mantenimiento a motores diesel y analisis de sus principales fallas
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MANTENIMIENTO PREVENTIVO A MOTORES DIESEL, DESCRIPCIÓN DE COMPONENTES Y ANÁLISIS DE SUS PRINCIPALES FALLASTRANSCRIPT
UNIVERSIDAD TECNOLÓGICA DEL ESTADO DE ZACATECAS
INGENIERÍA EN MANTENIMIENTO INDUSTRIAL
PROYECTO:
MANTENIMIENTO A MOTORES DIESEL Y ANÁLISIS DE SUS PRINCIPALES
FALLAS
REPORTE DE ESTADÍA QUE PARA OBTENER EL TÍTULO DE:
INGENIERO EN MANTENIMIENTO INDUSTRIAL
PRESENTA:
TSU. OCTAVIO TORRES RAMÍREZ
Guadalupe, Zac., Abril 2013
UNIVERSIDAD TECNOLÓGICA DEL ESTADO DE ZACATECAS
INGENIERÍA EN MANTENIMIENTO INDUSTRIAL
PROYECTO:
MANTENIMIENTO A MOTORES DIESEL Y ANÁLISIS DE SUS PRINCIPALES
FALLAS
REPORTE DE ESTADÍA QUE PARA OBTENER EL TÍTULO DE:
INGENIERO EN MANTENIMIENTO INDUSTRIAL
PRESENTA:
TSU. OCTAVIO TORRES RAMÍREZ
EMPRESA:
MAQCEN DE ZACATECAS SA DE CV
ASESOR EMPRESARIAL
ING. ARTURO BELTRÁN GONZÁLEZ
ASESOR ACADÉMICO
ING. SALVADOR FERNANDO SÁNCHEZ Y ESPINO
MANTENIMIENTO A MOTORES DIESEL Y ANALISIS DE SUS PRINCIPALES FALLAS
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RESUMEN
El reporte consiste en el aumento de la vida útil del Motor Diesel (de una retroexcavadora
301J). Primero se identifican las partes del Motor Diesel, se verifica en qué condiciones se
encuentra el equipo, se reportara las partes dañadas que esta presenta, se comienza con el
desensamble de los componentes que están dañados para realizar el listado de refacciones y
partes que se necesitarán o en dado caso que se necesite mandar reparar algunas partes o
componentes mandarlo hacer. Y así finalmente se comienza con el remplazo de partes, para
este paso se utiliza el método AMEF (Análisis del Modos y Efectos de Falla). Esto se hace
analizando del modo que fallan cada una de las partes o componentes del motor diesel (de la
retroexcavadora 301J) y cuáles son los efectos que presenta dicha falla, así se proponer una
solución a dicha falla para que así sea eliminada o minimizada. Al aumentar la vida útil del
Motor Diesel de la retroexcavadora 310J está enfocada a costos de piezas y tiempos ya que es
necesario saber todo estos puntos para realizar el trabajo.
ABSTRAC
The report is to increase the life of the Diesel engine (a backhoe 301J). First identified diesel
engine parts, we verify the conditions under which the equipment arrived, it also makes a
quick review which verifies the damaged parts that are visible, it begins with the disassembly
for the list of parts and parts be needed and so finally begins with a list of parts that must be
replaced or repaired, so this step uses the FMEA method (Analysis Failure Modes and
Effects). This is done by analyzing the way that failed each of the component parts of the
diesel engine (from 301J Backhoe) and what effects it has such failure, thus proposing a
solution so that such failure is eliminated or minimized.
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PALABRAS CLAVES
Amef. Mantenimiento. Motor diesel. Fallas. Ocurrencia. Severidad. Gravedad. Detección
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DEDICATORIAS Y AGRADECIMIENTOS
A DIOS
A ti, te agradezco por haberme dado vida y salud, así como la oportunidad de disfrutar y
compartir con mi familia y amigos una de las etapas más importantes en mi vida, y porque nunca
me dejaste siempre estuviste conmigo en los momentos más difíciles.
A MIS PADERS
A ustedes, les dedico este proyecto como un pequeño reconocimiento a su esfuerzo y apoyo
incondicional que me han brindado en el transcurso de mi vida y de mis estudios. A ustedes
que no dudaron de mi capacidad de lograr esta carrera universitaria.
A MI ESPOSA E HIJA
A ustedes, les dedico este proyecto por estar conmigo y el apoyo incondicional que me han
brindado en esta etapa tan importante para mí.
A MIS HERMANOS
A ustedes, les agradezco por el apoyo que cuando lo necesite me lo brindaron.
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POLÍTICA DE CALIDAD DE LA UTEZ
Cumplir con la Formación Integral de los alumnos de la Universidad Tecnológica del Estado
de Zacatecas, con calidad y conciencia ambiental respetando estándares Nacionales e
Internacionales que apoyan la sustentabilidad.
MISIÓN DE LA UTEZ
Formar integralmente profesionales, bajo un modelo centrado en el aprendizaje y programas
educativos con enfoque a competencias que respondan a las necesidades del entorno.
VISIÓN DE LA UTEZ
Ser una Universidad reconocida Socialmente por la Calidad y creatividad de sus egresados que
contribuye al desarrollo sustentable.
VALORES DE LA UTEZ
1. Compromiso:
Convicción en cada integrante de la Comunidad Universitaria para cumplir con sus
responsabilidades.
2. Responsabilidad:
Capacidad existente en los integrantes de la Comunidad Universitaria, para reconocer y
aceptar las consecuencias de un hecho realizado libremente y cumplir con las obligaciones en
tiempo, calidad y forma.
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3. Servicio:
Prestación humana que se ofrece en beneficio de los demás, potenciando capacidades y
habilidades de manera positiva.
4. Respeto:
Ser congruente y tolerantes, a favor de las valías de nosotros mismos y del entorno,
conscientes de las diferentes maneras de pensar, actuar y sentir de los demás.
PERFIL PROFESIONAL EN COMPETENCIAS PROFESIONALES
INGENIERÍA EN MANTENIMIENTO INDUSTRIAL
PRESENTACIÓN
El Ingeniero en Mantenimiento Industrial cuenta con las competencias profesionales
necesarias para su desempeño en el campo laboral, en el ámbito local, regional y nacional.
COMPETENCIAS PROFESIONALES
Las competencias profesionales son las destrezas y actitudes que permiten al Ingeniero
desarrollar actividades en su área profesional, adaptarse a nuevas situaciones, así como
transferir, si es necesario, sus conocimientos, habilidades y actitudes a áreas profesionales
próximas.
Competencias Genéricas:
Capacidad de análisis y síntesis, habilidades para la investigación básica, las capacidades
individuales y las destrezas sociales; habilidades gerenciales y las habilidades para
comunicarse en un segundo idioma.
Competencias Específicas:
1. Diseñar estrategias de mantenimiento mediante el análisis de factores humanos,
tecnológicos, económicos y financieros, para la elaboración y administración del plan
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maestro de mantenimiento que garantice la disponibilidad y confiabilidad de planta,
contribuyendo a la competitividad de la empresa.
1.1. Valorar la información de los factores humanos, tecnológicos, económicos y
financieros mediante el análisis de las políticas y las condiciones de la empresa y
de su entorno para la toma de decisiones.
1.2. Administrar el plan maestro de mantenimiento mediante el establecimiento de
políticas métodos y procedimientos de mantenimiento para mejorar la operación
de los recursos y equipos empleados.
2. Optimizar las actividades del mantenimiento y las condiciones de operación de los
equipos a través de técnicas y herramientas de confiabilidad para incrementar la
eficiencia global de los equipos y reducir los costos de mantenimiento como apoyo a la
sustentabilidad y la competitividad de la empresa.
2.1. Garantizar la correcta operación de los equipos e instalaciones mediante la
aplicación de las mejores prácticas de mantenimiento para contribuir a la
competitividad de la empresa
2.2. Supervisar el uso racional y eficiente de recursos energéticos, la seguridad
industrial y el manejo de residuos mediante la aplicación de normas para
coadyuvar a la operación sustentable de la empresa.
3. Validar estudios de ingeniería y proyectos técnico-económicos mediante análisis de
factibilidad para mejorar la mantenibilidad de los equipos e instalaciones.
3.1. Integrar proyectos de innovación a los sistemas productivos con enfoque en la
mantenibilidad mediante la utilización de nuevas tecnologías para mejorar la
operatividad de la empresa.
3.2. Diseñar proyectos de desarrollo tecnológico mediante estudios de viabilidad y
factibilidad para mejorar la mantenibilidad.
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ESCENARIOS DE ACTUACIÓN
El Ingeniero en Mantenimiento Industrial podrá desenvolverse en:
Empresas públicas y privadas dedicadas de los sectores primario, secundario y terciario
Empresas dedicadas a la Minería, Pesca y Agricultura
Empresas metal mecánicas, alimenticias, del plástico, químicas, del vestir, aeronáuticas,
automotrices, de electrodomésticos, farmacéuticas, entre otras.
Empresas de servicio como hoteles, hospitales, entre otros.
OCUPACIONES PROFESIONALES
El ingeniero en Mantenimiento Industrial podrá desempeñarse como:
Gerente de planta
Gerencia de Mantenimiento
Ingeniero de Mantenimiento
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CONTENIDO
RESUMEN
PALABRAS CLAVES
DEDICATORIAS Y AGRADECIMIENTOS
POLÍTICA DE CALIDAD DE LA UTEZ
MISIÓN DE LA UTEZ
VISIÓN DE LA UTEZ
VALORES DE LA UTEZ
PERFIL PROFESIONAL EN COMPETENCIAS PROFESIONALES
INTRODUCCIÓN. ....................................................................................................... 1
1.1. ANTECEDENTES DE LA EMPRESA ................................................................ 2
1.2. MISIÓN DE LA EMPRESA ............................................................................... 3
1.3. VISIÓN DE LA EMPRESA ................................................................................ 3
1.4. EL CLIENTE, EL DESARROLLO Y LA CALIDAD: UN OBJETIVO
CONSTANTE........................................................................................................... 3
1.5. ESTABILIDAD LABORAL ................................................................................. 3
1.6. AMBIENTE SANO DE TRABAJO E INTEGRACIÓN ........................................ 4
1.7. SER AUTÉNTICOS LÍDERES A TODOS LOS NIVELES .................................. 4
1.8. ACTITUD DE INNOVACIÓN PARA MEJORAR ................................................ 4
1.9. INVERSIONES EN CAPACITACIÓN Y DESARROLLO DEL PERSONAL....... 4
1.10. CALIDAD ....................................................................................................... 4
1.11. DESARROLLO Y CRECIMIENTO PROFESIONAL Y HUMANO .................... 5
1.12. ORGANIZACIÓN ............................................................................................ 6
1.13. UBICACIÓN .................................................................................................... 7
2.1. ANTECEDENTES ................................................................................................ 8
2.2. DEFINICIÓN DEL PROYECTO ............................................................................ 8
2.3. ALCANCE ............................................................................................................ 8
2.4. OBJETIVO GENERAL ......................................................................................... 8
2.4.1 OBJETIVO ESPECÍFICOS................................................................................. 9
2.5. JUSTIFICACIÓN .................................................................................................. 9
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2.6. APLICACIÓN ....................................................................................................... 9
2.7. RECURSOS MATERIALES Y HUMANOS ........................................................... 9
2.8. PLAN DE TRABAJO ....................................................................................... 10
3. FUNDAMENTACIÓN TEÓRICA ............................................................................ 10
3.1. ORGANIZACIÓN Y GESTIÓN DE MANTENIMIENTO.................................... 10
3.2. DEFINICIÓN DE MANTENIMIENTO. .............................................................. 10
3.3. LA GESTIÓN DEL MANTENIMIENTO ............................................................ 11
3.4. VENTAJAS PRINCIPALES DEL MANTENIMIENTO PREVENTIVO. .............. 11
3.5. MANTENIMIENTO CORRECTIVO ................................................................. 12
3.6. FILOSOFÍAS DEL MANTENIMIENTO ............................................................ 13
3.6.1. MANTENIMIENTO CORRECTIVO. .......................................................... 13
3.6.2. MANTENIMIENTO PREVENTIVO. ........................................................... 13
3.7. ANÁLISIS DEL MODO Y EFECTO DE FALLA ............................................... 15
3.7.1. ACTIVIDADES PARA REALIZAR UN AMEF (PROCESO). ...................... 17
3.8. DESCRIPCIÓN DEL MOTOR DE COMBUSTIÓN INTERNA DIESEL ............... 19
3.8.1. MOTOR DIESEL .......................................................................................... 19
3.8.2. FUNCIONAMIENTO ................................................................................. 19
3.8.3. CICLO CUATRO TIEMPOS ...................................................................... 20
3.9. CONJUNTO DE BLOQUE DE CILINDROS (MONOBLOCK). ......................... 24
3.9.1. CAMISAS DE LOS CILINDROS. .............................................................. 25
3.9.2. CÁRTER. .................................................................................................. 26
3.9.3. CIGÜEÑAL. .............................................................................................. 27
3.9.4. MUÑONES DE LOS COJINETES PRINCIPALES DE LA BANCADA. ...... 29
3.9.5. MUÑONES DEL CIGÜEÑAL .................................................................... 29
3.9.6. COJINETES PRINCIPALES ..................................................................... 30
3.9.7. BIELAS. .................................................................................................... 30
3.9.8. PISTONES. .............................................................................................. 31
3.9.9. VÁLVULAS ............................................................................................... 34
3.9.10. CABEZA DE CILINDROS ....................................................................... 35
3.10. SISTEMA DE INYECCIÓN DE COMBUSTIBLE ........................................... 35
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3.10.1. FILTRADO DE COMBUSTIBLE .............................................................. 38
3.10.2 BOMBA DE INYECCIÓN ROTATIVA ...................................................... 39
3.10.3 INYECTORES ......................................................................................... 40
3.10.4. UNIDAD DE CONTROL ELECTRÓNICA (ECU). .................................... 42
3.11. SISTEMA DE LUBRICACIÓN ....................................................................... 46
3.11.1. FUNCIONAMIENTO DEL SISTEMA DE LUBRICACIÓN ........................ 46
3.11.2. ACEITES ................................................................................................ 47
3.11.3 VISCOSIDAD .......................................................................................... 48
3.11.4. BOMBA DE ACEITE ............................................................................... 49
3.11.5. FILTROS DE ACEITE ............................................................................. 50
3.12. SISTEMA DE ENFRIAMIENTO .................................................................... 52
3.12.1. PRINCIPIO DE FUNCIONAMIENTO ...................................................... 53
3.12.2. ESTRUCTURA DEL SISTEMA DE ENFRIAMIENTO ............................ 53
3.12.3. CAMISA DE LOS CILINDROS ................................................................ 54
3.12.4. RADIADOR ............................................................................................. 54
3.12.5. TAPÓN O TAPA DEL RADIADOR .......................................................... 55
3.12.6. MANGUERAS DE CONEXIÓN ............................................................... 56
3.12.7. BOMBA DEL AGUA ................................................................................ 56
3.12.8. VENTILADOR ......................................................................................... 57
3.12.9. LÍQUIDO REFRIGERANTE .................................................................... 57
3.12.10. TERMOSTATO ..................................................................................... 58
3.13. SISTEMA DE ADMISIÓN DE AIRE ............................................................... 59
3.13.1 ADMISIÓN DE AIRE ................................................................................ 59
