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7/23/2019 3.- INTRODUCIION DE MOTORES.pdf

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CURSO: MOTORES I - 8 - Material del EstudianteFSAA - DSSE 0029 A MDULO 1

FERREYROS S.A.A. Desarrollo TcnicoJTC MAR04 manual_motores_M1

MDULO 1: INTRODUCCIN A LOS MOTORESCATERPILLAR

El propsito de este mdulo es presentar al estudiante los motores Caterpillar ,el ciclo de funcionamiento bsico, la terminologa empleada as como sus

principales componentes comunes a todo motor.

OBJETIVOS

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

1. Identificar los componentes estructurales bsicos de todo motor.

2. Explicar el principio de funcionamiento bsico de un motor3. Conocer los conceptos y terminologa empleados en motores


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LECCIN 1.1:CONCEPTOS INICIALES / CICLO DEFUNCIONAMIENTO DE UN MOTOR

CONCEPTOS INICIALES

En este segmento trataremos de lo siguiente:

1) El proceso de combustin y laforma en que operan la cmarade combustin y suscomponentes

2) Forma en que el motor usa losmovimientos alternativos ygiratorios para transmitirenerga.

3) Forma en que se produce lacombustin durante un ciclo decuatro tiempos.

Imagnese que el motor es un reloj. Todas las piezas funcionan de formasincronizada para marcar puntualmente la hora. En un motor diesel, todos loscomponentes funcionan juntos para convertir energa trmica en energamecnica.

Combustin:

El calentamiento conjunto del aire y del combustible produce la combustin, loque crea la fuerza necesaria para hacer funcionar el motor. El aire, quecontiene oxgeno, es necesario para quemar el combustible. El combustibleproduce la fuerza. Cuando se atomiza, el combustible diesel se inflamafcilmente y se quema de manera eficiente. La combustin tiene lugar cuandola mezcla de aire y combustible se calienta lo suficiente como para inflamarse.Debe quemarse rpidamente de forma controlada para producir la mximaenerga 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.La cantidad de combustible mezclada con el aire.


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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 el aire, msse calienta. Sin se comprime lo suficiente, se producen temperaturassuperiores a la temperatura de inflamacin del combustible.

Tipo de combustible:

El tipo de combustible usado en el motor afecta la combustin debido a quediferentes combustibles se consumen a diferentes temperaturas, y algunos sequeman de forma ms completa.

Cantidad de combustible:

La cantidad de combustibletambin es importanteporque al aumentar lacantidad de combustibleaumenta la fuerzaproducida. Cuando seinyecta en una zonacerrada que contiene unacantidad suficiente de aire,una pequea cantidad decombustible producegrandes cantidades decalor y fuerza.

Ms combustible = Ms fuerza

En un motor diesel, el aire se comprime dentro de la cmara de combustinhasta que est suficientemente caliente como para inflamar el combustible.Despus, el combustible se inyecta en la cmara caliente y se produce lacombustin.

Proceso de combustin en un motor de gasolina:

En un motor de gasolina, el aire comprimido no proporciona suficiente calorcomo para iniciar la combustin. La mezcla se inflama por medio de una bujaque crea la combustin.

Transmisin de energa trmica:

En ambos motores, la combustin produce energa trmica que hace que losgases atrapados en la cmara de combustin se expandan, empujando el

pistn hacia abajo. A medida que el pistn se mueve hacia abajo, mueve otroscomponentes mecnicos que efectan el trabajo.


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Movimientos alternativos y giratorios:

El funcionamiento conjunto de los componentes transforma el movimientoalternativo en movimiento giratorio. Cuando se produce la combustin, s

produce un movimiento del pistn y de la biela de arriba a abajo llamadoalternativo. La biela hace girar el cigeal, que convierte el movimientoalternativo en un movimiento circular llamado movimiento giratorio. Esta es laforma en que el motor transforma el calor de la combustin en energa til.

