida del agua refrigerante. Si frecuentemente se añade agua al sistema, verifique cuidadosamente el sistema completo del motor por fugas externas. Juntas, sello, ligas y mangeras son fuentes comunes de fugas.
27.-Fugas internas del motor pueden ser un poco molestas. En la mayoría de los casos es necesario remover partes del motor para determinar si la fuga existe o no.
28.-Una falla en las ligas y juntas del enfriador de aceite pueden causar que el refrigerante pase al aceite lubricante inmediatamente después de detener el funcionamiento del motor en ese momento, la presión en el sistema de lubricación es de OIbs,/Pulg2, pero la presión en el sistema de enfriamiento se mantiene cerca de la presión que tenga el tapón del radiador e irá disminuyendo conforme a la temperatura del motor. Durante la operación del motor la presión del aceite es mayor que la del sistema de enfriamiento, por lo tanto el aceite pasará al agua. NOTA* La contaminación de aceite con el agua vuelve ineficiente al DCA(Aditivo quimico seco) del filtro del refrigerante.
29.-Otra razón para un sobrecalentamiento del sistema de enfriamiento es un inadecuado flujo de refrigerante. Una falla en la bomba de agua detendrá el flujo. En muchos casos, la falla en el sello permite la entrada del refrigerante a la cavina de engrase, lavando el area. Otra razón para este tipo de falla puede deberse a un excesivo apriete de la polea de la bomba o tambien a demasiada tension de las bandas.
30.- los problemas de sobrecalentamiento son comunes en todo el mundo. pero no olvademos los problemas de sobre enfriamiento, el cual esta tan grave como el sobre calentamiento.
31.-sin embargo la mayoria de los problemas de sobre enfriamiento ocurren por un clima muy frio que afecta las temperaturas de operacion del motor. las persianas del radiador que no operan puedenser una gran diferencia en las temperaturas de operacion.
32.-Suciedad y particulas en el sistema de enfriamiento pueden crear daños al termostato. el resultado es un sobre enfriamiento, `por que demasiado refrigerante va hacia el radiador todo el tiempo a un cuando el termostato este cerrado.

Diagnostico al sistema de inyeccion Diesel


DIAGNOSTICO




PROBLEMA

1.- El combustible no llega a la bomba

CAUSA

1.- Cerrada la válvula del tanque de combustible.
2.- Falta de combustible.
3.- Materia extraña en el tanque de combustible.
4.- Tapados los agujeros de ventilación del tanque de combustible.
5.- Filtros tapados.
6.- No trabaja bien la bomba de suministro.
7.- Tapados u obstruidos los conductos de combustible.
8.- Entra el aire en el lado de succion del sistema.
REMEDIO

1.- Abra la válvula.
2.- Llene el tanque de combustible y purgue el sistema.
3.- Limpie el tanque de combustible.
4.- Limpie los agujeros de ventilación del tapón del tanque de combustible, o cámbielo.
5.- Saque y cambie los elementos tapados.
6.- Cambie la bomba de suministro.
7.- Sople todos los conductos de combustible con aire filtrado. Cámbielos si están dañados. Quite y revise todos los tubos flexibles.
8.- Localice goteras en el sistema de aire de presión. Repárela si es necesario.

Problema


2.- La bomba de suministro bombea combustible, pero no llega a las toberas.


CAUSA


1.- Eslabonamiento del gobernador fuera de ajuste.

2.- Tapados u obstruidos los conductos de combustible.

3.- Toberas averiadas o pegadas.

4.- Se atora la cremallera.

5.- Se pegan los émbolos.

6.- Roto el árbol de levas.

7.- Válvulas de descarga sucia y pegajosa.

8.- El gobernador no trabaja: sus partes o eslabonamiento gastados, se pegan, se amarran, o están armados incorrectamente.

9.- Rodillo de la leva pegado.


REMEDIO


1.- Ajuste o cambie el eslabonamiento.

2.-Sople todos los conductos de Combustible con aire filtrado. Cámbielos si están dañados. Quite y revise todos los tubos flexibles.

3.- Cambie o corrija las toberas.

4.- Cambie o arregle la bomba.

5.- Desarme y revise para encontrar ralladuras, corrosión o barnices.

6.- Cambie o arregle la bomba.

7.- Revise y limpie las válvulas de salida y sus soportes.

8.- Desarme y revise las partes, cámbielas si es necesario y vuelva a armar.

