Examen Parcial Luis Llorach

1. ¿En que se diferencian los motores de embolo de combustión interna de las instalaciones de gas? Existen varias diferencias entre estos dos dispositivos:  la manera en que transforman el calor en trabajo mecánico, ya que, mientras que en los motores de émbolos de combustión interna se transforma la energía termoquímica latente del combustible en energía térmica y luego en energía mecánica, las instalaciones de gas aprovechan la energía entregada por un fluido determinado en estado gaseoso y transforman este en energía mecánica.  el mecanismo de transmisión de movimiento, el cual para los motores de combustión interna de émbolo es alternativo, (un movimiento de vaivén). Para las instalaciones de gas, se utiliza un mecanismo rotatorio fijo al eje de transmisión de potencia. 2. ¿En que se diferencia un motor de cuatro tiempos de un motor de dos tiempos?

La principal diferencia radica en el número de revoluciones que realiza el árbol cigüeñal del motor para completar un ciclo de trabajo. En los motores de cuatro tiempos, este ciclo se realiza en dos revoluciones del árbol cigüeñal, es decir, en cuatro carreras del émbolo (entendiendo carrera del émbolo como el recorrido que realiza este a través del cilindro, ya sea en movimiento de ida o venida). En contraposición, los motores de dos tiempos realizan el ciclo de trabajo solamente en una revolución del árbol cigüeñal, lo que corresponde simplemente a dos carreras del émbolo. 3. ¿A costa de qué se inflama la mezcla de trabajo en los motores Diesel y

en los de carburador? El motor diesel no necesita sistema de encendido, ya que la inflamación de la mezcla no se produce por chispa, sino por autoencendido del combustible, cuando este es inyectado, debido a la alta relación de compresión y a que el aire dentro del cilindro alcanza una temperatura mayor a la de autoinflamación del combustible. En el motor de carburador antes que el pistón llegue al final de carrera superior (punto muerto superior) la mezcla, proporcionada por el carburador, ha alcanzado la presión máxima entonces, salta la chispa en la bujía provocando la inflamación de dicha mezcla. En ambos casos, una vez iniciada la combustión, ésta progresa rápidamente incrementando la temperatura en el interior del cilindro y expandiendo los gases que empujan el pistón. Esta es la única fase en la que se obtiene trabajo. 4. ¿Cuáles ciclos teóricos (termodinámicos) se conocen y en que se diferencian entre si? Sabemos que los ciclos termodinámicos se dividen en dos: ciclos de potencia y ciclos de refrigeración, este último se aplica a los refrigeradores y bombas térmicas. Los ciclos de potencia se aplican a los motores térmicos; entre ellos encontramos:  El ciclo de Carnot difiere de los otros por ser reversible y tener el mayor rendimiento.  El ciclo Otto el encendido se hace por medio de una chispa.  El ciclo Diesel el encendido se hace por medio de la compresión de la mezcla.  El ciclo Brayton es el ideal para todos los motores de turbina de gas.

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El ciclo de propulsión a chorro difiere del ideal (Brayton) en que el gas no se expande totalmente el la turbina y es empleado para accionar el compresor, el gas se termina de expandir en la tobera. El ciclo de potencia de vapor liquido de trabajo agua, pero es poco viable ya que es difícil diseñar compresores que trabajen con dos fases. El ciclo Rankine soluciona este problema utilizando un condensador. El ciclo de Ericsson el fluido evoluciona realizando dos transformaciones isotermas y dos isobaras. El ciclo de Stirling el fluido evoluciona realizando dos transformaciones isotérmicas y dos transformaciones a volumen constante (isocoras). El ciclo de Bouasse el fluido evoluciona realizando dos transformaciones isotérmicas y dos transformaciones lineales.

5. ¿Por qué no se puede obtener un rendimiento térmico igual a la unidad? No se puede obtener un rendimiento térmico igual a la unidad por que estaríamos violando la segunda ley de la termodinámica, ya que parte del calor introducido debe ser transmitido a la fuente, además, se encuentran una serie de pérdidas suplementarias. 11. ¿Defina y determine la fuerza tangencial en la manivela del árbol cigüeñal? Las fuerzas y los momentos que actúan en el motor de embolo de combustión interna se determinan por la presión de los gases en los cilindros, por las fuerzas de inercia de las partes móviles y por las fuerzas de rozamiento. Durante el periodo de realización del ciclo de trabajo completo del motor la fuerza de presión de los gases, la fuerza de inercia de las masas con movimiento de avance del mecanismo biela –manivela varía tanto en magnitud como en sentido, Siendo este mecanismo el que recibe la presión de los gases y transforma en movimiento de avance en movimiento giratorio por lo tanto estas piezas transmiten esfuerzos de trabajo al árbol cigüeñal. La fuerza tangencial es la que actúa perpendicularmente al eje de la manivela, Esta fuerza crea el momento torcional y provoca la rotación del árbol cigüeñal. Como lo vemos en la figura la variación de la fuerza tangencial de un cilindro durante un ciclo de trabajo del motor.

Diagrama manivela – biela Considerando estos dos hechos, la fuerza efectiva (Pt) que produce el troqué del cigüeñal inevitablemente es sólo una componente de la fuerza de presión (Pp) del pistón.

De la anterior figura podemos definir:

Pc  Pp

sen    cos 

12. ¿De que fuerzas y momentos depende la uniformidad de marcha del motor? La uniformidad de la marcha del motor dependerá de la presión e inercia ejercida por los gases de la combustión dentro del cilindro, la fricción e inercia que se genere entre los componentes móviles del sistema y el momento torsor generado en el árbol del cigüeñal. 13. ¿Enumere y explique las causas de explotación de desuniformidad de marcha del motor? El funcionamiento no uniforme del motor, que provoca vibración y conmoción del fundamento o del marco submotor, puede ocurrir por las siguientes causas de explotación o de producción: 1. En los cálculos teóricos para equilibración del motor la medida y la masa de las piezas del mecanismo biela-manivela se asumen constantes. En realidad durante la fabricación la manivela y las masas de la piezas se desvían de las magnitudes de cálculo, a resultas de lo cual se viola la equilibración teóricamente posible del motor dado. 2. Como consecuencia de la violación de las reglas de formación de los conjuntos de las piezas del mecanismo biela-manivela, lo que lleva a la formación de fuerzas de inercias desiguales en cada cilindro (especialmente en los motores rápidos). Por tal motivo en la formación de los conjuntos lo émbolos y las bielas en diferentes cilindros han de escogerse con las mínimas desviaciones en cuanto a masa. Además, las bielas se escogen no sólo en cuanto a masa total, sino también en cuanto a distribución de la masa entre el pie de biela y la cabeza de biela. 3. Como resultado de la violación de la coaxiabilidad del árbol cigüeñal y de otras piezas del mecanismo de biela-manivela, situaciones que dan lugar a la variación desfavorable del momento de torsión (par motor), que es análoga a la de la fuerza tangencial. Cuanto menos varía el momento giratorio (torsión) en comparación con su valor medio, tanto más uniforme será la marcha del motor. La equilibración de las fuerzas de inercia y de sus momentos se logra principalmente por dos métodos: a) La disposición adecuada del cilindro y de la manivela del árbol cigüeñal (autoequilibación del motor) b) empleando en el motor contrapesos. 4. Como causa del apriete no uniforme o del ajuste incorrecto de los cojinetes de bancada durante la instalación del árbol cigüeñal lo cual ocasiona golpeteo en el motor. Para evitar el desplazamiento axial y el giro, los casquillos de los cojinetes de bancada se fijan por medio de espigas o de salientes rebordeados en los casquillos y que entran en las correspondientes ranuras fresadas en el alojamiento de la bancada y en el sombrerete del cojinete. 5. Como consecuencia de la no equilibración de las masas giratorias, debido a lo cual el árbol cigüeñal y el volante del motor rápido antes del ensamblaje se someten a equilibración dinámica. La tolerancia del ensamblaje para la no equilibración se da por medio del valor del momento a determinado número de revoluciones en la unidad de tiempo. Este factor esta relacionado con la formación de las fuerzas de inercia que provocan esfuerzos (tensiones) de tracción en los brazos de la manivela. 6. Como efecto de la violación de la equilibración dinámicas de las piezas del mecanismo de biela-manivela durante la reparación y ensamble de motores rápidos, lo que tiene como consecuencia la formación de vibraciones y conmociones en el motor las cuales son perjudiciales para el funcionamiento equilibrado del motor como para su vida útil.

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Las vibraciones torsionales son peligrosas no sólo para las piezas del mecanismo de biela-manivela, sino para todas las transmisiones mecánicas unidas elásticamente con el cigüeñal. Por el cese de la inyección de combustible por el inyector en uno o varios cilindros del Diesel o de la falla del funcionamiento de las bujías en el motor de carburador, factores que influirán tanto en el proceso de combustión (la combustión de la mezcla de trabajo en los cilindros debe ocurrir consecutivamente una después de la otra en iguales ángulos de giro del árbol cigüeñal) como en el orden de funcionamiento de los cilindros del motor. Debido al suministro de diferentes cantidades de combustible a los cilindros del árbol cigüeñal, lo cual va afectar directamente el rendimiento mecánico y la eficiencia (economía) del motor. Como causa de la incorrecta regulación de la distribución de gas o de holguras excesivamente grandas en las articulaciones móviles del mecanismo de manivela. Como consecuencia de la violación del orden de funcionamiento de los cilindros. Como efecto de la regulación incorrecta del adelanto del encendido en los motores de carburador o del adelanto de la inyección de combustible en los Diesel.

14. Cómo y para qué se establece la frecuencia (el orden)

de funcionamiento de los cilindros del motor? El orden de funcionamiento de los cilindros del motor se establece cambiando la colocación de las levas en el árbol de distribución y la disposición mutua de los codos del cigüeñal. Para obtener la mayor uniformidad del momento torsional sobre el cigüeñal del motor es necesario que los procesos (tiempo) del mismo nombre se produzcan en los cilindros al cabo de ángulos iguales de giro del cigüeñal. En un motor que tenga i cilindros, los procesos (tiempos) del mismo nombre, si es de cuatro tiempos debe producirse cada 4/i rad del ángulo de giro del cigüeñal, y si es de dos tiempos, cada 2/i. Al establecerse el orden de funcionamiento del motor se consigue: 1. Que las explosiones se sucedan a intervalos de tiempo iguales, lo que hace que el funcionamiento del motor sea más regular 2. Que la distribución de la mezcla (o del aire) por los cilindros sea uniforme. 3. Que el equilibrado del motor sea lo mejor posible, con lo que se disminuyen las vibraciones. 4. Que los cilindros que al trabajar se suceden entre sí estén lo más lejos posible uno del otro, para que de esta forma disminuyan las cargas sobre los cojinetes del cigüeñal. 5. Que la amplitud de las vibraciones torsionales del cigüeñal sea lo menor posible, para aminorar las tensiones

de torsión elementos.

adicionales

(de

signo

variable)

en

sus

15. ¿En qué se diferencia el diagrama teórico (de cálculo) del ciclo del diagrama real (de indicador)? El área recluida dentro del contorno del diagrama real FT, es menor que el área del diagrama teórico FT en 5-6%. Esto se explica porque a consecuencia del adelanto del encendido o de la inyección del combustible la línea de compresión pasa suavemente a la línea de combustión; se pierde parte del área (área 1 de la figura). Las pérdidas de las áreas 2 y 3 se explican respectivamente por la combustión no instantánea y por el adelanto de la apertura del orificio de escape.

Figura. Diagramas de indicador de cálculo real.

20. ¿Qué métodos existen para elevar la potencia del motor? El motor de combustión interna de cuatro tiempos necesita mezclar una cantidad importante de oxígeno con el combustible para permitir que la combustión se realice en el interior de la cámara de combustión. Para aumentar la potencia es necesario conseguir aumentar el consumo de aire mezclado debidamente con el combustible. Por tal razón podemos aumentar la potencia solamente llevando a cabo una o todas las siguientes posibilidades, en las cuales existe un aumento del consumo de aire: 

Por aumento de la cilindrada: se consigue mayor potencia porque cuanto mayor sea la capacidad volumétrica de un motor mayor será la cantidad de aire y combustible que llenará las cámaras de combustión por lo tanto tendremos mayor consumo de aire. Para aumentar la cilindrada existen tres caminos: Aumentar el diámetro del cilindro. Aumentar la carrera del pistón. Aumentar el número de cilindros (cosa improbable). En cualquiera de los tres casos obtendremos mayor consumo de aire a igualdad de régimen de giro de modo que en todos ellos podemos esperar el aumento de potencia con respecto al motor del que se parte. Ahora bien, el aumento de la cilindrada no siempre es aplicable fácilmente en todos los motores ya que habría que modificar el



block del motor y/o el cigüeñal, para lo cual sería necesario analizar cada motor en particular. Por aumento de la presión media efectiva: Dadas las características básicas que determinan el funcionamiento de un motor de explosión la cantidad de energía calórica liberada en el momento de la explosión es tanto mayor cuanto mayor es la temperatura absoluta alcanzada en el momento del encendido de la mezcla. Si se obtiene una considerable elevación de la presión en el interior de la cámara de combustión se consigue como resultado un aumento considerable de potencia en el motor. Generalmente para aumentar la presión media efectiva se utilizan los siguientes procedimientos: · Aumentando la relación de compresión. Aumentando la entrada de la mezcla. Mejorando las condiciones de funcionamiento de las válvulas y sus conductos.



Por aumento del régimen de giro: esto dará como resultado un mayor consumo de aire, porque si en un minuto es capaz de girar 1.000 R.P.M. más rápido de lo estipulado habrá consumido mayor cantidad de la mezcla aire-combustible y de esta forma habremos obtenido una notable mejora en la potencia con la misma cilindrada. Para aumentar el régimen de giro el método más usado es de aligerar las masas que están en movimiento en el funcionamiento del motor, desde el volante de éste, cigüeñal, bielas y pistones, hasta la distribución y las válvulas. Sin embargo esto es muy comprometido, porque consiste en el rebaje y eliminación de todas las partes de material que son más suceptibles de desecharse o despreciarse y que hacen que la pieza pese menos por lo tanto que esté menos sometida a los esfuerzos de inercia efecto que crece extraordinariamente con el aumento de rotación. Pero también presenta el peligro de debilitar las piezas si no se hace el rebaje de material en los lugares adecuados para lo cual existen piezas construidas en otros materiales más livianos con mayor resistencia como son las bielas de titanio, pistones forjados más livianos, etc



Tapa de cilindros: en esta pieza, en la que se produce la entrada, control y salida de los gases, es donde podemos hacer más cosas y con mayor efectividad para obtener un considerable aumento de potencia. En la tapa de cilindros se pueden hacer modificaciones en: La cámara de combustión. Las válvulas. Los conductos de admisión y escape.

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Utilización de un turbocargador Un turbocargador es básicamente una bomba de aire diseñada para operar utilizando la energía de los gases de escape originariamente desperdiciadas por los motores no turbocargados. Estos gases hacen girar el rotor de la turbina (caliente) acoplado a través de un eje al rotor del compresor (frio), que al girar aspira un gran volumen de aire filtrado y lo pasa comprimido a

21 ¿En que se diferencia la sobrealimentación mecánica de la sobrealimentación de gas? Se diferencias en que la sobrealimentación mecánica es hecha por un soplador o compresor que esta acoplado al árbol del cigüeñal, el cual hace girar los alabes del compresor y se produzca la sobrealimentación; en cambio la sobrealimentación de gas es hecha por un compresor unido por medio de un eje a una turbina, la cual a su vez esta conectada con el tubo de escape de los gases de la combustión, que salen con gran velocidad, los cuales mueven los alabes de la turbina y ella a su vez mueve el compresor y se produce la sobrealimentación.