Tiempo de admisin:

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

Tiempo de compresin:

Durante el tiempo de compresin, secierra la vlvula, sellando la cmarade combustin. El pistn se muevehacia arriba, hasta su punto ms altoen la camisa del cilindro, llamadopunto muerto superior o PMS. Elaire atrapado est comprimido y

muy caliente. La cantidad de airecomprimido se denomina relacin decompresin. La mayora de losmotores diesel tienen una relacinde compresin comprendida entre13 a 1 y 20 a 1. El cigeal hagirado 360 grados o una vueltacompleta.

Relacin de compresin = Volumen en PMI / Volumen en PMS


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Tiempo de combustin:

El combustible diesel se inyecta cerca del final de la carrera de compresin.Esto produce la combustin y da comienzo al tiempo de combustin. Lasvlvulas de admisin y escape permanecen cerradas para sellar la cmara de

combustin. La fuerza de la combustin empuja el pistn hacia abajo, lo quehace que la biela haga girar el cigeal otros 180 grados. el cigeal ha giradouna vuelta y media desde que empez el ciclo.

Tiempo de escape:

El tiempo de escape es el tiempo final de ciclo. Durante el tiempo de escape seabre la vlvula de escape a medida que el pistn se mueve hacia arriba,obligando a los gases quemados a salir del cilindro. En el PMS, se cierra lavlvula de escape y se abre la vlvula de admisin, y el ciclo vuelve aempezar. La biela hace girar el cigeal otros 180 grados. El cigeal hagirado dos vueltas al completar el ciclo.

Ciclo de cuatro tiempos:

Al final del tiempo de escape se completa todo el proceso. Durante estetiempo, el cigeal ha completado dos giros de 360 grados. En conjunto, lostiempos de admisin, compresin, combustin y escape se denominan ciclo,de ah viene el nombre de "ciclo de cuatro tiempos". Los motores CAT usan elciclo de cuatro tiempos, y el ciclo se repite una y otra vez siempre que el motorest en marcha. El orden en que cada cilindro llega al tiempo de combustin sellama 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 degasolina

En este segmento trataremos las diferencias entre los motores diesel y losmotores de gasolina.

Los motores diesel no requieren chispa:

Probablemente la diferencia ms evidente entre los motores diesel y losmotores de gasolina es que los motores diesel no requieren chispa para elencendido. En vez de eso, el aire es comprimido a una relacin tan alta que elaire de la cmara de combustin se calienta lo suficiente como para inflamar elcombustible.

Diseo de la cmara de combustin del motor diesel:

El diseo de la cmara decombustin tambin vara delos motores diesel a losmotores de gasolina.

En los motores diesel, hay muypoco espacio entre la cabezadel cilindro y el pistn en laposicin de punto muertosuperior, produciendo una altarelacin de compresin.

Los pistones de la mayora de los motores diesel forman la cmara decombustin justo encima del pistn.

Diseo de la cmara de combustin de motor de gasolina:

En los motores de gasolina la cmara de combustin est formada en lacabeza del cilindro.

Los motores diesel pueden efectuar ms trabajo:

Otra diferencia importante es la cantidad de trabajo que es capaz de producir elmotor a RPM inferiores. Por lo general, los motores diesel operan normalmente

entre 800 y 2200 RPM y proporcionan un par motor mayor, y ms potenciapara efectuar el trabajo.


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Ciclo de cuatro tiempos:

Ambos motores convierten la energa trmica en movimiento usando el ciclo decuatro tiempos.

Los motores diesel consumen combustible de forma mseficiente:

Los motores, por lo general, consumen combustible de forma ms eficientepara la cantidad de trabajo producida que los motores de gasolina. Senecesitan cantidades relativamente pequeas de combustible para producir lapotencia nominal de un motor diesel.

Los motores diesel son ms pesados:

Los motores diesel son por lo general ms pesados que los motores degasolina porque el motor diesel debe resistir presiones y temperaturas decombustin mucho mayores.

Relaciones de compresin:

Los motores diesel, por lo general, usan mayores relaciones de compresinpara calentar el aire a las temperaturas de combustin. La mayora de losmotores diesel, por lo general, tienen una relacin de compresin de 13:1 a20:1. Los motores de gasolina generalmente usan relaciones de compresinentre 8:1 y 11:1.