9.- Quítelo. Revíselo para encontrar ralladuras vea si su tamaño es correcto y vuélvalo a armar.


PROBLEMA


3.- EL combustible llega a los inyectores, pero el motor no arranca.


CAUSA


1.- Velocidad de arranque muy baja.

2.- Bomba sincronizada incorrectamente en el motor.

3.- No es suficiente el viaje del brazo de control.

4.- Baja temperatura de aire de admisión.

5.- Agua en el combustible.

6.- Conductos de inyección con fugas, o equivocadas sus conexiones a sus cilindros.

7.- Mecanismo de cierre que interfiere con el eslabonamiento del gobernador.

8.- Placa de tope de aneroide con ajuste incorrecto.

9.- Rodillos de leva gastados.

10.- Demasiado bajo el ajuste de combustible en el límite bajo

11.- Demasiadas fugas de combustible por los pistones (desgastados o muy rayados).
12.- Avance automático defectuoso o no opera.
13.- Toberas averiadas o pegadas.
14.-Combustible de bajo octanajes.
15.-Baja compresión del motor.
16.- aceite lubricante muy espeso a baja temperatura.

REMEDIO

1.- Cargue o cambie la batería.
2.- Corrija la sincronización.
3.- Revise la instalación y ajuste el eslabonamiento del regulador.
4.- Use ayudas de arranque. Consulte el manual del operador.
5.- Saque el combustible del sistema y de la caja de la bomba, ponga combustible nuevo y cebe el sistema.
6.- Cambie para las conexiones para tener una correcta secuencia de ignición.
7.- Revise y ajuste las dimensiones del eslabonamiento del gobernador.
8.- Ajuste a las especificaciones.
9. Quítelos y cámbielos.
10.- Vuelve a ajustar según las especificaciones de las bombas.
11.- Cámbielos.
12.- Cámbielo.
13.- Cambie o corrija las toberas.
14.- Cambie combustible que satisfaga las especificaciones del motor.
15.- Corrija la compresión. Consulte el manual del motor.
16.- Consulte el manual del operador.

PROBLEMA

4.- Difícilmente arranca el motor.

CAUSA

1.-Velosidad de arranque muy baja.
2.- Baja temperatura de aire de admisión.
3.- Bomba sincronizada incorrectamente en el motor.
4.- Tapados u obstruidos los conductos de combustible.
5.-Entra el aire en el lado de succión del sistema.
6.-Filtros tapados.
7.- Aceite lubricante muy espeso a baja temperatura.
8.- Agua en el combustible.
9.- Baja compresión del motor.
10.-Combustible de bajo octanaje.
11.-No trabaja bien la bomba de suministro.
12.- Bomba de suministro defectuosa: presión demasiada baja.
13.- Mecanismo de cierre que interfiere con el eslabonamiento del gobernador.
14.- Eslabonamiento del gobernador fuera de ajuste.
15.- El gobernador no trabaja: sus partes o eslabonamiento gastados, se pegan, se amarran, o están armados incorrectamente.
16.- Demasiado bajo el ajuste de combustible en el límite bajo.
17.- Rodillos de leva gastados.
18.- Se pegan los émbolos
19.- Demasiadas fugas de combustible por los pistones (desgastados o muy rayados).
20.- Placa de tope de aneroide con ajuste incorrecto.
21.- Avance automático defectuoso o no opera.
22.- Toberas averiadas o pegadas.
23.- Válvulas del motor defectuosas o fuera de ajuste.

REMEDIO

1.- Cargue o cambie la batería.

2.- Use ayudas de arranque. Consulte el manual del operador.
3.- Corrija la sincronización.
4.-Corrija, como indica el manual del motor.
5.- Localice goteras con el sistema de aire de presión. Repárela si es necesario.
6.-Saque y cambie los elementos tapados.
7.- Consulte el manual del operador.
8.- Saque el combustible del sistema y de la caja de las bomba, ponga combustible nuevo y cebe el sistema.
9.- El gobernador no trabaja: sus partes o eslabonamiento gastados, se pegan, se amarran, o están armados incorrectamente.
10.- Cambie combustible que satisfaga las especificaciones del motor.
11.- Cambie la bomba de suministro.
12.-Saque e inspeccione las partes.
13.- Revise y ajuste las dimensiones del eslabonamiento del gobernador.
14.- Ajuste o cambie el eslabonamiento.
15.-Desarme, revise las partes, cámbielas si es necesario y vuelva a armar.
16.-Vuelva a ajustar según las especificaciones de la bomba.
17.-Quitelos y cámbielos.
18.-Desarme y revise para encontrar ralladuras, corrosión o barnices.
19.-Cambielos.
20.-Ajuste a las especificaciones.
21.- Cámbielos
22.-Cambie o corrija las toberas.
23.-Corrija las válvulas o sus ajustes, como indica el manual del motor.

