46009841 3 Sistemas Auxiliares de Motores de Combustion Interna

Índice

3.- SISTEMAS AUXILIARES DE MOTORES DE COMBUSTION INTERNA 3.1 SISTEMA DE COMBUSTIBLE 3.1.1 PARTES, COMPONENTES Y FUNCIONAMIENTO 3.1.2 CARBURACION 3.1.3 SISTEMAS MOTORES

DE

INYECCION

DE

COMBUSTIBLE

PARA

3.1.4 MOTORES DE GASOLINA Y DIESEL 3.2 SISTEMA DE ESCAPE 3.2.1 PARTES, COMPONENTES Y SU FUNCIONAMIENTO 3.2.2 TURBOCOMPRESORES Y SOPLADORES 3.3 SISTEMAS DE ENFRIAMIENTO 3.3.1 PARTES, COMPONENTES Y FUNCIONAMIENTO 3.4 SISTEMAS DE INYECCION 3.4.1 PARTES, COMPONENTES Y FUNCIONAMIENTO 3.4.2 SISTEMA DE ENCENDIDO CONVENCIONAL 3.4.3 SISTEMA DE ENCENDIDO ELECTRICO 3.5 SISTEMA DE LUBRICACION 3.5.1 PARTES COMPONENETES Y SU FUNCIONAMIENTO 3.5.2 CARACTERISTICAS DE LOS TIPOS DE ACEITE UTILIZADOS EN MOTORES DE COMBUSTION INTERNO 3.6 SISTEMAS ANTICONTAMINANTES 3.6.1 TIPOS Y FUNCIONAMIENTO

3.- SISTEMAS AUXILIARES DE MOTORES DE COMBUSTION INTERNA 3.1 SISTEMA DE COMBUSTIBLE

El combustible es el elemento necesario para producir la potencia necesaria que mueve a un vehículo. En la actualidad son varios los combustibles que pueden ser utilizados en los motores; el diesel y la gasolina son los más comunes pero también se pueden utilizar: el gas licuado de petróleo (LP), el gas natural comprimido (GNC), el gas natural licuado (GNL), el propano, el metanol, el etanol y otros. Para obtener el máximo aprovechamiento de la energía del combustible se requiere mezclar con el oxígeno, el cual es obtenido del aire y así generar la combustión. Tres son los factores que influyen en el fenómeno de combustión y éstos son: 1. La temperatura La temperatura de la cámara de combustión es fundamental para generar una buena combustión. Generalmente a mayor temperatura se tiene una mejor combustión, sin embargo esto afecta las emisiones de óxidos de nitrógeno (NOx) las cuales se incrementan al tener mayores temperaturas. Las temperaturas bajas generan una mala combustión y generalmente provocan altas emisiones de hidrocarburos no quemados (HC) y de monóxido de carbono (CO). 2. La turbulencia Se refiere a la forma en la cual se mezclan el aire y el combustible. En este sentido los fabricantes han tratado por diferentes medios de incrementar la turbulencia, algunas veces a través del diseño del múltiple de admisión, de la cabeza del pistón, de la forma de la cámara, etc. 3. El tiempo de residencia Se refiere al tiempo que la mezcla aire combustible permanece dentro de la cámara de combustión. En este tiempo, la mezcla aire combustible debería quemarse completamente. Un sistema de combustible que no cumpla los requisitos necesarios puede producir los siguientes efectos: • Sobre consumo de combustible

• Desgaste prematuro de partes por contaminación del lubricante con combustible y provocar adelgazamiento de la película lubricante • Falta de potencia • Daño al convertidor catalítico • Fugas de combustible • Conatos de incendio Es por todo esto importante conocer como trabaja el sistema de combustible, las acciones que pueden afectar de manera negativa al desempeño del vehículo. Objetivo El sistema de combustible tiene varios objetivos; entre ellos se pueden mencionar los siguientes: Proporcionar la mezcla adecuada de aire-combustible acorde a las condiciones de operación del vehículo Mezclar el aire y el combustible para el mejor aprovechamiento del combustible Dosificar el combustible o la mezcla aire-combustible en la cámara de combustión.

Para cumplir con estos objetivos existen diferentes sistemas de combustible entre ellos, se tienen: los sistemas carburados o de admisión natural y los sistemas de inyección que pueden ser por el tipo de inyección:  Sistema carburado o de admisión natural  Sistema de inyección

3.1.1 PARTES, COMPONENTES Y FUNCIONAMIENTO

El sistema de combustible alimenta el motor a gasolina o diesel que necesita un automóvil para funcionar. Si alguna de las partes del sistema de combustible falla, el motor no funcionará.

En el tanque hay una unidad que informa al instrumento de medición la cantidad de gasolina en el depósito. El dato se puede leer en el tablero de instrumentos del coche. La bomba de combustible (bomba de nafta) se encuentra instalada en el tanque de combustible en los vehículos nuevos. En el recorrido de la vía de combustible en los autos de años anteriores. Los automóviles viejos tienen la bomba de combustible cerca del motor o a mitad de camino entre el tanque de combustible y el motor del coche. Si la bomba se encuentra en el tanque de combustible o en la carrocería a mitad de camino entonces funciona a electricidad con la batería del auto. Las que se encuentran cerca del motor aprovechan el movimiento del mismo para bombear el combustible y lo consiguen por acople mecánico. Los filtros de combustible son elementos críticos. El combustible limpio es indispensable para la vida útil y el rendimiento del motor a explosión. Los inyectores de combustible tienen pequeñas aberturas que se obstruyen fácilmente, por lo tanto filtrar el combustible es la única forma de prevenir tal accidente. Los filtros pueden estar antes o después de la bomba de combustible, a veces puede haber uno de cada lado. Los inyectores de combustible se comenzaron a aplicar en los autos domésticos a partir de 1986 en el vehículo de fábrica (Coche de serie). En lugar de hacer la mezcla entre combustible y aire como en el carburador, una computadora controla cuando los inyectores se abren dentro del motor. Es un sistema diferente al del ya bien conocido carburador. Este sistema resulta en una disminución de las emisiones contaminantes y en una mayor economía de combustible. El "inyector de combustible" es básicamente una pequeña válvula eléctrica que abre y cierra con señales eléctricas. Por inyectar el combustible cerca de la cabeza del cilindro, es atomizado en pequeñas partículas, de tal modo puede quemar mejor

cuando la ignición ocurre por la chispa de la bujía en cada cilindró del motor a explosión.