3.13.2. FILTRO DE AIRE .................................................................................... 60
3.14. SISTEMA DE ESCAPE ................................................................................. 61
3.14.1. EVACUACIÓN DE GASES QUEMADOS ............................................... 61
3.15. SISTEMA DE DISTRIBUCIÓN ...................................................................... 63
3.15.1 A ELEMENTOS DE DISTRIBUCIÓN ....................................................... 63
3.15.2. DISTRIBUCION POR RUEDA DENTADA .............................................. 63
3.15.3. DISTRIBUCION POR CADENA .............................................................. 64
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4.1. DESARROLLO DEL PROYECTO ...................................................................... 66
4.2. ORDEN DE TRABAJO.................................................................................... 68
4.3. SERVICIO DE MANTENIMIENTO PREVENTIVO A RETROEXCAVADOR
310J ....................................................................................................................... 76
RESULTADOS .......................................................................................................... 79
CONCLUSIONES ..................................................................................................... 80
BIBLIOGRAFÍA ......................................................................................................... 81
GLOSARIO ............................................................................................................... 82
LISTA DE ILUSTRACIONES
Ilustración 1. Organigrama de la empresa ................................................................... 6
Ilustración 2. Imagen panorámica de MACCEN ZACATECAS SA DE CV. .................. 7
Ilustración 3. Mapa de ubicación. ................................................................................ 7
Ilustración 4. Motor de combustión interna. ............................................................... 20
Ilustración 5. Carrera de pistón ................................................................................. 21
Ilustración 6. Tiempo de Admisión. ........................................................................... 21
Ilustración 7. Tiempo de Compresión. ....................................................................... 22
Ilustración 8. Tiempo de Expulsión (combustión). ..................................................... 23
Ilustración 9. Tiempo de Escape. .............................................................................. 24
Ilustración 10. Conjunto de bloque de cilindros. ........................................................ 25
Ilustración 11. Camisas de los cilindros..................................................................... 26
Ilustración 12. Componentes del monoblock. ............................................................ 27
Ilustración 13. Cigüeñal. ............................................................................................ 29
Ilustración 14. Cojinete principal................................................................................ 30
Ilustración 15. Partes de la biela. .............................................................................. 31
Ilustración 16. Características del pistón. .................................................................. 32
Ilustración 17. Anillos del pistón. ............................................................................... 34
Ilustración 18. Componentes de la culata. ................................................................. 35
Ilustración 19. Sistema de inyección de combustible................................................. 36
Ilustración 20. Flujo del sistema de inyección rotativo. .............................................. 37
Ilustración 21. Filtro de combustible. ......................................................................... 39
Ilustración 22. Bomba de inyección rotativa. ............................................................. 40
Ilustración 23. Partes de un inyector. ........................................................................ 41
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Ilustración 24. Controles electrónicos del motor. ....................................................... 45
Ilustración 25. Flujo del sistema de lubricación. ........................................................ 46
Ilustración 26. Viscosidad de los aceites. .................................................................. 49
Ilustración 27. Bomba de aceite. ............................................................................... 50
Ilustración 28. Filtro de cartucho recambiable. .......................................................... 51
Ilustración 29. Filtro de aceite situado en el motor. ................................................... 52
Ilustración 30. Estructura del sistema de enfriamiento. ............................................ 53
Ilustración 31. Radiador. ........................................................................................... 54
Ilustración 32. Tapón de radiador. ............................................................................. 55
Ilustración 33. Manguera de conexión. ...................................................................... 56
Ilustración 34. Sistema de refrigeración. ................................................................... 58
Ilustración 35. Estructura del sistema de admisión de aire. ....................................... 60
Ilustración 36. Múltiple de escape. ............................................................................ 61
Ilustración 37. Silenciador. ........................................................................................ 62
Ilustración 38. Accionamiento de la distribución por engranajes en un motor diesel. 64
Ilustración 39. Accionamiento de la distribución por cadena en motor diesel. ........... 64
LISTA DE TABLAS
Tabla 1.AMEF de Proceso ........................................................................................ 18
Tabla 2. Descripción del método ............................................................................... 67
Tabla 3. Orden de trabajo. ........................................................................................ 68
Tabla 4. AMEF de la bomba de inyección de combustible. ....................................... 72
Tabla 5. AMEF de la bomba del agua. ..................................................................... 74
Tabla 6. Programa de mantenimiento de la retroexcavadora 301J............................ 78
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INTRODUCCIÓN.
En la actualidad es un método básico de análisis en el sector del automóvil que se ha
extrapolado satisfactoriamente a otros sectores. Este método también puede recogerse con la
denominación de AMFEC (Análisis Modal de Fallos, Efectos y su Criticidad), al introducir de
manera remarcable y más precisa la especial gravedad de las consecuencias de los fallos.
En la medida que el propósito del AMFE consiste en sistematizar el estudio de un
proceso/producto, identificar los puntos de fallo potenciales, y elaborar planes de acción para
combatir los riesgos, el procedimiento, como se verá, es asimilable a otros métodos
simplificados empleados en prevención de riesgos laborales. Y en la medida que reduce el
costo de reparación este es mas utilizable en las empresas.
Y en la cual este presente reporte se plasmara la manera en que se realiza un análisis para el
aumento de la vida útil del motor diesel de una máquina retroexcavadora 310J en la empresa
MAQCEN DE ZACATECAS.
En el cual contendrá cuatro apartados que son los siguientes: a los antecedentes de la empresa,
al marco de referencia, antecedentes del proyecto y el más importante en el cual se referirá al
desarrollo del proyecto.
Capítulo I.
Antecedentes generales de la empresa
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1.1. ANTECEDENTES DE LA EMPRESA
MAQCEN inicio sus actividades en 1998 estableciéndose en Aguascalientes como distribuidor
autorizado de las marcas JOHN DEERE, KENT Y DYNAPAC entre otras. Actualmente
contamos con oficinas en Tlaquepaque, Jalisco, Zacatecas, Zacatecas, y Tepic, Nayarit
ofreciendo una amplia gama de equipo de construcción de estas prestigiadas marcas, así como
servicio completo, mantenimiento y refacciones.
Dentro de la línea de productos JOHN DEERE, contamos con equipo de construcción,
Jardinería y Golf. Los equipos de construcción JOHN DEERE ofrecen una amplia línea de
maquinaria, cargadores compactos, retroexcavadoras, cargadores frontales, bulldozers,
motoconformadoras y más.
Gracias a la experiencia en el ramo, dentro de nuestras líneas de distribución manejamos
equipo ligero y pesado de compactación y pavimentación DYNAPAC, equipo de zanjeo y
barrenación direccional, así como de los conocidos martillos hidráulicos y neumáticos marca
KENT, grúas articuladas HIAB, carretillas elevadoras montadas en camiones MOFFETT y
plantas eléctricas IGSA.
Así mismo somos distribuidores de la marca CLUB CAR, poniendo a su disposición
carritos de golf y carritos utilitarios de una marca reconocida mundialmente.
Además contamos con una flotilla en equipo de renta constantemente renovada y en
excelente funcionamiento, gracias a nuestro continuo compromiso con el buen mantenimiento
de nuestro equipo.
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1.2. MISIÓN DE LA EMPRESA
Somos una compañía integral de servicios agropecuarios que, a través del respaldo de John
Deere, busca responder a las necesidades actuales y futuras del hombre de campo.
1.3. VISIÓN DE LA EMPRESA
Aspiramos a posicionarnos como un concesionario modelo, dentro de la red John Deere,
permaneciendo siempre a la vanguardia del mercado en productos, servicio y tecnología.
1.4. EL CLIENTE, EL DESARROLLO Y LA CALIDAD: UN OBJETIVO
CONSTANTE
John Deere fue un hombre de negocios ejemplar con una visión industrial claramente
adelantada a su época. Así lo demuestra su perseverancia en el desarrollo de nuevos productos,
su esfuerzo por satisfacer las necesidades de los clientes y su continua búsqueda de un nivel de
calidad superior. Estos tres principios empezaron a aplicarse de forma generalizada en el
mundo occidental un siglo más tarde y aún hoy, más de 160 años después, mantienen su
vigencia.
Estos tres pilares han sido la base firme sobre la que se gestó el desarrollo de Deere &
Company en sus más de 160 años de historia y hoy en día siguen constituyendo el objetivo de
nuestra filosofía empresarial.
1.5. ESTABILIDAD LABORAL
Industrias John Deere es una empresa que a lo largo de sus más de 40 años en el mercado
mexicano, se ha mantenido sólida y estable a pesar del cambiante entorno macroeconómico de
nuestro país.
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1.6. AMBIENTE SANO DE TRABAJO E INTEGRACIÓN
Industrias John Deere es una organización que ofrece la infraestructura y los elementos
necesarios al servicio de sus colaboradores para crear y fomentar un ambiente sano y de
compañerismo.
1.7. SER AUTÉNTICOS LÍDERES A TODOS LOS NIVELES
En John Deere se fomenta tanto para supervisores como para gerentes un estilo de liderazgo
constructivo, personalizado y con una actitud de respeto y consideración hacia sus
colaboradores. Este es un factor de suma importancia para trabajar en un ambiente armónico y
productivo a la vez.
1.8. ACTITUD DE INNOVACIÓN PARA MEJORAR
En John Deere se fomenta la innovación interna escuchando a quienes identifican
oportunidades de mejoras en nuestros procesos, nuestro ambiente de trabajo o en nuestros
productos.
1.9. INVERSIONES EN CAPACITACIÓN Y DESARROLLO DEL PERSONAL
John Deere capacita y forma a su personal de fábrica y distribuidores para actualizarse
respecto a las nuevas tecnologías y prácticas que mejoran los productos, los procesos de
producción y el servicio posventa.
1.10. CALIDAD
Gente que haga las cosas bien y a la primera vez, gente que busque la excelencia en todo lo
que hace, gente que haga las cosas con el mejor de sus esfuerzos.
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1.11. DESARROLLO Y CRECIMIENTO PROFESIONAL Y HUMANO
Industrias John Deere cuenta con sistemas organizacionales avanzados que nos permiten
ofrecer un variado panorama de posibilidades de desarrollo a nuestros colaboradores.
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1.12. ORGANIZACIÓN
Ilustración 1. Organigrama de la empresa
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1.13. UBICACIÓN
Ilustración 2. Imagen panorámica de MACCEN ZACATECAS SA DE CV.
MAQCEN de ZACATECAS de S.A. de S.V. Calz. Jesús Reyes Heroles #309
Fracc. Lomas De La Isabelica, Zacatecas, Zac. C.P. 98099
Ilustración 3. Mapa de ubicación.
Capítulo II. Proyecto
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INGENIERÍA EN MANTENIMIENTO INDUSTRIAL MAQCEN ZACATECAS Página 8
2.1. ANTECEDENTES
En la empresa ya realizan este tipo de servicio a las maquinas referente a la reparación y
conservación
El mantenimiento en un servomecanismo es vital para elevar la eficiencia del equipo, su vida
útil y el tiempo de accesibilidad del mismo, se tiene como prioridad extender la vida útil de la
máquina con el fin de disminuir tiempos muertos, y aumentar la disponibilidad y eficiencia de
estas.
2.2. DEFINICIÓN DEL PROYECTO
El mantenimiento da referencia al servicio para extender la vida útil de un equipo o maquina.
Y el análisis a los motores se hará utilizando el AMEF el cual es una técnica analítica utilizada
como un medio para asegurar que, en lo posible, los modos de fallas potenciales y sus causas
han sido considerados. En su más rigurosa forma, el AMEF es una herramienta que
incluyendo un análisis basado en la experiencia.
2.3. ALCANCE
El presente trabajo está orientado hacia el mantenimiento a motores diesel y análisis de sus
principales fallas en maquinaria pesada, mediante el análisis de modos y efectos de fallas para
garantizar su disponibilidad y productividad.
2.4. OBJETIVO GENERAL
Analizar el motor diesel para aumentar la disponibilidad, confiabilidad, mantenibilidad y
efectividad, y a su vez se extienda la vida útil de la maquina. Mediante (el análisis de modo y
efecto de falla).
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2.4.1 OBJETIVO ESPECÍFICOS
Identificar las partes principales del motor que presentan fallas con alta frecuencia de
ocurrencia.
Evaluar el motor y dar posibles soluciones a las fallas que estén presentes.
Dar posibles soluciones a la falla que este pudiese presentar.
Realizar un programa de mantenimiento para la máquina retroexcavadora 310J.
2.5. JUSTIFICACIÓN
Y necesario tener en cuenta cual es el mantenimiento de un motor diesel y diagnosticar las
fallas más frecuentemente que se presentan, esto para dar solución a las fallas y reducir paros
inesperados y así extender la vida de utilización de la maquina.
2.6. APLICACIÓN
El mantenimiento estará enfocado principalmente al motor diesel, el proyecto se enfoca en
extender la vida de utilización de la maquina, esto se realizara mediante el método AMEF
(Análisis del Modo y Efecto de Falla).
2.7. RECURSOS MATERIALES Y HUMANOS
Asesoramiento tanto del académico como del empresarial.
Equipo de cómputo.
Obtención de datos.
Curso de Motores a Diesel (John Deere).
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2.8. PLAN DE TRABAJO
I. Datos del Alumno
Alumno: TSU. Octavio Torres Ramírez Carrera: Ingeniería En Mantenimiento Industrial
Nombre del Proyecto:
Mantenimiento a motores diesel y análisis de sus principales fallas.
Asesor:
Ing. Salvador Fernando Sánchez y Espino
II. Datos de la Empresa
Nombre o razón social: MAQCEN Zacatecas S.A.de C.V.
Dirección: Jesús Reyes Heroles #309 Lomas de la Isabelica Zacatecas, Zac. 98099
Teléfono y fax: 01 492 899-7802
Giro o actividad: Industrial Renta y Servicio Dirección electrónica: www.maqcen.com
Asesor empresarial: Ing. Arturo Beltrán González Cargo: Jefe de Servicio
III. Datos del Proyecto
Objetivo Analizar el motor a diesel para extender su vida de utilización y así poder evitar fallas que puedan afectar al funcionamiento del mismo.
Descripción
Investigar y analizar mediante el análisis de causa y efecto de fallas cuáles son las fallas de más comunes en los motores diesel, esto para dar soluciones y recomendaciones para reducir o poder eliminar las fallas y se complementara con la elaboración un programa de mantenimiento preventivo y así aumentar la confiabilidad de las máquinas.