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LECCIN 1.2: TERMINOLOGA Y PRINCIPIOS BSICOS

El estudiante ser capaz de definir la terminologa esencial de un motor ycalcular el desplazamiento, el ratio de compresin, y la potencia.

Hay muchos factores que determinan el comportamiento de un motor, lascondiciones de operacin y donde va a funcionar el motor pueden afectar elrendimiento de un motor. Muchos de los factores determinantes para elrendimiento, sin embargo, son determinados por el fabricante del motor.

Algunos de las especificaciones bsicas que un fabricante hace en un motorque afectan el rendimiento del motor son.

Calibre Carrera Desplazamiento Ratio de compresin.

El comportamiento de un motor es tpicamente catalogado mediantecomparacin de la potencia de salida o eficiencia del motor. Esas evaluacionespueden ser medidas en muchos casos. Lo bsico de esas medidas y lasespecificaciones del fabricante deben ser conocidas para mejorar elentendimiento de los efectos de todos esos factores y medidas tienen en elcomportamiento del motor.

PUNTO MUERTO SUPERIOR ( TOP DEAD CENTER, TDC).

El punto muerto superior (TDC), es un trmino usado para describir la posicindel pistn, cuando el pistn est en su ms alto punto dentro del cilindro. Esto

ocurre cuando el cigeal y la biela estn totalmente extendidos y alineadosuno con otro. Muchos eventos en la operacin del motor estn identificados porla posicin del cigeal medida en grados ya sea antes o despus del TDC.


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PUNTO MUERTO INFERIOR ( BOTTOM DEAD CENTER,BDC)

El punto muerto inferior (BDC) es el trmino usado para describir la posicindel pistn cuando el pistn est en el punto ms bajo dentro del cilindro. Estoocurre cuando el cigeal y la biela estn totalmente retrados y alineados unocon otro.

CALIBRE:

El calibre es el dimetro interior del cilindro medido en pulgadas o milmetros.El calibre del cilindro determina el volumen de aire disponible para lacombustin. Siendo todo lo dems igual, cuanto mayor sea el calibre mayorser la potencia del motor.

CARRERA:

La carrera es la distancia que recorre el pistn desde el punto muerto superior

al punto muerto inferior. La longitud de la carrera viene determinada por eldiseo del cigeal. una mayor carrera permite la entrada de ms aire en elcilindro, lo que a su vez permite quemar ms combustible, produciendo mspotencia.

DESPLAZAMIENTO DEL MOTOR

El calibre, la carrera y el nmero de cilindros, todos determinan eldesplazamiento de un motor. El desplazamiento de un motor es simplemente elmonto de volumen desplazado por todos los cilindros dentro de un motordurante un rotacin completa. El desplazamiento de un motor puede sercalculado usando la siguiente frmula.

Desplazamiento = x r2 x LxN

Donde: = 22/7

r2= Radio x Radio

Radio= Calibre/2

L= Carrera

N= Nmero de cilindros en el motor


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La potencia es unvalor nominal delmotor que describela cantidad detrabajo producido enun perodo o trabajo

por unidad detiempo.

HP = T x RPM/5252

T (ft lb)

1 ftlb = 1.3558 Nm

1Nm= 0.7376 ft lb

RELACIN DE COMPRESIN:

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

compresin (PMS)El ratio de compresin de un motor est determinado por el desplazamiento delcilindro y el volumen de la cmara de combustin. Para calcular el ratio decompresin use la expresin superior.

Tpicos ratios de compresin de motores Diesel estn entre 11:1 a 22:1. estoes significativamente ms alto que el ratio de compresin de un motor tpico degasolina. Motores diesel utilizan ratios de compresin ms altos paraincrementar la presin dentro de la cmara de combustin.Presiones ms altas causarn un incremento en la temperatura del aire y elcombustible en la cmara de combustin. Esta alta temperatura( aproximadamente 1000 F) causar la ignicin del combustible Diesel sin el

uso de Chispa.

TRABAJO

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

W = F x D

POTENCIA

La potencia es definida como un ratio con respecto al tiempo en el que eltrabajo es realizado.

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 el sistemaIngls es el caballo de fuerza (HP).