Motor sobrealimentado por turbocompresor

Motor sobrealimentado por compresor de accionamiento mecánico

22. Describa la construcción y el funcionamiento del mecanismo bielamanivela. El mecanismo de biela-manivela es el mecanismo de trabajo principal del motor de pistón. Este mecanismo (ingenio), es capaz de transformar un movimiento rotacional en un movimiento alternativo y viceversa el cual es el caso dado en los motores de combustión interna que trabajan con este mecanismo; como todo sistema real, esta transformación viene acompañada de su respectiva pérdida de energía. Concretamente, en el motor de combustión interna, el mecanismo bielamanivela funciona de la siguiente manera: Debido a la fuerza originada por la presión de los gases de la combustión en la cámara de combustión sobre la superficie frontal del émbolo, se produce en este un movimiento lineal (que a la postre, será alternativo), el cual se transforma en rotacional gracias a las articulaciones entre el émbolo, la biela y la manivela en el árbol cigüeñal. La gráfica siguiente permite un mejor entendimiento del funcionamiento del mecanismo.

GRÁFICA DEL MECANISMO BIELA - MANIVELA.

1. Mecanismo de trinquete; 2. Polea de accionamiento del ventilador; 3. Piñón conductor de la distribución de gas; 4 y 5. Arandelas de acero Babbit; 6. Casquillo del cojinete de la biela; 7. Biela; 8. Arandela del perno de biela con pasador hendido; 9. Perno de biela: 10. Buje del pie de biela; 11. Anillo de resorte de reten; 12. Pasador de émbolo; 13. Émbolo; 14. Anillo rascador de aceite; 15 y 16. Anillos de compresión; 17. Árbol cigüeñal; 18. Volante; 19. Casquillo del cojinete; 20. Sombrerete del cojinete de bancada; 21. Sombrerete de cabeza de biela. 23. Describa la composición y el objeto del bloque de cilindros y de su culata en el caso de disposición superior y lateral de las válvulas del mecanismo biela-manivela El bloque soporta, mediante los cojinetes, el cigüeñal y sirve para unir los varios grupos mecánicos además de encerrar y proteger en su interior los órganos rotantes y el aceite lubrificante. El bloque está provisto de enganches para fijar el motor a las estructuras de sujeción (suspensión moto-propulsor), por lo tanto debe soportar, además de los esfuerzos internos de las bielas, cigüeñal y pistones, también la fuerza aplicada a los soportes y estructura. Las fuerzas que debe soportar el bloque, que es el órgano más importante en dimensiones y masa, son numerosas y es muy complejo calcular el esfuerzo del material en los distintos puntos, teniendo en cuenta simultáneamente todas estas fuerzas. Por otra parte, y sobre todo en un monobloque, es muy importante garantizar la máxima rigidez en cada situación de carga, para que funcionen correctamente

las bielas y el cigüeñal y no se verifiquen deformaciones superiores a las admitidas. Los cálculos más complejos y recientemente utilizados (cálculo de los elementos finitos) permiten construir un óptimo monobloque, reduciendo el peso del conjunto, pero garantizando la adecuada rigidez durante el funcionamiento (bloque con paredes finas). Además se pueden realizar, en el laboratorio, verificaciones estructurales muy complejas en las que se estudia el nivel de deformación del monobloque bajo la acción de las diferentes cargas aplicadas. Un punto crítico son los tornillos de fijación de los sombreretes para los cojinetes del cigüeñal. Durante el funcionamiento, las fuerzas aplicadas a los cilindros y cojinetes de bancada varían su valor y dirección. Esto hace que la tensión en los tornillos sea mayor y que se monten tornillos más resistentes. Algunos constructores han sustituido los tradicionales sombreretes de bancada por soportes circulares de gran diámetro introducidos apropiadamente en alojamientos anulares en el bloque (bloque en túnel). En este caso los soportes, divididos por la mitad, primero se montan en el cigüeñal; luego el conjunto es introducido en el túnel del bloque. El monobloque se puede construir de distintas maneras: - Con las camisas cilindros que formen parte integral de la fusión (camisas integradas). - Con las camisas cilindros insertadas (en seco o en húmedo). - Con una solución intermedia, con camisas cilindro integradas pero con monobloque abierto en la parte superior.

24. Describa las ventajas y fallas de las camisas amovibles.

VENTAJAS: Se emplean en motores de prueba, en su gran parte monocilindricos. Donde se varía el régimen de revoluciones, se varía el volumen de trabajo del cilindro y con ello la variación de la relación de compresión. DESVENTAJAS: Las camisas desgastadas no se pueden cambiar ni desmontar fácilmente, pues se tiene que bajar todo el bloque del motor, No se utilizan en los motores de automóviles y tractores comerciales, Son más costosas.

28. ¿Para qué se prevé la holgura entre el émbolo y la superficie de trabajo del cilindro?

La holgura existente entre el émbolo y la superficie de trabajo del cilindro se prevé para colocar los segmentos del pistón. Los segmentos de compresión sirven para eliminar el juego existente entre el pistón y la pared del cilindro. Debido a su instalación se evitan las fugas de aire y de los gases a partir del espacio dispuesto por encima del pistón al cárter, así como la penetración del aceite en la cámara de combustión. Además esta holgura también se prevé para evitar el contacto entre el pistón y las paredes del cilindro cuando estos se dilaten por el calor.

29. ¿Por qué se utilizan pasadores de émbolo de tipo flotante y cómo se evita su desplazamiento axial? El grupo embolo (conjunto de embolo) consta del embolo del anillo el embolo, el pasador del embolo (bulón), las piezas para la fijación del pasador. El pasador sirve para la unión articulada del embolo con la biela del motor con mecanismo de biela manivela. Los pasadores pueden ser sólidos o huecos con superficies internas cilíndricas rectas o cónicas. En los motores de viejos diseños para la fijación respecto al desplazamiento axial del pasador se empotraba en alojamientos y se retenía por medio de un perno; para que no girara el pasador se fijaba con una clavija. Una falla importante de tal instalación del pasador consistía en que el calentamiento del pasador provocaba deformación de la falda, y esto era causa del agarrotamiento del émbolo. Por eso en los motores se utilizan ampliamente los pasadores flotantes, los cuales pueden girar libremente tanto en pie de la biela como en los resaltes de émbolo. Para evitar el desplazamiento axial el pasador se fija por medio de anillos de resorte de retén o por medio de limitadores especiales de metal blando. 34. ¿Qué consecuencias pueden tener la rotura del vástago del perno (espárrago) de biela? La rotura del perno de biela suele provocar en el motor en funcionamiento grandes daños de las piezas del mecanismo de bielamanivela y de la armazón. Tomando como ejemplo el motor de una aeronave que fallo por la rotura por fatiga de uno de los tornillos que une el sombrerete al cuerpo de la biela y desencadeno una serie de roturas en otros elementos internos como el Carter y el cilindro del motor.

35. ¿Cuál puede ser la causa del calentamiento de los cojinetes de bancada? El calentamiento de los cojinetes se puede presentar por dos factores uno seria la mala instalación del mismo, ya que el orificio de lubricación de ellos debe estar en la parte superior para que circule el aceite. La otra seria la suciedad que tenga el aceite lubricante, esta suciedad genera la obstrucción del orificio de lubricación impidiendo la circulación del aceite, trayendo como consecuencia pérdidas de presión en el sistema de lubricación, produciendo más fricción en otras partes móviles del sistema.

36. Describa la construcción y funcionamiento de los mecanismos de distribución de gas. Los mecanismos de distribución de gas sirven para regular la admisión y por ende el llenado de los cilindros del motor de la mezcla de combustible fresca en los motores de carburador y gas, o de aire en los motores de diesel y también se encarga la purga de los gases de combustión. El mecanismo de distribución de gas debe asegurar el mejor llenado y barrido de los cilindros, así mismo como asegurar una buena limpieza a una fiabilidad suficiente, a su vez debe mantener un trabajo seguro del motor con todos los regímenes de velocidad y de carga y la alta resistencia al desgaste y duración de las piezas que lo constituyen. La calidad de la limpieza y del llenado del cilindro depende principalmente de la magnitud de la sección de paso de los órganos distribuidores de gas y de la duración de su apertura. Los mecanismos de distribución pueden ser de tres tipos: 1. Válvulas situadas en la culata de los cilindros o de válvulas en cabeza: este tipo es de gran utilización en motores diesel y/o carburador. La cámara de combustión es más compacta (cilíndrica, cónica o esférica) y posee una área de enfriamiento relativamente pequeña la cual contribuye a disminuir las perdidas de calor en el sistema de refrigeración, todo esto aumentando el rendimiento indicado del motor y reducir el peligro de que se produzca la detonación. El accionamiento de las válvulas superiores se realiza directamente del árbol distribuidor o a través de piezas intermedias en forma de seguidores, varillas, balancines. 2. Válvulas colocadas en el bloque de cilindros o de válvulas laterales: en los motores de carburador todas las ventajas anteriormente descritas en el tipo de válvulas en cabeza, junto con el empleo de combustibles de alto octanaje permite elevar su rendimiento haciéndolo que este se aproxime al de los motores diesel con cámara de combustibles separadas. En este tipo se simplifica la composición de la culata de cilindros y del mecanismo de accionamiento de las válvulas, disminuye el número de piezas del mecanismo de distribución de gas y la altura del motor. 3. Válvulas dispuestas en la culata y en el bloque de cilindros o de disposición mixta de las válvulas: en este caso el coeficiente de llenado puede ser hasta 5 al 7% mayor que cuando están dispuestas lateralmente. Esto se consigue aumentando el numero de válvulas o disponiéndolas formando ángulo con el eje del cilindro. Los mecanismos de distribución de gas constan de las siguientes piezas: 1. Válvulas de admisión y escape: las válvulas funcionan en condiciones duras sometidas a la acción de altas temperaturas, presión de los gases, fuerzas elásticas de los muelles y fuerzas de inercia de las piezas del mecanismo de transmisión. Por esto el material para las válvulas, debe conservar elevadas propiedades mecánicas a temperaturas considerables y poseer una buena resistencia al desgaste. Para la fabricación de las válvulas se emplean acero al carbono, aleados, termoresistentes, resistente a la oxidación a altas temperaturas, en dependencia de la máxima temperatura, las válvulas se hacen prefabricadas, forjadas o estampadas. Las válvulas de escape de los motores de carburador se fabrican en acero. Para elevar la resistencia a la corrosión y disminuir el desgaste de la superficie de trabajo, sus cabezas se recuren con una capa de aleación dura 33k de base cobáltica o de estelita (60% Ni y 15% Cr)de 1,5 entre 2,5mm de espesor).Para las válvulas de admisión se utilizan los aceros al cromo y al cromo-níquel 40X, 49XH, 37C y 40XHMA. 2. Muelles o resortes de válvula: sirven para ajustar la válvula al asiento y para mantenerla en posición cerrada. Debe poseer suficiente rigidez con el fin de que por la acción de las fuerzas de inercia que surgen durante el funcionamiento las piezas del mecanismo no se separen de la leva y la válvula siente sobre el asiento sin golpe. Para los muelles se utiliza alambre especial para resortes de 3-5mm de diámetro, de aceros 60D, 50XIX.

3. Árbol distribuidor: la función de este es dirigir el movimiento de las válvulas. En dependencia del número de válvulas y del esquema de su accionamiento, las levas en el árbol se disponen en determinada secuencia, condicionada por el orden de funcionamiento adoptado para el motor dado. Se hacen de aceros de aleación, de caeros al carbono o de fundición. Las levas y los muñones de los árboles de acero se someten a sementado y después se templan normal o superficialmente y los de fundición se templan. 4. Balancín: sirve para transmitir el esfuerzo del empujador al vástago de la válvula. Se estampan de aceros al carbono 20 y30, también se utilizan aceros de aleación. 5. Taqués o levanta válvulas: transmiten directamente el movimiento desde las levas del árbol de distribución a las válvulas (laterales) o a los empujadores. Perciben los esfuerzos laterales que transmiten las levas. Se hacen de aceros aleado o de acero 45 que luego es sometido a temple superficial. 6. Piñones: para los piñones de distribución se utiliza acero 20 y 45 o fundición gris. 7. Seguidores: transmiten a la varilla esfuerzos axiales de la leva y asumen los esfuerzos laterales que surgen en este.

37. ¿CUÁLES SON LOS MÉTODOS DE REGULACIÓN DE LAS FASES DE DISTRIBUCIÓN DE GAS? La renovación de la carga en el cilindro de trabajo del motor se asegura por medio de los órganos de distribución de gas. En los motores de combustión interna se emplea distribución de gas de los siguientes tipos: Distribución de gas de válvula: Es el método de mayor difusión, esto se debe a la estructura relativamente sencilla y al funcionamiento fiable. Las válvulas se emplean en calidad de órganos de admisión y escape en los motores de cuatro tiempos y en calidad de escape en los motores de dos tiempos. Las válvulas se disponen o por encima o por debajo del cilindro y son accionadas por el árbol cigüeñal a través del árbol de levas.

Fig.4. Esquema de instalación de válvula y sus mecanismos de accionamiento: a), b), c), d). Válvulas superiores con accionamiento de árboles de distribución superiores. e) Válvulas superiores con accionamiento de árbol de distribución inferior f) Válvula inferior: 1. Balancín; 2. Palanca; 3. Traviesa; 4. Varilla; 5 Seguidor

Distribución de gas de distribuidor: Este puede realizarse por medio de distribuidores con movimiento de avance o de rotación o también por medio de distribuidores que realizan simultáneamente desplazamientos de avance y angular.

Fig. 5. Esquemas de intercambio de gases de distribuidor: a) b) c) d) e) f)

con distribuidores con movimiento de avance. Transversal de ranura De válvula ranura de corriente directa De ranura de corriente directa. Con distribuidor plano giratorio. Con distribuidor cilíndrico giratorio.

1. Distribuidor con movimiento de avance 2. Distribuidor plano 3. Distribuidor cilíndrico.

38. ¿Para que se emplea el volante y los contrapesos? El volante esta situado en un extremo del árbol cigüeñal y busca disminuir la inversión mecánica en el movimiento de los pistones bajo el principio de aumentar la inercia del árbol cigüeñal, es decir se aprovecha esta inercia una vez puesto en movimiento el árbol con el fin de desperdiciar en menor medida la potencia de la carrera que en este caso se aprovecha casi totalmente como movimiento rotacional del mismo eje

no como

impulso para el movimiento alternativo. Los contrapesos tienen por objeto balancear o equilibrar la fuerza centrifuga siempre dirigida desde el eje del árbol por el radio de la manivela que carga los cojinetes del árbol cigüeñal genera vibración. Es decir el objeto de los contrapesos es mantener un

trabajo sin vibraciones del ingenio y evitar daños por sobre tensiones de los componentes del mismo. 40. Describa las particularidades de diseño de los diesel. Los motores Diesel tienen como principal particularidad, la carencia de carburador, puesto que a la cámara de combustión no entra, una mezcla sino por el contrario la mezcla entre el aire y combustible en este caso el diesel se realiza internamente en el motor, además este tipo de motores por funcionar con diesel, el cual es auto inflamable no necesita de sistemas de encendido inducido (bujías). La relación que presentan los motores Diesel es significativamente mayor que en los motores de encendido inducido, esto se debe a que estos motores deben alcanzar unas condiciones que garanticen la auto inflamación del combustible. El rango de revoluciones para los motores diesel es bastante amplio, para así asegurar en todos los regimenes la mas completa combustión del combustible diesel con los mínimos excesos de aire, a fin de evitar el aumento de peso del diesel, por esto los procesos de inyección del combustible diesel de atomización, vaporización, del mezclado con el aire y de combustión deben efectuarse en un tiempo muy corto (en el rango de las milésimas de segundos). Debe asegurarse una distribución uniforme del combustible por todo el volumen de la cámara de combustión por lo tanto deben perfeccionarse los procesos de formación de la mezcla de lo contrario resultaría en unas partes de la cámara de combustión muchísimo combustible el cual no combustiona completamente, desmejorando la economía del combustible del diesel y en otras partes de la cámara de combustión resulta poco combustible, el cual combustiona completamente pero parte del aire no participa en la combustión y la presión media de los gases en el cilindro no alcanza aquella magnitud que debería obtenerse dado el caso de utilización completa del aire. 41. 42. ¿Cómo se regula la alimentación de combustible al variar la carga de los diesel? En los motores diesel se instalan reguladores para limitar el régimen de velocidad máxima, asegurar el funcionamiento estable del motor para una frecuencia de rotación baja y crear, en caso de necesidad, un régimen de velocidad estable de trabajo en una gama que va desde una frecuencia de rotación al ralentí (marcha muerta) mínima hasta la nominal. Los reguladores según el método de regulación se dividen en reguladores de un régimen, o sea, limitadores, de dos regímenes y para todo régimen. Según el procedimiento empleado para crear el esfuerzo que se transmite al órgano de ajuste de la bomba de combustible, se dividen en mecánicos, hidráulicos y neumáticos. Durante el trabajo de campo los grupos de maquinas agrícolas se encuentran en condiciones de cargas que varían rápidamente y con frecuencia. Para mejorar la adaptabilidad del motor al cambio de carga exterior sus reguladores deben ser para todo régimen. Semejantes reguladores deben efectuar el mando automático del suministro de combustible en todos los regímenes de