TODO ACERCA DE LA INYECCION

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

Las diferencias principales entre el motor a gasolina y el Diesel son :

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

Un motor diesel utiliza mucha más compresión que un motor a gasolina. Un motor a gasolina comprime a un porcentaje de 8:1 a 12:1, mientras un motor diesel comprime a un porcentaje de 14:1 hasta 25:1. La alta compresión se traduce en mejor eficiencia.

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

v SISTEMA DE INYECCION DIESEL


Al final de la carrera de compresión el aire que ha entrado al cilindro durante la carrera de admisión previa, ha sido confinado a un pequeño volumen llamado cámara de combustión y sometido a una fuerte compresión y está muy caliente. Si en ese momento se inyecta al interior del cilindro la cantidad adecuada de combustible Diesel pulverizado, este se inflamará y producirá el debido incremento de presión que actúa sobre el pistón para producir la carrera de fuerza del motor. El mecanismo que se ocupa de dosificar, pulverizar e introducir al cilindro en el instante y por el tiempo adecuados el combustible al cilindro se llama sistema de inyección.
El proceso de inyectar combustible en el
motor Diesel puede resumirse en pocas palabras como se ha hecho, y aparentemente parece ser simple, pero en realidad está rodeado de un gran número de particularidades que hacen de él, una de las mayores conquistas tecnológicas realizadas por el hombre en la mecánica de precisión del siglo XX. Baste decir que este sistema tiene que poder inyectar con gran exactitud y a grandes presiones (entre 120 y 400 kg/cm²), volúmenes de líquido que pueden ser comparables con el de la cabeza de un alfiler, con un comienzo y tiempo de duración muy exactos, a frecuencias que pueden llegar a mas de 2000 ciclos por segundo, y por un período de millones de ciclos sin fallo. Súmele a eso que la inyección se produce en una cámara donde hay combustión simultánea a la inyección, en un ambiente caliente y agresivo y me dirá si no es un verdadero milagro tecnológico haberlo conseguido y perfeccionado.
Para preparar el terreno y que usted pueda conocer las particularidades básicas relacionadas que hacen complejo el funcionamiento del sistema de inyección, hagamos un análisis de los
factores involucrados en el proceso.

Mecanismo de avance

El combustible que entra al cilindro lo hace de forma líquida, para que este combustible se inflame luego que se pone en contacto con el aire caliente capaz de inflamarlo, tiene que calentarse, evaporarse y mezclarse con el aire para que se produzca el encendido. Este proceso aunque breve, toma cierto tiempo, por lo que el comienzo de la inyección debe hacerse un determinado tiempo antes de que el pistón haya alcanzado el punto muerto superior, a fin de que el combustible se evapore, mezcle e inflame antes de que el pistón llegue al punto adecuado después del punto muerto superior, y aproveche al máximo el incremento de presión producto de la combustión para producir trabajo útil.
Como este tiempo de preparación de la mezcla dentro del cilindro, antes de producirse la inflamación es un tiempo fijo (en realidad cambia, pero muy poco) mientras el motor puede girar a velocidades notablemente diferentes entre ralentí y la velocidad máxima, el instante del comienzo de la inyección con respecto a la posición del pistón, debe ser diferente para cada régimen de velocidad y así poder lograr que en todo el rango de trabajo del motor, las presiones máximas del ciclo se produzcan en el instante adecuado a la posición del pistón una vez comenzada la inflamación.
Este tiempo de anticipación al punto muerto superior en que se comienza la inyección se mide en grados de ángulo de giro del cigüeñal y se conoce cono ángulo de avance a la inyección. En un motor Diesel rápido puede estar para altas velocidades en el orden de los 30 a 40 grados.

Nuestro sistema de inyección debe cumplir una primera condición:

Condición 1:
El sistema debe regular el comienzo de la inyección de acuerdo a la velocidad de rotación del motor.