1 HP = 0.746 kW1 kW= 1.340 HP


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La potencia al frenoes la potencia tildisponible en lavolante. La potenciaal freno es menorque la potencia realporque se usa ciertaenerga para moverlos componentes delmotor.

El trmino de Caballo de Fuerza fue originalmente derivado por James Watt,un Inventor escocs. Watt observ la habilidad de un caballo en una mina decarbn elevando carbn. El defini 1HP ser igual a la habilidad de un caballo aelevar 33000 lb de carbn una distancia de un pie en un minuto.

Hay muchos trminos que determinan ciertos tipos de potencia que sonfrecuentemente discutidos.

Potencia Indicada (Indicated horsepower, IP)

Es la potencia que un motor est tericamente hbil de producir. Este esencontrado multiplicando el desplazamiento de un motor por la presin mediaefectiva en psi y dividindola por 33000

Potencia al freno ( Brake engine horsepower)

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

Potencia de Friccin

Es la potencia que un motor requiere para vecer las prdidas friccionales derodamientos, engranajes, y otras partes mviles del motor. La potencia defriccin se incrementa por el incremento del tamao del motor, tambin seincrementa por el incremento de la velocidad de un motor.

BP = IP - FP

Par motor:

El par motor es una fuerza de giro o torsin. El cigeal ejerce un par motorpara hacer girar volantes, convertidores de par u otros dispositivos mecnicos.

Par motor con capacidad de transporte de carga:El par motor tambin es una medida de la capacidad de transporte de cargadel motor.

La frmula del par motor es:

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


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Aumento de par:

El aumento de par se produce cuando se reduce la carga de un motor desdelas RPM nominales. Este aumento de par se produce hasta lograr ciertas RPM,despus de las cuales el par disminuye rpidamente. El mximo nivel de paralcanzado se llama par motor mximo.

TR: Aumento de parHP + T = Potencia y par motor

Presin:

La presin es una medida de la fuerza ejercida por unidad de rea. Durante elciclo de cuatro tiempos, se produce mucha presin en la parte superior delpistn durante los tiempos de compresin y combustin.

Produccin de Presin:Hay tres formas de producir presin: aumentando la temperatura,disminuyendo el volumen o limitando el flujo. Muchos sistemas y componentesde los motores de combustin interna operan a presiones especficas o lasgeneran. El conocimiento y la medicin de las presiones especficas en todo elmotor pueden proporcionar mucha informacin sobre el estado general delmotor.

Friccin

Un cierto monto de fuerza es requerido para hacer deslizar las superficies de

dos objetos una contra otra. La resistencia de este movimiento es llamadafriccin. Mientras la carga es incrementada, la friccin es incrementada. Porejemplo se requiere ms esfuerzo para deslizar un objeto pesado que para unobjeto ligero. La condicin de las dos superficies en contacto tambin hace ladiferencia. Esto es el porqu de que un sistema de lubricacin sea tanimportante. La pelcula de aceite entre las partes mviles de un motor mantienela friccin muy baja entre dos cuerpos deslizantes. Esto no slo da al motoruna vida mayor de servicio, tambin crea menos friccin en el motor,reduciendo la cantidad de potencia friccional. Esto permite que el motorproduzca ms potencia al freno.

Inercia

Inercia es la tendencia de un objeto en reposo a mantenerse en reposo o de unobjeto en movimiento a mantenerse en movimiento. El motor usa fuerza parasuperar la inercia.


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Eficiencia

La eficiencia que tiene un motor en particular es expresado como un porcentajede la actual potencia producida de la potencia terica de un motor.La potencia actual producida por un motor es siempre menor que la potenciaterica. Hay muchas maneras de describir la eficiencia de un motor.

Eficiencia Volumtrica :Es definida como cun capaz es un motorde llenar el cilindro con aire en la carrera de admisin comparado alcilindro siendo completamente llenado con aire a presin atmosfrica.Pues el aire debe ser succionado dentro del cilindro con el movimientohacia abajo del pistn, el motor nunca es capaz de llenar el cilindro al100%.