Fecha de inicio 08 de enero del 2013 Fecha de término 18 de abril del 2013
IV. Plan de Trabajo
SECUENCIA ACTIVIDAD SEMANAS
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16
1 Presentación en la empresa P
R
2 Asignación del proyecto P
R
3 Recopilación de información de la empresa
P
R
4 Diagnóstico de la empresa P
R
5 Investigaciones referente al AMEF P
R
6 Recopilar información de los motores Diesel
P
R
7 Realización del programa de mantenimiento
P
R
8 Avance del reporte P
R
9 Revisión e impresión de reporte de estadía
P
R
Ing. Arturo Beltrán González TSU. Octavio Torres Ramírez Ing. Salvador Fernando Sánchez y Espino
ASESOR EMPRESARIAL ALUMNO ASESOR ACADÉMICO
Capítulo III.
Fundamentación Teórica
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3. FUNDAMENTACIÓN TEÓRICA
3.1. ORGANIZACIÓN Y GESTIÓN DE MANTENIMIENTO.
Según Garrido (2003), Definimos habitualmente el mantenimiento como el conjunto de
técnicas destinadas a conservar quipos e instalaciones en servicio durante el mayor tiempo
posible (buscando la más altas disponibilidad y con el máximo rendimiento. A lo largo del
proceso industrial vivido desde finales del siglo XlX, la función mantenimiento ha pasado
diferentes etapas. En los inicios de la revolución industrial, los propios operarios se
encargan de las reparaciones de los equipos. Cuando las maquinas se fueron haciendo más
complejas y la dedicación a tareas de reparaciones aumentaba, empezaron a crearse los
primeros departamentos de mantenimiento, con una actividad diferente de los operarios de
producción. Las tareas en estas dos épocas eran básicamente correctivas, dedicando todo su
esfuerzo a solucionar las fallas que se prodición en los equipos.
3.2. DEFINICIÓN DE MANTENIMIENTO.
Según a Dounce (2000), El mantenimiento son todas aquellas actividades humanas
encaminadas con el fin de mantener en perfectas condiciones un equipo, una maquinaria o
herramientas. Para un buen mantenimiento de una maquinaria o equipo se deben tomar en
cuenta las condiciones del equipo y de esta forma realizar un programa de revisión
periódicamente ya sea diariamente, semanalmente o mensualmente. Se dice que el
mantenimiento es la actividad humana que garantiza la existencia de un servicio dentro de
la calidad esperada. El objetivo del mantenimiento es la búsqueda de los puntos débiles de
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los equipos y de esta manera poder fortalecerlos para tener un servicio eficiente. El
mantenimiento se mide en dos ramas principalmente mantenimiento preventivo y
mantenimiento correctivo.
3.3. LA GESTIÓN DEL MANTENIMIENTO
De acuerdo a Numancia (1999), este concepto esta entendido de una forma muy practica
algo así como “lo que hay que hacer para que las cosas funcionen correctamente o, en su
defecto, para que las averías duren lo menos posible”. Los equipos y las instalaciones se
construyen para realizar un trabajo determinado. Es evidente que su mantenimiento no es el
fin último. Esto implica para el que se dedique a esta actividad, que prioritaria mente
procurar minimizar los problemas que causan las averías. Primera conclusión: los
responsables de mantenimiento deben de entender y tener presente que realizar que esta de
alguna manera al servicio de otro caso. Por ejemplo, podemos hablar de la en una factoría o
de la calefacción en una comunidad.
3.4. VENTAJAS PRINCIPALES DEL MANTENIMIENTO PREVENTIVO.
Disminuir la frecuencia de las paradas aprovechando para realizar varias reparaciones al
mismo tiempo aprovechar el momento más oportuno, tanto por producción como, para
mantenimiento, para realizar las reparaciones.
Preparar y aprovisionar los utillajes y piezas de recambio necesarias.
Distribuir el trabajo de mantenimiento de una manera más uniforme evitando puntos de
trabajo y optimizando la plantilla.
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En muchos casos evitar averías mayores como consecuencia de pequeños fallos, en
particular los de los sistemas de seguridad.
3.5. MANTENIMIENTO CORRECTIVO
Según (Dounce, 2000), el mantenimiento correctivo es la actividad humana desarrollada en
los recursos físicos de una empresa cuando a consecuencia de unas fallas se ha dejado de
proporcionar el servicio.
Las principales operaciones que se realizan son:
« Desmontaje y montaje de piezas o conjuntos averiados y su posterior reparación.
« La reconstrucción de maquinaria
« La ejecución del mantenimiento modificativo.
« En resumen decir que es la parte ejecutante de mantenimiento.
El correctivo puede aparecer por las averías que surgen en las instalaciones o bien a
requerimiento a los otros tipos de mantenimiento. Los niveles de reparaciones que efectúa
pasa desde la reparación provisional para poder continuar trabajando hasta la operación
definitiva evitando la causa de la avería, aunque cada avería es diferente a la siguiente, las
operaciones de desmontaje de la totalidad o partes de la maquinaria son siempre las
mismas. La gama de trabajo consiste en la descomposición del trabajo en las diferentes
operaciones que se llevan a cabo. Los procedimientos de reparación se basan en describir
las técnicas empleadas normalmente para cada tipo de averías y que no pueden emplearse
en varios equipos. Antes de comenzar un trabajo se debe recoger la correspondencia gama
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de montaje así como los procedimientos a utilizar, con esta documentación prepararemos
las piezas de cambio.
3.6. FILOSOFÍAS DEL MANTENIMIENTO
3.6.1. MANTENIMIENTO CORRECTIVO.
De acuerdo a Dounce (2000), el mantenimiento correctivo es la actividad humana
desarrollada en los recursos físicos de una empresa cuando a causa de una falla han dejado
de proporcionar la calidad de un servicio esperada.
« Mantenimiento contingente: El mantenimiento contingente se refiere a las actividades
que se realizan en forma inmediata debido a que algún equipo ha dejado de funcionar ya
que es vital y tenemos que actuar en forma emergente y en el mejor de los casos bajo un
plan.
« Mantenimiento programado: El mantenimiento programado son actividades que se
desarrollan en los equipos o maquinas que están proporcionando un servicio trivial y este
no es indispensable para dar una buena calidad de servicio.
3.6.2. MANTENIMIENTO PREVENTIVO.
Y según Dounce (2000), Este es la segunda rama del mantenimiento y se puede definir
como, la es la actividad humana desarrollada en los recursos físicos de una empresa, con el
fin de garantizar que la calidad de servicio que estos proporcionan, continúe dentro de los
límites establecidos. Es una serie de actividades humanas desarrolladas a los equipos de
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una empresa con el fin de garantizar la calidad del servicio que estos proporcionan y que
continué dentro de los límites establecidos por la empresa. Es importante mencionar que el
mantenimiento preventivo es programable.
El mantenimiento preventivo se divide en:
Mantenimiento preventivo Predictivo: Se define como un sistema permanente de
diagnostico que permite detectar con anticipación las posibles pérdidas de calidad de
servicio que este entregando al equipo. Esto nos da la oportunidad de hacer con el tiempo
cualquier clase de mantenimiento preventivo y, si lo atendemos adecuadamente, nunca se
pierde la calidad del servicio esperado.
Mantenimiento preventivo Periódico: Este es un procedimiento de mantenimiento que
como su nombre lo indica es de atención periódica, rutinaria, con el fin de aplicar los
trabajos después de determinada hora de funcionamiento del equipo. En que se le hace
pruebas y se cambian algunas partes por término de vida o fuera de especificación.
Mantenimiento preventivo Analítico: Este mantenimiento se basa en el análisis profundo
de la de información proporcionada por captadores y sensores dispuestos en los sitios más
convenientes de los recursos vitales e importantes de la empresa.
Mantenimiento preventivo Progresivo: Consiste en entender el recurso por parte
progresando en su atención cada vez que se tiene oportunidad de contar con un tiempo
ocio de este.
Mantenimiento preventivo Técnico: Este es una combinación de los criterios establecidos
para el mantenimiento periódico y progresivo; es decir mientras tengamos tiempo ocioso
para raparlo tener un recurso de reserva y en el progresivo estamos prácticamente a la
expectativa de los tiempos.
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3.7. ANÁLISIS DEL MODO Y EFECTO DE FALLA
Según la pagina citada en internet (Belloví, 1996), El AMEF es una herramienta clave para
mejorar la confiabilidad de procesos y productos. La metodología del análisis de modos y
efectos de las fallas (AMEF, FMEA, Failure Mode and Effects Analysis), proporciona la
orientación y los pasos que un grupo de personas debe seguir para identificar y evaluar las
fallas potenciales de un producto o un proceso, junto con el efecto que provocan éstas. A
partir de lo anterior, el grupo establece prioridades y decide acciones para intentar eliminar
o reducir la posibilidad de que ocurran las fallas potenciales que más vulneran la
confiabilidad del producto o el proceso. Aplicar AMEF se ha vuelto un actividad casi
obligada para garantizar que los productos sean confiables, en el sentido que logren
funcionar bien el tiempo que se ha establecido como su periodo de vida útil, pero también
cada día se hace más común su aplicación en muchos otros campos con el objetivo de
detectar fallas potenciales y prevenirlas, y de esa forma reducir los tiempos de ciclo,
mejorar la eficiencia de procesos, etc. Si un producto o un proceso se analizaran como un
edificio, aplicarles un AMEF es revisar sus cimientos y estructura, para asegurar que ambas
sean confiables y seguras, para disminuir la probabilidad de que fallen. En éste sentido, un
edificio, (proceso) no está realmente caracterizado, sino hasta que se le ha aplicado el
AMEF, y a partir de éste se fundamentan acciones para su mejora integral. La frecuencia
con que ocurren las fallas junto con su severidad es una medida de la confiabilidad de un
sistema. Mientras mayor sean estas menores será tal confiabilidad. De ésta forma una tarea
fundamental cuando se busca caracterizar y mejorar un proceso es aplicar la metodología
del AMEF, con la idea de conocer mejor las debilidades (modos de falla potenciales) del
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producto o proceso y a partir de ahí generar soluciones a nivel proceso o rediseño de
producto. Como se comentará adelante, las herramientas estadísticas serán de utilidad para
establecer la frecuencia de fallas, los efectos y las causas más importantes y también de
utilidad para decidir acciones para atender las mayores debilidades del producto o el
proceso. El AMEF originalmente se orientó a detectar fallas durante el diseño o rediseño
del producto y fallas en el proceso de producción (FMEA, 1995). Ejemplos de fallas en
diseño son: no se dispara el flash en una cámara fotográfica, fugas en el sistema de frenos,
fracturas prematuras en las piezas de un carro, etc. Ejemplos de fallas en procesos son:
fallas en el proceso de pulido de un carro, fallas en el proceso de templado, etc. Como se
aprecia en los ejemplos anteriores, finalmente una falla en diseño (producto) o en el
proceso repercute en el cliente, ya sea interno o externo por ejemplo:
Las fallas y obstáculos impiden que la instalación de un equipo sea fácil y rápida.
Los modos de falla potenciales que obstaculizan que el mantenimiento y /o el servicio a un
equipo sea fácil y rápido.
La facilidad de utilización de un equipo.
También a aspectos de confiabilidad, mantenimiento y durabilidad del equipo, así como
seguridad y riesgos ambientales.
Basta que cada una de esas actividades se vea como un proceso, y como tales fijar qué
prioridades tienen tales procesos. En otras palabras, identificar qué prioridades son
importantes para el cliente o usuario final de este producto o proceso. Por ejemplo, si el
AMEF se aplica a seguridad o riesgos ambientales, entonces se buscaría encontrar “modos
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de fallas” potenciales que agravan estos aspectos. Por lo anterior, a continuación veremos a
detalle las actividades para realizar un AMEF enfocado a proceso.
3.7.1. ACTIVIDADES PARA REALIZAR UN AMEF (PROCESO).
Según la página citada en internet (Belloví, 1996), A continuación se describen las
siguientes siete actividades generales para realizar un AMEF.
1. Formar el equipo que realizará el AMEF y delimitar al producto o proceso que se le
aplicará.
2. Identificar y examinar todas las formas posibles en que puedan ocurrir fallas de un producto
o proceso (identificar los modos potenciales de falla).
3. Para cada falla, identificar su efecto y estimar la severidad del mismo.
Para cada falla potencial:
1. Encontrar las causas potenciales de la falla y estimar la frecuencia de ocurrencia de falla
debido a cada causa.
2. Hacer una lista de los controles o mecanismos que existen para detectar la ocurrencia de la
falla, antes de que el producto salga hacia procesos posteriores o antes que salga del área de
manufactura o ensamble. Además estimar la probabilidad de que los controles hagan la
detección de la falla.
3. Calcular el número prioritario de riesgo (NPR), que resulta de multiplicar la severidad por
la ocurrencia y la detección.
4. Establecer prioridades de acuerdo al NPR, y para los NPR más altos decidir acciones para
disminuir severidad y/ u ocurrencia, o en el peor de los casos mejorar la detección. Todo el
proceso seguido debe quedar documentado en un formato AMEF.
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5. Revisar y establecer los resultados obtenidos, lo cual incluye precisar las acciones tomadas
y volver a calcular el NPR.
La información obtenida con las actividades descritas se organiza en un formato especial
como el que se muestra en el formato de la tabla 1, donde también se muestran las
actividades y secuencia de pasos para realizar un AMEF.
Tabla 1.AMEF de Proceso
Página: ____ de _____
Proyecto: _______ Proceso:No. Nombre: Producto AMEF #:
Area responsable: Líder del proyecto: Preparado por:
Otras areas involucradas Fecha de liberacion Fecha Amef original
Fecha Última revisión
Descripcion del
proceso
IdentificaciónProposito del
procesoAcciones tomadas S
EV
OC
U
DE
T
NR
P
Resultado de acciones
DE
TE
CC
IO
N
NP
R
Area/
Responsable/Fecha
de cierre
Modo de la falla
potencial
Efectos-Causa(s)
Potenciales de la fallaS
EV
ER
ID
AD
DE
LT
ACausa potencial de la
falla
OC
UR
RE
NC
IA
Controles actualesAcciones
recomendadas
ANALISIS DE MODO Y EFECTO DE LA FALLA POTENCIAL(AMEF DE PROCESO)
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3.8. DESCRIPCIÓN DEL MOTOR DE COMBUSTIÓN INTERNA DIESEL
El motor de combustión interna proporciona la potencia necesaria para mover el vehículo o
máquina.
El tipo de combustible que se utiliza en motores de gasolina o diesel es diferente, debido al
método utilizado para el encendido del combustible. El funcionamiento mecánico de
ambos motores es casi idéntico. En un motor, el combustible se quema para generar un
movimiento mecánico. Entre los principales componentes del motor de combustión interna se
encuentran:
• El conjunto del bloque de cilindros o monoblock.
• El tren de válvulas.
• El sistema de admisión.
• El sistema de escape.
• EL sistema de lubricación.
• El sistema de enfriamiento.
3.8.1. MOTOR DIESEL
El motor diesel es un motor que tiene la misma estructura y ciclo básico que un motor de
gasolina. La diferencia principal entre un motor diesel y un motor de gasolina es el
combustible que se utiliza y el método de encendido para la combustión del combustible.