Pulverizado de combustible

Para que el proceso de evaporación, mezclado e inflamación del combustible sea lo mas eficiente, estable y corto posible, este debe ser inyectado en la cámara de combustión como uno o mas aerosoles con partículas sumamente finas, a alta velocidad y bien dirigidas para que lleguen a todas partes de la cámara de combustión, con independencia de la velocidad de giro del motor. De esta forma se produce un mejor mezclado y un contacto íntimo con todo el aire caliente para aprovechar su calor en la evaporación y preparación de la mezcla del aire y el combustible tanto antes del comienzo de la inflamación, como después, durante el proceso de quemado en todo el rango de trabajo.
El comienzo y fin de la inyección (formación del aerosol) deben ser abruptos, veamos:

  • Las primeras gotas que salen del aerosol ya deben estar sumamente pulverizadas. Si esta condición no se cumple, y se producen al inicio, gotas grandes de combustible, estas demoran en evaporarse, y como el combustible se inyecta de manera continua, cuando se produzca el encendido se habrá acumulado mucho combustibles dentro del cilindro lo que produce una inflamación masiva de excesivo combustible con el consecuente incremento violento de la presión. Este incremento violento de la presión además de afectar las piezas del mecanismo pistón-biela-manivela reduce notablemente la eficiencia del motor.

  • Si el sistema de inyección interrumpe el aerosol de manera gradual, las últimas gotas producidas se han atomizado a baja presión y ya no son pequeñas, el proceso de evaporación se hace lento y el quemado de este combustible puede realizarse muy tarde en la carrera de fuerza e incluso no quemarse del todo con la consecuente pérdida de potencia y rendimiento del motor.

Dosificación de combustible

Los motores Diesel al igual que cualquier otro motor funcionan en el automóvil en un rango amplio de entrega de potencia y velocidad de rotación, esta potencia se obtiene a expensas del combustible por lo que a mas potencia mas combustible. Esta potencia entregada por el motor se hace a voluntad del conductor oprimiendo mas o menos el pedal de acelerador de acuerdo a la necesidad del camino.
En el motor Diesel convencional, el conducto de entrada de aire al motor es siempre el mismo, sin nada que interfiera el libre paso del aire a no ser las propias pérdidas por rozamiento del conducto, de esta manera el cilindro del motor se llena siempre completamente de aire por lo que la entrega de potencia dependerá solo de la cantidad de combustible que se inyecte.
Durante el funcionamiento a las revoluciones de ralentí, solo hay que producir potencia para vencer las pérdidas internas del motor y las de los agregados acoplados (ventilador, generador etc.) durante este estado de trabajo la cantidad de combustible que se inyecta es un volumen muy pequeño, mientras que durante el trabajo a potencia máxima el volumen inyectado es muchas veces superior.

De esta necesidad surge la tercera condición a cumplir:

Condición 3: El sistema debe permitir cambiar continua y gradualmente la cantidad de combustible que se inyecta al cilindro.

CARACTERISTICAS DE LA INYECCION

El proceso de la inyección del volumen de combustible al cilindro comienza como ya hemos visto, algunos grados antes del punto muerto superior, como este proceso dura determinado tiempo y el cigüeñal está en constante giro, terminará algunos grados pasado el punto muerto superior y antes de acercarse al punto muerto inferior. La dinámica del mecanismo biela-cigüeñal determina la forma en que debe crecer la presión dentro del cilindro para que el trabajo del motor tenga la máxima eficiencia, al mismo tiempo que las piezas no estén sometidas a cargas excesivas.
Para adaptarse a los requerimientos óptimos del mecanismo biela-cigüeñal, la cantidad de combustible inyectado por unidad de tiempo durante el proceso de inyección debe cumplir ciertos requisitos. El comportamiento de la entrega de combustible al cilindro por unidad de tiempo se le llama característica de inyección.