3.1.2 CARBURACION

El sistema carburado cuenta con un carburador el cual se encarga de dosificar la mezcla aire combustible a la cámara de combustión utilizando el principio de tubo Venturi, es decir, generando un vacío en la parte más estrecha del tubo lo cual provoca la succión del combustible al pasar el aire por este estrechamiento. El control de la dosificación se lograba en los primeros sistemas utilizando únicamente medios mecánicos, (palancas, émbolos, diafragmas, etc.) en los últimos carburadores se contaba ya con controles electrónicos. Estos sistemas tienen las siguientes características:  Son sistemas relativamente sencillos con pocos componentes  El principio de funcionamiento es por la depresión que se genera en el tubo Venturi que es la parte fundamental del diseño La velocidad del aire es mayor que la del combustible, por lo cual el combustible es arrastrado por el aire.  Generalmente proporcionan mezclas ricas de aire-combustible  Son fáciles de instalar  Son de precio bajo  No permiten un control estricto de las emisiones contaminantes  No permiten una dosificación homogénea a todos los cilindros  La presión del sistema de combustible es del orden de 5 lb/pulg2

PARTES DE UN SISTEMA DE COMBUSTIBLE CON CARBURADOR

Al sistema carburado lo forman: 1. Tanque o depósito de combustible

2. Filtro de combustible 3. Líneas de combustible 4. Bomba de combustible mecánica (de diafragma) 5. Múltiple de admisión 6. Carburador 7. Ahogador o “choke” 8. Válvula de aceleración 9. Línea de retorno 10. Filtro de aire

3.1.3 SISTEMAS MOTORES

DE

INYECCION

DE

COMBUSTIBLE

PARA

Los sistemas de inyección de combustible permiten mejorar la dosificación del combustible debido a que el combustible es inyectado a una presión mayor en la corriente de aire, esto permite un mejor mezclado del aire con el combustible y generalmente se tiene un mejor aprovechamiento del combustible y un nivel menor de emisiones. Los inyectores utilizados en los motores de gasolina, generalmente son controlados electrónicamente lo cual permite tener un control muy preciso del tiempo de inyección y de la cantidad de combustible inyectada. Los sistemas de inyección de combustible presentan las siguientes características: • Son sistemas más complicados y tienen más componentes • El principio de funcionamiento es por la presión con la que se inyecta el combustible, lograda por la bomba de alimentación y el regulador de presión del sistema • La velocidad del aire es menor que la del combustible, por lo cual el combustible es mezclado mejor con el aire. • Generalmente proporcionan mezclas aire-combustible pobres • Son de precio medio y alto • Permiten un control estricto de las emisiones contaminantes • Permiten una dosificación homogénea a todos los cilindros • La presión del sistema de combustible es del orden de 35 a 70 lb/pulg2 en motores de gasolina y mucho mayores en motores diesel (mayores de 3,000 lb/ pulg2).

El combustible es succionado del tanque de combustible por la bomba la cual se encuentra generalmente dentro del tanque, pasando por el filtro de combustible. La bomba incrementa la presión y lo envía a través de la línea de combustible hacia el regulador donde se controla la presión a la cual será inyectado. El regulador se encarga de enviar el combustible hacia el tren de inyectores y de éste al inyector el cual se encuentra en el puerto de admisión. El aire entra a través del filtro de aire (donde está el sensor de aire) y pasa a través del cuerpo de aceleración donde se tiene la válvula de aceleración la cual está acoplada al pedal del acelerador.

La posición de esta válvula definirá la potencia demandada, la cantidad de combustible necesaria será definida por la computadora (la cual toma la señal de la posición de la válvula de aceleración y de la temperatura del motor entre otras) y suministrada a través de los inyectores. La cantidad de combustible que no sea requerida se envía al tanque a través de la línea de retorno.

SISTEMAS DE INYECCIÓN MONOPUNTO

Los sistemas de inyección monopunto tienen la característica de que un inyector alimenta a más de un cilindro, de tal manera que permiten una mejor dosificación de la mezcla aire combustible. Este inyector se coloca generalmente en el cuerpo de aceleración y es de

mayor tamaño multipuntos.

que

los

inyectores

utilizados

en los

PARTES DEL SISTEMA DE INYECCIÓN MONOPUNTO

Al sistema de inyección monopunto lo forman: 1. Tanque o depósito de combustible 2. Filtro de combustible 3. Bomba de combustible 4. Líneas de combustible 5. Regulador de presión 6. Inyector 7. Cuerpo de aceleración 8. Válvula de aceleración 9. Línea de retorno 10. Módulo de control electrónico (computadora) 11. Sensores de aire 12. Sensor de posición de la válvula de aceleración 13. Sensor de la posición del cigüeñal 14. Sensor de oxígeno

sistemas

CIRCUITO DEL COMBUSTIBLE El combustible es succionado del tanque de combustible por la bomba la cual se encuentra generalmente dentro del tanque, pasando por el filtro de combustible. La bomba incrementa la presión y envía el combustible a través de la línea de combustible hacia el regulador donde se controla la presión a la cual será inyectado. El regulador se encarga de enviar el combustible hacia el inyector el cual se encuentra encima del cuerpo de aceleración donde se tiene la válvula de aceleración la cual está acoplada al pedal del acelerador. La posición de esta válvula definirá la potencia demandada, la cantidad de combustible necesaria será definida por la computadora (la cual toma la señal de la posición de la válvula de aceleración y de la temperatura del motor entre otras) y suministrada a través del inyector. La cantidad de combustible que no sea requerida se envía al tanque a través de la línea de retorno.

SISTEMAS DE INYECCIÓN MULTIPUNTO Los sistemas de inyección multipunto tienen la característica de que se tiene un inyector para cada cilindro, de tal manera que permiten una mejor dosificación de la mezcla aire combustible. Estos inyectores se colocan generalmente en el puerto de admisión, que es la zona en la cual se encuentra la válvula de admisión antes de la cámara de combustión. Algunos fabricantes le denominan sistema de inyección multipuertos.

PARTES DEL SISTEMA DE INYECCIÓN MULTIPUNTO

Al sistema de inyección multipunto lo forman: 1.- Tanque o depósito de combustible 2.- Filtro de combustible 3.- Bomba de combustible 4.- Líneas de combustible 5.- Regulador de presión 6.- Riel de inyectores 7.- Inyectores 8.- Puerto de admisión 9.- Cuerpo de aceleración 10.- Válvula de aceleración 11.- Línea de retorno 12.- Módulo de control electrónico (computadora) 13.- Sensores de aire 14.- Sensor de posición de la válvula de aceleración 15.- Sensor de la posición del cigüeñal 16.- Sensor de temperatura del motor 17.-Sensor de oxígeno

3.1.4 MOTORES DE GASOLINA Y DIESEL

Gasolina

El sistema de combustible de un motor a gasolina tiene como misión el entregar la cantidad correcta de combustible limpio a su debido tiempo en la cámara de combustión del motor. Elementos generales del sistema. Suelen ser parecidos en todos los fabricante de motores a gasolina, sin embargo puede ser que en algún caso no estén todos en un motor determinado

1. Tanque o depósito de combustible: Es el elemento donde se guarda el combustible 2. Filtro de combustible: Es el principal filtro de combustible, tiene el paso más fino, por lo que generalmente es el que se tiene que cambiar más habitualmente. 3. Bomba de combustible: Es la que impulsa el combustible a cada cilindro con la presión adecuada para su pulverización en el cilindro. Hay muchos modelos y marcas de bombas de inyección. 4. Líneas de combustible: Son las tuberías por donde circula el combustible en todo el circuito. 5. Regulador de presión: Es el que se encarga de mantener la línea de combustible a una misma presión. 6. Inyector: Son los elementos que pulverizan el combustible en la precámara o cámara de combustión.

Diesel

El sistema de combustible de un motor diesel tiene como misión el entregar la cantidad correcta de combustible limpio a su debido tiempo en la cámara de combustión del motor. Elementos generales del sistema.

Suelen ser parecidos en todos los fabricante de motores diesel, sin embargo puede ser que en algún caso no estén todos en un motor determinado, o que monte algún otro componente.

• Deposito de combustible: Es el elemento donde se guarda el combustible para el gasto habitual del motor. Generalmente suele estar calculado para una jornada de 10 horas de trabajo teniendo en cuenta el consumo normal del motor. • Líneas de combustible. Son las tuberías por donde circula el combustible en todo el circuito. • Filtro primario: Generalmente a la salida del depósito de combustible, suele ser de rejilla y solamente filtra impurezas gruesas. • Bomba de transferencia: Movida por el motor, es las líneas de

alta presión de combustible que presuriza el sistema hasta la bomba de inyección, puede ir montada en lugares distintos dependiendo del fabricante del motor. • Filtro primario: Se puede usar generalmente como decantador de agua e impurezas más gruesas. • Bomba de cebado: Sirve para purgar el sistema cuando se cambian los filtros o se desceban las tuberías. Puede ser manual y en motores más modernos eléctrica.