3.8.2. FUNCIONAMIENTO
Los motores diesel utilizan el calor de la compresión para encender la mezcla de aire y
combustible en la cámara de combustión. Este tipo de encendido se logra mediante el uso de
alta presión en la compresión y de combustible diesel inyectado en el interior de la
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cámara de combustión a una presión muy alta. La combinación de combustible diesel y la alta
compresión producen el encendido espontáneo para iniciar el ciclo de combustión.
3.8.3. CICLO CUATRO TIEMPOS
3.8.3.1. CARRERA DE PISTÓN
La carrera del pistón es la medida de la distancia en la que un pistón se desplaza en el cilindro
durante la rotación del cigüeñal. La carrera es igual a la distancia que el pistón viaja en el
cilindro desde su punto más bajo hasta su punto más alto. El punto más alto del pistón en el
cilindro se llama punto muerto superior (PMS). El punto más bajo del pistón en el cilindro se
llama punto muerto inferior (PMI). Una carrera del pistón toma media vuelta del cigüeñal, o
sea una rotación de 180 grados. Ver la ilustración 5.
Ilustración 4. Motor de combustión interna.
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Ilustración 5. Carrera de pistón
3.8.3.2. TIEMPO DE ADMISIÓN.
El tiempo de admisión se considera el primero de los cuatro tiempos. El cigüeñal en rotación
mueve el pistón desde el punto PMS hacia el punto PMI. La válvula de escape se cierra y la
válvula de admisión se abre. A medida que el pistón se mueve hacia abajo, la mezcla de aire-
combustible se aspira hacia el interior del cilindro a través de la válvula de admisión. Ver la
ilustración 6.
Ilustración 6. Tiempo de Admisión.
3.8.3.3. TIEMPO DE COMPRESIÓN.
Cuando el pistón llega al punto PMI, se completa el tiempo de entrada y se inicia el tiempo de
compresión. La válvula de admisión se cierra y la válvula del escape permanece cerrada. El
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movimiento del cigüeñal envía al pistón otra vez hacia arriba hacia el punto PMS. La mezcla
de aire y combustible queda atrapada en el cilindro y se comprime entre el pistón y la cabeza
de cilindros. Ver la ilustración 7.
Tiempo de compresión
Ilustración 7. Tiempo de Compresión.
3.8.3.4. TIEMPO DE EXPULSIÓN
Justo antes de que el pistón llegue al punto PMS, una chispa producida por la bujía enciende la
mezcla de aire y combustible y se inicia el tiempo de explosión. Los gases producto de la
combustión se expanden rápidamente, lo cual crea una presión muy alta en la parte superior
del cilindro a medida que el pistón pasa el punto PMS y se mueve hacia abajo por el cilindro
hacia el punto PMI. Las válvulas de admisión y de escape permanecen firmemente cerradas,
así que toda la fuerza empuja el pistón hacia abajo para hacer girar el cigüeñal. Ver la
ilustración 8.
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Ilustración 8. Tiempo de Expulsión (combustión).
3.8.3.5. TIEMPO DE ESCAPE.
A medida que el pistón se acerca al punto PMI en el tiempo de explosión, la válvula de escape
empieza a abrirse. A medida que el pistón pasa el punto PMI, el cigüeñal gira y empuja el
pistón otra vez hacia el punto PMS y la válvula de escape está completamente abierta. El
pistón empuja a los gases quemados hacia afuera del cilindro por la válvula de escape, a
través del puerto de escape de la cabeza de cilindros y hacia el sistema de escape. A medida
que el pistón pasa el punto PMS, el ciclo de cuatro tiempos se inicia otra vez con el tiempo de
admisión. La válvula de escape se mantiene abierta momentáneamente al iniciarse el tiempo
de admisión, para permitir que el impulso de los gases sea vaciado del cilindro
completamente. Ver la ilustración 9.
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Ilustración 9. Tiempo de Escape.
3.9. CONJUNTO DE BLOQUE DE CILINDROS (MONOBLOCK).
El monoblock es el principal miembro de soporte del motor. Casi todos los demás
componentes están, conectados o soportados, por el monoblock. Los pistones, bielas y el
cigüeñal trabajan dentro del monoblock. El monoblock puede tener ya sea el diseño “en línea”
o del tipo en “V” dependiendo del arreglo de cada uno de los cilindros en el bloque.
El monoblock contiene los cilindros, los pasajes internos para el refrigerante y el aceite, y
las superficies de montaje para fijar los accesorios del motor, tales como el filtro del aceite y la
bomba del refrigerante. La cabeza de cilindros está montada sobre la parte superior del
monoblock, y el cárter está montado sobre el fondo del bloque. Ver la ilustración 10.
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Ilustración 10. Conjunto de bloque de cilindros.
3.9.1. CAMISAS DE LOS CILINDROS.
Algunos diseños de motores utilizan camisas de cilindros. Una camisa de cilindro es un
cilindro de acero endurecido que se inserta en el monoblock. No todos los bloques de motor
requieren camisas. Las camisas son hechas de un material duro para contener la combustión
dentro de los cilindros y reducir el desgaste producido por el movimiento de los anillos del
pistón. Se tienen dos tipos de camisas de cilindros: las camisas húmedas y las camisas secas.
A las camisas húmedas se les llama así ya que tienen contacto directo con el refrigerante
del motor en el monoblock. Las camisas secas no tienen contacto directo con el refrigerante
del motor. Ver la ilustración 11.
Movimiento mecánico
1.- Monoblock
2.- Volante de inercia
3.- Cigüeñal
4.- Biela
5.- Pistón
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Ilustración 11. Camisas de los cilindros.
3.9.2. CÁRTER.
El cárter del monoblock soporta el cigüeñal y los cojinetes principales. El fondo del monoblock forma
la parte superior del cárter. El depósito del aceite que se fija al fondo del monoblock forma la parte
inferior del cárter.
El cárter del monoblock incluye varias superficies de soporte para el cigüeñal. El número de
soportes varía dependiendo de la longitud del cigüeñal y de la disposición de los cilindros.
Por ejemplo, un motor de cuatro cilindros generalmente tiene cinco de estas superficies de soporte.
El cigüeñal se monta en metales de cojinete de inserción que se instalan en las superficies de soporte y
se fija con tapas de cojinetes. Los soportes tienen pasajes de aceite que lubrican el cigüeñal a medida
que gira contra los metales de cojinete. Estos pasajes se alinean con los orificios de aceite en los
metales de cojinete. El monoblock incluye una ranura para el sello de aceite principal trasero que
impide que el aceite se fugue por la parte posterior del cigüeñal. El término “principal” se refiere a
cojinetes, sellos y otros herrajes de montaje que se utilizan en el cigüeñal.
Dicho término “principal” distingue a estas piezas de montaje de otras piezas de montaje que se
conectan al cigüeñal, tales como los metales de las bielas.
Monoblock y camisa
1.- camisa de cilindro
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Componentes del monoblock
1.- Monoblock.
2.- Cojinetes.
3.- Cigüeñal.
4.- Tapas de cojinetes principales.
5.- Tornillo de montaje de tapa de cojinete principal.
6.- Cojinetes principales.
Ilustración 12. Componentes del monoblock.
3.9.3. CIGÜEÑAL.
El cigüeñal transforma el movimiento hacia arriba y hacia abajo de los pistones en un
movimiento giratorio, que se requiere para impulsar las ruedas del vehículo. El cigüeñal se
monta en el monoblock en soportes en forma de “U” que se funden en el conjunto del
monoblock. Las tapas, llamadas tapas de cojinetes principales, se atornillan sobre los soportes
para fijar el cigüeñal sobre el bloque. Entre el cigüeñal y sus superficies de montaje se tienen
metales de cojinete que sostienen y detienen el cigüeñal y le permiten girar. Ver la ilustración
13.
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El cigüeñal soporta las fuerzas de los impulsos producidos por las carreras de explosión en
los pistones. El cigüeñal generalmente se fabrica de hierro fundido pesado y de alta
resistencia.
Los cigüeñales hechos para aplicaciones de alto rendimiento o de servicio pesado
generalmente se fabrican de acero forjado. Algunos cigüeñales incluyen contrapesos fundidos
en posición opuesta a los muñones de las bielas del cigüeñal. Los contrapesos permiten
equilibrar el cigüeñal e impedir las vibraciones durante la rotación a alta velocidad.
Los bloques de cilindros de los motores diesel y de gasolina parecen ser muy
similares entre sí, pero existen algunas diferencias en la construcción. Las paredes de los
cilindros son más gruesas que las paredes en un motor de gasolina de tamaño similar. Los
motores diesel tienen estructuras más pesadas y gruesas con el fin de tener un mayor soporte
del cigüeñal.
Cigüeñal (típico)
1.- Extremo delantero.
2.- Pasaje de aceite.
3.- Muñón de biela.
4.- Extremo del volante de inercia.
5.- Muñón de cojinete principal.
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Ilustración 13. Cigüeñal.
3.9.4. MUÑONES DE LOS COJINETES PRINCIPALES DE LA BANCADA.
Los muñones de los cojinetes principales de un cigüeñal están altamente pulidos y se fabrican
con una redondez precisa para que giren correctamente en los insertos o metales de cojinete.
Los pasajes de aceite barrenados en los muñones principales reciben el flujo del aceite de
los soportes en el monoblock. Los pasajes de aceite inclinados se barrenan desde los muñones
principales hasta los muñones de las bielas del cigüeñal para lubricar los metales de cojinete
de las bielas.
3.9.5. MUÑONES DEL CIGÜEÑAL
Los muñones en un cigüeñal son aquellas áreas que sirven como superficie de cojinete para el
cigüeñal en sí, o para las bielas que se fijan al cigüeñal. Los muñones para los metales de
cojinete del cigüeñal se conocen como muñones de cojinetes principales. Los muñones para
las bielas se conocen como muñones de bielas. Un diseño común para un motor de 4 cilindros
en línea tiene cinco muñones de cojinetes principales y cuatro muñones para las bielas. Un
pistón está conectado a cada muñón de biela mediante el uso de una biela.
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3.9.6. COJINETES PRINCIPALES
Los metales de los cojinetes principales soportan el cigüeñal en el interior de los muñones de
cojinetes principales y en las tapas de cojinetes principales. Los metales de los cojinetes
principales del cigüeñal son secciones circulares partidos que se envuelven alrededor de los
muñones principales del cigüeñal. La mitad superior del metal de cojinete tiene uno o más
orificios de aceite que permiten que el lubricante cubra la superficie interior del metal de
cojinete. El metal superior cabe dentro del soporte principal en el fondo del monoblock. Ver la
ilustración 14. La mitad inferior del metal de cojinete cabe dentro de la tapa de cojinete. Las
superficies de fricción de los metales de cojinete están hechas de material más suave que el
cigüeñal. Los materiales más suaves reducen la fricción y tienden a moldearse alrededor de
cualquier superficie desnivelada en el muñón principal. Si ocurre el desgaste, dicho desgaste
afecto al metal de cojinete, que es más barato que reemplazar el cigüeñal
Cojinetes principales del cigüeñal
1.- Cojinete principal superior.
2.- Guía del aceite.
3.- Cojinete principal inferior.
3.9.7. BIELAS.
Las bielas transfieren el movimiento del pistón al muñón de biela en el cigüeñal. Un perno de
pistón de acero conecta el pistón a la biela. El perno de pistón permite que el pistón pivote en
el extremo pequeño de la biela. El extremo grande de la biela se conecta al cigüeñal con la
tapa de cojinete de la biela. La tapa es muy similar en diseño y función a las tapas de los
cojinetes principales. Los metales de cojinete de las bielas son similares a los metales de
cojinete principales del cigüeñal.
Ilustración 14. Cojinete principal.
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Partes de la Biela
1.- Biela
2.- Cigüeñal
3.- Deposito de aceite o cárter
4.- Monoblock
5.- Perno de pistón
Ilustración 15. Partes de la biela.
Las bielas que se utilizan en los motores diesel generalmente se fabrican de acero forjado.
Las bielas utilizadas en los motores diesel difieren de las bielas utilizadas en los motores de
gasolina en que las tapas están fracturadas para lograr una sola pieza de ambas tapas de biela.
Este diseño tiene un desplazamiento y un dentado que ayuda a mantener las tapas en su lugar y
reduce las cargas en los tornillos de las bielas.
3.9.8. PISTONES.
Los pistones forman la parte inferior de la cámara de combustión en el cilindro. El pistón
transfiere al cigüeñal la potencia generada al quemar la mezcla de aire y combustible.
La parte superior del pistón se conoce como cabeza del pistón. La parte superior del pistón
contiene varias ranuras donde se instalan los anillos de compresión y de aceite. La parte
inferior del pistón, debajo de las ranuras de los anillos, se llama falda. Las superficies de
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empuje de la falda del pistón guían al pistón en el diámetro interior del cilindro e impiden que
el pistón se mueva hacia uno u otro lado en el cilindro. La mayoría de los pistones tienen una
marca en un lado o en la parte superior para identificar el lado del pistón que queda hacia el
frente del motor. El perno del pistón se inserta a través del orificio del pistón para conectar el
pistón a la biela ver la ilustración 16.
Pistón (características)
1.- Cabeza.
2.- Orificio del perno de pistón.
3.- Ranuras de los anillos del pistón.
4.-Superficie de empuje.
5.- Marca de “Hacia al frente”.
6.- Centro del pistón.
7.- Centro del orificio del perno del pistón.
8.- Descentramiento.
9.- Faldón.
Ilustración 16. Características del pistón.
Los pistones utilizados en aplicaciones de diesel parecen ser similares a los que se utilizan
en motores de gasolina. Los pistones diesel son más pesados que los pistones de motores de
gasolina ya que los pistones diesel generalmente son fabricados de acero forjado en vez de
aluminio, y el espesor interno del material es mayor.
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Los anillos de compresión utilizados en los motores diesel generalmente son fabricados de
hierro fundido y a menudo están revestidos de cromo y molibdeno para reducir la fricción.
3.9.8.1. HOLGURA DEL PISTÓN
Aunque el pistón cabe ajustadamente en el diámetro interior del cilindro, el pistón no sella
completamente la cámara de combustión. El sellado se realiza mediante el uso de los anillos
de los pistones instalados en las ranuras cerca de la parte superior del pistón. Para dejar
espacio para los anillos del pistón y el aceite lubricante, se debe mantener una holgura entre la
orilla exterior del pistón y la pared del cilindro. Esta holgura permite que pase el aceite
lubricante al interior de la parte superior del cilindro. La holgura también impide que el motor
se trabe en caso de que uno de los pistones se expanda demasiado debido a un
sobrecalentamiento. Se utilizan dos tipos de diseño de pistón para controlar la expansión por
calor: el pistón cónico y el pistón ovalado.
3.9.8.2. ANILLOS DEL PISTÓN
Los anillos de pistones sellan la cámara de combustión donde se enciende la mezcla de
aire/combustible. Además de sellar la cámara de combustión, los anillos de pistón raspan el
aceite de las paredes del cilindro y lo dirigen otra vez hacia el cárter. Los anillos de pistón
también ayudan a transferir el calor del pistón a la pared del cilindro.