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

BHP/IP= Eficiencia Mecnica

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

Eficiencia de combustible (fuel efficient): Est definido de muchasdiferentes maneras. La ms comn de ellas es kilmetros por litro(km/L) o millas por galn (mpg), la cual podra ser usada para describirla eficiencia de combustible de un motor en una aplicacin sobre

carretera tal como un camin. La eficiencia de combustible paraaplicaciones marinas o industriales podran ser expresadas en Litro porhora (Lph) o galones por hora (gph) a una velocidad dada. Laeficiencia de combustible podra tambin estar expresada comoconsumo especfico de combustible al freno ( brake specific fuelconsumption, BSFC). BSFC es definido como el monto de combustibleusado por unidad de potencia y tiempo. El bsfc de un motor esexpresado ya sea en gramos/(kWhr) o lb/(hphr).


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Condiciones Atmosfricas

Para producir los deseados niveles de potencia, los motores Diesel requierenun volumen de aire. As entonces la presin atmosfrica, la temperatura delaire del ambiente y la humedad relativa del aire juegan un gran rol en lascaractersticas del comportamiento del motor.

Es la presin atmosfrica presente que fuerza el aire dentro del motor. Presinatmosfrica es la presin que es ejercida en la superficie de la tierra debido alpeso de la atmsfera ( el aire rodea la tierra). La presin atmosfrica es msgrande al nivel del mar porque hay ms aire sobre el nivel del mar que sobrepico de una montaa.

Como un ejemplo, debido ala presin incrementada anivel del mar el aire es msdenso que el aire en la cimade una montaa. Ladensidad de aire permiteque ms molculas de airefluyan dentro del cilindro.Esto Permite que elcombustible sea quemadocompletamente, lo cualproduce ms potencia. Estoes el porqu los motores se comportan mejor a bajas altitudes, dado que el airees ms denso.

La temperatura ambiental tambin juega un rol de cunto aire puede fluirdentro del motor. La temperatura ms baja del aire, y la mayor densidadpueden producir mayor potencia y tambin una combustin ms eficiente en elmotor.

La Humedad es tambin importante en la combustin de un motor Diesel. Lahumedad es una medida relativa del monto de mezcla de agua que estsuspendida en el aire. La mezcla suspendida tiene un efecto refrigerante en elaire que ingresa al motor. Por lo tanto , la mayor humedad del aire y el airems fro producen la mayor densidad del aire y la mayor potencia que puedenser producidos eficientemente en el motor.


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PRESINATMOSFRICA

1h


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Ejercicio 1.1

Defina los siguientes trminos:

Calibre:

Carrera

TDC

BDC

Desplazamiento

Ratio de Compresin

Trabajo

Presin atmosfrica

Potencia

Eficiencia Mecnica

Caballo de Fuerza

Eficiencia trmica

KiloWatt

Potencia Indicada

Friccin

Torque


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Dinammetro

Eficiencia Volumtrica

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 motor Caterpillar


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4) Cuatro carreras del pistn a cuntas revoluciones del cigeal equivalen

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

6) A cuntos HP equivalen 317 kW

a. 400b. 425c. 236


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LECCIN 1.3: COMPONENTES BSICOS DEL MOTOR

Despus de completar este tema, podr identificar los componentes de losconjuntos de bloque, culata y tren de engranajes y entender la funcin de cadauno de ellos.

Para realizar un diagnstico eficaz, reparar y dar servicio a los motores, esnecesario tener un completo entendimiento de los principios de operacin yconstruccin de los motores Diesel.

Conjunto de bloque

En este segmento trataremos sobre cada componente del conjunto de bloque ydescribiremos la funcin de cada uno.El conjunto de bloque es donde se produce la potencia. Fijmonos en cadauno de los componentes del conjunto de bloque y la forma en que funcionanpara operar el motor.

El conjunto de bloque es donde se produce la potencia. Fijmonos e cada unode los componentes del conjunto de bloque y la forma en que funcionan paraoperar el motor.

Bloque del motor:

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

Cilindros:

Los cilindros son agujeros en el bloque del motor. Efectan una serie de

tareas:

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

Pistones:

Los pistones realizan tres trabajos principales:1.- Transmiten la fuerza de combustin a la biela y al cigeal.2.- Sellan la cmara de combustin.3.- Disipan el calor excesivo de la cmara de combustin.