• Filtro secundario: Es el principal filtro de combustible, tiene el paso más fino, por lo que generalmente es el que se tiene que cambiar más habitualmente. • Válvula de purga: Va situada generalmente en el filtro secundario y sirve para purgar el sistema, es decir, expulsar el aire cuando se esta actuando sobre la bomba de cebado. • Válvula de derivación: Sirve para hacer retornar al tanque de combustible el sobrante del mismo, que impulsado por la bomba de transferencia, no es necesario para el régimen del motor en ese momento. • Bomba de inyección: Es la que impulsa el combustible a cada cilindro con la presión adecuada para su pulverización en el cilindro. Hay muchos modelos y marcas de bombas de inyección. Ver artículo aparte de inyección y sus sistemas. • Colector de la bomba de inyección: Es la tubería que devuelve el sobrante de la bomba de inyección. • Inyectores: Son los elementos que pulverizan el combustible en la precámara o cámara de combustión.

3.2 SISTEMA DE ESCAPE

3.2.1 PARTES, COMPONENTES Y SU FUNCIONAMIENTO

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. El principio de operación se basa en las leyes de conducción de gases por cañerías y por el estudio de las ondas generadas por el flujo alternativo. Los gases producto de la combustión, son expulsados por el pistón en su carrera ascendente y salen a través de la válvula de escape al múltiple o conducto colector, de este, el sistema puede derivar en uno o varios catalizadores (motor vehicular) para disminuir las emisiones de los gases peligrosos y de allí al silenciador para disminuir el nivel sonoro del sistema. Pueden haber en el sistema uno o más censores de distinta índole en combinación con una unidad de control y actuadores para controlar o para medir algún parámetro de la combustión.

Este sistema funciona bien si el flujo de gases hacia el exterior es continuo, de caudal acorde al régimen de marcha del motor y con pérdidas de carga admisibles requeridas por el fabricante del motor. La calidad del combustible utilizado, es importante en los sistemas con catalizador, ya que éste puede contaminarse. El control principal a realizar, es la medición de la pérdida total de carga del flujo de gases suma de las pérdidas parciales al atravesar cada componente del sistema y además un control de la calidad de los gases de escape (composición), especialmente en aquellos sistemas que tienen catalizador. Las fallas más comunes de este sistema es el taponamiento de los conductos, por el depósito de partículas carbonosas, producto de una mala combustión, la obstrucción o contaminación de un catalizador o la rotura de un sensor.

Las reparaciones posibles son fundamentalmente la limpieza de los conductos, para extraer los depósitos de carbón, o el reemplazo de un componente como el catalizador si esta contaminado, el silenciador si está roto, o un sensor si la señal es defectuosa.

Las precauciones a tomar cuando se trabaja en este sistema son principalmente esperar a que se enfríe, si se realizan observaciones con el motor en marcha debe hacerse en un lugar ventilado ya que las emanaciones de gases son nocivas a la salud. Para disminuir emanaciones de gases nocivos al medio ambiente, deben controlarse los parámetros que intervienen en la combustión, y en los casos con catalizador, que no se encuentre obstruido ni contaminado.

3.2.2 TURBOCOMPRESORES Y SOPLADORES

Para llevar a cabo la combustión completa de los hidrocarburos del combustible, es necesario aportar la cantidad suficiente de oxígeno, el cual no está en cantidad mayoritaria en el aire.

Cuanto más aire y combustible seamos capaces de introducir en los cilindros del motor, mayor será la potencia que se podrá obtener, pero mayor será la masa de aire necesaria para quemarlo; de esta necesidad surge la idea de los motores sobrealimentados. La carga fresca entra al cilindro a una presión muchísimo mayor a la presión de entrada del compresor, y por tanto la temperatura de entrada será igualmente alta. La sobrealimentación consiste en establecer a la entrada de los cilindros del motor una atmósfera de aire con una densidad superior a la normal de forma que para un mismo volumen de aire, la masa de ese aire es mayor; para ello se utilizan una serie de accesorios que serán diferentes según el tipo de sobrealimentador que se utilice. El turbocompresor o turboalimentador es básicamente un compresor accionado por los gases de escape, cuya misión fundamental es presionar el aire de admisión, para de este modo incrementar la cantidad que entra en los cilindros del motor en la carrera de admisión, permitiendo que se queme eficazmente más cantidad de combustible. De este modo, el par motor y la potencia final pueden incrementarse hasta un 35%, gracias a la acción del turbocompresor. Este dispositivo ha sido proyectado para aumentar la eficiencia total del motor. La energía para el accionamiento del turbocompresor se extrae de la energía desperdiciada en el gas de escape del motor, está compuesto de una rueda de turbina y eje, una rueda de compresor, un alojamiento central que sirve para sostener el conjunto rotatorio, cojinetes, un alojamiento de turbina y un alojamiento de compresor. La rueda de turbina está situada en el alojamiento de turbina y está montada en un extremo del eje de turbina. La rueda del compresor está situada en el alojamiento del compresor y está montada en el extremo opuesto del eje de la rueda de turbina para formar un conjunto integral rotatorio. El conjunto rotatorio se compone de una rueda de turbina y eje formando conjunto, un aro de pistón, un espaciador de empuje, rueda de compresor y tuerca de retención de rueda. El conjunto rotatorio se apoya sobre dos cojinetes lubricados a presión mantenidos en el alojamiento central por aros de resorte. Conductos internos de aceite están perforados en el alojamiento central para proveer lubricación a los cojinetes de eje de rueda de turbina, la arandela de empuje, collarín de empuje y espaciador de empuje.

El alojamiento de la turbina es una pieza de fundición de aleación resistente al calor que aloja la rueda de turbina y proporciona una entrada embridada de gas de escape del motor y una salida axialmente situada de gas de escape del turbocompresor. El alojamiento de turbina está empernado al extremo de turbina del alojamiento central, proporcionando así un conjunto compacto y libre de vibraciones. El alojamiento de compresor que aloja la rueda de compresor provee una entrada de aire de ambiente y una salida de descarga de aire comprimido. El alojamiento de compresor está sujeto por abrazaderas al extremo de compresor del alojamiento central.

SUPERCARGADOR

Realmente no hay un gran misterio con el turbocargador. A medida que una mayor cantidad de aire penetre en el motor, mayor es la cantidad de combustible que puede quemar. Así que, permaneciendo constante todo lo demás, a medida que más aire entre, mayor es la potencia que sale. Los supercargadores (y sus primos, los turbocargadores) son usados para introducir más aire dentro del motor. Para ayudar a suministrarle aun motor un volumen mayor de aire, éste debe ser forzado. Esto se consigue con un dispositivo llamado de inducción forzada.