velocidad en la gama de frecuencias de rotación del cigüeñal que constituyen un 35...105% de la nominal. El grado de irregularidad que sufre la regulación ejerce una influencia sustancial sobre el rendimiento económico de la unidad. El funcionamiento con grado elevado de irregularidad hace que varíe considerablemente la velocidad angular de los ejes de algunos órganos funcionales se desvíe de la velocidad optima. El grado en que se altera la uniformidad de la regulación durante el ajuste para la frecuencia nominal de rotación ,ha de estar dentro de los limites de 4..8% y se designa en dependencia de las singularidades de funcionamiento de los motores. En toda gama de trabajo de los regímenes parciales de velocidad el grado de irregularidad tiene que estar dentro de los límites de 10...12%. La tolerancia de ajuste, para el régimen nominal de velocidad, con la cual empieza a funcionar el regulador, no debe superar el 1,5%. Para asegurar el funcionamiento estable del motor durante sobre cargas se efectúa una corrección especial de la característica exterior del motor. Con este objetivo, las más de las veces se emplean los correctores de muelle que regulan el suministro de combustible. Su principio de funcionamiento, como regla, consiste en que al bajar la frecuencia de rotación, el esfuerzo del muelle del regulador llega a ser mayor que la fuerza reducida de inercia de los pesos, y la diferencia entre estos esfuerzos se transmite a través del mecanismo de regulación al tope. Si en ves de tope rígido se instala un tope con un muelle, la diferencia de esfuerzos provocara la comprensión del muelle del tope y asegurara un desplazamiento adicional de la cremallera en dirección del aumento de la alimentación. Para corregir el suministro de combustible se emplea también el corrector de perfil: en este caso para reducir la frecuencia de rotación por debajo de la nominal, el desplazamiento adicional del órgano de mando se determina por un perfil especial. La forma del perfil se elige tal que se obtenga un desplazamiento requerido de la cremallera en función de la frecuencia de rotación. 43. ¿Cuáles sistemas de enfriamiento existen en los motores? Sistema de refrigeración: En un motor puesto en marcha la temperatura media de los gases en el transcurso del ciclo se encuentra entre los 800°C y 900°C. Parte del calor se deriva a las piezas del ingenio causando que estas piezas eleven su temperatura. Si estas piezas no se mantienen a una temperatura adecuada (ni muy calientes, y ni muy frías) provocarán un funcionamiento inaceptable del ingenio. Para obtener el estado térmico requerido el ingenio va acompañado de un sistema de enfriamiento el cual bien puede utilizar como refrigerante un líquido (agua, soluciones anticongelantes, o algún otro líquido que presente las mejores propiedades térmicas y que sea de fácil adquisición) o gas como el aire. Sistema de Refrigeración por Agua: En este caso el agua, llena las camisas de agua del bloque-carter y de la culata de cilindros, baña las paredes de los cilindros y de las cámaras de combustión arrastrando consigo el calor. El agua que lleva el calor es pasada luego por el radiador para ceder el calor al aire por medio de la convección forzada, después de pasar por el radiador vuelve a las camisas de agua del cilindro y se repite el ciclo. La temperatura del agua refrigerante debe encontrarse entre los 80°C y los 95°C.

Sistema de refrigeración por termosifón: En este caso se aprovecha el gradiente de densidad del agua que se genera debido a la diferencia de temperaturas en las camisas de agua que es mayor a la temperatura del agua que está disminuyendo al pasar a través del radiador. Este sistema de refrigeración presenta una circulación lenta del agua lo cual puede provocar una intensa evaporación de ésta y requiere que se compruebe varas veces el nivel del agua. Sistema de refrigeración forzada: En este caso la circulación del agua es provocada por medio de una bomba centrífuga, la cual en nuestro medio se conoce como “la turbina”. En este sistema la cantidad de agua que fluye en la unidad de tiempo depende del número de revoluciones del árbol cigüeñal, debido a que la temperatura del aire ambiente es muy variable a lo largo de todo el año en algunas partes del mundo se utilizan dispositivos como el termostato, cortinas y persianas del radiador para que no se pueda presentar un enfriamiento excesivo del motor. En el caso de que se pueda presentar un enfriamiento excesivo el termostato deriva una corriente de agua caliente proveniente de las camisas del cilindro y la hace pasar directamente hacia la bomba sin pasar al radiador, evitando de esta manera el subenfriamiento. Si el sistema de refrigeración está comunicado a la atmósfera se le conoce como abierto; y si no está conectado a la atmósfera se le conoce como cerrado. Para un sistema de refrigeración herméticamente cerrado puede presentarse fugas en los tubos debido a una recalentamiento que ocasiona la evaporación del agua; y en caso de un enfriamiento cuando se para el motor puede ocasionar una depresión en los tubos debido al condensamiento del vapor que lleva a deterioro de estos. El sistema cerrado de refrigeración debe funcionar a una presión más alta que la atmosférica para que su temperatura de saturación también se eleve y así hacer algo difícil la formación del vapor. Sistema de refrigeración por aire: La extracción de calor excesivo del ingenio se realiza mediante una corriente de aire forzado alrededor de los cilindros y sus respectivas cabezas.

Para los motores de poca potencia como el de las motocicletas el aire forzado se obtiene por la contracorriente del aire producida en el viaje. Para los motores de automóvil y tractores tal corriente de aire resulta insuficiente y se necesita de un ventilador, el cual consume una gran potencia del motor si la comparamos con la potencia que consume la bomba de agua en el sistema de refrigeración por líquido. Las superficies externas de las culatas y de los cilindros tienen aletas para poder aumentar el área efectiva de transferencia de calor por convección forzada. El aire se fuerza a pasar por los cilindros mediante unos deflectores los cuales, primeramente conducen el aire hacia las zonas más calientes. Para los motores en (V) la refrigeración puede realizarse forzando el aire a pasar a través de la (V) por medio de un ventilador axial. También la refrigeración puede realizarse forzando el aire a lo largo de las dos filas de cilindros por la parte exterior valiéndonos de dos ventiladores axiales, así como de sistemas de succión del aire por uno o dos ventiladores axiales situados en el espacio de la (V). La gran ventaja del sistema de refrigeración por aire se puede notar en lugares donde el agua es bastante escasa.

44. ¿Qué ventajas tiene el sistema cerrado en el enfriamiento del motor?¿Para que en el esquema de enfriamiento se prevé tubo de escape del vapor? Debido al desprendimiento de gran cantidad de calor durante la combustión del combustible, las piezas que están en contacto con dichos gases se calientan. Este recalentamiento puede violar las condiciones normales y óptimas del desarrollo del ciclo de trabajo, conducir a la disminución del coeficiente de llenado, propiciar la combustión detonante, favorecer el quemado del aceite, aumentar las pérdidas por rozamiento, en fin a desmejorar el rendimiento del motor. Para evitar tales situaciones y para mantener al motor en rangos de temperaturas aceptables se diseñan sistemas especiales para la extracción forzada del calor de dichas piezas calentadas, tal ingenio recibe el nombre de sistema de enfriamiento. El sistema de refrigeración con circulación forzada del agua es desconectado de la atmósfera por medio del dispositivo especial en el cual están reunidas las válvulas de vapor y de aire, a este sistema se le denomina cerrado.

Las ventajas de este sistema son:  La evaporación del agua (líquido refrigerante) y, por lo tanto, su consumo y deposición de la costra disminuyen, todo esto debido a que este sistema de refrigeración funciona a una presión que es un poco más alta que la atmosférica por lo tanto la temperatura de ebullición del agua se eleva.  Posee un termostato que gobierna una válvula. La función de dicho sistema es variar la circulación del líquido refrigerante por uno de los dos circuitos de circulación del agua; por el circuito primario, que comunica al depósito superior del radiador es succionada el agua por la bomba centrífuga y lo impulsa a las camisas de agua del bloque cárter y luego a las camisas de agua de las culatas de cilindros; luego el líquido caliente pasa a la camisa de la tubería de admisión calentando la mezcla carburante. El circuito secundario es utilizado cuando la temperatura del fluido refrigerante es inferior, aproximadamente, a 67° C; la válvula del termostato estará cerrada y, como consecuencia, el líquido procedente de la camisa de la tubería de admisión, sin pasar por el radiador, llega por la manguera al bloque de cilindros del compresor y luego a la culata de cilindros del mismo y de esta última pasa por otra manguera a la bomba de agua que lo impulsa a las camisas de agua del bloque cárter y de las culatas de cilindros del motor.  la temperatura del líquido contenido en el sistema se regula por medio de una persiana de hojas y de láminas gobernada desde la cabina del conductor.

45. ¿Cuáles son las condiciones de temperatura del funcionamiento de un motor? Explique la necesidad y objeto del enfriamiento, las construcciones de los sistemas de enfriamiento de los motores. Debido al desprendimiento de gran cantidad de calor durante la combustión de combustible se calientan fuertemente las piezas que conectan los gases calientes. El recalentamiento del motor puede violar las condiciones normales de desarrollo del ciclo de trabajo, conducir a la disminución del coeficiente de llenado, a la combustión detonante, al quemado del aceite y al aumento de las pérdidas por fricción, y también al encendido por incandescencia incontrolable. La extracción de calor por medio del aceite y su disipación natural mediante las superficies del motor, no protegen el recalentamiento de las piezas más tensionadas en el aspecto térmico. Hay que aclarar también que el sobreenfriamiento del motor es inadmisible, pues puede provocar la disminución del rendimiento económico (eficiencia) debido al aumento de las pérdidas por rozamiento y a la cesión de calor al líquido de enfriamiento, al aumento de desgaste de los cilindros y a los émbolos, al aumento de la rigidez de funcionamiento del motor. De tal manera el funcionamiento del motor es violado tanto con recalentamiento, como con sobreenfriamiento. El sistema de enfriamiento debe asegurar el grado más ventajoso de enfriamiento y la posibilidad de mantener el estado térmico del motor en los límites admisibles. Los sistemas de enfriamiento de los motores se construyen para refrigeración por aire, líquido o vaporización. Sistemas de enfriamiento líquido: Son los más utilizados y se emplean en los motores modernos de barco, así como en los motores de transporte terrestre. El agua se utiliza para transportar el calor; también se utiliza aceite y otros fluidos que ebullen a alta temperatura. De acuerdo con la multiplicidad de utilización de portador de calor de los sistemas de calor se dividen en:  Sistema de enfriamiento líquido de corriente: En este caso es necesario que la cantidad del agua responda a determinados requisitos. En los depósitos naturales el agua contiene sales disueltas, que se desprenden durante el

calentamiento y forman incrustaciones en las superficies enfriadas. La capa de incrustación dificulta sobremanera la disipación de calor, lo que puede llevar al recalentamiento y a la destrucción. Además en el sistema acuoso corriente de enfriamiento la temperatura del agua en la entrada del motor se determina por la temperatura del medio circundante y, por consiguiente, varía en función de la estación del año. Por ello los esquemas más sencillos de enfriamiento líquido corriente se conservaron solo en los motores lentos de barco o estacionarios.  Sistema líquido de enfriamiento de circulación: En este sistema, una cantidad constante de líquido de enfriamiento (agua, aceite) circula en un sistema cerrado. Después del calentamiento en el motor el portador de calor se enfría en aparatos especiales y de nuevo se envía a las piezas a enfriar. De acuerdo a la forma como se realiza la circulación, los sistemas de enfriamiento se dividen en: Sistema de enfriamiento de termosifón: En este sistema se hace uso de la propiedad que tiene el líquido refrigerante de ser más liviano que el frío, por la diferencia de densidades y por lo tanto sube a la parte más alta del recipiente que lo contiene. En este sistema el líquido no comienza a circular de inmediato cuando se pone en funcionamiento el motor, por el contrario mientras la temperatura del motor está en un nivel bajo el líquido permanece inmóvil; a medida que aumenta la temperatura del motor se inicia la circulación del líquido. En este sistema la velocidad de evacuación del líquido es muy débil, por ello este sistema de enfriamiento se usa en motores de pequeña potencia no tensionados en el aspecto térmico. Sistema forzado de enfriamiento: Por medio de una bomba especial instalada en el ducto interior (líquido frío) el líquido es impulsado hasta el motor. En este sistema además de las bombas y los aparatos para el transporte del líquido entran también aparatos auxiliares e instrumentos de control de medición como termómetros y manómetros para medir la temperatura y la presión. Sistemas de enfriamiento aéreo: Se emplea principalmente en motores de avión, de motocicleta, de algunos automóviles, así como en motores estacionarios de pequeña potencia. En este sistema el calor directamente se transmite al aire que sopla, que baña las paredes del cilindro y de la culata. La intensidad del enfriamiento aéreo depende de la velocidad, de la densidad y de la temperatura del aire enfriador y también de las medidas de la superficie de enfriamiento de las aletas de la culata y de la parte superior del cilindro. Entre las fallas de este sistema hay que mencionar el elevado gasto de potencia para el soplado de estas superficies de enfriamiento, enfriamiento no uniforme de los cilindros en un motor multicilíndrico y también las dificultades de arranque del motor a baja temperatura del aire circundante. Sistema de vaporizadores de enfriamiento: En este sistema el vapor se absorbe a consecuencia de la vaporización del líquido que baña las piezas calientes, se emplea rara vez (para el forzamiento de motores de gran potencia y para algunos motores estacionarios de pequeña potencia).

47. cuales son el objeto de la lubricación y las condiciones

que influyen en la magnitud de coeficiente de rozamiento? cuales son los periodos del funcionamiento del motor menos propicios en cuanto a la lubricación de las superficies de trabajo de los cilindros y de los cojinetes de arbol cigüeñal? a) El objeto principal de la lubricación del motor es evitar y/o disminuir el desgaste excesivo, el recalentamiento y el agarrotamiento, para disminuir los gastos de potencia indicada por fricción en el motor y para extraer el calor que se desprende durante el funcionamiento en las superficies rozantes. Además el aceite quita de las superficies en frote los productos en desgaste y suciedad de todo género, protege estás superficies de la corrosión y, en algunos caos, hace estancas las uniones móviles de las piezas. En algunos motores el sistema de lubricación se utiliza para la refrigeración forzada de piezas (émbolos y otras). Cuando las superficies en frotamiento están separadas entre sí por una película muy delgada de lubricante, la fricción es de lubricación límite. En este caso la lubricación depende de la fuerte adhesión del lubricante al material de las superficies que se frotan; las capas de lubricante resbalan una sobre la otra. Cuando la lubricación se dispone de modo que las superficies que se frotan queden separadas por una película de fluido, y las cargas queden es las superficies por completo soportadas por la presión hidrostática o hidrodinámica de la película, la fricción es de lubricación completa (o viscosa). Se tiene lubricación incompleta o mixta si la carga sobre las superficies que se frotan es soportada parcialmente por una película viscosa de fluido y, por otra parte, por zonas de lubricación límite. Cuando un árbol no gira (se encuentra en el estado de reposo), él apoyo n el cojinete y el juego en las superficies en contacto del árbol y del cojinete es igual a cero (figura 8). Al girar el árbol en el cojinete, las primeras capas del aceite adheridas estrechamente a la superficie del árbol arrastran las siguientes. Las partículas del aceite puestas en movimiento, bajo el efecto de las fuerzas de fricción existentes entre las capas, se trasladan de la parte ancha del juego a la parte estrecha (Fig. 8

b). Como resultado en la zona en que el juego tiene la magnitud mínima (hmín), en la capa de aceite surge una presión elevada bajo cuya acción el árbol parece emergido a la superficie descansado en la almohada de aceite. Al crecer la velocidad relativa de movimiento de las superficies (el número de revoluciones del cigüeñal), una cantidad siempre mayor de aceite se arrastra al espacio cuneiforme, aumentando de este modo la presión creada en la capa de aceite y por eso siempre más el árbol tiende a ocupar la posición central en el cojinete (Fig. 8 b, c,d).