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Anillos de los pistones:

Cada uno de los pistones tiene dos o ms anillos que encajan en ranuras en elpistn. 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 de unpasador de biela. La biela transmite la fuerza de combustin del pistn alcigeal.

Cigeal:

El otro extremo de la biela hace girar el cigeal, que est ubicado en la parteinferior del bloque de motor. El cigeal transmite el movimiento giratorio alvolante proporcionando energa adecuada para el trabajo.

rbol de levas:

El rbol de levas est impulsado por un engranaje del cigeal. El rbol delevas controla la apertura y el cierre de las vlvulas y puede controlar la

inyeccin de combustible cuando se usan inyectores. EL rbol de levas recibesu nombre de los lbulos ovalados o levas que tiene. A medida que gira elrbol de levas, giran los lbulos. Los componentes del tren de vlvulas unidosal rbol de levas siguen el movimiento, movindose hacia arriba y hacia abajo.Cuando la punta del lbulo mira hacia arriba, la vlvula est completamenteabierta.


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Conjunto de volante:

El conjunto de volante es la unin entre el motor y la carga. Est empernado ala parte trasera del cigeal. El volante efecta tres funciones:

Almacena energa para ganar momento entre tiempos de combustin.Hace que la velocidad del cigeal sea uniforme.Transmite potencia.Varillas de empuje:Las varillas de empuje son tubos de acero con asientos en ambos extremos. Elrbol de levas mueve la varilla de empuje levantando los balancines.

Levanta vlvulas:

Hay un levanta vlvulas o seguidor de levas apoyado en el lbulo de cada unade 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 la estructura que soporta todos los componentes delmotor.Los bloques de motor tienen diseos diferentes. Los motores en lnea(1) tienentodos los cilindros en fila. Los motores en "V" (2) separan los cilindros en dosfilas, y el bloque tiene forma de "V".

Diseo del bloque:

Los bloques son normalmente de hierro colado gris. Los conductos derefrigerante (1) y lubricante (2) forman parte integral del bloque colado.


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Conjunto de Culata

En este segmento, trataremos de los componentes de la culata y de la funcinde cada componente. Tambin trataremos de la forma en que opera un motorde rbol de levas superpuesto y la forma en que el tren de vlvulas difiere deun motor de varillas de empuje.

Conjunto de culata:

La culata y sus componentes estn diseados para asegurarse de que seabran y se cierren las vlvulas, y de que el combustible se inyecte en elmomento apropiado para lograr un rendimiento mximo del motor.

Conjunto del tren de vlvulas:

El conjunto de tren de vlvulas incluye:

1. 2.3. 4.5. 6.7. 8.

Culata:La culata es una pieza de fundicin separada que sella la parte superior delbloque del motor y sujetalas vlvulas, el inyector o lacmara de precombustin

en su lugar.Tambin contiene el trende vlvulas, ciertoscomponentes del sistemade combustible yconductos de agua paraenfriar las piezas.

Empaquetadura y placaespaciadora:

La culata (1) est asentada en el bloque del motor con empaquetaduras (2),una placa espaciadora (3) y pernos o esprragos.


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Piezas de fundicin de la culata:

Dependiendo del diseo del motor, la culata puede ser de una sola pieza defundicin que cubre la parte superior del bloque, o de varias piezas defundicin 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 la sellan.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 componentes deltren de vlvulas.

Balancines:

Los balancines conectan las vlvulas con el rbol de levas, y convierten elmovimiento giratorio del rbol de levas en un movimiento alternativo en lasvlvulas. A medida que la varilla de empuje del bloque empuja hacia arriba unextremo del balancn, pivota en el eje del balancn y empuja hacia abajo elmecanismo de la vlvula haciendo que se abra.

A medida que gira el rbol de levas, la varilla de empuje baja, y la fuerza delresorte de la vlvula cierra la misma. Hay un balancn separado para lasvlvulas de admisin y escape de cada cilindro.

Componentes de los Balancines:

Un balancn consta de lo siguiente:

1.2.3.4.