Los supercargadores son simplemente bombas de aire que reciben su mando del motor. Según es usado en los autos de pasajeros, los supercargadores reciben el mando por una correa desde el eje del cigüeñal, aun ritmo más rápido que la velocidad del motor. Debido a que cierta potencia del motor es consumida por el supercargador, la ganancia de potencia obtenida es muy superior a dicho consumo. Hay varios tipos de diseños de supercargadores, y el más común es la variedad Roots. En este diseño, la potencia del motor activa un eje que atraviesa toda la longitud de la cubierta del supercargador. Este eje se acopla a través de engranajes aun segundo eje, paralelo a él, también dentro de la cubierta. Ambos ejes tienen roto res con lóbulos que son los que se acoplan entre sí, como un engranaje muy grueso del tipo de 2 ó 3 dientes. Los ejes de los rotores con lóbulos casi tocan el interior de la cubierta. Los rotores dan vuelta de manera que los lóbulos se separen justo en la admisión de la cubierta, absorbiendo aire dentro de ésta. A medida que los rotores giran y sus lóbulos se separan uno de otro, cada uno lleva al interior de la cubierta el aire fresco atrapado en sus lóbulos. Cuando los lóbulos se vuelven a encontrar en el escape de la cubierta, los lóbulos mezcladores de los rotores obligan el aire a fluir dentro del múltiple de admisión. El girar constante de los rotores trae más aire dentro del motor del que éste puede consumir, lo que ocasiona que la acumulación de aire ejerza presión sobre el múltiple. Cuando las válvulas individuales de admisión de los cilindros se abren, el aire a presión es forzado dentro de los cilindros. Para prevenir un peligroso incremento de presión en el múltiple admisión, una válvula controlada por la computadora del motor abre, permitiendo que el aire recircule de nuevo hacia el lado admisión del supercargador. Esta válvula también regula el nivel refuerzo según las condiciones de funcionamiento del motor.

de se de de

Como el supercargador está conectado directamente al motor por medio de una correa, su refuerzo se consigue a todas las velocidades del motor. Esto proporciona un mejor rendimiento en toda la gama de velocidades, incluyendo las de crucero.

3.3 SISTEMAS DE ENFRIAMIENTO

3.3.1 PARTES, COMPONENTES Y FUNCIONAMIENTO La temperatura es un parámetro que afecta de manera importante el funcionamiento de los motores de combustión interna modernos. En algunas partes del motor se tienen temperaturas mayores de 1000°C (cámara de combustión), en algunos casos los gases de escape salen a 550°C. En un motor más de la tercera parte de energía que se le

suministra a través del combustible se pierde en forma de calor. El sistema de enfriamiento es el que se encarga de que los diferentes componentes del motor se mantengan en temperaturas seguras y así evitar que el motor sufra desgastes prematuros o daños importantes y lograr con ello su máximo rendimiento. Algunas partes del motor que se deben enfriar constantemente son: • Cámara de combustión •

Parte alta del cilindro

•

Cabeza del pistón

•

Válvulas de escape y de admisión

•

Cilindro

Los sistemas de enfriamiento modernos están diseñados para mantener una temperatura homogénea entre 82° y 113°C. Un sistema que no cumpla los requisitos que se exigen puede producir los siguientes efectos: • Desgaste prematuro de partes por sobrecalentamiento, en especial en el pistón con la pared del cilindro • Preignición y detonación • Daño a componentes del motor o accesorios (radiador, bomba de agua, cabeza del motor, monoblock, bielas, cilindros, etc.) • Corrosión de partes internas del motor • Entrada de refrigerante a las cámaras de combustión • Fugas de refrigerante contaminando el aceite lubricante • Evaporación del lubricante • Formación de películas indeseables sobre elementos que transfieren calor como los ductos del radiador • Sobreconsumo de combustible • Formación de lodos por baja o alta temperatura en el aceite lubricante Es por todo esto importante conocer cómo trabaja el sistema de enfriamiento, las características que debe tener un buen refrigerante

o “anticongelante” y las acciones que pueden afectar de manera negativa al enfriamiento del motor. OBJETIVO DEL SISTEMA DE ENFRIAMIENTO

• Reducir la temperatura dentro de rangos seguros de operación para los diferentes componentes, tanto exteriores como interiores del motor • Disminuir el desgaste de las partes • Reducir el calentamiento de los elementos de la máquina que se mueven unos con respecto a otros • Mantener una temperatura desempeño del motor

óptima

para

obtener

el

mejor

Para cumplir con estos objetivos el sistema cuenta con el refrigerante que es la sustancia encargada de transferir el calor hacia el aire del medio ambiente, y debe tener las siguientes características: • Mantener el refrigerante en estado líquido evitando su evaporación. Esto se logra al cambiar el punto de evaporación de la sustancia refrigerante • Mantener el refrigerante en estado líquido evitando la formación de hielo al bajar la temperatura ambiente, esto se logra al cambiar el punto de congelación de la sustancia refrigerante • Evitar la corrosión • Tener una gran capacidad para intercambiar calor El agua es el fluido de enfriamiento básico porque es abundante, barato y fluye con facilidad. Los productos químicos que contiene un buen anticongelante mejoran las propiedades del agua y la convierten en un excelente fluido de enfriamiento. Estas sustancias están diseñadas para reducir la formación de espuma, reducir cavitación y evitar la corrosión. La base de casi todos los anticongelantes es el etilenglicol o el propilenglicol. Casi todos los fabricantes recomiendan una mezcla de 50% de anticongelante y agua (mitad y mitad), en áreas muy frías la mezcla puede ser más concentrada pero el límite es 67% (2/3 de anticongelante y 1/3 de agua).

CLASIFICACIÓN DE LOS SISTEMAS DE ENFRIAMIENTO

Los sistemas de enfriamiento se clasifican generalmente de acuerdo al tipo de elemento utilizado para enfriar el motor En algunos casos es un líquido y en otros es aire. Ambos Elementos presentan características muy particulares. En sistemas que manejan aire como elemento refrigerante, se requieren grandes cantidades de este elemento para enfriar al motor, por lo cual su uso está restringido a motores pequeños (como en el caso de algunas motocicletas) o en condiciones muy específicas. Generalmente el aire es llevado al exterior del cilindro el cual cuenta con una serie de aletas para mejorar la transferencia de calor, en otras ocasiones el aire es utilizado además para enfriar un radiador por el cual circula el aceite lubricante y es éste el que realmente enfría al motor. Estos sistemas son muy confiables ya que no presentan fugas de la sustancia refrigerante pero no son tan eficientes como los que utilizan una sustancia líquida además de que proporcionan un mejor control de la temperatura en los cilindros y la cámara de combustión. Al sistema de enfriamiento por aire lo forman: 1. Ventilador (algunos mecánicos le llaman turbina) 2. Mangueras 3. Termostato 4. Poleas y bandas 5. Aletas en el cilindro 6. Bulbo de temperatura 7. Radiador de aceite

8. Tolva

CIRCUITO DEL SISTEMA DE ENFRIAMIENTO POR AIRE EN EL MOTOR Una banda acoplada a la polea del cigüeñal mueve la polea del ventilador, esto provoca el movimiento del aire por la tolva hacia las aletas de los cilindros del motor. La cantidad de aire introducida se determina por la posición de las mamparas controladas por el termostato, una vez que son enfriados los cilindros parte del aire se hace pasar hacia un radiador el cual contiene el aceite lubricante para bajar su temperatura. El aire caliente es desechado del motor a través de unas rejillas y se vuelve a introducir aire fresco para iniciar el ciclo. En algunos vehículos este aire caliente se introduce a la cabina como parte del sistema de calefacción y mejorar las condiciones de confort de la misma.