Figura 8. formación de la cuña de aceite al girar el árbol en el cojinete de deslazamiento. Cuando el espesor mínimo de la capa de aceite llega a ser mayor que la altura total de las rugosidades de las superficies del árbol y del cojinete las superficies indicadas dejarán de estar en contacto y aparecerá el rozamiento líquido. b) El coeficiente de fricción es, aproximadamente, independiente de la velocidad de frotamiento, si está es lo bastante baja para no afectar la temperatura de la superficie; a velocidad más altas, el coeficiente de fricción disminuye al aumentar la velocidad. Los coeficientes de fricción de superficies secas ( fricción en seco) depende de los materiales que se deslizan uno sobre el otro y de las condiciones de acabado de esas superficies. Con lubricación límite los coeficientes dependen de los materiales y las condiciones de las superficies, así como de los lubricantes que se empleen Los coeficientes de rozamiento (fricción) son sensibles al polvo y humedad atmosféricos, las películas de óxido, el acabado

superficial, la velocidad de deslizamiento, la temperatura, la vibración y lo extenso de la contaminación. En muchos casos el grado de contaminación es la variable más importante por si sola. El coeficiente de rozamiento depende en gran medida del la temperatura a la que se encuentre sometido el lubricante, pues al bajar la temperatura la viscosidad del lubricante aumenta y al subir ella, disminuye. Cuanto menos cambia el lubricante su viscosidad al variar la temperatura tanto más alta será su calidad y su comportamiento para evitar la fricción, es decir que cuanto menos cambie la temperatura el coeficiente de fricción se mantendrá constante. Otro factor importante que influye en la magnitud del coeficiente de rozamiento es la estabilidad química del aceite pues cuanto más elevada sea esta habrá una mayor oposición a la oxidación por el oxigeno atmosférico, lo cual se verá reflejada en las capacidades lubricantes del aceite. Las propiedades detergentes del aceite (capacidad del aceite de oponerse a la formación de sustancias resinosas y otros productos de la oxidación), la coquizabilidad del aceite (capacidad del aceite de formar un residuo carbonoso), la acción corrosiva del aceite, aditivos, el contenido de cenizas en el aceite son factores que dependiendo de su magnitud el lubricante podrán ejercer mejor su función de evitar la fricción entre las partes móviles que estén en contacto en el motor, lo que se refleja en la disminución o variación del coeficiente de rozamiento. c) No se puede permitir que disminuya la capa de aceite existente entre las superficies en frote hasta la magnitud que puede surgir el frotamiento de frontera, puesto que en este caso el desgaste y el calentamiento de las piezas crecen rápidamente. En condiciones del rozamiento de frontera ninguna unión móvil puede trabajar normalmente durante mucho tiempo. No obstante, el rozamiento de frontera disminuye el desgaste a pequeñas velocidades del movimiento, al arrancar el motor y a cargas muy grandes cuando no es posible obtener el rozamiento líquido o semilíquido, estos son los periodos menos propicios en cuanto a la lubricación de los cilindros y de los cojinetes del árbol cigüeñal y de otras superficies de trabajo del motor.

50. ¿Por qué es necesario filtrar y enfriar el aceite? Mencione las clases de filtro de aceite, explique su disposición en el motor, métodos de conexión, construcciones y funcionamiento de los filtros. El aceite, además de su principal función de minimizar el roce entre las piezas móviles, también actúa como detergente y absorbe parte del calor del motor al circular entre dichas partes, las cuales se mantienen a alta temperatura. Estas piezas inevitablemente producen limadura muy fina, la cual es también arrastrada por el aceite. Pos estos hechos el aceite debe ser filtrado para extraerle la limadura y las suciedades que se producen en el interior del motor. Así mismo, las altas temperaturas disminuyen la viscosidad del aceite y pueden provocare su oxidación, por lo que es necesario controlar su temperatura. Los filtros de aceite se pueden dividir en dos grupos: Los filtros de depuración basta: se intercalan en serie en el sistema y a través de ellos pasa todo el aceite que circula por el motor. Los filtros de depuración fina: se enchufan en una derivación de las tuberías del sistema de engrase, se hace pasar una parte del aceite (10 a 20%) que después se mezcla con el aceite restante en el colector de aceite. Un defecto del montaje de los filtros en derivación es que el aceite depurado va a parar al cárter inferior y no a las superficies en rozamiento del motor. Los elementos filtrantes de los filtros de depuración basta pueden ser de malla fina (tela metálica) o de laminillas (ranurado), y los de depuración fina, de cartón, papel, fieltro o de un material especial. En los filtros de depuración basta (total) existe una válvula de seguridad que en caso de aumentar la resistencia (en el período de calentamiento del motor cando está muy sucio el elemento filtrante) deja pasar el aceite esquivando el filtro. Estos filtros retienen partículas de mínimo 0.07 mm. Los filtros de depuración fina aseguran la limpieza del aceite de partículas mecánicas de hasta 0.001 mm de dimensión. 51. Describa el objeto, la disposición, la conexión y el funcionamiento de los radiadores de aceite ¿Cómo se realiza la ventilación del carter? El objeto de los radiadores consiste en mantener la temperatura del aceite en los límites requeridos al estar en funcionamiento el motor con gran carga y a una alta temperatura del medio ambiente. Para que el motor funcione normalmente, la temperatura del aceite en el sistema debe encontrarse dentro de los límites de 70 a 80 ºC. Si la temperatura excede de 90ºC, la calidad del aceite se empeora y por consecuencia se acelera el desgaste de las piezas del motor al perder su optimo carácter viscoso, además aumenta el consumo de aceite; evitar los fenómenos anteriormente descritos es la finalidad del radiador de aceite. La disposición de los radiadores de aceite que se usan para enfriar el aceite de los motores pueden ser de dos tipos, según el medio refrigerante, los cuales son por refrigeración por agua y de refrigeración por aire. Los que más se han extendido son los radiadores de aceite por aire que son seguros durante la explotación y refrigeran intensamente el aceite. Los radiadores se hacen tubulares o tubulares laminares. Para evitar la rotura de sus tubos cuando el motor funciona frío y cuando la temperatura del aire circundante baja, el radiador de aceite tiene una válvula de derivación. Si la diferencia de presión es mayor de 0,12-0,2 MN/m 2 (1,2-0,2 kgf/cm2 ), la válvula se abre y el aceite corre sin pasar por el refrigerador.

Con respecto a la conexión los radiadores de aceite se colocan por lo general en el camino que sigue el flujo de aire del sistema de refrigeración y el aceite que circula en aquel es enfriado por la corriente contraria de aire. El conductor conecta y desconecta el radiador de aceite por medio de un grifo o bien el radiador de aceite se conecta automáticamente con ayuda de una válvulatermostato. La ventilación del cárter es necesaria para expulsar el vapor de aceite y los gases que penetran a través de las juntas no estancas de los segmentos de los émbolos. La ventilación del cárter se efectúa con un dispositivo especial constituido por un sistema de tuberías que unen el espacio del cárter, por un lado, con el medio ambiente a través de la boca de llenado de aceite, y por otro lado con el carburador o con la tubería de admisión. En el lugar de succión se instala un dispositivo para captar las gotitas de aceite del cárter. En la tubería de entrada se monta una boca de llenado de aceite provista de fibra de aire.

Esquema de ventilación del cárter del motor GAZ-53. 1 tubuladura; 2 filtro de aire; 3 guarnición del filtro; 4 deflectores; 5 tubo de ventilación por aspiración; 6 bandeja del cárter.

La ventilación del cárter del motor GAZ-53 de la figura se realiza por aspiración, abierta. Al viajar el automóvil, se crea la depresión cerca del extremo del tubo de ventilación por aspiración 5, que se encuentra en el nivel del fondo de la bandeja 6 del cárter. Esta depresión se transmite al bloque-cárter originando la succión de los gases. El aire fresco llega a través de la tubuladura 1 la cual sirve simultáneamente de boca de llenado del sistema de engrase. Para evitar que vaya aspirado el polvo, la tubuladura 1 se lleva al filtro de aire 2 no desarmable provisto de guarnición de caprón 3. La dirección del movimiento del aire y de los gases se muestra por las flechas. En la tubuladura 1 y en el lugar en que los gases entran en el tubo de ventilación por aspiración 5 están puestos los deflectores 4 que evitan que las salpicaduras del aceite se expulsen al motor. 52. ¿Para qué en el filtro se instala válvula de paso? ¿Cómo está construido el

filtro de purificación fina del aceite? ¿para qué se emplea la purificación fina del aceite? ¿a dónde ingresa el aceite que pasa a través del paquete de limpieza fina? En los filtros se instala válvula de paso para evitar que el suministro de aceite a la tubería maestra cese en caso de quedar obstruido el elemento filtrante; dicha válvula

está ubicada entre los canales de entrada y salida (Fig. 11) del filtro. La válvula se coloca de tal forma que, si se obstruye el filtro, el aceite pase a través de la válvula de paso al canal de salida del filtro; el muelle de la válvula se regula para una presión de 0,08 a 0,12 MN/m2 (0,8 – 1,2 kgf/cm2). El aceite suministrado al cuerpo del filtro, luego de pasar a través de las rendijas entre las láminas y los separadores a través de los poros capilares del material filtrante del filtro de depuración fina, pasa a través del tubo 15 (Fig. 12) a la bandeja del cárter; este hecho se considera un defecto, ya que el aceite debería pasar a las superficies en rozamiento del motor. 53. ¿Para que sirve el termostato? ¿Como se instala el filtro de aceite en el Diesel? ¿Cuál debe ser el nivel del agua en el sistema de enfriamiento? El termostato; se encuentra alojado regularmente en el cuello, o estructura del motor, donde conecta la manguera superior que viene del radiador. En otros casos viene instalado en la manguera que conecta la parte inferior del radiador. La función de un termostato consiste, en evitar que el agua fluya dentro del motor, hasta que este, no haya llegado a su temperatura de funcionamiento, de acuerdo con las especificaciones del fabricante. En cuanto el motor alcanza su temperatura de funcionamiento, el material del que esta hecho el termostato, dilata su resistencia, permitiendo que la presión del agua caliente, abra la compuerta, y de esta manera el agua circula por todo el sistema de enfriamiento. Para la instalación correcta del filtro de aceite es necesario realizar un buen desmontaje del filtro que se va a reemplazar, se retira el aceite del carter y se utiliza una herramienta adecuada para aflojar el filtro, al colocar el filtro nuevo se debe lubricar primero para que se forme una película de aceite en el anillo de goma, después se procese a instalar. Al final se debe comprobar con medidores de presión y de nivel para cerciorarse que se hizo bien la operación. El nivel de agua para el sistema de enfriamiento debe ser el indicado por el diseñador, este depende del tamaño y el tipo de motor. Se debe tener en cuenta que no se debe llenar el radiador hasta el tope, ya que el agua sobrante pasaría al vaso de expansión. Este vaso también tiene un nivel de llenado. 54. ¿A dónde ingresa el aceite del filtro? ¿Cómo se suministra el aceite a los muñones del árbol cigüeñal? ¿Cómo se lubrican las camisas de cilindro, los émbolos, los aros de embolo? ¿Cómo se lubrica el pasador en el pie de biela y en los resaltes de embolo? El circuito de lubricación de motores de cuatro tiempos comienza en el carter en donde se almacena y enfría el aceite del motor en donde es chupado por la bomba de aceite. Antes de lubricar cualquier sector del motor hay que estar seguro que aceite no este sucio para evitar posibles engranes, es por ello que a través de conductos en el block pasa por el filtro de aceite y de ahí directo al Sistema madre de Lubricación que es la vena de aceite principal del motor. Ésta vena se divide en dos, la primera va a lubricar los muñones de bancada del cigüeñal y luego por un conducto interno el aceite se dirige al muñón de biela. La segunda vena se dirige hacia el árbol de levas lubricando todo lugar donde halla movimiento. En el caso de que el motor en cuestión tenga árbol de levas lateral en vez de lubricar el árbol levas lubrica los balancines, luego el aceite desciende a través de las varillas hasta el árbol de levas. Las paredes de los cilindros son lubricadas por el aceite que es salpicado por el mismo cigüeñal .El aceite regresa al carter.

1- Boca de carga para el aceite. 2- Taladro para engrase de cadena de distribución. 3- Conducto para el aceite, del filtro al cigüeñal. 4- Taladros de engrase de los piñones de arrastre de la bomba de aceite y la cadena de distribución. 5- Conducto, para el aceite, de la bomba al filtro. 6- Bomba de aceite. 7- Válvula de descarga. 8- Varilla indicadora del nivel de aceite. 9- Filtro de la trompa de aspiración de la bomba de aceite. 10- Tapón de descarga del aceite. 11- Válvula de seguridad en caso de obstrucción del filtro de aceite. 12- Filtro de aceite con cartucho, a caudal total. 13- Transmisor presión aceite. 14- Cárter de aceite. 15- Descarga de aceite del eje portabalancines. 16- Conducto para el aceite, al eje portabalancines. 17- Canalización del eje portabalancines. 18- Canalización de respiración cerrada del motor enlaza a la tapa de balancines y a la toma de aire del carburador.

56. ¿En qué sitio se mide la presión del aceite en la tubería

principal del diesel? cuál debe ser la temperatura del aceite en la salida del motor? el tanque de aceite se puede llenar completamente? ¿Por qué antes del arranque del diesel es necesario bombear aceite? ¿Hasta que presión? a) El aceite proveniente de la tubería maestra pasa, por el tubo 26 (figura 17) y por las canales practicados en la pared del cárter de los piñones de distribución y en la brida de ajuste, a las superficies en roce del casquillo del piñón intermedio de mando de la bomba de combustible y a la parte cilíndrica de la brida de ajuste. La presión y la temperatura del motor diesel se miden después del cuerpo de los filtros. Para controlar la presión del aceite existente en la tubería maestra y la temperatura del mismo en

el cuerpo de los filtros, el tablero de instrumentos de control lleva el indicador de presión 11 y el indicador a distancia de temperatura 10. la presión debe encontrarse dentro de los límites de 2,5 a 4,5 Kgf/cm2. b) La temperatura normal del aceite presente en el motor Diesel debe encontrarse, al funcionar este con régimen nominal, dentro de los límites de 80 a 90º C. Si la temperatura excede los 90º C, la calidad del aceite se empeora y como consecuencia se acelera el desgaste de las piezas del motor y aumenta el consumo de aceite. Para mantener la temperatura del aceite en los límites requeridos, al funcionar el motor con gran carga y a una temperatura alta del medio ambiente, en el sistema de engrase se emplean radiadores especiales (radiadores). c) En el motor parado se verifica el nivel de aceite contenido en le cárter, la fijación de los conjuntos y piezas del sistema de engrase y la falta de fugas de aceite. El nivel de aceite en el cárter se mide con la varilla medidora pasados 15-20 min después de la parada del motor. El nivel debe hallarse cercano al trazo (marca) superior de la varilla medidora. No es conveniente llenar de aceite de modo que este supere el trazo superior para no provocar la quemadura de los segmentos de pistón, la formación abundante de carbonilla en las cámaras y en los fondos de los pistones, así como el aumento del consumo del aceite. Si el nivel de aceite en el cárter no alcanza el trazo inferior, el trabajo del motor está prohibido, ya que en este caso es posible la alteración del suministro de aceite en el sistema, alteración que es acompañada de un desgaste intenso de las piezas en roce y de averías de los cojinetes debido a su fusión. d) Debe bombearse aceite en el arranque de los Diesel para asegurar la formación de la película de aceite entre los pistones y la cámara de combustión para evitar el rozamiento entre estos pues al apagarse este retorna al cárter quedando prácticamente estos elementos en contacto directo sin la película que los separe. e) A las revoluciones mínimas de la marche en vacío la presión del aceite, creada en el sistema, no se tolera inferior a 0.8

Kgf/cm2. la válvula de reducción 3 deriva el aceite de la cavidad de impulsión de la bomba de aceite a la bandeja del cárter al poseer el aceite una viscosidad elevada ( por ejemplo, al poner en marcha un motor Diesel frío). La válvula esta ajustada para una presión de 7-8 Kgf/cm2.