En el gráfico de la derecha muestra la forma teórica óptima en que debe producirse la inyección.
El eje vertical representa el volumen de combustible inyectado y el eje horizontal el ángulo de giro del cigüeñal.
Pueden diferenciarse claramente dos zonas, nombradas como 1 y 2.
En la zona 1comienza abruptamente la inyección de una pequeña cantidad de combustible por unidad de tiempo durante un breve lapso de giro del cigüeñal. Este combustible en pequeña cantidad se inyecta durante el tiempo de demora de la inflamación a fin de preparar e iniciar el encendido sin que se acumulen grandes cantidades de combustible dentro del cilindro, luego, cuando ya se ha producido la inflamación, y dentro de la cámara de combustión hay alta temperatura y gases incandescentes que aceleran en mucho la velocidad de evaporación-inflamación del combustible, se aumenta al ritmo adecuado para su combustión gradual en la carrera de fuerza (zona 2). Finalmente y en el instante apropiado se interrumpe drásticamente la inyección.
En los motores reales esta condición teórica no se alcanza, paro los fabricantes de motores tratan de hacer sus sistemas que cumplan lo mejor posible esta condición:

Condición 4: El ritmo de inyección de combustible al cilindro debe corresponder a cierto patrón óptimo.

Velocidad máxima

En el motor de gasolina existe un estrechamiento del conducto de admisión, este estrechamiento supone unas elevadas pérdidas por rozamiento durante el llenado del cilindro, por esta condición la velocidad final de giro del motor se auto limita, ya que a medida que crece la velocidad de giro, crece también la velocidad de entrada del aire y por consiguiente las pérdidas por rozamiento. Finalmente y a altas velocidades de giro, la cantidad de aire que entra el cilindro es muy pobre y la potencia que se obtiene solo alcanza para vencer las pérdidas mecánicas del propio motor. El motor no puede acelerar mas.
En el motor Diesel, el conducto de admisión se construye para que sus pérdidas por rozamiento sean lo menor posible y así lograr siempre un llenado máximo del cilindro, de esta forma la velocidad máxima de giro del motor no se auto limita como en el caso del motor de gasolina.
Como la velocidad de giro del motor Diesel no puede crecer indefinidamente debido a que dentro del motor se producen fuerzas crecientes con la velocidad, que ponen en peligro la integridad del motor, resulta imprescindible limitar la máxima velocidad de giro a un valor seguro. Esta regulación de la velocidad se consigue cortando la entrega de combustible.

Condición 5: El sistema de inyección debe regular la velocidad de giro máxima del motor.

Velocidad mínima

A menos que se desee lo contrario, cuando se suelta el acelerador de un motor Diesel este debe mantenerse funcionando a baja velocidad constante de rotación (ralentí). Como la carga del motor a la velocidad de ralentí puede variar considerablemente en diferentes momentos de uso, por ejemplo; puede que esté o no esté accionando un compresor de aire acondicionado, o de refrigeración, o de los frenos de vehículo, o un sistema de accionamiento hidráulico etc. no basta con establecer una cantidad fija de combustible inyectado para que se mantenga girando a velocidad estable en ralentí. Si se hiciera así el motor se aceleraría cuando baja la carga o se detendría cuando sube, por esta razón el sistema debe cumplir otra condición:

Condición 6: El sistema debe mantener fija la velocidad de rotación en ralentí con independencia de la carga del motor.

Esquema de la inyeccion

Durante el desarrollo del motor Diesel, los fabricantes han elaborado diferentes sistemas mecánicos que cumplen con los requisitos de trabajo descritos anteriormente, uno de los mas utilizados y del que nos ocuparemos aquí es el sistema Bosch.

En la figura de abajo se representa de manera esquemática un sistema Bosh de inyección.
En él, una bomba capaz de dosificar y elevar la presión a los valores necesarios para la inyección y en el momento preciso del combustible, gira arrastrada por el motor a través de un acoplamiento, esta bomba es la bomba de inyección. Unos conductos de alta presión llevan el combustible hasta los inyectores, que son los encargados de producir el aerosol dentro del cilindro.
Una pequeña bomba adosada a la bomba de inyección y accionada por esta, trasiega el combustible desde el depósito y la alimenta haciéndolo pasar por un juego de filtros. La capacidad de bombeo de esta bomba de trasiego es muy superior a las necesidades del motor, lo que sirve para incluir un regulador de presión que adecua y estabiliza la presión de alimentación a la bomba de inyección, desviando por el retorno el combustible en exceso. Este combustible en exceso sirve además para refrigerar la bomba de inyección.
Un mecanismo especial encargado de regular el avance a la inyección se interpone entre el acoplamiento al motor y la bomba de inyección. Al final de la bomba y acoplado a ella, se encuentra el regulador de velocidad, este regulador incluye una palanca de accionamiento que se acopla al mecanismo del pedal del acelerador, desde donde el conductor puede aumentar y disminuir la potencia o velocidad de giro del motor.
Cada uno de los elementos integrantes del sistema se ha tratado aparte para no hacer muy extensa esta página. Apriete sobre alguno de los componentes para obtener detalles de cada uno.