PARTES DEL SISTEMA DE ENFRIAMIENTO POR LÍQUIDO

Al sistema de enfriamiento por líquido lo forman: 1. Radiador 2. Tapón de radiador 3. Mangueras 4. Termostato 5. Ventilador 6. Tolva 7. Bomba de agua 8. Poleas y bandas 9. Depósito recuperador (pulmón) 10. Camisas de agua 11. Intercambiador de calor (de aceite para motores a diesel) 12. Bulbo de temperatura

CIRCUITO DEL LÍQUIDO REFRIGERANTE EN EL MOTOR

Una banda acoplada a la polea del cigüeñal mueve la polea de la bomba de agua, ésta provoca el movimiento del líquido refrigerante del motor hacia el radiador, en él se hace pasar una corriente de aire movida por el ventilador hacia el líquido refrigerante, lo que le permite bajar su temperatura y, a través de unas mangueras, este líquido retorna hacia el motor para volver a iniciar el ciclo. El líquido que entra al motor transfiere parte del calor generado en la cámara de combustión removiéndolo de la parte superior del cilindro, de las válvulas de admisión y de escape, y del mismo cilindro a través de las camisas que lo envuelven y que forman parte del monoblock. Este líquido caliente es impulsado por la bomba de agua y enviado hacia el radiador pasando por el termostato concluyendo así el ciclo. Cuando el motor está por debajo de la temperatura de operación, el termostato bloquea el flujo de agua hacia el radiador, circulando éste solamente por las camisas de agua para elevar la temperatura de manera homogénea hasta un nivel óptimo.

En días fríos el termostato permite apenas la circulación de refrigerante suficiente a través del radiador para eliminar el exceso de calor y mantener una temperatura adecuada en el motor. En días calurosos es probable que el termostato esté abierto por completo.

3.4 SISTEMAS DE INYECCION

Ventajas de la inyección Consumo reducido: Con la utilización de carburadores, en los colectores de admisión se producen mezclas desiguales de aire/gasolina para cada cilindro. La necesidad de formar una mezcla que alimente suficientemente incluso al cilindro más desfavorecido obliga, en general, a dosificar una cantidad de combustible demasiado elevada. La consecuencia de esto es un excesivo consumo de combustible y una carga desigual de los cilindros. Al asignar un inyector a cada cilindro, en el momento oportuno y en cualquier estado de carga se asegura la cantidad de combustible, exactamente dosificada. Mayor potencia: La utilización de los sistemas de inyección permite optimizar la forma de los colectores de admisión con el consiguiente mejor llenado de los cilindros. El resultado se traduce en una mayor potencia específica y un aumento del par motor. Gases de escape menos contaminantes: La concentración de los elementos contaminantes en los gases de escape depende directamente de la proporción aire/gasolina. Para reducir la emisión de contaminantes es necesario preparar una mezcla de una determinada proporción. Los sistemas de inyección permiten ajustar en todo momento la cantidad necesaria de combustible respecto a la cantidad de aire que entra en el motor. Arranque en frío y fase de calentamiento:

Mediante la exacta dosificación del combustible en función de la temperatura del motor y del régimen de arranque, se consiguen tiempos de arranque más breves y una aceleración más rápida y segura desde el ralentí. En la fase de calentamiento se realizan los ajustes necesarios para una marcha redonda del motor y una buena admisión de gas sin tirones, ambas con un consumo mínimo de combustible, lo que se consigue mediante la adaptación exacta del caudal de éste.

3.4.1 PARTES, COMPONENTES Y FUNCIONAMIENTO

Clasificación de los sistemas de inyección. Se pueden clasificar en función de cuatro características distintas:

1. Según el lugar donde inyectan. 2. Según el número de inyectores. 3. Según el número de inyecciones. 4. Según las características de funcionamiento.

1. Según el lugar donde inyectan: INYECCION DIRECTA: El inyector introduce el combustible directamente en la cámara de combustión. Este sistema de alimentación es el mas novedoso y se esta empezando a utilizar ahora en los motores de inyección gasolina como el motor GDi de Mitsubishi o el motor IDE de Renault.

INYECCION INDIRECTA: El inyector introduce el combustible en el colector de admisión, encima de la válvula de admisión, que no tiene por qué estar necesariamente abierta. Es la más usada actualmente.

2. Según el número de inyectores:

INYECCION MONOPUNTO: Hay solamente un inyector, que introduce el combustible en el colector de admisión, después de la mariposa de gases. Es la más usada en vehículos turismo de baja cilindrada que cumplen normas de antipolución. INYECCION MULTIPUNTO: Hay un inyector por cilindro, pudiendo ser del tipo "inyección directa o indirecta". Es la que se usa en vehículos de media y alta cilindrada, con antipolución o sin ella.

3. Según el número de inyecciones:

INYECCION CONTINUA: Los inyectores introducen el combustible de forma continua en los colectores de admisión, previamente dosificada y a presión, la cual puede ser constante o variable.

INYECCION INTERMITENTE: Los inyectores introducen el combustible de forma intermitente, es decir; el inyector abre y cierra según recibe órdenes de la centralita de mando. La inyección intermitente se divide a su vez en tres tipos:

SECUENCIAL: El combustible es inyectado en el cilindro con la válvula de admisión abierta, es decir; los inyectores funcionan de uno en uno de forma sincronizada.

SEMISECUENCIAL: El combustible es inyectado en los cilindros de forma que los inyectores abren y cierran de dos en dos.

SIMULTANEA: El combustible es inyectado en los cilindros por todos los inyectores a la vez, es decir; abren y cierran todos los inyectores al mismo tiempo.

5. Según las características de funcionamiento:

• INYECCIÓN MECANICA (K-jetronic) • INYECCIÓN ELECTROMECANICA (KE-jetronic) • INYECCIÓN ELECTRÓNICA Dijijet, Digifant, etc.)

(L-jetronic,

LE-jetronic,

motronic,

3.4.2 SISTEMA DE ENCENDIDO CONVENCIONAL

Cuando se habla de sistema de encendido generalmente nos referimos al sistema necesario e independiente capaz de producir el encendido de la mezcla de combustible y aire dentro del cilindro en los motores de gasolina o LPG, conocidos también como motores de encendido por chispa, ya que en el motor Diesel la propia naturaleza de la formación de la mezcla produce su auto-encendido. En los motores de gasolina resulta necesario producir una chispa entre dos electrodos separados en el interior del cilindro en el momento justo y con la potencia necesaria para iniciar la combustión. Este sistema provee la energía eléctrica necesaria para producir el encendido de la mezcla combustible. Su importancia radica en que su presencia garantiza el inicio de la combustión en los motores que funcionan bajo el principio del ciclo Otto, produciendo una chispa que enciende la mezcla combustible. La función principal es la de convertir energía eléctrica de baja tensión en alta tensión y distribuirla a cada uno de los cilindros del motor.