58. ¿Que objeto tienen y con que medidas se mejoran la atomización y vaporización del combustible en los carburadores? ¿De que depende la cantidad de aire que pasa a través de del carburador? ¿De que depende la cantidad de combustible suministrado por el surtidor? El objeto de mejorar la atomización y vaporización del combustible en los carburadores es garantizar el funcionamiento del motor con regimenes variables y para que la transición de un régimen a otro sea rápida. Porque el combustible empleado debe vaporizarse fácilmente a temperatura del medio circundante. Además el carburador debe asegurar la formación de una mezcla combustible homogénea en la cual vaporice la mayor cantidad posible de combustible con aire. Para asegurar una vaporización mas completa del combustible se suele calentar la tubería de admisión por los gases de combustión o por los líquidos procedentes del sistema de refrigeración. La entrada de aire que pasa a través del carburador depende de la mariposa de aire, instalada en el conducto de entrada. Al cerrarse la mariposa de aire, se eleva la depresión o vació creada en la cámara de carburación, debido a lo cual la mezcla se enriquece a costa de una salida intensa del combustible a partir de los atomizadores del dispositivo dosificador principal y del circuito de marcha lenta. El aire necesario para formar la mezcla carburante penetra a través de las rendijas junto al borde de la mariposa de aire. En muchos carburadores el mando de la mariposa de aire se efectúa manualmente valiéndose del cable que sale a la cabina del conductor. El empleo del sistema de difusores múltiples mejora la formación de la mezcla en el carburador, ya que el combustible que va suministrado de los atomizadores de los surtidores primeramente es atomizado por el aire que atraviesa los difusores, en los cuales están ubicados los pulverizadores o en su caso los atomizadores. Cuando la mezcla pasa a través del difusor medio, el combustible se atomiza todavía mas finamente por el aire que atraviesa este difusor. De allí que la cantidad de combustible suministrado por el difusor depende de la depresión creada en el difusor pequeño y el difusor adicional y de la depresión creada en el difusor grande. 60. ¿Qué carburador se llama elemental y que composición de la mezcla carburante el forma? ¿Qué se llama compensación de la mezcla carburante? ¿Explique la característica de los carburadores elemental y deseable?

Carburador elemental: (Simple de flujo descendente) es el tipo de carburador más sencillo que hay. En el esquema se muestran los elementos fundamentales de un carburador y permite apreciar los principios de su funcionamiento. Los órganos esenciales del carburador elemental son: La cubeta o cuba de nivel constante, que impide al orificio por donde fluye la gasolina sufrir las consecuencias del diferente nivel constante entre el depósito y el carburador y que varía con la posición del coche. La constancia del nivel se consigue con un flotador que abre y cierra el orificio de entrada de la gasolina mediante una válvula de aguja. Generalmente la posición del flotador se puede regular para evitar que un nivel erróneo de gasolina conduzca a la inundación del carburador o a fallos del motor, según esté demasiado alto o demasiado bajo. El difusor, que está dotado de un estrangulamiento en tubo de Venturi. Dicho estrangulamiento situado en correspondencia con el surtidor, sirve para generar la depresión necesaria para aspirar por su interior el carburante que luego entra en los cilindros mezclado con aire, La forma de la sección estrangulada del difusor debe estudiarse con atención, para evitar que se formen en el seno de la columna de aire movimientos turbulentos que dificultarían la entrada del combustible y no permitirían el paso de la cantidad necesaria de aire, con la subsiguiente reducción del rendimiento volumétrico del motor. También la velocidad máxima dentro de la sección estrangulada debe estar comprendida dentro de unos límites muy concretos, por lo general entre 100 y 300 m/s. En la zona no estrangulada y hasta la válvula de admisión es donde se realiza la nebulización completa y la atomización de la mezcla del aire y carburante. El surtidor o atomizador que desemboca a un nivel superior al de la gasolina y sirve para llevar el combustible a la zona de depresión del difusor. El caudal del surtidor depende del valor de la depresión y de su propio diámetro. Está constituido por un pequeño tornillo hueco cuyo orificio ha sido concienzudamente calibrado, atornillado en un lugar fácilmente accesible al conducto portador del carburante desde la cuba de nivel constante. El diámetro del orificio, denominado diámetro del surtidor, es una de las características del carburador y suele expresarse en centésimas de milímetro. Variando el diámetro del surtidor se puede enriquecer o empobrecer la mezcla y modificar, dentro de ciertos límites, las prestaciones y el consumo del motor. La forma y la precisión con que se ha perforado el surtidor tienen mucha importancia, ya que ambas cosas influyen sobre el caudal y la atomización del combustible. La válvula de mariposa, situada en la zona no estrangulada del difusor, es el órgano que permite al motor adaptarse a la carga haciendo variar el peso de mezcla introducida. El mando de la mariposa no es otra cosa que el pedal del acelerador que actúa sobre ella mediante un sistema de varillas.

Funcionamiento del carburador elemental En el carburador de un solo surtidor la cantidad de gasolina aspirada es igual a la teórica solamente a un determinado régimen de revoluciones del motor. Por debajo de dicho régimen la cantidad aspirada es inferior a la teórica (mezcla pobre), mientras que por encima es superior (mezcla rica). El carburador elemental no está en condiciones de satisfacer las exigencias de un buen funcionamiento del motor por los siguientes motivos: 1. La dosificación de la mezcla no es constante, ya que varía con las revoluciones del motor y con la temperatura y la presión atmosféricas. 2. No permite aceleraciones rápidas, ya que a causa de la mayor densidad de la gasolina respecto al aire, cuando se acelera bruscamente la gasolina se queda atrás (Por inercia) y la mezcla se empobrece, permaneciendo así durante un cierto tiempo, después del cual vuelve a la normalidad, 3. No permite la marcha al mínimo, pues la velocidad del aire en el difusor queda tan limitada que no puede aspirar la gasolina y menos atomizarla. 4. No facilita la puesta en marcha en frío, ya que con el motor frío la vaporización del combustible queda tan reducida que la mezcla resulta excesivamente empobrecida, aun cuando la relación entre la proporción de aire y combustible alcance valores superiores al estequiométrico. Para arrancar en frío es necesario disponer de una mezcla especialmente rica. Las enmiendas del carburador elemental consisten en dispositivos idóneos para hacer variar la composición de la mezcla en condiciones especiales de funcionamiento del motor. La composición de la mezcla carburante que el carburador entrega o suministra es rica, a medida que se aumenta la carga de trabajo disminuye el coeficiente de aire y aumenta el de combustible. La compensación de la mezcla carburante es el método que utiliza para crear una mezcla combustible con la composición necesaria para que el motor funcione con el intervalo de carga requerido. Como ya se menciono, la característica del carburador elemental radica en la formación de la mezcla combustible (en la acción de la apertura de la mariposa de estrangulación y de carga) que se obtienen mezclas diferentes para determinado funcionamiento. El carburador perfecto o deseable, se caracteriza porque siempre entrega la cantidad de mezcla aire-combustible necesario y suficiente, además su composición debe ser óptima para su funcionamiento en los distintos regímenes.

61. ¿qué sistemas y por qué es necesario agregarlos al carburador elemental para que él satisfaga plenamente los requerimientos presentados a un carburador moderno? El carburador es el dispositivo donde se prepara la mezcla carburante. El carburador que se monta en un motor de automóvil debe garantizar la perfecta dosificación de la mezcla de comestible para todos los regimenes de carga y velocidad y la estabilidad de esta dosificación durante una larga explotación del automóvil. Un carburador elemental comprende la cuba con el flotador, la aguja de cierre, el surtidor con el pulverizador, el difusor, las mariposas del gas y de aire y la cámara de

carburación. La cuba, el flotador y la aguja de cierre se necesitan para mantener el nivel constante de combustible contenido en el pulverizador. Para que el carburador satisfaga con los requerimientos presentados a un carburador moderno debe tener los siguientes dispositivos auxiliares: 1- circuito de marcha lenta (RALENTI). Este es dispositivo para marcha en vació o con cargas pequeñas del motor. Durante el funcionamiento del motor en vació o a cargas pequeñas la mariposa de gas esta cerrada casi por completo. Por eso la depresión y la velocidad de la corriente de aire en e difusor son insuficientes para formar la mezcla carburante de la composición deseada. Al mismo tiempo tras la mariposa del gas se crea una gran depresión. En estas condiciones se puede conseguir que el motor funciones establemente ya que se asegura la preparación de la mezcla carburante por el circuito de marcha lenta. 2- dispositivo dosificador principal. Que asegura una composición empobrecida (económica) constante de la mezcla en una ancha gamma de cargas medias. Existen de dos tipos: - Dispositivo dosificador principal con variación de la depresión junto al surtidor de combustible. -

Dispositivo dosificador principal con un surtidor adicional y la variación de la depresión en los difusores.

3- dispositivo de arranque. Al poner en marcha el motor el número de revoluciones del cigüeñal es pequeño. Po r eso la depresión creada en la cámara de carburación es insuficiente y el circuito de marcha lenta y el dispositivo dosificador principal no aseguren la obtención de una mezcla carburante enriquecida deseada. En los carburadores modernos se usa una mariposa la cual se cierra, instalada en la tubuladura de entrada, para elevar la depresión en la cámara de carburación debido a lo cual la mezcla se enriquece a costa de una salida intensa del combustible a partir de los pulverizadores del dispositivo dosificador principal y del circuito de marcha lenta. 4- economizar. Este es un dispositivo que se utiliza para enriquecer la mezcla al trabajar el motor a grandes cargas, suministrando una cantidad adicional de combustible a la cámara de carburación. 5- Bomba de aceleración. Este es un dispositivo de enriquecimiento adicional de la mezcla al abrir bruscamente la mariposa de gas. A veces esta bomba esta unida con el economizador.

64. ¿Qué requerimientos se presentan a los tubos de admisión y de escape? Describa la construcción y el funcionamiento de los sistemas de precalentamiento de la mezcla de los motores. Por la tubería de admisión la mezcla carburante procedente del carburador (en los motores de carburador) y el aire procedente del depurador de aire (en los motores diesel) llega a los cilindros. Por la tubería de escape los gases quemados se derivan de los cilindros.

Las tuberías de admisión y de escape se fabrican de fundición formando una pieza común o dos piezas separadas. En una serie de los motores las tuberías de admisión están fundidas en una aleación de aluminio. En algunas construcciones las tubería fundidas por separado se sujetan entre si mediante pernos. Las bridas de tubuladuras de las tuberías de escape provistas de juntas de metal amiantado y de los de admisión provistos de juntas de paronita se unen al bloque-cárter o a la culata de cilindros con ayuda de los espárragos o tuercas. Las tuberías de admisión y de escape deben tener formas y secciones tales que la resistencia que se opone al movimiento de los gases sea mínima y la mezcla carburante (o aire) vaya distribuida uniformemente por los cilindros. Los gases quemados salen del cilindro del motor a gran velocidad, produciendo un ruido estridente, para disminuir este ruido se montan silenciadores en el tubo de escape y que al pasar por estos dispositivos dichos gases de escape se expanden perdiendo velocidad, saliendo al medio ambiente sin hacer ruido. Para disminuir el peligro de incendios las tuberías de escape de los motores de tractores y de maquinas agrícolas automotrices están dirigidas hacia arriba y están dotadas por apagachispas. En algunos casos la tubería de admisión es calentada por el agua caliente procedente del sistema de refrigeración. Para esto la tubería esta provista de paredes dobles y el espacio formado entre ellas esta lleno de agua que pasa de la culata de cilindros al radiador .

Un sistema completo de precalentamiento del aire de admisión de BERU compuesto de un dispositivo de control, bujías de incandescencia por llama, válvula electromagnética y sonda de temperatura.

En los vehículos industriales se suele calentar el aire de aspiración para mejorar la capacidad de arranque y las emisiones. La demanda de potencia calorífica en motores diesel de gran cilindrada requiere aquí el empleo de sistemas de precalentamiento del aire de admisión. Especialmente para el arranque en frío para diesel en vehículos industriales, BERU ofrece instalaciones de precalentamiento del aire de admisión como solución de sistema: desde la bujía de precalentamiento de llama y el dispositivo de control, el sensor de temperatura, la nueva generación de válvulas magnéticas y la lámpara de control, hasta la unidad de conexión son utilizados por fabricantes de motores y de vehículos industriales de gran renombre para equipar sus motores de fábrica con instalaciones de precalentamiento de llama de BERU.

Diferentes bridas de calefacción para precalentamiento de aire eléctrico en el motor de combustión interna.

Como alternativa pueden emplearse bridas de calefacción eléctricas para el calentamiento del aire de aspiración. Se emplean principalmente en motores de vehículos industriales de hasta 12 l de cilindrada. En esto se diferencian entre bridas de calefacción irregular y regular.

El sistema de arranque instantáneo de 2ª generación con brida de calefacción adicional para precalentamiento del aire de aspiración.

Para el sector de los vehículos Light Duty y hasta aprox. 0,9 l cilindrada, entretanto se ha establecido también el sistema de arranque instantáneo con control electrónico (ISS). Con ello BERU ha desarrollado un sistema de arranque en frío para la producción en serie, que arranca tan rápido como un coche de gasolina incluso a temperaturas extremas de -25 grados. La brida de calefacción que se emplea junto con las bujías de incandescencia en el ISS de la 2ª generación mejora la marcha del motor en caso de temperaturas bajas adicionalmente mediante el calentamiento del aire de aspiración.

Características técnicas Instalaciones de precalentamiento del aire de admisión  

Arranques en frío rápidos y seguros, incluso con temperaturas extremamente bajas Combustión optimizada



Emisión de sustancias nocivas reducida considerablemente en la fase de calentamiento



No más golpes del motor al arrancar



Marcha de motor tranquila



Protege al motor



Sistema compuesto por dispositivo de control, bujías de incandescencia por llama, válvula electromagnética y sonda de temperatura

Brida de calefacción  

Calentamiento rápido Larga durabilidad



Muy eficaz en la mejora de emisiones

Sistema de arranque instantáneo de 2ª generación    

Sistema compuesto por dispositivo de control, varias bujías de incandescencia con arranque rápido y brida de calefacción Mejor capacidad de arranque a temperaturas bajas Mejor aceleración a plena marcha del motor Reducción de la emisión de sustancias nocivas y del consumo de combustibles en la fase de calentamiento

La bujía de incandescencia por llama: en el tubo vaporizador se mezclan combustible y aire de aspiración. Esta mezcla se enciende en el calentador de inmersión. El tubo protector calma la llama y activa su estabilidad. La bujía de incandescencia por llama garantiza un arranque seguro que protege el motor incluso con temperaturas extremadamente bajas. 65. ¿cuales son los requerimientos principales que se

presentan al combustible para los motores? Los principales requerimientos que deben tener combustibles para motores de combustión interna son

los

 Evaporabilidad, es un indicador de la calidad del combustible. Es su capacidad para pasar al estado gaseoso, de ella depende el desarrollo de todas las fases del ciclo de trabajo, su rendimiento económico y las características de arranque del motor  Viscosidad, el coeficiente de viscosidad cinemática influye en los procesos de alimentación y pulverización del combustible  Resistencia a la detonación (octanaje), de esta depende sustancialmente la difusión normal de la flama en el momento de l combustión del combustible para motores de carburadores un aspecto a tener en cuenta con miras al control de la combustión detonante  Tendencia la inflamación, es un indicador importante para los diesel, los combustibles con gran tendencia a l inflamaron aseguran un desarrollo mas conveniente del proceso de combustión  Impurezas, los combustibles líquidos contener impurezas mecánicas, agua

deben evitar o sustancias

corrosivas para de este modo cuidarse de el desgaste mecánico y corrosivo de las piezas del ingenio  Temperatura de cristalización, es la temperatura a la cual los cristales de hidrocarburos del combustible precipitan y dificultan el suministro del combustible a través de los inyectores

68. Describa el objeto, la construcción (esquema) y el funcionamiento de los reguladores de revoluciones del árbol cigüeñal. En ciertas aplicaciones se necesita una velocidad constante del motor. Con el acelerador ajustado, sin un regulador la carga será lo suficientemente elevada para hacer que el motor pierda velocidad o demasiado ligera y entonces el motor ganará velocidad. Si el motor empezara a perder velocidad debido a la carga, seguirá permitiéndola a causa de las características de la bomba. Por el mismo motivo, si la velocidad del motor aumenta debido a la falta de carga, si la velocidad del motor aumenta debido a la falta de carga, seguirá aumentando con el funcionamiento del motor. De lo anterior se deduce que el objeto del regulador de revoluciones es:  Evitar los excesos de velocidad o calados del motor.  Mantener la velocidad del motor relativamente constante para cualquier posición del acelerador seleccionada, a pesar de las variaciones de carga. En los reguladores mecánicos el aumento de la fuerza centrífuga con la velocidad de rotación se utiliza para facilitar el control de regulación. Estos pueden ser: de velocidad constante, de velocidad variable o de velocidad limitada.  Regulador sencillo de velocidad constante: Se instalan en motores que necesitan funcionar a una velocidad establecida o constante. Sus aplicaciones incluyen motores que llevan un alternador de potencia, bombas de agua, elevadores, etc. El regulador sencillo de velocidad constante consta de dos contrapesos pivotantes, una horquilla y un muelle de regulación. La fuerza del muelle actúa contra el brazo de la palanca de los contrapesos, que son empujados hacia el eje. Cuando el eje gira, la fuerza centrífuga hace que los contrapesos se desplacen hacia el exterior y el brazo de palanca empuja la camisa. De este modo la camisa se equilibra entre la fuerza del muelle en un extremo y la fuerza ejercida por los contrapesos en el otro. El mecanismo del regulador se conecta a la bomba mediante la horquilla cuyos extremos de los brazos encajan en una ranura de la camisa y el otro se conecta a la cremallera del control de la bomba de inyección. El regulador sencillo de velocidad constante se muestra en la figura.