Los dos anillos superiores se llaman anillos de compresión. Generalmente se fabrican de
acero fundido con chapa de cromo en la superficie orientada hacia la pared del cilindro. Los
anillos de compresión se disponen con diversos diseños en las aristas. El anillo inferior se
llama anillo de control de aceite. El anillo de control de aceite generalmente comprende varias
piezas ensambladas en un orden específico en la misma ranura del pistón. Un anillo de control
de aceite típico consta de dos anillos raspadores separados por un expansor.
Anillos del Pistón
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1.- Anillo superior de compresión.
2.- Segundo anillo de compresión.
3.- Anillos raspadores en el anillo de control de aceite.
4.- Expansor en el anillo de control de aceite.
Ilustración 17. Anillos del pistón.
3.9.9. VÁLVULAS
Una válvula tiene una cabeza redonda y una cara cónica que se sella contra un asiento en la
cabeza de cilindros. La cabeza de la válvula es el extremo más grande que sella el puerto de la
válvula. La superficie de la cabeza de cilindros que sella el puerto se llama asiento de la
válvula. La cabeza de la válvula tiene una superficie rectificada llamada cara de la válvula. La
cara de la válvula es el punto de contacto entre la válvula y el asiento de la válvula. Tanto la
cara de la válvula como el asiento de la válvula se deben rectificar para que formen un sello
firme y seguro al cerrarse.
Las válvulas de los motores diesel se fabrican de aleaciones especiales que son capaces de
tener un buen rendimiento a las altas temperaturas y presiones del motor diesel.
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3.9.10. CABEZA DE CILINDROS
Externamente la cabeza de cilindros del motor diesel es similar a la cabeza de cilindros en un
motor de gasolina. Existen muchas diferencias internas de diseño que hacen a los motores
diesel muy singulares.
La cabeza de cilindros en sí debe ser mucho más resistente y pesada en un motor diesel
para soportar los mayores esfuerzos de calor y presión. El diseño de la cámara de combustión
y las zonas de paso de aire en los motores diesel pueden ser más complejos que en un motor
de gasolina. La culata está compuesta por varios componentes ver la ilustración 18.
Ilustración 18. Componentes de la culata.
A CONTINUACIÓN SE DESCRIBEN LOS 6 PRINCIPALES SISTEMAS DE UN
MOTOR DIESEL
3.10. SISTEMA DE INYECCIÓN DE COMBUSTIBLE
El motor diesel funciona bajo el principio de la combustión espontánea o de
autoencendido. El aire de admisión y el combustible se comprimen tanto en la cámara
de combustión que las moléculas se calientan y se encienden sin necesidad de una chispa
externa. La relación de compresión de un motor diesel es mucho más alta que la relación de
compresión en un motor de gasolina.
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El combustible se inyecta directamente en el interior de la cámara de combustión mediante
un inyector. En un sistema convencional de entrega de combustible el combustible se succiona
del tanque de combustible, se filtra y se entrega a una bomba de alta presión. El combustible a
alta presión se regula y se entrega a un riel o distribuidor de combustible que alimenta a los
inyectores de combustible. Un control de inyección energiza cada inyector en el
momento adecuado para proporcionar el combustible durante la carrera de compresión para la
combustión. Ver la ilustración 19.
Ilustración 19. Sistema de inyección de combustible.
La alimentación en estos motores se realiza introduciendo el aire en el interior del cilindro,
perfectamente filtrado y una vez comprimido introducimos a gran presión el combustible,
mezclándose ambos en la cámara de combustión.
El aire se comprime a gran presión en el interior de la cámara de combustión, de este modo
alcanza la temperatura adecuada para la inflamación del combustible, siendo introducido en la
cámara de combustión a gran presión. Este inyector está debidamente regulado para que la
cantidad de combustible y el momento en que debe ser inyectado sean precisos, obteniendo
una mezcla perfecta y por consiguiente un buen funcionamiento del motor.
Dentro de este sistema de alimentación existen una serie de elementos que hacen posible
todo lo anteriormente citado: bomba inyectora, filtros, tuberías, depósito, inyectores, cable de
acelerador, etc.
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Analizaremos aquí el sistema que posibilitara que la combustión se realice del modo más
favorable, considerando el máximo rendimiento del motor; es decir, que los gases no
quemados sean los mínimos a la salida del motor.
El combustible debe inyectarse en la cámara de combustión, en las condiciones propicias y
en cantidades perfectamente dosificadas. De todo ello se encarga el sistema de alimentación.
(Ver la ilustración 20).
Ilustración 20. Flujo del sistema de inyección rotativo.
Para garantizar un óptimo rendimiento en el motor Diesel, ha de cumplirse que:
« Cada cilindro reciba, en su momento del ciclo y atendiendo a las condiciones de
régimen y carga del motor, la cantidad precisa de combustible.
« Que la pulverización, la presión y la penetración del combustible con la uniformidad
de éste en el interior de la cámara sea tal que halle el aire necesario para su perfecta
combustión.
« Distinguiremos dos partes que posibilitarán la consecución de los objetivos que
persigue el sistema de alimentación.
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3.10.1. FILTRADO DE COMBUSTIBLE
Uno de los capítulos más exigentes para el perfecto funcionamiento del motor Diesel lo
representa el filtrado del combustible. Si tenemos en cuenta que las tolerancias entre los
elementos móviles en las bombas de inyección y los propios inyectores llegan a ser del orden
de 3 milésimas de milímetro y que sus superficies lisas deben asegurar la estanqueidad,
comprenderemos que las menores partículas pueden provocar depósitos, erosiones y en
definitiva deterioraciones capaces de perjudicar sensiblemente al equipo de inyección y
consecuentemente al buen funcionamiento del motor.
Pero no solamente las partículas solidas perturban al sistema. El agua, como ya se ha
apuntado anteriormente, además de provocar oxidación de los elementos de inyección, en
invierno puede congelarse y consecuentemente provocar la obstrucción de los conductos de
alimentación en paradas prolongadas del motor. Y no solo eso, en cantidades suficientes,
puede combinarse con el azufre contenido en el combustible y producir así ácidos corrosivos
posteriores a la combustión.
Otro elemento que hay que retirar del combustible, como ya hemos tratado de hacer
comprender anteriormente, es el aire y los vapores de combustible. Aunque este elemento no
sea propiamente sujeto del filtrado, sí que es eliminado durante esta fase del proceso de
alimentación porque como ya se adivina al ser un elemento compresible, puede perturbar e
incluso paralizar la fase de inyección por la formación de bolsas de aire que al ser
comprimidas y expandidas alternativamente no llegarían a salir del sistema impidiendo
asimismo la salida de combustible.
Así pues, ya que el combustible puede mantener en suspensión gran cantidad de partículas
solidas en suspensión si no ha tenido un largo periodo de sedimentación. Para eliminarlas con
la mayor efectividad posible cabe pues establecer todo un proceso de filtrado que empieza en
el depósito de combustible desde el momento del llenado.
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Encontramos dos tipos de elementos filtrantes: los prefiltros y los filtros
Ilustración 21. Filtro de combustible.
Las características principales que deben reunir los filtros son:
« Larga vida útil antes de ser repuestos o limpiados.
« Deben retener el agua y las partículas del orden de una micra.
« Han de ser capaces de realizar su cometido a una baja presión.
« Con el menor volumen posible, deben presentar una gran superficie de filtrado.
3.10.2 BOMBA DE INYECCIÓN ROTATIVA
3.10.2.1. PRINCIPIO DE FUNCIONAMIENTO
Este otro tipo de bomba, conservando el principio de funcionamiento de carrera de pistón
constante, presenta la característica de alimentar varios cilindros en un único elemento de
presurización del combustible, empleando para ello un distribuidor rotativo y que además
incorpora en sí misma la bomba de alimentación de combustible (llamada aquí bomba de
transferencia) además de los diferentes sistemas de regulación y avance.
Tenemos pues una bomba que presenta una serie de ventajas:
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« Más pequeña, con menos peso por tanto, y de mas fácil acoplamiento en el motor.
« La dosificación para cada cilindro es perfectamente idéntica (al existir un único y
común elemento de bombeo).
« Permite mayores velocidades de rotación (ideal para motores Diesel rápidos).
« Entretenimiento prácticamente nulo (la lubricación del sistema la asegura el propio
combustible) y reglajes Sencillos y accesibles.
« Menor precio de adquisición y de mantenimiento.
Ilustración 22. Bomba de inyección rotativa.
3.10.3 INYECTORES
La misión de los inyectores es la de realizar la pulverización de la pequeña cantidad de
combustible y de dirigir el chorro de tal modo que el combustible sea esparcido
homogéneamente por toda la cámara de combustión.
Debemos distinguir entre inyector y portainyector y dejar claro desde ahora que el último
aloja al primero; es decir, el inyector propiamente dicho está fijado al portainyector y es éste el
que lo contiene además de los conductos y racores de llegada y retomo de combustible. Ver la
ilustración 23.
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Destaquemos que los inyectores son unos elementos muy solicitados, lapeados
conjuntamente cuerpo y aguja (fabricados con ajustes muy precisos y hechos expresamente el
uno para el otro), que trabajan a presiones muy elevadas, con frecuencias de accionamiento de
hasta 2.000 aperturas por minuto y a unas temperaturas elevadas.
Ilustración 23. Partes de un inyector.
3.10.3.1. PRINCIPIO DE FUNCIONAMIENTO
El combustible suministrado por la bomba de inyección llega a la parte superior del inyector y
desciende por el canal practicado en la tobera o cuerpo del inyector hasta llegar a una pequeña
cámara tónica situada en la base, que cierra la aguja del inyector posicionado sobre un asiento
cónico con la ayuda de un resorte, situado en la parte superior de la aguja, que mantiene el
conjunto cerrado.
El combustible, sometido a una presión muy superior a la de tarado del muelle, levanta la
aguja y es inyectado en el interior de la cámara de combustión.
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Cuando la presión del combustible desciende, por haberse producido el final de la
inyección en la bomba, el resorte devuelve a su posición a la aguja sobre el asiento del
inyector y cesa la inyección.
3.10.4. UNIDAD DE CONTROL ELECTRÓNICA (ECU).
Los motores diesel con gestión electrónica al igual que los motores de inyección de gasolina,
llevan una unidad de control electrónica (ECU) o centralita. La unidad de control es de técnica
digital, funciona como un ordenador, tiene un microprocesador que compara las distintas
señales que recibe del exterior (sensores) con un programa interno grabado en memoria y
como resultado genera unas señales de control que manda a los distintos dispositivos
exteriores que hacen que el motor funcione. La ECU adapta continuamente sus señales de
control al funcionamiento del motor. La unidad de control en algunos casos está colocada en el
habitáculo de los pasajeros para protegerla de las influencias externas, algunas marcas colocan
la (ECU) en el vano motor.
3.10.4.1 EFECTOS
•El hecho de usar una ECU tiene la ventaja de reducir el consumo de combustible, mantener
bajos los niveles de emisiones de escape al tiempo que mejora el rendimiento del motor y la
conducción.
•La ECU controla el régimen de ralentí del motor, también se encarga de limitar el régimen
máximo de revoluciones reduciendo la cantidad de combustible a inyectar en los cilindros.
Si el aire que aspira el motor alcanza temperaturas altas o al decrecer la densidad del aire, la
ECU reduce la cantidad de inyección a plena carga a fin de limitar la formación de humos de
escape. La ECU también reduce la cantidad de inyección de combustible a plena carga, si la
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temperatura refrigerante motor alcanza valores muy elevados que puedan poner en peligro el
motor.
3.10.4.2. CÓMO FUNCIONA
Las señales que recibe la ECU de los distintos sensores son evaluadas continuamente, en el
caso de que falle alguna señal o sea defectuosa, la ECU adopta valores sustitutivos fijos que
permitan la conducción del vehículo hasta que se pueda arreglar la avería. Si hay alguna avería
en el motor esta se registrará en la memoria de la ECU. La información sobre la avería podrá
leerla el mecánico en el taller conectando un aparato de diagnosis al conector que hay en la
maquina a tal efecto. Si se averían los sensores o los elementos de ajuste que podrían suponer
daños en el motor o conducir a un funcionamiento fuera de control de la maquina, se
desconecta entonces el sistema de inyección, parándose lógicamente la maquina.
3.10.4.3 EN CASO DE AVERÍA
Para informar al conductor de que algún sistema del motor está fallando, la ECU enciende un
testigo en el tablero de instrumentos.
El testigo se enciende cuando hay un fallo en alguno de los siguientes componentes:
•Sensor de elevación de aguja.
•Sensor de impulsos (rpm.).
•Sensor de posición, regulador de caudal de combustible.
•Sensor de posición del pedal del acelerador.
•Válvula EGR.
•Servomotor, regulador de caudal de combustible.
•Válvula magnética de avance a la inyección.
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El testigo de avería cuando se enciende indica al conductor que debe dirigirse al taller para
hacer una revisión de la maquina.
3.10.4.4. DIAGNÓSTICO
Para poder consultar los fallos en el funcionamiento del motor así como para poder hacer
pruebas y ajustes en los elementos que lo permiten necesitamos un aparato de diagnostico que
nos va a servir para:
•Leer los códigos de avería, así como identificarlos.
•Solicitar datos sobre el estado actual de las señales de los sensores y compararlas con los
valores teóricos de los manuales de verificación.
•Hacer pruebas de funcionamiento sobre los distintos componentes eléctricos (electroválvulas,
relés, etc.)
•Se pueden hacer ajustes, esto nos va permitir variar en nº de rpm en ralentí así como la
cantidad de combustible a inyectar. Además se pueden ajustar el avance a la inyección y la
cantidad de reenvió de los gases de escape (sistema EGR).
3.10.4.5 SEÑALES QUE INTERPRETA LA ECU
Las ECU están diseñadas para interpretar las señales de ciertos componentes de máquina y
responder según estas señales, dejamos una lista de las señales más comunes que tienen que
interpretar tanto de entrada como de salida. Ver la ilustración 24.
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Ilustración 24. Controles electrónicos del motor.
3.10.4.6 SEÑALES DE ENTRADA A LA ECU
1. Señal del sensor de posición de cigüeñal.
2. Señal del sensor de presión de aceite.
3. Señal del sensor de temperatura de combustible.
4. Señal del sensor de temperatura del refrigerante motor.
5. Señal del sensor de posición del pedal del acelerador.
6. Señal del sensor de presión de combustible.
7. Señal del sensor de agua en el combustible.
ECU. Señal del sensor de presión atmosférica que se encuentra en la misma ECU.
Se tienen otras señales de entrada en caso de que la maquina monte aire acondicionado.