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Cigeal:

El cigeal transforma el movimiento alternativo del pistn en un movimientogiratorio usado para efectuar trabajo. El cigeal consta de muchas piezas.

1) Muones de cojinetes de biela.2) Contrapesas.3) Muones de cojinetes de bancada.4) Nervadura.

Diseo del cigeal:

Los cigeales para los motores en lnea generalmente slo tienen un munde cojinetes de biela por cada cilindro mientras que los motores en "V"comparten un solo mun de cojinetes de biela entre dos cilindros.

Muones de cojinetes de biela:

Los muones de los cojinetes de bieladeterminan la posicin de los pistones.Cuando los muones estn arriba, lospistones estn en el punto muertosuperior. Cuando los muones estnabajo, los pistones estn en el puntomuerto inferior. El orden de encendido delmotor determina el momento en que cadamun de cojinete de biela llega al puntomuerto superior.

Agujeros de aligeramiento:

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


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Conductos de aceite

Tapn del conducto de aceite:

Los conductos perforados deaceite estn taponados en unextremo por un tapn cncavo oun tornillo de ajuste.

Nervadura:Los muones de los cojinetes de bancada (1) y los muones de los cojinetesde biela (2) estn sujetos por medio de nervaduras (3). El radio entre lanervadura y el mun se denomina curva de unin cncava (4).


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Contrapesas:

Ciertas nervaduras tienen contrapesas para equilibrar el cigeal. Estascontrapesas pueden formar parte del forjado del cigeal o en ciertos casosestn empernadas.

Muones de los cojinetes de bancada:

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

Muones de los cojinetes de bancada de empuje:

ste es un mun decojinete de bancada de

empuje. Es uno de losmuones de los cojinetes debancada. Su nervadura tieneflancos pulidos anchos.Funciona con el cojinete debancada de empuje paralimitar el movimiento haciaadelante y hacia atrs delcigeal llamado juegolongitudinal.


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Orificios de los cojinetes de bancada:

El cigeal gira dentro de los cojinetes de bancada, que estn bien sujetos enorificios ubicados en la parte inferior del bloque.

Casquillos de los cojinetes de bancada:

Cada cojinete de bancada est compuesto por dos mitades llamadascasquillos. La mitad de casquillo inferior encaja en la tapa del cojinete debancada, y la mitad de casquillos superior encaja en el orificio del cojinete debancada del bloque. Por lo general, la mitad de casquillo inferior soporta mscarga 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 cojinetes debancada, que estn sujetas por medio de pernos o esprragos, y los cojinetesde bancada propios.

Lubricacin de los cojinetes:

Las mitades superiores de los cojinetes de bancada tienen un orificio deengrase y, normalmente, una ranura, de modo que el aceite lubricante sealimente continuamente por el orificio de engrase del mun del cojinetes debancada.


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Biela:

Las bielas conectan el pistn con el cigeal.

Una biela consta de varias piezas:

1) 2)3) 4)5) 6)

Agujero del pie de biela y buje del pasador de biela:

El agujero del pie de biela c ontiene el buje del pasador de biela. Este bujeest dentro del agujero del pie de biela. Los bujes son una clase de cojinete

que distribuyen la carga y pueden repararse cuando estn desgastados.

Vstago:

El vstago se extiende a lo largo de la biela. Tiene forma de viga en "T" parauna mayor resistencia y rigidez.


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Orificio y tapa del cigeal:

El orificio y la tapa del cigeal estn en el extremo grande de la biela. Rodeanel mun del cojinete de biela del cigeal y conectan la biela con el cigeal.

Pernos y tuercas de biela:

El perno y la tuerca de la biela sujetan la biela y la tapa al cigeal. ste es elextremo 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 cigealgira dentro de los cojinetes de biela que soportan la carga.


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Pistones:

Se ajusta un pistn dentro de cada camisa de cilindro y se mueve hacia arribay hacia abajo durante la combustin. La parte superior del pistn forma la parteinferior de la cmara de combustin.

Partes de un pistn:

El pistn, que transmite la fuerza de combustin, est compuesto por muchaspiezas:

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Tipos de pistn:

Los pistones se construyen de diversas maneras.