Consta básicamente de: un generador de corriente o batería, un arrollamiento primario, un interruptor mecánico, un condensador, arrollamiento secundario, un distribuidor y bujías. El funcionamiento es el siguiente: el generador de corriente o una batería suministra energía eléctrica que circula a través de un interruptor mecánico y un condensador a un circuito primario de una bobina, cuando se abre el interruptor se produce una variación rápida, ayudada por el condensador, del campo magnético, que produce el paso de corriente por el arrollamiento primario, lo cual induce en el arrollamiento secundario una tensión muy elevada (14000 o 20000 V), esta tensión se distribuye al cilindro correspondiente de acuerdo a la secuencia de encendido y provoca en los extremos de una bujía una chispa en el interior del motor, que es la que enciende finalmente la mezcla combustible. El funcionamiento de este sistema se puede verificar, si el funcionamiento del motor se produce de manera uniforme y sin interrupciones. Para asegurarnos que cada componente funciona bien, se pueden realizar mediciones eléctricas de continuidad, si esta existe no debería haber problemas. El componente más difícil de inspeccionar es la bujía, ya que puede no presentar fallas cuando se la prueba en condiciones que no son las de funcionamiento real. La mejor manera de controlar si el sistema funciona es la de comprobar la llegada de energía eléctrica de alto voltaje hasta la bujía, debiéndose verificar esta última por separado y con dispositivos especiales para ese fin. También controlar el suministro de energía eléctrica de baja tensión (batería o generador) Las fallas más frecuentes, son la rotura o pérdida de aislamiento de una bujía, y se manifiesta por un funcionamiento desparejo (rateo) a un régimen o en todo régimen de marcha del motor. Si huera una discontinuidad eléctrica de algún arrollamiento o del cable de bujía, la falla sería total, no produciendo el encendido de la mezcla en el cilindro en cuestión. La fuente de energía eléctrica inicial también puede fallar, cuando ello sucede, no se registra voltaje en sus bornes de salida. La reparación del sistema se limita al reemplazo del componente dañado.

Las condiciones de seguridad son las mismas requeridas para las instalaciones eléctricas, especialmente en el circuito de alto voltaje. El cuidado del medio ambiente se limita a disponer adecuadamente los elementos reemplazados.

3.4.2 SISTEMA DE ENCENDIDO ELECTRONICO

En el sistema clásico el contacto tienen que manejar plenamente la corriente del primario de la bobina de encendido. Esta corriente no es muy alta, pero como el contacto la interrumpe miles de veces por minuto en el motor policilíndrico en marcha normal, el pequeño chisporroteo que se produce al abrir el contacto termina desgastándolo, por lo que es necesario de vez en vez, limarlo o sustituirlo por uno nuevo así como reajustar la distancia de apertura al valor adecuado. Cuando este contacto "se quema" un poco, la

potencia de la chispa se reduce y puede, en caso grave, producir fallos y hasta detener el motor. Poco después de que el transistor era un dispositivo semiconductor terminado y confiable, comenzó a utilizarse para alargar en mucho la vida de los contactos y reducir la posibilidad de fallo. Aunque la práctica demuestra que no es así, teóricamente los componentes electrónicos no tiene porque fallar, no hay desgaste, no hay movimiento no hay factores externos mecánicos que lo perjudiquen si se mantienen a la temperatura y humedad debidas. También la práctica ha demostrado que en cualquier caso tienen una vida muy larga. Método foto-electrónico Los LEDs son dispositivos que pueden generar luz o rayos infrarrojos casi instantáneamente cundo se les aplica corriente, su velocidad de respuesta al contrario de las luces incandescentes es muy rápida, lo mismo ocurre con los foto-diodos, dispositivos que conducen la electricidad cuando son iluminados con rayos de luz o infrarrojos y no lo hacen cuando están en la oscuridad, es decir el efecto contrario al LED. Estas posibilidades tecnológicas sugieren que si conectamos corriente a un LED y con él iluminamos un foto-diodo tendremos algo como un contacto cerrado, si interponemos un objeto opaco entre ellos, el foto-diodo queda a oscuras y no conduce, lo que representa el mismo contacto abierto. La velocidad de respuesta de ambos dispositivos es muy rápida por lo que puede resultar efectivo para nuestro sistema de encendido. En la figura 2 se representa esquemáticamente como puede sustituirse el contacto por el método foto-electrónico. En un cuerpo común se colocan de frente un LED y un foto-diodo de manera que el primero alumbre al segundo, se interpone entre ellos un disco dentado que está acoplado al motor y gira con él de manera sincronizada. El disco dentado al girar deja que los diodos "se vean" o "no se vean" de manera alternada y brusca debido al dentado, de esta manera la corriente procedente de la batería a través de la resistencia R₁ termina alimentando por pulsos la base del transistor para establecer y quitar la corriente del primario de la bobina de encendido y lograr las chispas en las bujías. La resistencia R₂ se usa para limitar la corriente al LED a un valor seguro y la R₁ lo mismo, pero para la base del transistor. El contacto ha desaparecido y este sistema será muy seguro.

Método de inducción Cuando cambia el valor del campo magnético a que está sometido una bobina, en ella se induce un voltaje que dependerá de la magnitud del cambio por unidad de tiempo y del número de vueltas de la bobina. En este principio se basan los transformadores incluyendo nuestra bobina de encendido. Si construimos un pequeño generador con tantas zapatas polares como bujías tenga el motor y sincronizado con su giro, podremos generar un pulso de voltaje cada vez que sea necesario y enviar este pulso a la base del transistor, de manera que en este caso, como en los anteriores, el transistor se ocupe de producir e interrumpir la corriente en el circuito primario de la bobina en el momento justo que hace falta para producir la chispa en la bujía. En otros casos el rotor y sus zapatas polares no están imantados, la bobina está energizada con electricidad y el simple hecho de que pase frente a ella un cuerpo ferromagnético hace un cambio en el

flujo electromagnético del núcleo y con ello, una pequeña variación del voltaje en la bobina. Este cambio se procesa en un circuito electrónico con el uso de comparadores y se genera el pulso que irá a parar a la base del transistor.

Observe el esquema de la figura 3, la pieza dentada gira sincronizada con el motor y tiene las zapatas polares, en este caso 8 para un motor de 8 cilindros. Estas zapatas polares pasan muy cerca de núcleo (amarillo) de la bobina. Cada vez que una de estas zapatas pase frente al núcleo, se producirá un cambio en el voltaje de la bobina, este cambio será procesado y enviado a la base del transistor como un pulso eléctrico, para producir y quitar la corriente del primario y así producir la chispa en la bujía correspondiente en el momento preciso.

Método a efecto Hall Este método se basa en el efecto hall, en este caso un aro dentado y magnetizado de manera que cada diente constituye una zona imantada, gira como en el caso anterior, frente a un sensor Hall, el

voltaje producido por el sensor se amplifica, se convierte en un pulso bien definido y se aplica a la base del transistor. 3.5 SISTEMA DE LUBRICACION

3.5.1 PARTES, COMPONENTES Y FUNCIONAMIENTO

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

FUNCIONES • Ayuda en la refrigeración del motor, ya que remueve el calor causado por las superficies en rozamiento. • Reduce el desgaste entre las superficies en contacto. • Proporciona un buen sellado entre pistón y cilindro para evitar el escape de los gases de la combustión. • Conserva el motor limpio de carbón y de cenizas, porque los diluye (acción “detergente”) los mantiene en suspensión y luego son removidos al cambiar de aceite. • Protege el motor contra la corrosión y el ataque de ácidos. • Sirve para amortiguar el efecto de las cargas sobre los cojinetes en los sistemas de transmisión.

SISTEMAS DE LUBRICACIÓN DEL MOTOR Puede ser de varios tipos: 1. Barboteo o salpicadura 2. A presión forzada 3. Por mezcla en el combustible

1.

Barboteo o salpicadura

2. Lubricación a Presión Forzada En su forma más completa consiste en una bomba que recoge el aceite del cárter y lo envía a presión por el tubo dibujado en el esquema que se presenta y con la dirección que marcan las flechas, a engrasar los apoyos del cigüeñal y, desde ellos, por los conductos perforados en los codos del cigüeñal, a las cabezas de biela. 3. Mezcla en el Combustible En motores a gasolina de dos tiempos (2T) es convencional la lubricación con mezcla, la cual se realiza en el depósito de combustible del motor, en una proporción definida por los fabricantes, dependiendo si los motores son enfriados por aire o por agua. Las proporciones más utilizadas son: 20 / 1, 30 / 1, 50 / 1.