Fig. Regulador sencillo de velocidad constante



Regulador sencillo de velocidad variable: Como en el caso del regulador sencillo de velocidad constante, el de velocidad variable lleva contrapesos pivotantes, camisas deslizante y horquilla, pero utiliza un eje flotante de empuje de la cremallera de control, cuya posición se determina con el mando del acelerador.

Fig. Regulador sencillo de velocidad variable

70. Describa los dispositivos de arranque de los motores. b) ¿qué dispositivos de arranque se prevén en los motores diesel? c) ¿qué conjuntos principales entran en el sistema de arranque eléctrico? El equipo eléctrico de los tractores y automóviles comprende los sistemas, que funcionan en paralelo, cuyas características principales son el género de corriente, la tensión y la potencia. Dentro de los sistemas se pueden destacar los elementos principales. Fuentes y consumidores de energía eléctrica. En calidad de fuentes de energía eléctrica se usan los generadores y baterías de acumuladores que aseguran el funcionamiento normal de todos los consumidores en toda la gama de regímenes del motor.

En los motores de carburador y de gas las corriente de alta tensión destinada para producir la descarga por chispa se obtiene por dos procedimientos: por el sistema de encendido por batería y por la magneto. El sistema de encendido por batería se aplica en los motores de automóviles y el encendido por magneto, principalmente en los motores de arranque de los Diéseles. El sistema de encendido eléctrico por batería comprende los dispositivos siguientes: batería de acumuladores BA y generador G con relé regulador RR; bobina de encendido, ruptor distribuidor con reguladores centrífugo y vacuoaccionado del ángulo de avance del encendido y corrector de octano; condensador, bujía de encendido, interruptor de encendido, cables de baja y alta tensión, resistores antiparásitos 5 y 21. El sistema de encendido eléctrico por magneto es un aparato magnetoeléctrico, cuyas partes principales son: generador de corriente alterna de baja tensión, ruptor y transformador de corriente de alta tensión con distribuidor.

71. Describa el influjo de diferentes factores en la atomización del combustible en los diesel. ¿Cuáles son las ventajas y las fallas del método de inyección directa del combustible a los cilindros del diesel? Los diferentes factores que influyen en la atomización del combustible son: La presión de la inyección, la velocidad del chorro y la cámara de combustión. Aumentando la presión de la inyección se crea gran velocidad a la salida del combustible una atomización fina y homogénea. Disminuyendo el diámetro de los orificios de las toberas del inyector aumenta la velocidad de salida lo que mejoraría la atomización. En las precámaras de combustión debido a la elevada turbulencia y a la eficaz mezcla de combustible y aire la calidad del combustible no tiene que ser elevada como para otros modelos de cámaras de combustión. Las ventajas de la inyección directa son:  Debido a su forma compacta, el área de superficie de la cámara de combustión es reducida, lo que se traduce en una pérdida de calor relativamente baja por el sistema de refrigeración teniendo así una eficiencia térmica elevada.  Debido a la escasa pérdida de calor, el aire comprimido se mantiene muy caliente, dando como resultado una buena capacidad de arranque en frío sin necesidad de utilizar calentadores.  Una vez más debido a la escasa pérdida de calor pueden utilizarse relaciones de compresión bajas, sin que deje de darse un buen encendido y una combustión eficaz. Desventajas de la inyección directa:  Ya que se utilizan varios agujeros pequeños en la boquilla del inyector, en lugar de uno grande. Los bloqueos por sedimento de carbono son bastante frecuentes.  Para asegurar la penetración de las partículas de combustible, en el aire comprimido son necesarias elevadas presiones de inyección de mayor precisión y calidad del que sería necesario si se utilizan presiones de inyección más bajas.  Se da un funcionamiento desigual a velocidades reducidas, debido al largo período de retardo obtenido con la limitada turbulencia del aire de admisión. En este modelo la turbulencia depende en gran medida de la velocidad del aire que entra, que obviamente aumenta con la velocidad de giro del motor.

73. ¿Qué puede provocar el funcionamiento inesperado del motor “en desbocamiento”? Mencione las posibles fallas en el sistema de lubricación, en el sistema de enfriamiento, en el sistema de alimentación. Cómo distinguir las causas de fallas del motor por el color de los gases de escape? Si el número de revoluciones se eleve más que en el nominal (Nnom) la potencia no aumenta debido a la disminución brusca de la presión media Pe, mientras crece la carga dinámica, sobre las piezas principales y su desgaste, por ello un motor cargado no se debe explotar con un número de revoluciones mayor al nominal, siendo intolerable hacerlo con superar a este puede producir embalamiento. Para excluir la posibilidad del paso del régimen de embalamiento, cuando el motor funciona con el régimen nominal se instala un limitador, es decir un regulador de revoluciones que cuando disminuye la carga del motor cierra automáticamente la mariposa de gases. Fallas del Sistema de Lubricación: 1. Lubricantes inadecuados: el lubricante no cumple con las especificaciones del fabricante, por una viscosidad mayor que la recomendada produce taponamientos. Por una viscosidad inferior el lubricante tiende a licuarse con el calor de perdiendo sus cualidades. 2. Lubricante sucio o contaminado: produce rayaduras, desgastes excesivos y prematuros. 3. Fallas en el enfriador de aceite: se crean obstrucciones, dejando pasar el refrigerante al aceite contaminándolo. 4. Nivel demasiado alto del aceite en el carter: se provocan en el carter burbujas y elevadas presiones. 5. Baja presión de aceite: se debe a:  Aceite diluido con el combustible.  Bomba de aceite defectuosa.  Campana de aspiración de aceite obstruida.  Enfriador o filtro de aceite obstruidos y sus válvula de derivación no abren o lo hacen parcialmente.  Agarrotamiento en la válvula de alivio de la bomba de aceite.  Fugas internas. 6. Altas temperaturas en el aceite de lubricación. Fallas en el sistema de enfriamiento: 1. 2. 3. 4.

Refrigerante contaminado: se debe al paso del aceite al refrigerante. Temperatura anormal del refrigerante: falla el termostato. Bajo nivel del refrigerante. Fallas del radiador y del ventilador: cuando el funcionamiento de uno de estos es escaso, el enfriamiento es insignificante y ocurre un recalentamiento del motor.

Fallas en el sistema de alimentación: 1.

2. 3.

El turbo cargador puede presentar acumulación de carbón en las aspas de la turbina: debido al peso de gases; se sufre golpes en las aspas o el eje deformado, el carbón se acumula en los bordes de las aspas, que al girar arrastraran carbón en ellas con el peligro de rozar con la carcaza. Fugas en el sistema de aros. Calibración deficiente en las válvulas: da como resultado una disminución en la potencia del motor, la holgura excesiva en las válvulas por las siguientes razones: *Lóbulos de levas muy desgastados. *Levanta- válvulas desgastadas o rotas.

*Desgastes en las puntas superiores de las válvulas. *Calibración defectuosa: la holgura puede ser muy cerrada y se debe a un desgaste en el asiento de los mismos. 4. 5. 6.

Resorte de las válvulas rotas: este produce daños peores en el frente de las válvulas. Válvulas dobladas o rotas acompañado de una caída de potencia del motor. Desgaste excesivo en las guías de las válvulas se detecta por la presencia de aceite en los gases de escape, consumo de aceite superior al normal.

Como detectar fallas con el motor por los colores de los gases de escape: 1.

Cantidad excesiva de humo negro o gris:  Insuficiente cantidad de aire para la combustión.  Boquilla inyectora de combustible obstruida o con gases.  Sincronización incorrecta de la inyección de combustible.  Control de relación de combustible incorrectamente ajustada.

2.

Cantidad excesiva de humo blanco o azul:  Desgaste en las guías de válvulas  Anillos de pistón desgastadas, agarrotados ó rotos.  Nivel de aceite en el carter demasiado alto.  Sincronización errónea de la bomba de inyección de combustible.  Aire en el sistema de combustible. a) El desbocamiento del motor ocurre cuando durante el funcionamiento del motor este supera el número de revoluciones nominal, es decir supera el número de revoluciones máximos bajo los cuales fue diseñado, situación que puede llevar al mal funcionamiento del motor. En desbocamiento el motor se encuentra sobrerevolucionado y acelerado. El número de revoluciones de embalamiento supera bastante el número de revoluciones nominal cuando disminuye la carga y por consiguiente el coeficiente de llenado ηv crece un poco. Si el número de revoluciones se eleva a más de ηnom la potencia no aumenta, debido a la disminución brusca de la presión efectiva media Pe, mientras que crecen la carga dinámica sobre las piezas principales y su desgaste. Por esto un motor cargado no se debe explotar con un número de revoluciones mayor que el nominal, siendo intolerable hacerlo con el de embalamiento (desbocamiento). Para excluir la posibilidad del paso del régimen de embalamiento y facilitar la conducción del automóvil cuando el motor funciona con el régimen nominal se instala un limitador, es decir, un regulador del número máximo de revoluciones, que cuando disminuye la carga del motor cierra automáticamente la mariposa de gases. Cuando se monta este limitador, si disminuye la carga del motor, el número de revoluciones pasa un poco de ηnom, alcanzando ηxxmáx. En sí el número de revoluciones con el cual Pi=Pm es el máximo para el motor recibe el nombre de revoluciones de embalamiento ηemb. Pe = Pi-Pm Es evidente que si η= ηemb, Pe = 0. b) Las posibles fallas en el sistema de lubricación pueden ser por ejemplo:

- Que la tubería de suministro de aceite o el filtro estén parcialmente obstruidos. - Consumo excesivo de aceite el cual se reflejado en la salida excesiva de humo por el escape. - Nivel de aceite en el motor demasiado bajo. - Utilización de un aceite de baja calidad o grado menor. - Fuga externa del aceite del motor. - Bomba de aceite defectuosa o válvula de descarga atorada. - Caudal incorrecto de la bomba de aceite. - Presión excesiva del aceite. Las posibles fallas en que el sistema de enfriamiento puede incurrir son: - Nivel del sistema de refrigeración demasiado bajo. - Radiador o sistemas de refrigeración sucios o parcialmente atascados. - Bloqueo o restricción debido a la formación de hielo. - La correa del ventilador patina, o se ha acoplado a un ventilador inadecuado. - Caudal incorrecto en la bomba de alimentación. - termostato bloqueado en posición de cerrado. - Endurecimiento del agua. Posibles fallas en el sistema de alimentación pueden ser por: - El interruptor de parada está en la posición de no suministro. - Insuficiente combustible en el depósito . - Ingreso del aire en el sistema. - Filtros de combustible colmados. - tubos de suministro atascados. - Bomba de inyección deficiente que no suministre combustible a los inyectores. - El tubo de suministro de combustible están obstruidos. - La bomba de extracción del combustible no funciona. - El orificio de ventilación del depósito de combustible está obstruido. c) Normalmente, cuando la gente ve a un camión urbano lanzando una nube de humo negro por el escape, dice que está contaminando. En parte tienen razón, pero lo que quiero recordar en este momento, es que a pesar de que no veamos humo o gases de un color específico, por el escape están saliendo diversos gases "invisibles" constantemente, ósea, que no los podemos ver. El hecho de encontrar un determinado color en el humo nos indica alguna anomalía, pero hay que tener cuidado en lo referente al humo blanco, porque hay muchas personas que malinterpretan su significado. Básicamente, vamos a encontrar tres diferentes colores de gases: el negro, el azul y el blanco.

El humo negro nos está indicando un exceso de combustible, bien sea de gasolina o de Diesel en el caso de los camiones. El humo azul que sale por los tubos de escape nos está indicando que el aceite lubricante está llegando hasta las cámaras de combustión. No solamente el aceite del motor puede ser el causante de esta anomalía. Algunos componentes de las transmisiones automáticas o cajas automáticas van conectados al vacío (succión) del motor de la misma manera que se conectan los boosteres de los frenos. En un caso anormal, el motor puede llegar a aspirar aceite de la caja automática y al entrar por el múltiple de admisión puede pasar hasta las cámaras de combustión. Dejando esta situación a un lado, diremos que las principales causas que permiten el paso del aceite a las cámaras de combustión pueden ser: una tolerancia excesiva entre las guías de válvulas y los vástagos de las válvulas, unos sellos de válvula en mal estado, los anillos de los pistones, desgaste general del motor y posiblemente, cuando hay exceso de aceite en el cárter por haberlo llenado de manera exagerada. El humo blanco es simple y sencillamente vapor de agua. Prácticamente todos los coches del mundo lo emiten en mayor o en menor grado, dependiendo de muchas condiciones como pueden ser la temperatura ambiente, la cantidad de agua que pueda encontrarse en el sistema de escape y el hecho de que el coche "duerma" a la intemperie o bajo techo. Normalmente, lo podemos ver cuando se arranca el coche por primera vez por la mañana y especialmente cuando la temperatura esta fría. El humo, al hacer contacto con un piso de mosaico, deja una pequeña capa sobre éste.

El problema de que un coche no deje de emitir humo blanco se debe a que está llegando a penetrar agua en las cámaras de combustión. Esto puede deberse a una empaquetadura o "junta" de cabeza en mal estado o a alguna fractura o fisura bien sea en el monoblock o en la cabeza. Algunas veces, cuando el motor está frío no sale humo blanco, pero a medida de que va alcanzando temperatura empieza a salir. Esto nos indica que la grieta o fractura se "abre" al dilatarse el metal de la pieza afectada debido al calentamiento y permite entonces el paso del agua a las cámaras de combustión. 75. ¿Por qué el regulador se llama de regimenes múltiples? ¿Como se efectúa la atomización del combustible por el inyector? ¿De que pueden obstruirse los orificios atomizadores? ¿Qué ocurre con los inyectores en un funcionamiento prolongado del motor a pequeñas revoluciones de marcha en vació? Un regulador se llama de regímenes múltiples (universal) porque este empezara a actuar sobre la mariposa del gas o la cremallera de la bomba de combustible a cualquiera que sea el numero de revoluciones del cigüeñal; o sea, de las revoluciones mínimas a las revoluciones máximas. De este modo el regulador con cada nuevo ajuste de la palanca, mantendrá automáticamente casi constante el número de revoluciones del cigüeñal prefijado por el conductor, permitiendo el cambio de este número solo dentro de los límites pequeños. La presencia de un regulador de regimenes múltiples en el motor permite: 1. Mejorar las condiciones de conducción del tractor con las maquinas adjuntas, ya que se puede fácil y rápidamente variar el régimen de velocidad y l a potencia del motor.