3.10.4.7. SEÑALES DE SALIDA DE LA ECU
1. Señal de comunicación de diagnostico.
2. Señal de los solenoides de los inyectores de combustible.
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3.11. SISTEMA DE LUBRICACIÓN
El sistema de lubricación utilizado en los motores diesel es similar en funcionamiento a los
sistemas utilizados en motores de gasolina. La mayoría de los motores diesel tienen algún tipo
de enfriador de aceite para ayudar a disipar el calor del aceite. El aceite fluye bajo presión a
través de las galerías del motor y retorna al cárter.
El aceite lubricante que se utiliza en los motores diesel es diferente al que se utiliza en los
motores de gasolina. Se necesita un aceite especial ya que el funcionamiento del motor diesel
produce más contaminación del aceite que en un motor de gasolina. Únicamente se deben
utilizar aceites de motor específicamente diseñados para motores diesel.
3.11.1. FUNCIONAMIENTO DEL SISTEMA DE LUBRICACIÓN
El aceite del Carter es arrastrado por el engranaje de la bomba de aceite a través del tubo de
aspiración y del tamiz, la bomba envía aceite para el radiador de aceite entonces el aceite fluye
a través del filtro y es enviado a la entrada de la carcasa del turbo desde la lubricación y
vuelve al cárter a través de la línea de retorno de aceite del turbo. Ver ilustración 25.
Ilustración 25. Flujo del sistema de lubricación.
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3.11.2. ACEITES
Los aceites empleados para la lubricación de los motores pueden ser tanto minerales, como
sintéticos.
Las principales condiciones o propiedades del aceite usado para el engrase de motores son:
resistencia al calor, resistencia a las altas presiones, anticorrosiva, antioxidante y detergente.
Por su densidad: espesos, extra densos, densos, semidensos, semifluidos, fluidos y muy
fluidos.
Por sus propiedades, los aceites se clasifican en: aceite normal, aceite de primera, aceite
detergente y aceite multigrado (puede emplearse en cualquier tiempo), permitiendo un
arranque fácil a cualquier temperatura.
Los aceites sintéticos aúnan las propiedades multigrados y detergentes. Existen en el
mercado unos aditivos que suelen añadirse al aceite para mejorarlo o darle determinadas
propiedades. El fin de estos aditivos es que el polvo de estos productos se adhiera a las
partículas en contacto, haciéndolas resbaladizas.
Los puntos principales a lubricar en un motor, son:
1.- Paredes de cilindro y pistón.
2.- Bancadas del cigüeñal.
3.- Pié de biela.
4.- Árbol de levas.
5.- Eje de balancines.
6.- Engranajes de la distribución.
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El cárter inferior sirve de depósito al aceite, que ha de lubricar a todos los elementos y en la
parte más profunda, lleva una bomba que, movida por un eje engranado al árbol de levas, lo
aspira a través de un colador.
A la salida de la bomba, el aceite pasa a un filtro donde se refina, y si la presión fuese
mayor de la necesaria, se acopla una válvula de descarga.
3.11.3 VISCOSIDAD
La viscosidad es la resistencia que opone el aceite a fluir libremente. La viscosidad es una de
las propiedades más importantes de un aceite lubricante. Es uno de los factores responsables
de la formación de la capa de lubricación, bajo distintas condiciones de espesor de esta capa.
La viscosidad afecta la generación de calor en rodamientos, cilindros y engranajes debido a
la fricción interna del aceite. Esto afecta las propiedades sellantes del aceite y la velocidad de
su consumo. Determina la facilidad con la que las máquinas se pueden poner en
funcionamiento a varias temperaturas, especialmente a las bajas. La operación satisfactoria de
una dada pieza de un equipo depende fundamentalmente del uso de un aceite con la viscosidad
adecuada a las condiciones de operación esperadas.
3.11.3.1. GRADOS DE VISCOSIDAD SAE
La Sociedad de Ingenieros automotrices (SAE) ha desarrollado un sistema de valoración en
aceites para motor y lubricantes de engranajes y de ejes que indica la viscosidad de los aceites
a temperaturas específicas. Los aceites que tienen el sufijo W deben tener viscosidades
cinemáticas en los intervalos indicados a 100º C. Los aceites de multiviscosidad, como el SAE
10W – 30, deben cumplir con las normas en las condiciones de baja y de alta temperaturas.
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La especificación de valores de viscosidad máxima a baja temperatura para aceites está
relacionada con la capacidad del aceite para fluir hacia las superficies que necesitan
lubricación, a las velocidades de motor que se alcanzan durante el inicio del funcionamiento a
bajas temperaturas. La viscosidad de bombeo indica la capacidad del aceite para fluir hacia la
entrada de la bomba de aceite de un motor. Las especificaciones del intervalo de viscosidades
a altas temperaturas se relacionan con la capacidad del aceite de proporcionar una película de
aceite satisfactoria para llevar las cargas esperadas mientras no se tenga una viscosidad
excesivamente alta que pudiera aumentar la fricción y las pérdidas de energía generadas por
las partes en movimiento. Ver la ilustración 26.
Ilustración 26. Viscosidad de los aceites.
3.11.4. BOMBA DE ACEITE
Es capaz de suministrar una gran presión, incluso abajo régimen del motor. Está formada por
dos engranajes situados en el interior de la misma, toma movimiento una de ellas del árbol de
levas y la otra gira impulsada por la otra. Ver la ilustración 27. Lleva una tubería de entrada
proveniente del cárter y una salida a presión dirigida al filtro de aceite.
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Ilustración 27. Bomba de aceite.
3.11.5. FILTROS DE ACEITE
La filtración es el método para remover contaminantes, atrapándolos y manteniéndolos fuera
del sistema de lubricación pero para que esta sea realmente efectiva debe ser capaz de capturar
contaminantes de todos los tipos y tamaños. Esta función es propia del filtro de aceite. Los
filtros de aceite están diseñados para brindar protección contra los contaminantes dañinos para
el motor y sus capacidades están reguladas por varias pruebas de desempeño como lo son la J-
1858 y J-806 diseñadas por la Sociedad de Ingenieros de América (SAE por sus siglas en
inglés) y la ISO 4548-12 de la Organización Internacional para la estandarización (ISO por sus
siglas en inglés). De igual forma los fabricantes de equipos originales –conocidos como
OEM- requieren de pruebas adicionales para demostrar que los filtros cumplen con los
requerimientos de sus motores.
Los filtros de aceite están construidos con los siguientes componentes:
• Válvula anti-reflujo: Normalmente construidas en nitrilo, siliconas o algunos de sus
derivados, tienen la función de sellar las cavidades internas del filtro área de aceite sucio y
aceite limpio y evitar la contaminación del aceite con los contaminantes ya retirados del
fluido.
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• Media Filtrante: Fabricados en papel, celulosa, fibras sintéticas e incluso mezclas de estos, es
la responsable de retirar del fluido los contaminantes sólidos. Su eficiencia es medida por la
capacidad de retirar contaminantes de un tamaño específico o mayor que este (por ejemplo β
(25)=75, lo que significa que la media es capaz de retirar el 98.66% de las partículas de 25 o
más micrones)
• Válvula de derivación: básicamente existen dos tipos, de lámina o de resorte y su función es
derivar el flujo de aceite cuando el filtro esté saturado y por ende incapaz de continuar
filtrando. Esto evita, entre otras cosas que el filtro explote.
• Carcasa: fabricada normalmente de metal tiene la función de contener y soportar los otros
componentes y el aceite.
Existen diversos filtros de aceite para motor, que si bien tienen el mismo rol, difieren
ligeramente en su conformación.
El primero de los tipos de filtro agrupa a aquellos que contengan cartucho recambiable, que
mantienen la carcasa exterior y solamente requieren la remoción del filtro interior ver la
ilustración 28.
Ilustración 28. Filtro de cartucho recambiable.
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Luego contamos con los filtros monoblock, que requieren su remoción total a la hora de
hacer el recambio, siendo un proceso bastante sencillo y práctico, ya que sólo debemos extraer
una pieza.
Ilustración 29. Filtro de aceite situado en el motor.
3.12. SISTEMA DE ENFRIAMIENTO
Los motores refrigerados por líquido poseen conductos y otros elementos que lo convierten en
un sistema de mayor complejidad que el de un motor enfriado por aire. El calor generado en la
culata del cilindro es absorbido por el agua que circula por los conductos y sale a la atmósfera
cuando pasa por el radiador. Para llevar a cabo el proceso de refrigeración el líquido
refrigerante debe circular por este sistema.
Los sistemas de enfriamiento de los motores diesel normalmente tienen mayor capacidad
que los sistemas de enfriamiento en motores de gasolina. Se debe controlar la temperatura
dentro de un motor diesel debido a que éste se basa en el calor para quemar su combustible.
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3.12.1. PRINCIPIO DE FUNCIONAMIENTO
El refrigerante se toma del fondo del radiador mediante la bomba de agua y se impulsa a
través de todas las partes del motor que necesitan refrigerante, en el caso de los cilindros con
camisas húmedas enfrían sus partes más calientes y la cámara de combustión. Luego el
refrigerante circula de regreso a la parte superior del radiador (teniendo un radiador de flujo
vertical) donde se filtra por los tubos de éste y mediante las aletas y el flujo de aire se extrae el
calor y se envía a la atmósfera. En un motor no estacionario, el flujo de aire que entra a través
de las rejillas del motor ayuda al enfriamiento. Pero si este motor funciona en vacío o a
velocidad muy baja, el ventilador debe succionar el aire y pasarlo por el radiador, para evitar
recalentamiento del motor. Algunos ventiladores tienen un embrague que los desconecta de la
operación una vez que el motor alcanza cierta velocidad hacia adelante.
3.12.2. ESTRUCTURA DEL SISTEMA DE ENFRIAMIENTO
El sistema de enfriamiento por medio del agua se compone de las siguientes partes: Camisas
de cilindros, radiador, mangueras de conexión, ventilador, bomba de agua, tapón, termostato y
líquido refrigerante. Ver la ilustración 30.
Ilustración 30. Estructura del sistema de enfriamiento.
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3.12.3. CAMISA DE LOS CILINDROS
Transfiere el calor desde el interior de los cilindros hasta el exterior. Este tipo de camisas
puede ser húmedas porque permite que el líquido refrigerante circule alrededor de los cilindros
para lograr un mejor enfriamiento. Las camisas de agua o húmedas no sólo rodean el cilindro
sino también la cámara de combustión, los asientos y guías de las válvulas y las partes en
contacto con los gases producto de la combustión.
3.12.4. RADIADOR
Disipa el calor mediante el flujo de aire; el líquido recuperado se enfría para hacerlo circular
de nuevo. Consiste en dos tanques metálicos o plástico que están conectados uno contra otro
por medio de un núcleo (malla de tubos delgados y aletas). Las mangueras se utilizan para unir
el radiador al motor dando elasticidad al conjunto. Estas se sujetan con abrazaderas metálicas
a los tubos que salen de ambos elementos. Los radiadores que tienen el tanque de entrada en la
parte superior y el tanque de salida en la parte interior se llaman radiadores de flujo vertical.
Los radiadores que poseen un tanque a cada lado se llaman radiador de flujo horizontal. En
este tipo de radiadores el tanque de entrada está conectado con el termostato, mientras que el
tanque de salida está conectado a la entrada de la bomba de agua. Ver la ilustración 31.
Ilustración 31. Radiador.
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3.12.5. TAPÓN O TAPA DEL RADIADOR
El tapón del circuito mantiene una presión en el radiador para que el punto de ebullición sea
mayor. La entrada de aire o líquido al radiador con el motor frío se produce automáticamente.
Ver la ilustración 32.
La tapa del radiador en ocasiones trae dos válvulas, la primera es de alivio que limita la
presión en el sistema de enfriamiento a un nivel predeterminado. La segunda es de ventilación
de vacío. Si el líquido refrigerante se calienta y expande lo suficiente como para causar que la
presión del sistema se eleve por encima de la presión del diseño de la tapa, la válvula de
presión se abre y permite que el líquido refrigerante se escape por un tubo de sobre flujo hacia
el depósito hasta que la presión se estabilice en el sistema.
Cuando el líquido refrigerante se enfría, se contrae creando así un vacío resultante en el
sistema de enfriamiento; este vacío hace que el líquido se retire del depósito y entre al sistema
de enfriamiento a través de la válvula de vacío ubicada en la tapa del radiador o del vaso de
expansión evitando la entrada de aire al sistema, lo que puede producir oxidación de las partes.
Ilustración 32. Tapón de radiador.
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3.12.6. MANGUERAS DE CONEXIÓN
Las mangueras de conexión son todo el conjunto de tuberías de caucho que unen los diferentes
componentes de un circuito de refrigeración con agua entre sí por ejemplo: radiador - culata o
bomba de agua - radiador. Las mangueras del radiador pueden ser rectas, moldeadas y
flexibles y se pueden acomodar según las necesidades. El constante uso de las mangueras
generan su deterioro; una manguera deteriorada afecta el buen funcionamiento del sistema, se
hace necesario su reemplazo según el estado de éstas. Algunos de estos tipos de mangueras
son: Manguera tipo acordeón, manguera moldeada y manguera común.
Abrazadera (Clamp): Para asegurar las mangueras se utilizan diversos tipos de abrazaderas,
la abrazadera tipo tornillo proporciona una sujeción más efectiva y se puede retirar y utilizar
varias veces. Ver la ilustración 33.
Ilustración 33. Manguera de conexión.
3.12.7. BOMBA DEL AGUA
Es una bomba centrífuga accionada por el motor mediante una correa. Su capacidad debe ser
suficiente para proporcionar la circulación del refrigerante. Se utiliza para hacer circular el
líquido refrigerante por todas las partes del circuito de refrigeración del motor; el flujo del
líquido refrigerante regresa a la bomba de agua a través del desviador cuando está cerrado el
termostato y por el radiador cuando el termostato está abierto.
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3.12.8. VENTILADOR
El ventilador no sólo envía una corriente de aire alrededor del motor, sino que absorbe el aire
de la atmósfera y lo hace pasar a través del núcleo del radiador a mayor velocidad
proporcionando un adecuado enfriamiento. El ventilador es accionado por el motor mediante
un acople en el eje de la bomba de agua y se impulsa con una correa desde la polea del
cigüeñal. Algunos ventiladores incorporan un embrague con fluido de impulsión para
controlar las velocidades respecto a las demandas de enfriamiento.
3.12.9. LÍQUIDO REFRIGERANTE
Es el medio que se utiliza para absorber calor desde el motor hacia la atmósfera utilizando el
sistema de refrigeración. El agua es el líquido más utilizado pero debido a sus propiedades
(bajo punto de ebullición y congelación) y que requiere de algunos aditivos que mejoran sus
características. Estos aditivos pueden subir el punto de ebullición o de congelación, evitar la
corrosión, lubricar partes del sistema, retardar la formación de sedimentos o mejorar otras
propiedades. Existen varios tipos de aditivos e inhibidores especiales a base de silicatos que se
agregan para prevenir la corrosión de partes de aluminio, como las cabezas de cilindros,
termostato o radiador. El más común (agua - etileno glicol) utilizando una mezcla de 50:50, lo
que quiere decir 50% de agua y 50% de etileno glicol como (anticongelante). Esta relación de
agua a etileno glicol proporciona protección para el sistema en rangos que van hasta -37 ºC
(estaciones) o en clima cálido elevando el punto de ebullición para el refrigerante hasta 130ºC.