Fig. 2 - Sistema de Lubricación

Canalizaciones de lubricación y distribución de aceite 1. Bomba de aceite 2. Filtro de Bomba 3. Varilla de empuje - Eje Bomba 4. Filtro de aceite

5. Orificios de engrase en cigüeñal 6. Orificios de engrase en biela (buje biela - bulón) 7. Surtidores de aceite: fondo cabeza émbolo 8. Surtidores de aceite: Engranajes Distribución 9. Pasos de aceite árbol de levas y cojinetes 10. Pasos de aceite (balancines...)

3.5.2 CARACTERISTICAS DE LOS TIPOS DE ACEITE UTILIZADO EN MOTORES DE COMBUSTION INTERNA

Los lubricantes pueden ser clasificados: En función de sus propiedades y características físico - químicas • Según su origen • Según su presentación • Por sus usos y aplicaciones Todas estas variables están normalizadas por distintas instituciones, dando lugar a los sistemas de clasificación, mostrados en la tabla siguiente, donde:

ASTM: API:

Sociedad Americana de Ingenieros Automotrices

Instituto Americano del Petróleo

SAE: Sociedad Americana de Ingenieros Automotrices ISO: Organización Internacional de Estándares AGMA: Sociedad Americana de Fabricantes de Engranajes NLGI:

Instituto Nacional de Grasas Lubricantes

CCMC: Comité de Constructores de Automóviles del Mercado Común Europeo MIL: Militar (Ejército de los Estados Unidos)

Sistema

ASTM

ISO

Unidad de Viscosidad

Temperatura

Servicio (CalidadAditivos)

Segundos Saybolt Universal (S.S.U.)

100°C

Centistokes

40 - 100°C

Consistencia (Grasa)

(CST) AGMA

SSU

100°C

CST

37.8°C

SAE

CST

40 - 100°C

MIL

SSU

X

API

X

CCMC

X

NLGI

X

VISCOSIDAD Es una medida del rozamiento que se produce entre las diferentes capas, cuando un líquido se pone en movimiento. También se puede definir como la resistencia a fluir que ofrece un líquido, debido a sus fuerzas internas de cohesión.

ACEITES AUTOMOTRICES Incluyen los aceites de los motores de combustión interna (C: I.), engranajes de transmisión, sistema hidráulico (transmisiones, dirección, frenos, enganche de 3 puntos, etc.). La clasificación SAE

especifica la viscosidad básicamente para motores y engranajes de transmisión. En cambio, la A.P.I. tiene una clasificación para los mismos componentes de acuerdo al servicio (calidad). Por lo tanto, para hacer la selección de los lubricantes se debe tener en cuenta la clasificación SAE y la API.

Clasificación SAE para Motores de Combustión Interna

Se clasifican por grados, correspondientes a intervalos de viscosidad entre un valor mínimo y un máximo al mismo tiempo. • Aceites Monogrado. Como su nombre lo indica tiene un solo grado de viscosidad :

CLASIFICACIÓN SAE PARA MOTOR (Monógrado)

Grado SAE

Viscosidad a 100°C cst Min

Max

0w

3.8

5w

3.8

10 w

4.1

15 w

5.6

20 w

5.6

25 w

9.3

20

5.6

9.3

30

9.3

12.5

40

12.5

16.3

50

16.3

21.9

60

21.9

26.1

CLASIFICACIÓN SAE PARA ACEITES DE TRANSMISIONES MECÁNICAS (Engranajes) (Monógrado)

Grado SAE

Viscosidad a 100°C cst Min

70 w

4.1

75 w

4.1

80 w

7.0

85 w

11.0

90 w

13.5 24.0

140

24.0 41.0

250

41.0 60.0

Max

2. Aceite Multígrado. Se caracteriza por poseer un alto índice de viscosidad, lo cual permite que el aceite pueda ser recomendado para cubrir varios grados SAE.

Los aceites multígrados han mostrado más ventajas que los monogrados, así:

• Arranque en frío más fácil • Menor desgaste del motor • Menor consumo de combustible • Menor consumo de aceite • Menores costos de mantenimiento

CLASIFICACIÓN SAE PARA MOTOR (Multígrado)

Grado SAE

Viscosidad a 100°C cst Min

5 w 50

Max

16.3

19.7

10 w 30

9.3

13.7

15 w 40

13.7

16.3

15 w 50

16.3

19.7

20 w 20

5.6

9.3

20 w 30

9.3

13.7

20 w 40

13.7

16.7

20 w 50

16.3

19.7

CLASIFICACIÓN SAE PARA ACEITES DE TRANSMISIONES MECÁNICAS (Engranajes) (Multígrado)

Grado SAE

Viscosidad a 100°C cst Min

Max

80 w 90

14.0

15.0

85 w 90

16.5

17.3

85 w 150

34.1

26.0

CLASIFICACIONES API PARA MOTORES DE COMBUSTIÓN INTERNA

La clasificación API tiene en cuenta el nivel de calidad del lubricante y establece una serie de categorías de acuerdo al tipo de servicio.

Contempla dos grupos:

• Servicio Liviano (generalmente nomenclatura con la letra S.

gasolina)

• Servicio Pesado (generalmente nomenclatura con la letra C.

Diesel)

y presenta y

presenta

una una

Lo anterior se aplica exclusivamente para motores de 4T, ya que los de 2T deben tener otras consideraciones. CLASIFICACIÓN API PARA ACEITES DE MOTORES A GASOLINA 4T

Clasificación Descripción API de Uso del Motor A.P.I.

Descripción ASTM

SA

Originalmente usado para motores diesel y gasolina

Aceite sin aditivo

SB

Requerimientos mínimos para motores a gasolina

Provee alguna capacidad antidesgaste

SC

Garantía en el servicio de mantenimiento para motores a gasolina (1964)

Aceites que cumplen los requerimientos de los fabricantes (1964-1967)

SD

Garantía en el servicio de mantenimiento para motores a gasolina (1968)

Requerimientos de los fabricantes de los automotores (1968-1971)

SE

Garantía en el servicio de mantenimiento para motores a gasolina (1972)

Requerimientos de los fabricantes de los automotores (1972-1980)

Antioxidante

SF

Garantía en el servicio de mantenimiento para motores a gasolina (1980)

Requerimientos de los fabricantes de los automotores (1980-1989)

SG

Garantía en el servicio de mantenimiento para motores a gasolina (1989)

Requerimientos de los fabricantes de los automotores 1989 en adelante

SH

Garantía en el servicio de mantenimiento para motores a gasolina (1992)

Requerimientos de los fabricantes de los automotores 1992 en adelante

SI SJ (1997)

CLASIFICACIÓN API PARA ACEITES DE MOTORES DIESEL

Clasificación Tipo de Servicio

Características del Aceite

A.P.I. CA

Para motores Diesel de trabajo liviano, aspiración natural

CB

Protección: Corrosión, formación depósitos en motores con combustibles de alta calidad Satisfacen la especificación militar Mil - L 2104 A

Antioxidante Para motores Diesel de trabajo liviano a moderado CC

Aceites que satisfacen la especificación militar Mil - L 2104 A.

Para motores Diesel de trabajo moderado a severo y algunos motores a gasolina de servicio severo. Aspiración natural o turbo-alimentados

Protección: Desgaste, formación depósitos en motores con combustibles de inferior calidad (alto contenido de azufre) Aceites que satisfacen la especificación militar Mil - L 2104 B o Mil - 46152. Protección: evita depósitos a altas temperaturas, herrumbre o corrosión.