COMPONENTES DEL SISTEMA DIESEL

El sistema de inyección Diesel básico lo conforman los siguientes elementos:

TANQUE DE COMBUSTIBLE

El tanque de combustible está sujeto al larguero del bastidor con soportes y se elabora en lámina de acero y aluminio de color negro, su función es almacenar el combustible.

SISTEMA DE COMBUSTIBLE DIESEL

La función es rociar con combustible limpio las cámaras de combustión, con la cantidad y atomización correcta en el momento dado según el diseño.

BOMBA ELEVADORA DE COMBUSTIBLE

Se conoce como bomba elevadora o de alimentación y envía el combustible desde el tanque hasta la bomba de inyección,

FILTROS

El filtrado del combustible es indispensable, se hace para obtener un combustible limpio, libre de cuerpos extraños o de agua y para proteger los elementos del sistema.

BOMBAS DE INYECCIÓN DIESEL

Las bombas de inyección son utilizadas para suministrar un caudal suficiente de combustible que va al inyector y tienen como característica fundamental de diseño que deben ser robustas para soportar la presión del sistema de inyección.

REGULADORES O GOBERNADORES

El regulador o gobernador sirve para mantener automáticamente la velocidad de giro del motor Diesel de manera independiente del esfuerzo desarrollado por el motor con carga o en vacío (ralentí).

LOS INYECTORES

El inyector es la parte terminal del sistema de inyección de un motor Diesel, son denominados también toberas y están constituidos por un racor dotado de un conducto muy delgado en el centro el cual recibe el combustible a presión a través de un tubo proveniente de la bomba de inyección, lo pulveriza y homogeniza en el conducto de aspiración y lo envía a la cámara de combustión o en algunos motores Diesel a una antecámara para producir la combustión.

Un inyector funciona con el combustible a presión dentro de ellos o por impulsión del combustible mecánica desde el árbol de levas del motor.

Los inyectores CAV y Bosch funcionan mediante presión mientras que los inyectores unitarios y PT son de accionamiento mecánico.

El inyector es montado en la culata de cilindros por medio de una brida la cual es fijada con dos tornillos en sus agujeros; otros inyectores se instalan roscados en la culata. El extremo inferior o tobera del inyector sobresale en la cámara de combustión y en el momento preciso inyecta combustible atomizado en ella. El inyector funciona 150 veces por minuto aproximadamente en marcha mínima (ralentí) y puede trbajar hasta 1500 veces por minuto a velocidad máxima.

Las partesfundamentales que componen el inyector son:

Portatobera

Tobera.

Tuerca de tobera.

Tuerca de tapa.

Vástago.

conexión para retorno.

Resorte.

Tuerca de ajuste del resorte.

Entrada de combustible



CÁMARAS DE COMBUSTIÓN
La cámara de combustión es el lugar en el que se desarrolla la combustión y donde se aprovecha la energía química y térmica del combustible para producir el movimiento.

BOMBA ELEVADORA DE COMBUSTIBLE

Se conoce como bomba elevadora, de alimentación, de suministro, o de transferencia y su función es la de transferir el combustible a través de los filtros hasta llegar a la bomba de inyección. Los tipos de bombas de elevación son:

Filtrado en los motores Diesel

Un motor diesel utiliza un combustible el cual debe estar limpio para el buen funcionamiento del motor, esto implica la importancia que tiene el filtro de combustible. Este filtro debe de tener la capacidad para retener las partículas más pequeñas como polvo, tierra, aserrín, hojas, etc. El tamaño y tipo de filtro varía según la aplicación y servicio del motor. la eficiencia del filtro va en relación con el tamaño de sus aberturas y con la cantidad de partículas que retiene.

El filtrado se hace para obtener un combustible limpio, libre de cuerpos extraños o de agua y para proteger los elementos del sistema. En los inyectores se utilizan filtros de borde los cuales tienen discos laminados de aleación que soportan altas presiones.
Además se debe tener en cuenta que al pasar impurezas dentro del motor se produce desgaste rápido de los anillos del pistón, camisas, pistones, mecanismos de válvulas, inyectores, etc.


Instalación de los filtros
Los filtros que se instalan antes de la bomba elevadora se llaman filtros primarios y los instalados luego de ella filtros secundarios; estos pueden ser de succión o de presión.