Para su buen funcionamiento, la temperatura del motor debería ser entre 80ºC y 100ºC.
Solamente 30% del calor es aprovechado como energía. Todo lo demás del calor generado
tiene que ser eliminado. 7% de este calor normalmente se disipa al medio ambiente, 33% pasa
directo por el escape, y 30% tiene que ser eliminado por el aceite y el sistema de refrigeración.
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3.12.10. TERMOSTATO
Es una válvula sensible al calor ubicada en la parte superior delantera del motor. Controla la
circulación del refrigerante según rangos mínimos y máximos de operación del motor. Cuando
se arranca un motor frío, cierra el flujo del refrigerante, una vez que la máquina está caliente,
se abre el termostato y permite que el refrigerante atrapado fluya de regreso al radiador.
Algunos funcionan bajo el principio de dilatación de una espiral metálica la cual abre o
cierra una válvula en función de la temperatura necesaria para esa dilatación. Existen otros
como los de válvula de mariposa y válvula de cabezal que tienen un elemento de cera que está
expuesto al líquido refrigerante del motor. Cuando la cera se calienta, se expanden forzando
una varilla que sale. Cuando la cera se enfría, se contrae cerrando la válvula por medio de un
muelle y la varilla regresa a la posición inicial, de esta manera deja o no pasar el líquido
refrigerante.
Ilustración 34. Sistema de refrigeración.
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3.13. SISTEMA DE ADMISIÓN DE AIRE
Todos los motores de combustión interna requieren para funcionar un sistema de admisión de
aire.
3.13.1 ADMISIÓN DE AIRE
« Múltiple de admisión.
« Unidades de filtración.
El múltiple de admisión es el encargado de conducir la mezcla aire- combustible hacia los
cilindros del motor en motores a bencina y aire puro en los motores Diesel.
El filtro de aire es el encargado de filtrar el aire ambiental de manera que llegue limpio al
motor, libre de contaminantes (polvo) en suspensión.
Se utilizan dos tipos de filtro de aire:
1. - Filtro en Paño de aceite.
2. - Filtro seco.
El sistema de admisión consiste de una caja de filtros (si se utiliza), elemento filtrante,
tubería y conexiones al múltiple de admisión o turbo cargador. Ver la ilustración 35. Un
sistema de filtrado efectivo provee al motor aire limpio con una restricción mínima, separando
del aire los materiales finos como el polvo, arenas, etc. También debe permitir la operación del
motor por un período de tiempo razonable antes de requerir servicio. Un sistema de filtrado
ineficiente afectará de manera adversa el desempeño, las emisiones y la vida útil del motor.
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Ilustración 35. Estructura del sistema de admisión de aire.
3.13.2. FILTRO DE AIRE
Las cajas de filtros de aire de tipo seco son recomendados para los motores debido a su
tamaño, eficiencia y largos intervalos de mantenimiento. Filtran el aire a través de un elemento
filtrante reemplazable construido con un material de alta calidad. Las cajas de filtros son
dimensionadas de acuerdo a los requerimientos de flujo de aire y periodos de mantenimiento
deseados. Para que el motor tenga una vida útil satisfactoria, el elemento filtrante debe tener
una efectividad del 99.9 % al remover las partículas de suciedad del aire. Filtros del tipo
húmedo tienen una efectividad del 95% y NO son recomendados. Para motores que se
encuentran a la intemperie y/o en ambientes sucios, se recomienda utilizar cajas de filtros de
dos pasos con pre-limpiadores y elementos de seguridad.
Cajas de filtros con un solo elemento, sin elementos de seguridad o pre-limpiadores pueden
usarse en motores instalados en un cuarto o en ambientes relativamente libres de polvo, como
los motores marinos y algunas plantas de generación. Todas las cajas de filtros usadas fuera de
un cuarto deben estar equipadas con mallas de protección para prevenir la entrada de roedores
o insectos que pudieran dañar el papel de los filtros.
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3.14. SISTEMA DE ESCAPE
En los motores de combustión interna es necesario eliminar los gases quemados por la
combustión por eso es necesario el sistema de escape.
3.14.1. EVACUACIÓN DE GASES QUEMADOS
La función del múltiple de escape es recoger los gases quemados de cada cilindro. El material
con el cual se le construye es fierro fundido. Ver la ilustración 36.
Ilustración 36. Múltiple de escape.
El silenciador cumple la función de reducir y amortiguar el ruido de las explosiones que se
emiten a la salida de la válvula de escape. Ver la ilustración 37.
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Ilustración 37. Silenciador.
El turbo compresor es un dispositivo mecánico constituido básicamente por una turbina y
un compresor, funciona con los gases de escape y sirve para insuflar aire a presión hacia los
cilindros para aumentar así el rendimiento volumétrico de los mismos.
Este sistema conduce gases del motor al exterior. Es importante porque ayuda a la
expulsión de los gases del motor, a mejorar la combustión y la potencia final obtenida.
La función de los motores de combustión interna es la de ayudar a los gases producidos en
la combustión a escapar del motor hacia el exterior mejorar la combustión y reducir en
algunos casos las emisiones de gases nocivos.
Consta de un múltiple de escape, conductos, catalizador, silenciador y en algunas
instalaciones, de censores auxiliares.
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3.15. SISTEMA DE DISTRIBUCIÓN
El conjunto de piezas que forman la "distribución" se encargan de mover las válvulas de forma
sincronizada con el cigüeñal para que abran y cierren cuando deben. En los motores sin
distribución variable este sincronismo es fijo, o sea, que las válvulas siempre abren y cierran
en el mismo instante con respecto a la posición del pistón, siempre que el pistón llega a una
determinada posición la válvula abre, siempre que pasa por otra la válvula cierra, da igual que
r.p.m. lleve el motor, siempre se produce en el mismo momento.
3.15.1 A ELEMENTOS DE DISTRIBUCIÓN
La transmisión del movimiento entre el cigüeñal y el árbol de levas puede realizarse de tres
formas distintas:
3.15.2. DISTRIBUCION POR RUEDA DENTADA
Consiste en comunicar el movimiento a través de unos piñones o ruedas dentadas. En
principio se acopla una rueda dentada al cigüeñal y otra al árbol de levas las cuales engranan
entre sí transmitiendo el movimiento. En caso de existir una distancia considerable entre
ambas se intercala otra rueda dentada entre medias. Este sistema se encuentra en desuso
debido al elevado ruido que produce y al gran peso de los piñones que disminuyen la eficacia
del motor. Ver la ilustración 38.
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Ilustración 38. Accionamiento de la distribución por engranajes en un motor diesel.
3.15.3. DISTRIBUCION POR CADENA
Consiste en realizar la transmisión del movimiento a través de una cadena que engrana en dos
piñones situados en el cigüeñal y en el árbol de levas. Este sistema, más empleado que el
anterior, también ha quedado prácticamente en desuso, ya que es muy ruidoso. Aunque plantea
la ventaja de no necesitar mantenimiento.
Ilustración 39. Accionamiento de la distribución por cadena en motor diesel.
Capítulo IV.
Desarrollo del proyecto
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4.1. DESARROLLO DEL PROYECTO
Se implementara la metodología del AMEF con el cual se analizara el motor diesel de una
maquina (retroexcavadora 310J) realizando investigación necesaria para llevar a cavo el
análisis.
Para el desarrollo del AMEF se debe utilizar el formato de la tabla 1 “AMEF de proceso”, Este
formato tiene varias columnas las cuales se deben llenar como a continuación se menciona en
la tabla X.
Columna del formato
Descripción.
No. Se escribe el número de actividad conforme al diagrama de flujo del proyecto.
Componente
Se escribe el componente que será analizado. En donde el componente involucre numerosas operaciones con diferentes fallas potenciales, se recomienda enlistar las operaciones como actividades separadas.
Falla potencial (modo).
La falla potencial está definida como la manera en la cual la actividad a realizar puede potencialmente fallar en cumplir los requerimientos especificados y se debe indicar concisamente una descripción de la falla en una actividad específica, contestando la siguiente pregunta: ¿Cómo puede la actividad fallar en cumplir los requerimientos? La comparación de una actividad similar y la revisión de las reclamaciones del cliente (interno y/o externo) es un punto de partida recomendable.
Efecto(s) potencial de la Falla
Los efectos potenciales de la falla están definidos como los efectos que se presentan en la actividad o en actividades subsecuentes. Se deben considerar los efectos reportados por el cliente interno y/o externo.
Severidad
Es una evaluación de la seriedad de la falla potencial. Severidad se aplica solamente al efecto. La evaluación de la severidad debe ser realizada por ingenieros con la experiencia y conocimientos competentes. La severidad debe ser estimada dentro de una escala de 1 a 10.
Causa potencial de la falla
La causa potencial de la falla está definida como la manera en que la falla puede ocurrir, descrita en términos de algo que puede ser corregido o puede ser controlado. Se debe extender lo más posible toda causa concebible de una falla potencial. Si una causa es exclusiva para la falla potencial, es decir, si corrigiendo la causa tiene un impacto directo en la falla potencial, entonces, esta parte del AMEF está completa.
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Ocurrencia La ocurrencia es la frecuencia con la que se presenta la causa de falla. Se estima la ocurrencia probable dentro de una escala de 1 a 10.
Nivel de prioridad de riesgo
(NPR)
El número prioritario de riesgo es el producto de los rangos de severidad y ocurrencia. NPR = (Sev) * (Ocu)*(Gard)
Controles actuales En este apartado se deben reflejar todos los controles existentes actualmente para prevenir las causas del fallo y detectar el efecto resultante.
Detección
Tal como se definió anteriormente este índice indica la probabilidad de que la causa y/o modo de fallo, supuestamente aparecido, sea detectado con antelación suficiente para evitar daños, a través de los “controles actuales” existentes a tal fin. Es decir, la capacidad de detectar el fallo antes de que llegue al cliente final. Inversamente a los otros índices, cuanto menor sea la capacidad de detección mayor será el índice de detectabilidad y mayor el consiguiente Índice de Riesgo, determinante para priorizar la intervención.
Acciones recomendadas
Se describirá en este apartado la acción correctora propuesta. Generalmente el tipo de acción correctora que elegiremos seguirá los siguientes criterios, de ser posible: • Cambio en el diseño del producto, servicio o proceso general. • Cambio en el proceso de fabricación. • Incremento del control o la inspección. Siempre hay que mirar por la eficiencia del proceso y la minimización de costes de todo tipo, generalmente es más económico reducir la probabilidad de ocurrencia de fallo que dedicar recursos a la detección de fallos. No obstante, la gravedad de las consecuencias del modo de fallo debería ser el factor determinante del índice de prioridad del riesgo. O sea, si se llegara al caso de dos situaciones que tuvieran el mismo índice, la gravedad sería el factor diferencial que marcaría la prioridad.
Propósito o función del
proceso
Se completa con distinta información dependiendo de si se está realizando un AMFE de diseño o de proceso. Para el AMFE de diseño se incluyen las partes del componente en que puede subdividirse y las funciones que realiza cada una de ellas, teniendo en cuenta las interconexiones existentes. Para el AMFE de proceso se describirán todas las operaciones que se realizan a lo largo del proceso o parte del proceso productivo considerado, incluyendo las operaciones de aprovisionamiento, de producción, de embalaje, de almacenado y de transporte.
Gravedad
Determina la importancia o severidad del efecto del modo de fallo potencial para el cliente (no teniendo que ser este el usuario final); valora el nivel de consecuencias, con lo que el valor del índice aumenta en función de la insatisfacción del cliente, la degradación de las prestaciones esperadas y el coste de reparación.
Tabla 2. Descripción del método
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4.2. ORDEN DE TRABAJO
FECHA:
NOMBRE Secretaria de Obras Publicas
DIRECCION:
MARCA
MODEL
SERIE
HORAS
JOHN DEERE 310J TO310JX157083 Hrs
UBICACIÓN EN: Taller
DESCRIPCION: Servicio por reparación de la bomba de inyección de combustible y de la
Bomba del agua.
OBSERVACION: La maquina se encontró con fugas en los gatos hidráulicos.
DESCRIPCIPON
No. PIEZA
CANTIDAD
HORA DE INICIO: TECNICA:
HORA DE TERMINADO: NOMBRE Y FIRMA DE CONFORMIDAD:
Tabla 3. Orden de trabajo.
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Como se puede ver estos componentes que se mencionaron en la orden de trabajo son muy
importantes para el funcionamiento de la maquina, con estos componentes dañados no se
puede trabajar y eso es tiempo muerto para la empresa, por lo que se quiere que estaos
componentes tengan una vida útil más duradera, para que así se reduzca los paros de la
maquina.
Por lo que el motivo de este proyecto es aumentar la vida útil de la maquinaria, por lo que
se va a implementar el método de Análisis del Modo y Efecto de Falla (AMEF).
El análisis que se hará es del motor, y se identificara cada una de las partes o piezas que
están dañadas.
Se calificara cada uno de los problemas, se tomaran en cuenta lo siguiente:
I. Severidad (S)
II. Ocurrencia (O)
III. Detección (D)
IV. NRP*
Severidad (s) Estimar la severidad de los efectos listados en la columna previa. La
severidad de los efectos potenciales de falla se evalúa en una escala del 1 al 10 y representa la
gravedad de la falla para el cliente o para una operación posterior, una vez que esta falla ha
ocurrido. La severidad solo se refiere o se aplica al efecto.
Ocurrencia (O) Estimar la frecuencia con la que se espera ocurra la falla debido a cada una
de las causas potenciales listadas antes (¿qué tan frecuente se activa tal mecanismo de falla?).
La posibilidad de que ocurra cada causa potencial (que se active el mecanismo de falla), se
estima en una escala del 1 al 10. Si hay registros estadísticos adecuados, éstos deben utilizarse
para asignar un número a la frecuencia de ocurrencia de la falla.
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Detección (D) Es una estimación de la probabilidad de detectar, suponiendo que ha
ocurrido la falla, y no es una estimación sobre la probabilidad de que la falla ocurra.
Número de prioridad del riesgo (NPR*): Calcular el NPR para efecto-causas-controles,
que es el resultado de multiplicar la puntuación dada a la severidad (S) del efecto de falla, por
las probabilidades de ocurrencia (O) para cada causa de falla, y por las posibilidades de que
los mecanismos de control detecten (D) cada cusa de falla. Es decir, para cada efecto se tienen
varias causas y para cada causa un grupo de controles.
A continuación se analizara cada una de la partes del Motor Diesel, con el método AMEF
(Análisis de Modo y Efecto de Falla), para así poder identificar las fallas que ocurren y poder
identificarlas para así poder dar solución a una de ellas.