Corrosión y depósitos a bajas temperaturas en motores a gasolina CD

Para motores Diesel de trabajo severo. Aspiración natural o turbo-alimentados

CE

Máquina pesada que trabaja en condiciones críticas. Aspiración natural o turbo.

Aceites que satisfacen la especificación militar Mil - L 45199B o Mil - L 2104 D. Protección: desgaste, formación depósitos en motores con combustibles de diversas calidades y corrosión Aceites que satisfacen la especificación militar Mil - L 2104 D. Protección: Formación depósitos a altas y bajas temperaturas, desgaste, oxidación y corrosión.

Máquinas fabricadas a partir de 1983 CF - 4

Motores sobrecargados a altas cargas

Aceite tipo multígrado 15w40. Controla mejor los depósitos y el consumo de aceite.

CG - 4

Trabajo pesado

Aceite multígrado. Protección: desgaste, herrumbre, mayor TBN.

3.6 SISTEMA ANTICONTAMINANTES

3.6.1 TIPOS Y FUNCIONAMIENTO

Control de las emisiones del sistema de escape: El control de las emisiones del sistema de escape puede caber en tres partes:

1. Incremento de la eficiencia del motor 2. Incremento en la eficiencia del vehículo 3. Limpieza de las emisiones

Incremento en la eficiencia del motor: La eficiencia del motor ha mejorado a medida que han aumentado los progresos en las siguientes tecnologías

• Ignición electrónica • Sistemas de inyección de gasolina • Unidad electrónica de control

Incremento en la eficiencia del vehículo: Contribuciones al objetivo común de la reducción de consumo y uso de gasolina y emisiones del mismo tipo han venido de

• Menor peso en los diseños vehiculares • Menor resistencia al aire • Reducción en la fricción de los rodamientos • Mejora de la transmisión • Incremento del spark to spark plug (este tema cabe dentro del sistema de ignición) • Frenos regenerativos

Cada uno de estos objetos se divide en un número de factores Incremento en la eficiencia de manejo: Disminuciones significativas de las emisiones han venido de

• Técnicas de conducción (reducción entre 10%-30%) • Condiciones de trafico sin obstrucciones • Viajando a una velocidad continua que contribuye a la eficiencia del vehículo • Reducción del número de inicios en condiciones frías

Limpieza de las emisiones producidas:

Avances el las tecnologías del vehículo y el motor continuamente reducen la cantidad de poluciones generadas pero esto es considerado como insuficiente para cumplir en lo más mínimo con las emisiones establecidas. Por lo tanto las tecnologías de limpieza todavía tienen gran importancia y has sido esenciales por bastante tiempo como parte del control de emisiones. Inyección de aire: Un sistema temprano en el control de las emisiones, el reactor de inyección de aire, reduce los productos incompletos de la combustión (hidrocarburos y monóxido de carbono) por medio de la inyección de aire fresco dentro de los exhaust manifold del motor. Con esto se pretende que la combustión ocurra también en la tubería de escape. Generalmente el aire es llevado a través un "smog pump" manejado por el motor y aire dirigido hacia los manifolds. Esta tecnología fue introducida en 1966 en el estado norteamericano de California y se practico por varias de las siguientes décadas. Generalmente su uso ha sido retirado del mercado siendo reemplazado por motores de combustión más limpias y mejores convertidores catalíticos. Reciclaje y recirculación de los gases de escape: Muchos motores producidos después de los modelos usados en 1973 tienen una válvula de recirculación de los gases en medio del exosto y los intake manifolds; su propósito es la reducción de las emisiones del Óxido de Nitrógeno introduciendo los gases del exosto dentro de la mezcla de gasolina y gas, disminuyendo los picos de temperatura de combustión. Alrededor de 1990, la división de plantas de energía de Jeep (2.5 y 4.0) elimino el EGR (Exhaust Gas Recirculation). Algunos otros motores también han abandonado el uso de sistemas de recirculación de gases de escape, como por ejemplo el motor Ecotec desarrollado por General Motors, el cual alcanza los estándares de emisión de gases sin la necesidad del uso de EGR. En algunos casos, los tiempos de la válvula han sido configurados para retener algunos gases de escape en la cámara de combustión luego del descubrimiento que el exosto puede hacer una función similar que el EGR. Convertidores Catalíticos:

Los convertidores catalíticos son dispositivos que se colocan en la tubería de escape con lo que se pretende convertir varias emisiones toxicas en menos perjudiciales. Entre los elementos usados como catalizadores se incluyen platino, paladio y rodio. Los convertidores catalizadores han sido mejorados constantemente con los años. Estos hacen una mejora significativa, además de práctica, en el método de la reducción de las emisiones de los gases de escape.

Su otro efecto significativo en la polución es que son incompatibles con el uso de tetra-etil de plomo te como un octano que le da más energía a la combustión de la gasolina, haciendo así que estos sean más comunes en los carros. Las emisiones de plomo son altamente dañinas para la salud humana y su eliminación virtual ha sido uno de los éxitos más grandes en la reducción en el control de las emisiones de polución en el aire. Control de las emisiones de vapores tóxicos: Esfuerzos en la reducción de emisiones de vapores nocivos incluyen la captura de vapores ventilados dentro del vehículo y la reducción de estos al momento de recargar combustible. Captura de los vapores expulsados: Dentro del vehículo, los vapores que se encuentran en el tanque son canalizados hacia recipientes que contienen carbón activo en vez de ser liberados a la atmósfera. Estos conocidos como compartimentos de carbón activo. Los vapores son absorbidos dentro del recipiente, el cual alimenta el inlet manifold del motor. Cuando el vehículo se encuentra en movimiento los vapores se desprenden del carbón, son dirigidos hacia la maquina y se vuelven parte de la combustión. Las emisiones de vapores nocivos en los vehículos están limitadas por leyes y son parte de las pruebas de las revisiones que estos requieren. El límite actual en los estados unidos es de 2 gramos de HC por hora el cual puede alcanzar la evaporación de un litro (1/4 de galón) en un mes. Reducción de las pérdidas en el momento del reabastecimiento de combustible: Todos los vehículos modernos poseen cuellos de filtración que en vez de solo ser un tubo dentro del tanque, como lo eran en vehículos de generaciones anteriores, ahora tienen un diámetro menos y una abertura de carga lo suficientemente grande para dejar para la punta

del filler nozzle. Esto previene la filtración de vapores cuando la tapa del filtro es removida así como también evita que los catalizadores sean recargados como gasolina con plomo Esto es acompañado por modificaciones en las bombas de las estaciones de gasolina. Ahora están equipadas para absorber los vapores dentro de la bomba a medida que son remplazados por la gasolina. Algunos tienen aberturas de absorción en la cabeza del tubo mientras que otros tienen un caucho que hace presión sobre la boca del tanque del vehículo para evitar que los gases se escapen. Los vehículos vendidos en Norte América empezaron a ser equipados con un "sistema integrado de recuperación de gases durante la recarga" (onboard refuiling vvapor recovery ORVR) alrededor de 1997. Estos sistemas son diseñados para capturar los vapores que son desplazados por la gasolina entrante y evaporados por las altas temperaturas medioambientales presentadas dentro del recipiente de vapor del vehículo en vez de ser liberadas a la atmósfera. Este sistema hace que los sistemas de recuperación de los vapores en las estaciones de gasolina sean innecesarios.