El buen estado de los sellos de los filtros en el lado de succión de la bomba elevadora evita la entrada de aire al sistema; si hay un sellado deficiente en los filtros de presión existirán fugas de combustible.

Un filtro sedimentador primario está diseñado para eliminar el agua y las partículas de sólidos en el combustible. Consta de tres partes: la cabeza del filtro, el elemento del sedimentado y una cámara o vaso transparente para los sedimentos.

El filtro aglomerado está diseñado para obtener un combustible mas fino y libre de componentes perjudiciales para el sistema.

lunes, 22 de marzo de 2010

Sistema de lubricación.

En todos los motores diesel existe un sistema imprescindible para su funcionamiento: El sistema de lubricación.
Para la lubricación de un motor se deben tener en cuenta dos factores importantes:

Temperatura del motor.
Distribución adecuada del aceite.

DEFINICIÓN

Lubricación es un proceso mediante el cual se intercala un fluido en forma de película delgada, entre las piezas metálicas que están en contacto y en movimiento.

La lubricación de un motor es, sin lugar a dudas, la operación de mantenimiento más importante y cuidadosa que debe dársele a una máquina cualquiera.

FUNCIONES

· Ayuda en la refrigeración del motor, ya que remueve el calor causado por las superficies en rozamiento.

· Reduce el desgaste entre las superficies en contacto.

· Conserva el motor limpio de carbón y de cenizas, porque los diluye (acción “detergente”) los mantiene en suspensión y luego son removidos al cambiar de aceite.

· Protege el motor contra la corrosión y el ataque de ácidos.

· Sirve para amortiguar el efecto de las cargas sobre los cojinetes en los sistemas de transmisión.
Temperatura.
La temperatura tan alta que se alcanza en ciertos órganos del motor, pese al sistema de refrigeración, exige que el aceite no pierda sus propiedades lubricantes hasta una temperatura aproximada de 200ºC y que el punto de inflamación sea superior a 250ºC.
Distribución adecuada del aceite.

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

Componentes y funcionamiento del sistema de lubricación.
Lo que hace fluir el aceite es la bomba, la cual es de engranajes. Se pueden distinguir varias partes:



Colador de succión. Es el lugar por donde la bomba aspira el aceite del carter. Lleva una rejilla metálica que impide que entren en la bomba restos o impurezas que arrastre el aceite.

Eje motriz. Va unido por un piñón al sistema de distribución del motor que hace funcionar la bomba. Arrastra una bomba de piñones que aspira por el colador de succión y envía el aceite por la tubería de presión.

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

Válvula reguladora de presión. Su misión es limitar la presión máxima de aceite en el motor. Cuando el aceite esta muy frío y viscoso, se puede producir una sobrepresión en las líneas de aceite que podría afectar algún componente del motor. Solamente lleva un muelle tarado a la presión nominal del sistema, que cuando es vencido por un exceso de presión, envía parte del aceite de nuevo al cárter sin pasar por el sistema.

Válvula de derivación del enfriador. Cuando se arranca un motor en frío el enfriador de aceite, debido a la cantidad de aceite que contiene, provoca un aumento del tiempo necesario para que el circuito consiga su presión nominal, con esta válvula conseguimos que el aceite no pase por el enfriador mientras el aceite no alanza una cierta temperatura.

Filtro de aceite. Es e encargado de quitar las impurezas que el aceite arrastra en su recorrido a través del motor.

Válvula de derivación del filtro. Cuando el filtro esta muy sucio provoca una restricción de aceite

en el circuito que podría dar lugar a una falta de lubricación en el motor. Esta válvula evita el paso de aceite por el filtro en el caso de que este se ensucie demasiado.

Válvula de lubricación del turbo. El turbo necesita con urgencia aceite en cuanto el motor comienza a girar por lo que, para que no se deteriore, la válvula de derivación que lleva en su circuito le da prioridad en el sistema de lubricación.

Engrase del cigüeñal. El cigüeñal recibe aceite por los cojinetes de bancada que viene de las líneas de aceite de la bomba a través del bloque del motor, parte de este aceite lubrica los cojinetes de bancada y luego se cae al cárter y otra parte se va por el interior del cigüeñal al cojinete de biela para lubricarlo. El cigüeñal por salpicadura engrasa también segmentos y camisas.