Y para realizar el análisis se tomara los valores determinados que se muestran en las siguientes
tablas:
Cuadro de clasificación según Gravedad o Severidad de fallo
Severidad Criterio
Valor
de S
Ínfima El defecto sería imperceptible por el usuario 1
Escasa El cliente puede notar un fallo menor, pero sólo provoca una ligera molestia 2-3
Baja El cliente nota el fallo y le produce cierto enojo 4-5
Moderada El fallo produce disgusto e insatisfacción el cliente 6-7
Elevada El fallo es crítico, originando un alto grado de insatisfacción en el cliente 8-9
Muy elevada
El fallo implica problemas de seguridad o de no conformidad con los reglamentos en vigor
10
Tabla 5 Clasificación de severidad
En la tabla 5. Como se observó son valores que se le determina al de severidad de fallo.
.
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Cuadro de clasificación según la Probabilidad de ocurrencia
Ocurrencia Criterio Valor de O
Muy escasa probabilidad de ocurrencia
Defecto inexistente en el pasado 1
Escasa probabilidad de ocurrencia
Muy pocos fallos en circunstancias pasadas similares 2-3
Moderada probabilidad de ocurrencia
Defecto aparecido ocasionalmente 4-5
Frecuente probabilidad de ocurrencia
En circunstancias similares anteriores el fallo se ha presentado con cierta frecuencia
6-7
Elevada probabilidad de ocurrencia
El fallo se ha presentado frecuentemente en el pasado 8-9
Muy elevada probabilidad de fallo
Es seguro que el fallo se producirá frecuentemente 10
Tabla 5 Clasificación de ocurrencia
En la tabla 6. Como se observó son valores que se le determina al de ocurrencia de fallo.
Cuadro de clasificación según la Probabilidad de no detección
No detección Criterio Valor
de D
Muy escasa El defecto es obvio. Resulta muy improbable que no sea detectado por los controles existentes.
1
Escasa El defecto, aunque es obvio y fácilmente detectable, podría raramente escapar a algún control primario, pero sería posteriormente detectado
2-3
Moderada El defecto es una característica de bastante fácil detección 4-5
Frecuente Defectos de difícil detección que con relativa frecuencia llegan al cliente 6-7
Elevada El defecto es de naturaleza tal, que su detección es relativamente improbable mediante los procedimientos convencionales de control y ensayo.
8-9
Muy elevada El defecto con mucha probabilidad llegará al cliente, por ser muy difícil detectable.
10
Tabla 7. Clasificación de no detección
En la tabla 7. Como se observó son valores que se le determina al no detección de fallo.
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AMEF de la bomba de inyección de combustible
Página 1 de 2
Proyecto: Proceso. Nombre: Producto: Sistema de inyección de combustible AMEF # 1
Área responsable : Servició Líder del proyecto: Octavio Torres Ramírez Preparado por: TSU. Octavio Torres Ramírez
Otras aéreas involucradas: Fecha de liberación: 03/04/2013 Fecha AMEF original: 05/03/2013
Componente Descripción del proceso
Propósito del proceso
Modo de la falla potencial
Efecto-causa
Potenciales de la fallas
Sev (s)
Causa potencial de la
falla
Ocu (O)
Controles actuales
Det (D)
NPR Acciones
recomendadas Área /
responsable Acciones tomadas
SEV OCU DET NRP
Sistema de inyección de combustible
Inyectores Pulverización
del combustible
Baja presión
Baja potencia del
motor 7
Mala calibración
3 ECU 3 63 Servicio
0
Baja potencia del
motor 8
Tobera obstruida
3 Mantto.
preventivo 4 96 Servicio
8 3 1 24
Inyectores sucios o tapados
Baja potencia del
motor 7
Marcha mínima irregular o dispareja
6 ECU 9 378 7 6 1 42
Baja potencia del
motor 8
3
Mantto. preventivo
2 48 0
Toberas Conducción
del combustible
Fugas en el suministro de combustible
Baja potencia del
motor 7
Retenes o
Ligas dañados
4 Operador 2 56 0
Bomba de inyección de combustible
Inyección del combustible a inyectores
No arranca el motor
No arranca el motor
8
Solenoide de la
bomba no funciona
4 ECU 3 72 0
No arranca el motor
7 No llega
corriente al solenoide
4 ECU 2 56 0
No arranca
el motor 8
Bomba mal regulada o
fuera de tiempo
4 Operador
Tabla 4. AMEF de la bomba de inyección de combustible.
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ACCIONES TOMADAS EN:
Inyectores
La acción que se tomo fue que es necesario el remplazo de los inyectores ya que con una
limpieza y calibración no será suficiente porque en el menor tiempo vuelven a fallar y para ay
que remplazarlos.
Toberas
La acción que se tomo fue que es necesario implementar un programa de mantenimiento para
la limpieza de las toberas y así no tener fallas en estas.
Bomba de inyección de combustible
La acción que se tomo fue de que será necesario remplazar la bomba o en dado caso reparar
los componentes internos como mecánicos y electrónicos.
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AMEF de la bomba del agua
Página: 2 de 2
Proyecto: Proceso. Nombre: Producto: Análisis de la bomba del agua
AMEF # 2
Área responsable : Servició Líder del proyecto: TSU. Octavio Torres Ramírez Preparado por: TSU. Octavio Torres Ramírez
Otras aéreas involucradas: Fecha de liberación: 03/04/2013 Fecha AMEF original: 03/05/2013
Componente Descripción del proceso
Propósito del proceso
Modo de la falla potencial
Efecto-causa Potenciales de la fallas
Sev (s)
Causa potencial o mecanismo de la falla
Ocu (O)
Controles actuales Det
(D) NPR
Acciones recomendadas
Área / responsable
Acciones tomadas
SEV OCU DET NRP
Bomba del agua
Sellos
Retener el refrigerante
Fugas de refrigerante por el sello
Perdida de presión
8 Sello
deteriorado 4
Mantto preventivo
5 160 servicio 8 4 1 32
Fugas de refrigerante por el sello
Desgaste prematuro del sello de la bomba
6
Contaminación en el sistema
de enfriamiento
3 Mantto
preventivo 4 72 servicio
Impulsor de la bomba
La circulación
del refrigerante.
Corrosión Desgaste prematuro del sello
7
Una mezcla incorrecta de refrigerante con el agua
3 Mantto
preventivo 3 63 servicio
Tabla 5. AMEF de la bomba del agua.
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Acciones tomadas
Fugas de refrigerante por el sello
La decisión que se tomo fue de que se tiene que remplazar el sello y una vez que se haiga
remplazado verificar que se haya realizado correctamente y que esté funcionando
correctamente.
Por corrosión
La decisión que se tomo fue de drenar todo el sistema contaminado antes de remplazar la
bomba de agua. Se revisara la presión del sistema, y también se usara la mezcla correcta de
refrigerante y agua de acuerdo al manual del fabricante.
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Para concluir con este apartado se realizo el programa de mantenimiento preventivo de
acuerdo al manual del fabricante.
4.3. SERVICIO DE MANTENIMIENTO PREVENTIVO A RETROEXCAVADOR 310J
Tiempo (horas) Actividad
Según se requiera
Inspección de neumáticos y revisión de su inflado.
Revisión de los sujetadores de las ruedas.
Vaciado de agua y sedimentos de los separadores de agua.
Revisión o vaciado separadores de agua, filtro de combustible auxiliar (si lo
tiene).
Lubricación de pletinas de desgaste de patas de estabilizadores (sólo 315SJ
y 325J).
Limpieza o sustitución de filtros de aire fresco y de aire recirculado de la
cabina (si los tiene).
Limpieza o sustitución de elementos del filtro de aire del motor.
Lubricación de estrías de eje de transmisión de TDM (si la tiene).
Lubricación de cojinetes de ruedas delanteras no motrices (si las tiene).
Adición prolongador refrigerante según las tiras COOL-GARD II.
Lubricación del bastidor de desplazamiento lateral (sólo 315SJ y 325J).
Cada 10 horas o
diariamente
Revisión del nivel de aceite del depósito hidráulico.
Revisión del nivel de aceite del motor.
Revisión del nivel de refrigerante.
Inspección de tazones de separador de combustible / agua.
Lubricación de puntos de pivote de cargadora.
Lubricación de acoplador rápido de cargadora (si lo tiene).
Lubricación de pasador de pivote de eje delantero.
Lubricación de pivotes de estabilizadores y pasadores de cilindros.
Lubricación de pivotes de horquilla de cucharón de cargadora (si los tiene)
(325J solamente).
Lubricación de aguilón, cilindros de empuje y pivotes de retroexcavadora.
Lubricación de cilindro y pivotes del cucharón de la retroexcavadora.
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Cada 10 horas o
diariamente
Lubricación de cilindro de giro y pivotes de retroexcavadora.
Lubricación de las juntas universales del eje delantero de TDM (si la tiene).
Lubricación de pivotes de dirección del eje delantero no motriz (si los
tiene).
Lubricación de pivotes del cucharón universal (si lo tiene).
Lubricación de puntos pivote retroexcavadora y los extremos de vástagos de
cilindros.
Lubricación del acoplador de retroexcavadora (si lo tiene).
Lubricación de gato mecánico de acoplador de retroexcavadora (si lo tiene).
Cada 50 horas Revisión del Nivel de aceite de la transmisión.
Lubricación de adaptadores del acoplador de retroexcavadora (si lo tiene).
Cada 250 horas
Cambio del aceite de rodaje del motor y filtro.
Revisión del nivel de aceite de la caja de planetarios de TDM (si la tiene).
Revisión del nivel de aceite de la caja del eje delantero con TDM (si la
tiene).
Revisión nivel electrólito de baterías; limpieza y apriete de terminales.
Revisión del nivel de aceite del eje trasero.
Muestreo de aceite del motor.
Cada 500 horas
Revisión de la manguera de admisión de aire.
Revisión del par de apriete del perno entre el aguilón y el pasador del brazo.
Vacado de agua y sedimentos del depósito de combustible.
Cambio del aceite del motor y filtro.
Sustitución de los filtros de combustible.
Cambio separador agua del filtro auxiliar de combustible (si lo tiene)
Vaciado, calentamiento y llenado de aceite y sustitución del filtro de aceite
del motor.
Limpieza del tubo del respiradero del cárter del motor.
Muestreo de aceite de eje trasero.
Muestreo de combustible diesel.
Muestreo de aceite de transmisión.
Muestreo de aceite hidráulico.
Muestreo de refrigerante del motor.
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Cada 1000 horas
Cada 1000 horas
Cambio del filtro del respiradero del depósito hidráulico.
Sustitución de elementos de filtro de aire del motor.
Sustitución de filtros de aire fresco de cabina y recirculación.
Inspección de correa serpentina.
Limpieza, engrase y ajuste de cojinetes de ruedas delanteras no motrices (si
existen).
Cambio del filtro de aceite hidráulico.
Sustitución del respiradero de combustible.
Cambio de aceite de la transmisión y sustitución del filtro.
Revisión de refrigerante.
Cada 2000 horas
Ajuste del juego de las válvulas del motor.
Cambio de aceite del eje delantero con TDM (si existe).
Cambio de aceite de caja de planetarios de TDM la (si existe).
Cambio de aceite del depósito de aceite hidráulico.
Cambio de aceite del eje trasero y planetarios.
Inspección y limpieza del tamiz de llenado del depósito hidráulico.
Cada 6000 horas
Vaciado y llenado del sistema de enfriamiento del motor.
Tabla 6. Programa de mantenimiento de la retroexcavadora 301J
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RESULTADOS
Este proyecto nos permitirá prever las fallas que ocurren en los motores diesel, así como
identificar las causas que los producen.
También será factible observar que en algunos problemas no siempre es la falla del equipo
si no que esta también es causa del operador, el proyecto nos ayudará a darnos cuenta que
existen muchos causas que lo producen, así como también posibles soluciones que nos pueden
servir para evitar fallas.
Lo anterior nos permitirá obtener una solución que nos conduzca a reconocer y acceder a
reducir tiempos muertos, paros en la producción y costos elevados por reparaciones no
previstas o planeadas.
Finalmente mediante la elaboración del programa de mantenimiento preventivo, nos
permitirá aumentar la disponibilidad, confiabilidad y eficiencia de la máquina retroexcavadora
310J.
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CONCLUSIONES
Con la metodología propuesta de Análisis de Modos y Efectos de Falla AMEF es posible
recopilar una gran cantidad de información, así mismo, permite proporcionar acciones
correctoras que mejoran el proceso mediante la disponibilidad y confiabilidad de los Motores
Diesel, así como en la maquina en general.
La aplicación del AMEF a los motores diesel, tiene como finalidad recopilar y actualizar la
información sobre este. Para mejorar su plan de mantenimiento, y de esta forma reducir al
mínimo las probabilidades de que ocurran fallas inesperadas en estos motores.
Con la aplicación del AMEF nos damos cuenta de los distintos factores que afectan a los
Motores Diesel así como también los problemas que se presentan en la maquina.
Con la aplicación del AMEF nos ayudara a reducir todos estos problemas que se presenten
en el Motor Diesel y así la maquina incrementará su vida útil, su rendimientos y minimizará
sus costos de operación.
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BIBLIOGRAFÍA
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de 2013, de http://blog.pucp.edu.pe/media/avatar/665.pdf
Dounce, E. V. (2000). La Productividad en el Mantenimiento Industrial.
Garrido, S. G. (2003). Organización Y Gestión De Mantenimiento.
Numancia, J. M. (1999). Gestion del Mantenimiento .
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GLOSARIO
AMEF de diseño: Sirve como herramienta de optimación para el diseño del producto o
servicio.
AMEF de proceso: Sirve como herramienta de optimación antes de su traspaso a operaciones.
AMEF: Proceso sistemático para la identificación de las fallas potenciales.
Controles actuales: Son los controles diseñados para prevenir las posibles causas del fallo.
Detección: Es una estimación de la probabilidad de detectar, suponiendo que ha ocurrido la
falla.
Diagnostico: Proceso qué consiste medir, analizar y conceptualizar el estado de los sistemas,
equipos, maquinas, componentes o partes en relación con un estándar establecido.
ECU: unidad de control electrónica
Efecto de falla: Hecho o acontecimiento resultante cuando los sistemas, equipos,
componentes o partes han perdido capacidad para realizar su función.
Falla: Daño que impide el buen funcionamiento de la maquinaria o equipo.
Filosofía del mantenimiento: Principios, premisas y conceptos generales que guía la
organización y la ejecución del mantenimiento.
Mantenimiento: Son todas las acciones que tienen como objetivo mantener un articulo,
equipo, máquina o restaurarlo a un estado en el cual pueda llevar a cabo alguna función.
Modo de fallo: Es la manera en que una pieza o sistema no satisface la especificación dada.
Motor Diesel: El motor de combustión interna proporciona la potencia necesaria para mover
la maquina.
NPR: Es el número de prioridad de riesgo.
Ocurrencia: Estimar la frecuencia con la que se espera ocurra la falla debido a cada una de
las causas potenciales.
Severidad: Representa la gravedad de la falla para el cliente o para una operación posterior,
una vez que esta falla ha ocurrido.