2. Aumentar el rendimiento del tractor con maquinas adjuntas merced a la Reducción del tiempo de improductivo originando por el cambio de velocidades al efectuar la maniobra. 3. Mantener de modo mejor el buen estado del tractor con maquinas adjuntas, efectuando a pequeña velocidad los virajes, superaron de obstáculos y acercamientos del tractor a las maquinas agrícolas y remolques. 4. Reducir el consumo de combustible al trabajar el tractor a una carga no plena. El inyector es la parte terminal del sistema de inyección de un motor Diesel, son denominados también toberas y están constituidos por un racor dotado de un conducto muy delgado en el centro el cual recibe el combustible a presión a través de un tubo proveniente de la bomba de inyección, lo pulveriza y homogeniza en el conducto de aspiración y lo envía a la cámara de combustión o en algunos motores Diesel a una antecámara para producir la combustión. Un inyector funciona con el combustible a presión dentro de ellos o por impulsión del combustible mecánica desde el árbol de levas del motor. Los inyectores CAV y Bosch funcionan mediante presión mientras que los inyectores unitarios y PT son de accionamiento mecánico. El inyector es montado en la culata de cilindros por medio de una brida la cual es fijada con dos tornillos en sus agujeros; otros inyectores se instalan roscados en la culata. El extremo inferior o tobera del inyector sobresale en la cámara de combustión y en el momento preciso inyecta combustible atomizado en ella. El inyector funciona 150 veces por minuto aproximadamente en marcha mínima (ralentí) y puede trabajar hasta 1500 veces por minuto a velocidad máxima. Las partes fundamentales que componen el inyector son:  Portatobera.  Tobera.  Tuerca de tobera.  Tuerca de tapa.  Vástago.  conexión para retorno.  Resorte.  Tuerca de ajuste del resorte.  Entrada de combustible. Funcionamiento del inyector: Por medio del vástago se transfiere la fuerza del resorte. La presión de atomización se ajusta mediante la tuerca de ajuste del resorte que actúa también como asiento para el mismo. El combustible circula desde la entrada de combustible hasta el conducto perforado ubicado en la portatobera. La punta de la válvula de aguja que asienta contra la parte inferior de la tobera, impide el paso por los orificios de la tobera cuando hay combustible a presión los conductos y galería del inyector, se levanta la aguja de su asiento y se atomiza el combustible en las cámaras de combustión. Una pequeña cantidad de combustible escapa hacia arriba el cual sirve de lubricante entre la aguja y la tobera y también lubrica las otras piezas del inyector antes de salir por la conexión para el tubo de retorno en la parte superior y retorno al tanque.

Patrón de atomización: La forma de descarga en los orificios de la tobera del inyector se llama patrón de atomización. Este patrón se determina por características como el número, tamaño, longitud y ángulo de los orificios y también por la presión del combustible dentro del inyector. Todos estos factores influyen en la forma y longitud de la atomización.

La tobera: La función de la tobera es inyectar una carga de combustible en la cámara de combustión de forma que pueda arder por completo. Para ello existen diversos tipos de toberas, todas con variaciones de la longitud, número de orificios y ángulo de atomización. El tipo de tobera que se emplee en el motor depende de los requisitos particulares de sus cámaras de combustión.    

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Tobera de un solo orificio: Tienen un solo orifico taladrado en su extremo, cuyo diámetro puede ser de 0.2 mm o mayor. La tobera con punta cónica y un solo orificio tiene este taladrado en ángulo de acuerdo con el motor en que se instalará. Tobera de orificios múltiples: Estas toberas tienen dos o más orificios taladrados en el extremo. El número, tamaño y posición de los orificios depende de los requerimientos del motor. Toberas de vástago largo: Tienen un vástago largo que es una prolongación de la parte inferior. Los orificios normales y el asiento de la válvula están en el extremo del vástago largo. Toberas de aguja: Tienen un orificio mucho más grande y la punta de la aguja esta reducida para formar una especie de alfiler. Con esta modificación se pueden tener inyectores con diversos patrones de atomización. Se emplean en motores de inyección directa. Toberas de demora: Son toberas de aguja modificada en las que se ha cambiado la forma de la aguja para disminuir la cantidad de inyección al principio de la entrega.

Tobera Pintaux Es una modificación de la tobera de aguja. Tiene un agujero auxiliar para la atomización en la tobera, a fin de facilitar el arranque con el motor frío. El funcionamiento correcto de los inyectores influye en el buen funcionamiento del motor. Un inyector deficiente no podrá ejecutar su función y producirá fallos, golpeteos, sobrecalentamiento del motor, pérdida de potencia, humo negro en el escape o mayor consumo de combustible.

Los orificios del atomizador. Presentes en el inyector se obstruyen de deposiciones resinosas, esto debido a que se presenta una pulverización mala y fugas de combustible, a veces en el tope del pulverizador se ven huellas de herrumbre lo que indica la presencia del agua en el cilindro del motor. Si el motor trabaja a regimenes de marcha en vació la calidad de la pulverización del combustible empeora considerablemente. Esto se debe a que la presión de inyección no alcanza la requerida (1200-1500 Bar) y a 2000RPM y a pleno suministro de combustible. 76. Ventajas y desventajas de los motores de combustión interna. Ventajas: 

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El uso de combustibles líquidos, de gran poder calorífico, lo que proporciona elevadas potencias y amplia autonomía. Estos combustibles son principalmente la gasolina en los motores Otto y el gasóleo o diésel en los motores diésel aunque también se usan combustibles gaseosos como el hidrógeno molecular, el metano o el propano. Rendimientos aceptables, aunque raramente sobrepasan el 50% (téngase en cuenta que rendimientos del 100% son imposibles, ver ciclo de Carnot). Amplio campo de potencias, desde 0,1 kW hasta más de 30 MW lo que permite su empleo en la alimentación de máquinas manuales pequeñas así como grandes motores marinos.

Desventajas: 

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Combustible empleado. Estos motores están alimentados en su mayoría (aunque existen desarrollos alternativos) por gasolina o diésel, dos derivados del petróleo que como sabemos es un recurso no renovable, además de sufrir su precio fluctuaciones de consideración. Contaminación. Los gases de la combustión de estos motores son los principales responsables de la contaminación en las ciudades (junto con las calefacciones de combustibles fósiles), lo que da lugar a episodios agudos de contaminación local como el smog fotoquímico y contribuye de forma importante en fenómenos globales como el efecto invernadero y consecuente cambio climático.

77. Clasificación de los motores de combustión interna. Motor convencional del tipo Otto: El motor convencional del tipo Otto es de cuatro tiempos. La eficiencia de los motores Otto modernos se ve limitada por varios factores, entre otros la pérdida de energía por la fricción y la refrigeración. En general, la eficiencia de un motor de este tipo depende del grado de compresión. Esta proporción suele ser de 8 a 1 o 10 a 1 en la mayoría de los motores Otto modernos. Se pueden utilizar proporciones mayores, como de 12 a 1, aumentando así la eficiencia del motor, pero este diseño requiere la utilización de combustibles de alto índice de octano. La eficiencia media de un buen motor Otto es de un 20 a un 25%: sólo la cuarta parte de la energía calorífica se transforma en energía mecánica.

Motores diesel: En teoría, el ciclo diesel difiere del ciclo Otto en que la combustión tiene lugar en este último a volumen constante en lugar de producirse a una presión constante. La mayoría de los motores diesel tienen también cuatro tiempos, si bien las fases son diferentes de las de los motores de gasolina. En la primera fase se absorbe aire hacia la cámara de combustión. En la segunda fase, la fase de compresión, el aire se comprime a una fracción de su volumen original, lo cual hace que se caliente hasta unos 440 ºC. Al final de la fase de compresión se inyecta el combustible vaporizado dentro de la cámara de combustión, produciéndose el encendido a causa de la alta temperatura del aire. En la tercera fase, la fase de potencia, la combustión empuja el pistón hacia atrás, trasmitiendo la energía al cigüeñal. La cuarta fase es, al igual que en los motores Otto, la fase de expulsión. Algunos motores diesel utilizan un sistema auxiliar de ignición para encender el combustible para arrancar el motor y mientras alcanza la temperatura adecuada. La eficiencia de los motores diesel depende, en general, de los mismos factores que los motores Otto, y es mayor que en los motores de gasolina, llegando a superar el 40%. Este valor se logra con un grado de compresión de 14 a 1, siendo necesaria una mayor robustez, y los motores diesel son, por lo general, más pesados que los motores Otto. Esta desventaja se compensa con una mayor eficiencia y el hecho de utilizar combustibles más baratos. Los motores diesel suelen ser motores lentos con velocidades de cigüeñal de 100 a 750 revoluciones por minuto (rpm o r/min), mientras que los motores Otto trabajan de 2.500 a 5.000 rpm. No obstante, en la actualidad, algunos tipos de motores diesel trabajan a velocidades similares que los motores de gasolina, pero por lo general con mayores cilindradas debido al bajo rendimiento del gas oil respecto a la gasolina. Motor de dos tiempos: Con un diseño adecuado puede conseguirse que un motor Otto o diésel funcione a dos tiempos, con un tiempo de potencia cada dos fases en lugar de cada cuatro fases. La eficiencia de este tipo de motores es menor que la de los motores de cuatro tiempos, pero al necesitar sólo dos tiempos para realizar un ciclo completo, producen más potencia que un motor cuatro tiempos del mismo tamaño. El principio general del motor de dos tiempos es la reducción de la duración de los periodos de absorción de combustible y de expulsión de gases a una parte mínima de uno de los tiempos, en lugar de que cada operación requiera un tiempo completo. El diseño más simple de motor de dos tiempos utiliza, en lugar de válvulas de cabezal, las válvulas deslizantes u orificios (que quedan expuestos al desplazarse el pistón hacia atrás). En los motores de dos tiempos la mezcla de combustible y aire entra en el cilindro a través del orificio de aspiración cuando el pistón está en la posición más alejada del cabezal del cilindro. La primera fase es la compresión, en la que se enciende la carga de mezcla cuando el pistón llega al final de la fase. A continuación, el pistón se desplaza hacia atrás en la fase de explosión, abriendo el orificio de expulsión y permitiendo que los gases salgan de la cámara. Motor Wankel o Rotativo: En la década de 1950, el ingeniero alemán Félix Wankel completó el desarrollo un motor de combustión interna con un diseño revolucionario, actualmente conocido como Motor Wankel. Utiliza un rotor triangular-lobular dentro de una cámara ovalada, en lugar de un pistón y un cilindro. La mezcla de combustible y aire es absorbida a través de un orificio de aspiración y queda atrapada entre una de las caras del rotor y la pared de la cámara. La rotación del rotor comprime la mezcla, que se enciende con una bujía. Los gases se expulsan a través de un orificio de expulsión con el movimiento del rotor. El ciclo tiene lugar una vez en cada una de las caras del rotor, produciendo tres fases de potencia en cada giro.

El motor de Wankel es compacto y ligero en comparación con los motores de pistones, por lo que ganó importancia durante la crisis del petróleo en las décadas de 1970 y 1980. Además, funciona casi sin vibraciones y su sencillez mecánica permite una fabricación barata. No requiere mucha refrigeración, y su centro de gravedad bajo aumenta la seguridad en la conducción. No obstante salvo algunos ejemplos prácticos como algunos vehículos Mazda, ha tenido problemas de durabilidad. Motor de carga estratificada: Una variante del motor de encendido con bujías es el motor de carga estratificada, diseñado para reducir las emisiones sin necesidad de un sistema de recirculación de los gases resultantes de la combustión y sin utilizar un catalizador. La clave de este diseño es una cámara de combustión doble dentro de cada cilindro, con una antecámara que contiene una mezcla rica de combustible y aire mientras la cámara principal contiene una mezcla pobre. La bujía enciende la mezcla rica, que a su vez enciende la de la cámara principal. La temperatura máxima que se alcanza es suficiente como para impedir la formación de óxidos de nitrógeno, mientras que la temperatura media es la suficiente para limitar las emisiones de monóxido de carbono e hidrocarburos. 78. Diferencias de la construcción y el principio de funcionamiento de los motores de cuatro tiempos y de dos tiempos. Una diferencia importante en su funcionamiento y mencionada en su nombre son los mencionados tiempos. Llamando tiempo a los procesos de trabajo realizados durante una carrera de pistón. Los motores de dos tiempos realizan en dos tiempos el ciclo de trabajo útil primer tiempo combustión expansión escape y barrido, y el segundo tiempo escape, barrido y compresión. Y el motor de cuatro tiempos el ciclo de trabajo útil se realiza en cuatro tiempos, el primer tiempo admisión, segundo tiempo compresión tercer tiempo combustión y expansión, y el cuarto tiempo escape. Una diferencia constitutiva en el motor de cuatro con el de dos tiempos es le uso de válvulas de admisión y escape mientras que en el motor de dos tiempos se usan las llamadas lumbreras de admisión y escape. Cabe notar que el motor de dos tiempos es más rápido debido a que realiza en un tiempo dos procesos (combustión expansión escape y barrido) pero de baja potencia debida a las altas perdidas mecánicas causada los las altas revoluciones. Por lo tanto son utilizados en equipos de altas velocidades y de baja potencia como es el caso de las motocicletas, moto sierras y motores de lanchas pequeñas. A diferencia de los motores de cuatro tiempos son más lentos pero desarrollan más potencia y son ideales para el use en tractores, automóviles y camiones. Una diferencia que se puede mencionar es el gasto de combustible, en el motor de dos tiempos es mayor que en el de cuatro ya que parte de la mezcla de combustible se desaprovechada, porque es utilizada en el barrido de la cámara y una parte considerable de mezcla combustible es arrojada a la atmósfera sin combustionar. Una diferencia constitutiva entre el motor de cuatro tiempos y el motor de dos tiempos es el número de partes que lo conforman, ya que en el diseño el motor de dos tiempos posee menos partes móviles, por lo tanto es un diseño más sencillo que el motor de cuatro tiempos.

79. Métodos para elevar la potencia de los motores de combustión interna.

La potencia efectiva del motor puede ser aumentada en el caso general a costa de:

1) el aumento del volumen de trabajo del cilindro (el aumento de las medidas lineales del diámetro del cilindro y de la carrera del émbolo). 2) El aumento de la cantidad de cilindros. 3) El aumento de la frecuencia de rotación del árbol cigüeñal del motor. 4) El paso del ciclo de 4 tiempos al ciclo de dos tiempos. 5) La elevación del calor inferior de combustión del combustible. 6) Elevación de la densidad de la carga y del coeficiente de llenado (por ejemplo, mediante sobrealimentación, así como a costa del mejoramiento de la organización del intercambio de gas, la disminución de las resistencias en la admisión y en el escape, el empleo de sobrealimentación de inercia para aumentar el rellenado, etc.). 7) La elevación del rendimiento indicado (a costa del perfeccionamiento del proceso de combustión y de la reducción de las pérdidas de calor del combustible en los procesos de compresión y expansión). 8) La elevación del rendimiento mecánico del motor (por ejemplo a costa de la utilización de aceites de alta calidad, la disminución de las superficies contactantes, la reducción de las pérdidas de bombeo, etc.) Para aumentar la potencia de los motores diesel es necesario, además de las anteriormente mencionadas, los siguientes pasos: 1) Concordar la forma de la cámara de combustión con la forma, la dimensión, el número y la disposición de las llamas de combustible con el aire antes de autoinflamación y luego, a la combustión más completa. 2) Crear en la cámara de combustión las corrientes intensas de aire (torbellinos) que contribuyan al mezclado del combustible con el aire antes de la autoinflamación y luego, a la combustión más completa. 3) Pulverizar finamente el combustible. 4) Atomizar homogéneamente el combustible, o sea, fraccionar el chorro formando gotas de tamaño aproximadamente igual. 5) Obtener alcance suficiente de la llama de combustible.