Cabeza de aluminio colado con faldn de aluminio forjado, soldada por hazelectrnico.Compuestos. Formados por una cabeza de acero y un faldn de aluminioforjado empernados entre si.Articulados. Cabeza de acero forjado con orificios de pasador y bujes, y unfaldn separado de aluminio colado. Las dos piezas estn conectadas por

medio de un pasador de biela.El tipo ms comn es el pistn de aluminio colado de una sola pieza con unabanda de hierro que lleva los anillos de los pistones.


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Estilos de los pistones:Los pistones de precombustin tienen una buja incandescente en la cabeza.Los pistones de inyeccin directa no tienen bujas incandescentes.

Tipos de anillos de pistn:Hay dos tipos de anillos de pistn: (1) anillos de compresin y (2) de control deaceite. Los anillos de compresin sellan la parte inferior de la cmara decombustin impidiendo que los gases de combustin se fuguen por lospistones.

Anillo 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 la camisadel cilindro al moverse el pistn hacia arriba y hacia abajo. La pelcula deaceite 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 que permitemantener una pelcula uniforme de aceite en la pared del cilindro.

Superficies endurecidas:Todos los anillos tienen una superficie endurecida para prolongar la duracinde los anillos.

Separacin entre puntas de anillo:Todos los anillos de los pistones tiene una separacin entre las dos puntas.Para impedir fugas, las separaciones entre puntas, no deben estar alineadas alinstalarse.


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Camisas de Cilindros


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Vlvulas

Componentes de una vlvula

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Insertos o casquillo de Vlvula


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rbol de levas:

El rbol de levas es impulsado por un engranaje en el cigeal. A medida quegira el rbol de levas, giran los lbulos de las levas. Los componentes del trende vlvulas conectados al rbol de levas siguen el movimiento hacia arriba yhacia abajo. Cuando la punta del lbulo mira hacia arriba, la vlvula estcompletamente abierta. El rbol de levas gira a un medio de la velocidad delcigeal, de modo que las vlvulas se abren y se cierran en el momentocorrecto durante el ciclo de cuatro tiempos.

Componentes del rbol de levas:

La finalidad del rbol de levas es controlar la operacin de las vlvulas deadmisin y escape. Todos los rboles de levas tienen (1) muones de cojinetesy (2) lbulos.

Lbulos del rbol de levas:

Las vlvulas de (1) admisin y (2) escape son operadas por lbulos separadospara cada cilindro. Algunas levas tienen (3) lbulos de inyeccin decombustible que operan los inyectores. stos controlan el momento en que seinyecta el combustible en el cilindro.

Partes del lbulo de una leva:

Los lbulos constan de tres partes principales:

Crculo de base.Rampas.Punta.


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Alzada de las levas:

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

Forma de los lbulos de las levas:

La forma de las rampas de apertura y cierre determina la rapidez con que seabren y se cierran las vlvulas.

La forma de la punta determina el tiempo que est abierta completamente lavlvula.

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. Loscojinetes del rbol de levas estn encajados a presin en los orificios delbloque del motor. Contienen un agujero de engrase alineado con un conductode aceite en el bloque.

Levanta vlvulas:

En cada uno de los lbulos del rbol de levas hay apoyado un levanta vlvulaso seguidor de levas. A medida que gira el (1) rbol de levas, el (2) levantavlvulas sigue la forma del lbulo. El levanta vlvulas transmite el movimientodel rbol de levas a la (3) varilla de empuje. La varilla de empuje transmite ese

movimiento al (4) balancn para abrir y cerrar la vlvula.


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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 que ruedasobre l lbulo del rbol de levas.

Movimiento de los seguidores de rodillos:

Los seguidores de rodillo se deslizan hacia arriba y hacia abajo en orificios delbloque del motor y se mantienen alineados por medio de abrazaderasespeciales.

Seguidor de patn:

Los seguidores de patn normalmente son piezas de fundicin de una piezacon 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 orificios delbloque del motor. Estos seguidores giran lentamente con el motor en marcha.


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Componentes del tren de engranajes:

Los componentes de un tren de engranajes tpico son:

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3.- introduciion de motores.pdf

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