Engrase de pistones y camisas. En ciertos motores existen unos surtidores de aceite que inyectas en la parte inferior de los pistones un chorro de aceite para lubricarlos y refrigerarlos. En otros tipos de motores la propia biela esta perforada y recoge aceite del cigüeñal y lo lleva hasta el bulón del pistón para lubricarlo y a su salida hacer lo mismo con las camisas.

Engrase del árbol de levas y eje balancines. Pueden ser lubricados por salpicadura de aceite o bien tener un conducto interno que va repartiendo el aceite en cada uno de los cojinetes de apoyo.

Respiradero del carter. Es un filtro que deja escapar al exterior una pequeña cantidad de gases de combustión que se fuga a través de los pistones.

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




DIAGNOSTICO Y SERVICIO DEL SISTEMA DE LUBRICACION



PROBLEMA

1.- Baja presión de aceite

CAUSA

1,- Fuga de aceite, en tubo, empaque, etc. , insuficiente nivel del aceite lubricante.

2.- Viscosidad inadecuada del aceite.

3.- Manómetro del aceite defectuoso.

4.-Filtros de aceite sucios.

5.-Aceite lubricante diluido en combustible.
6.- Válvula de alivio defectuosa del la bomba del aceite.

CORRECCION

1.-Comprobar el nivel de aceite y agregar el aceite requerido. El aceite debe de tener las especificaciones recomendadas. Comprobar si hay fugas.

2.- Drenar el aceite lubricante. Cambiar los filtros y llenar con un aceite que satisfaga las especificaciones.

3.- Comprobar la operación del indicador del aceite, si esta defectuoso cambiarlo.
4.- Comprobar la operación de la válvula bypass del filtro, instalar nuevos elementos del filtro. Limpiar o instalar el nuevo núcleo del enfriador de aceite, drenar el aceite del motor y llenar con otro que satisfaga las especificaciones.


5.- Revisar el sistema de combustible para buscar fugas. Hacer las reparaciones necesarias. Drenar el lubricante diluido. Instalar nuevos elementos filtrantes y llenar el cárter de aceite

6.-Quitar la válvula, comprobar la buena condición del asiento y de la etapa; si la tensión del resorte no se pega. Comprobar el armado de las partes. Hacer las reparaciones necesarias o cambiar la válvula de alivio si es necesario.

7.- Comprobar el montaje del equipo. Si el motor ha sido reconstruido, comprobar que la combinación del engrane motriz y del engrane de la bomba tengan la relación correcta.

8.- Reparar el motor y reponer las partes defectuosas

PROBLEMA

2.- Aceite en el sistema de enfriamiento

CAUSA
1.- Anillos "O" defectuosos

2.- Nucleo defectuoso del enfriador de aceite

3.- Junta de la cabeza dañada

CORRECCION

1.-Desarmar y cambiar los anillos "O"

2.-Sacar el enfriador de aceite. desarmar y reparar el nucleo del enfriador de aceite.

3.-Reponer la junta de la cabeza

PROBLEMA

3.-Agua en el aceite

CAUSA
1.- Nucleo defectuoso del enfriador de aceite.

2.- Junta de la cabeza dañada.

3.- Sellos defectuosos de la bomba de agua.

4.- Fallas de los sellos de la camisas del cilindro.

CORRECION

1.-Sacar el enfriador de aceite. desarmar y reparar el nucleo del enfriador de aceite.

2.-Reponer la junta de la cabeza

3.-Quitar la bomba del agua; desarmarla y cambiar las partes defectuosas.

4.-Cambiar los sellos de las camisas

PROBLEMA

4.- Consumo execivo

CAUSA
1.- Fugas externas del aceite

2.- Resolladero del carter tapado

3.- Contraprecion excesiva del escape

4.- Guias de las valvulas gastadas

5.- Compresor del aire, pasando aceite

6.- Fallas de los engranes del sello del turbocargador

7.- Desgaste interno del motor

CORRECCION

1.- Revizar el motor para encontrar fugas de aceite. ver si el tapon del aceite esta flojo o roto, empaques rotos fuga de aceite en el frente o en los retenes anterior o posterior cambiar las partes defectuosas

2.- Quitar la obstruccion

3.- Comprobar la precion del escape y hacer las correcciones nesesarias

4.- Cambiar las guias de las valvulas

5.- Reparar o cambiar el compresor

6.- Buscar aceite en el multiple de admision y efectuar las reparaciones nesesarias

7.- Reparacion general del motor