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87.¿Qué se denomina potencia indiada y potencia efectiva y como se determina? La potencia indicada es la potencia desarrollada por los gases en el cilindro del motor. Se suele determinar mediante procesamiento de los diagramas de indicador obtenidos durante las pruebas del motor. La potencia indicada del motor puede ser también determinada por medio de la presión indicada, el volumen de trabajo del motor (pues el producto de estas dos magnitudes es igual al trabajo indicado del ciclo) y el número de revoluciones del árbol. De acuerdo con estas dependencias, la potencia indicada es directamente proporcional a la presión indicada, al volumen de trabajo y al número de revoluciones del árbol cigüeñal. La potencia efectiva es la potencia que llega a la transmisión del automóvil o del tractor y se determina mediante la diferencia de la potencia indicada y potencia de las perdidas mecánicas del motor.

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94. ¿Cómo se realiza la formación de la mezcla en los diesel? La formación de la mezcla carburante en el motor Diesel ocurre dentro de su cilindro del modo siguiente. En el cilindro el combustible se inyecta a través del inyector bajo una presión que varias veces supera la del aire en el final del tiempo de compresión. Con ello la velocidad de movimiento del combustible alcanza 150 – 400 m/s. Debido al frotamiento contra el aire, el chorro de combustible se fracciona formando pequeñas gotitas de 0,002 a 0,003 mm las cuales constituyen una llama de combustible que tiene el aspecto de un cono. El ángulo del cono de atomización depende, en lo fundamental, de la forma y tamaño de la tobera, de la presión de la inyección, de la viscosidad del combustible y la presión del aire en el cilindro. La formación de la mezcla en los motores Diesel transcurre en un lapso de tiempo muy breve. Esta circunstancia, así como una mala evaporabilidad de los combustibles de motor Diesel dificultan el proceso de formación de la mezcla. Para obtener la mezcla carburante capaz de quemarse rápida y completamente, es preciso que el combustible sea atomizado lo más finamente posible, o sea, formando partículas más pequeñas posibles y cada partícula disponga en torno a sí misma de una cantidad de oxígeno necesaria para la combustión completa. Una distribución tan uniforme del combustible atomizado en el aire que se halla en la cámara de combustión es difícil alcanzarla. Por eso en el cilindro del motor Diesel el aire se introduce en cantidades mayores que es necesario teóricamente, ( = 1,20 – 1,65).

95. Describa el sistema de alimentación de los motores de carburador.

En los sistemas de alimentación del motor de carburador entran los dispositivos para alimentarlo con aire (filtro de aire, los ductos de aire) y el sistema de combustible. Los filtros de aire que se emplean en los motores se pueden dividir en : de inercia, filtrantes, combinados que tienen dos escalones de purificación: primero, de inercia y el segundo, filtrante. Si para elevar la eficiencia de la purificación se emplea baño liquido en el escalón de inercia o humedeciendo de la superficie de los elementos filtrantes, los filtros se llaman húmedos; si no se emplea liquido se llama secos. En la siguiente figura se muestra el esquema de un filtro de aire de un motor de carburador de automóvil. El aire de debajo del espacio del capot del automóvil o de fuera ingresa al filtro por arriba a través del embudo o garganta 5. en la sección de paso 3 el movimiento de la corriente de aire se acelera. Pasando sobre el aceite vertido sobre el reservorio 2, la corriente de aire gira bruscamente y se dirige a la cavidad con empaque de caprolactamo 4. Las partículas pesadas de polvo, no alcanzan a cambiar de dirección del movimiento, caen en el aceite y se retienen en el. Las participas más pequeñas se filtran en el empaque de caprolactamo. El aire limpio por el tubo 1 se dirige al carburador. El sistema de combustible del motor de carburador suele componerse del depósito de combustible, de la bomba de combustible, de uno o dos filtros, de los ductos de combustible y del carburador. En el caso de que el depósito de combustible este ubicado muy por encima del carburador, no se necesita bomba de combustible. La bomba de combustible se emplea en el sistema de suministro forzado de combustible. En la inmensa mayoría de los motores de carburador se emplea bomba de diafragma de combustible. El diafragma de la bomba se pone en movimiento por medio de un balancín 6 y el vástago 21 desde la excéntrica instalada en el árbol de distribución del motor. Al moverse el diafragma hacia abajo el combustible a través de la válvula de admisión se cierra, y el combustible a través de la válvula de salida 13 se dirige hacia el carburador. El balancín 6 puede desplazar el diafragma solo hacia abajo. Hacia arriba el diafragma es desplazado por la acción de un resorte 11; este desplazamiento, y por consiguiente también la carrera de inyección se determinan por la presión de inyección, es decir depende del gasto de combustible en el carburador. Para el bombeo manual de combustible entes del arranque del motor se tiene una palanca especial 8 que permite desplazar el diafragma estando inmóvil la excéntrica.

A la depuración del combustible en los motores de carburador no se presenta requerimientos tan rígidos como en los diesel; sin embargo, la contaminación de los elementos del sistema de combustible puede llevar a falla del funcionamiento. Por esta razón el sistema de alimentación de combustible de los motores de carburador siempre se conecta un filtro de combustible. Para este fin se suele emplear filtros sedimentadotes. La depuración del combustible de impurezas mecánicas se efectúa por medio de dispositivos filtrantes de mallar, de juegos de placas o de elementos porosos. La depuración del combustible del agua y de impurezas mecánicas mas finas se efectúa en el sedimentador.

96. Describa el sistema de encendido de los motores de carburador y de gas. El diagrama básico En la figura se muestra un diagrama de bloques de los componentes del sistema de encendido.

Resulta imprescindible una fuente de suministro de energía eléctrica para abastecer al sistema, este puede ser una batería de

acumuladores o un generador. Luego será necesario un elemento que sea capaz de subir el bajo voltaje de la batería, a un valor elevado para el salto de la chispa (varios miles de voltios). Este generador de alto voltaje tendrá en cuenta las señales recibidas de los sensores de llenado del cilindro y de la velocidad de rotación del motor para determinar el momento exacto de la elevación de voltaje. Para la elevación del voltaje se usa un transformador elevador de altísima relación de elevación que se le llama bobina de encendido en trabajo conjunto con un generador de pulsos que lo alimenta. Será necesario también un dispositivo que distribuya el alto voltaje a los diferentes cables de cada uno de los productores de la chispa dentro de los cilindros (bujías) en concordancia con las posiciones respectivas de sus pistones para el caso del motor policilíndrico.

97. Describa el sistema de lubricación de los motores. Este sistema es el que mantiene lubricadas todas las partes móviles de un motor, a la vez que sirve como medio refrigerante. Tiene importancia porque mantiene en movimiento mecanismos con elementos que friccionan entre sí, que de otro modo se engranarían, agravándose este fenómeno con la alta temperatura reinante en el interior del motor. La función es la de permitir la creación de una cuña de aceite lubricante en las partes móviles, evitando el contacto metal con metal, además produce la refrigeración de las partes con alta temperatura al intercambiar calor con el medio ambiente cuando circula por zonas de temperatura más baja o pasa a través de un radiador de aceite. Consta básicamente de una bomba de circulación, un regulador de presión, un filtro de aceite, un radiador de aceite y conductos internos y externos por donde circula. El funcionamiento es el siguiente: un bomba, generalmente de engranajes, toma el aceite del depósito del motor, usualmente el carter, y lo envía al filtro a una presión regulada, se distribuye a través de conductos interiores y exteriores del motor a las partes móviles que va a lubricar y/o enfriar, luego pasa por el radiador donde se extrae parte del calor absorbido y retorna al depósito o carter del motor, para reiniciar el ciclo.

98. Describa el sistema de enfriamiento de los motores. El sistema de enfriamiento del motor es líquido (para el diesel), con circulación forzada. En calidad del líquido de enfriamiento suele usarse el agua. En condiciones de invierno se puede emplear líquidos con anticongelantes. La circulación del agua se efectúa por medio de la bomba de agua de tipo centrífugo. Su rodete se pone en rotación por medio de una correa trapezoidal desde el árbol cigüeñal del motor. La polea de transmisión esta instalada en el cubo de rueda 16, el que a su vez esta instalado en el árbol 14 en la chaveta. El árbol gira en dos cojinetes de bolas, de los cuales el anterior soporta los esfuerzos axiales. El los cojinetes de bolas están montados prensaestopas para evitar que fluya la grasa consistente que se suministra por el lubricador 3 en la parte superior del cuerpo. El ventilador de plástico 6 esta sujeta al árbol por medio de perno. Para evitar infiltraciones de agua desde la cavidad de la bomba en el árbol esta instalado prensaestopas, compuesta por la arandela de textoliyta 8, cuyo dientes o salientes entran en los pasos o ranuras del rotor, y del prensoentopa de goma 7 con resortes que lo comprimen hacia ambas caras transversales. El ventilador del motor, que tiene transmisión autónoma a través de la polea 18, gira libremente sobre cojinetes en el árbol de la bomba de agua. Tal construcción, debilitando la tensión de la correa de la transmisión del ventilador, desconectarlo al pasar el automóvil a un vado profundo. La bomba de agua dirige el agua a través de la tubería a las camisas del bloque de cilindros. Enfriando los cilindros, el agua ingresa a través de una serie de orificios a las culatas de cilindro, y luego al múltiple de impulsión de la camisa acuosa, donde esta instalado el termostato, que regula la temperatura del agua. El esquema de funcionamiento del termostato se muestra en la figura a continuación. Durante el calentamiento del motor frió, la válvula 7 del termostato cierra el canal que une la camisa de enfriamiento con el radiador. El agua de enfriamiento no ingresa al radiador lo que acelera el calentamiento. Al alcanzarse la temperatura del agua de 70-83° c, la masa activa (compuesta de cera de petróleo mezclado con polvo de cobre) que esta recluida en la capsula 1 del termostato,

se funde y, dilatándose, desplaza el vástago 5 hacia arriba y abre la válvula. Entre tanto el agua comienza a ingresar al radiador. La cantidad de aire que pasa a través del radiador se regula por medio de una celosía especial colocada delante del radiador. Al bajar la temperatura del agua el conductor cierra la celosía, disminuye el flujo de aire a través del radiador y la temperatura del agua aumenta. El agua enfriada en el radiador, por el tubo ingresa a la parte central de la bomba de agua.

97.Describa el sistema de enfriamiento de los motores. R/ Es un conjunto de elementos componentes que tienen por finalidad mantener una temperatura normal de funcionamiento en el motor, en cualquier condición de marcha. Funcionamiento. Al poner en funcionamiento el motor a combustión interna a través del motor a partida, el cigüeñal comienza a girar y con él todo el conjunto móvil, distribución, encendido, etc., y que al funcionar por sí mismo aumenta considerablemente la temperatura, producto de la combustión y el roce de las piezas en movimiento. Estas altas temperaturas hay que disminuirlas rápidamente para evitar el agarrotamiento de las piezas móviles (el motor se funde) que dañarían considerablemente el motor. El Cigüeñal en su giro arrastra consigo la correa, que arrastra a su vez el ventilador para crear una corriente de aire frío a través del núcleo del radiador, extrayendo así el calor del líquido refrigerante para disiparlo a la atmósfera, porque junto con hacer girar las aspas del ventilador, la correa también acciona mecánicamente al eje de la bomba de agua, que con su turbina obliga a circular el líquido a través de las cámaras y conductos internos de la culata en forma permanente. Como el motor es una máquina térmica, en frío su rendimiento y funcionamiento es deficiente y es en esta condición donde más contamina y se desgasta. Para mejorar esta deficiencia existen mecanismos para que el motor llegue a su

temperatura normal de funcionamiento lo más rápidamente posible y entre ellos está el termostato que al estar el motor frío está cerrado, impidiendo el paso del agua hacia el radiador durante los primeros minutos de funcionamiento y a medida que se calienta se va abriendo paulatinamente hasta quedar totalmente abierto, según sea la temperatura. Lo mismo ocurre con algunos ventiladores en el sentido que tampoco funcionan cuando el motor está frío. Clasificación: a) Motor refrigerado por agua b) Motor refrigerado por aire (Citroneta) a) Motor refrigerado por agua, se refiere a que el calor es absorbido por un líquido refrigerante en permanente movimiento para disiparlo a la atmósfera por radiación en el radiador. b) Motor refrigerado por aire, se refiere a que no usan agua ni ningún otro líquido refrigerante, sino que lo reemplazan con unas aletas disipadoras de calor, (motores de aluminio con antimonio) y el aceite de motor pasa por un pequeño radiador que lo enfría. Para que el motor pueda mantener la temperatura normal de funcionamiento por largos periodos, necesita de componentes que también son propios del sistema. Componentes Generales Motores Refrigerados por Agua. 1.-Radiador, 2.- Ventilador, 3.- Bomba de agua, 4.- Conductos, 5.- Sellos de agua, 6.- Bulba indicador de Temperatura, 7.- Termostato, 8.-Correa del Ventilador, 9.- Depósito auxiliar, 10.- Líquido refrigerante, 11.- Tapón de vaciado. Finalidades Específicas 1.- Radiador: Tiene por finalidad enfriar el agua por medio de una serie de láminas y tubos metálicos por donde pasa el agua, que son de paredes muy fina, que unen tanto al depósito superior (que es por donde llega el agua caliente desde el motor) como al depósito inferior (que es por donde sale el agua más fría hacia el motor).

Se distinguen básicamente 3 Secciones: a) Bote o depósito Superior -Tapa radiador -Tubo de llenado

-Manguera de rebalse Conducto de entrada b) Núcleo o parte central -Conductos de paso de agua - Láminas disipadoras c) Bote o depósito inferior -Termo swich -Conducto de salida -Tapón de drenaje 2.- Ventilador: Tiene por finalidad producir una corriente de aire frío a través del núcleo o parte central del radiador. Dependiendo de su accionamiento se distinguen básicamente 3 tipos: a) Accionamiento mecánico b) Accionamiento eléctrico c) Accionamiento electro-mecánico a) Accionamiento Mecánico: Se refiere a que la rotación del ventilador se hace por medio de la polea del cigüeñal y la correa del ventilador. b) Accionamiento Eléctrico: Es por medio de un motor eléctrico controlado por un interruptor térmico ubicado por lo general en la parte inferior del radiador. c) Accionamiento electro-mecánico: es accionado mecánicamente por la correa del ventilador, pero cuando es atraído electromecánicamente hacia la polea. (También en el momento de la conexión es controlado por un interruptor térmico).

3.-Bomba de Agua: Tiene por finalidad succionar el agua desde el bote o depósito inferior del radiador e impulsarla hacia las cámaras y conductos del motor, en constante circulación, por medio de la correa del ventilador que recibe a su vez el movimiento de rotación de la polea del cigüeñal. Componentes Bomba de Agua: a) Brida, cubo o flanche

b) Conjunto eje rodamiento c) Cuerpo o Carcaza d) Sello o retén e) Impulsor o Turbina. 4.- Conductos: Tienen por finalidad permitir la libre circulación del líquido refrigerante. Tipos: a) Rígidos (cavidades interiores del block y culata) b) Flexibles (manguera; radiador, calefacción, etc.) 5.-Sello de agua: Son unas especies de tapas circulares que van a presión en ciertos lugares del motor y tienen por finalidad permitir la construcción y limpieza de las cámaras y conductos de agua. Además, en caso de temperaturas muy bajas permitir la libre expansión del hielo, protegiendo al motor de posibles trizaduras. Existen 2 tipos. a) Latón b) Bronce 6.-Bulbo indicador de Temperatura: Como su nombre lo indica, tiene por finalidad indicar la temperatura de funcionamiento del motor, existiendo 2 tipos de indicadores. a) Eléctricos (mediante una luz testigo en el tablero de instrumentos) b) mecánicos (del tipo reloj) 7.-Termostato : Tiene por finalidad lograr que el motor llegue a su temperatura normal de funcionamiento lo más rápidamente posible y además regular el paso del agua hacia el radiador, según temperatura, cuando el motor está frío el termostato está cerrado, (no deja pasar el agua al radiador) motor caliente, el termostato está abierto. 8.- Correa del ventilador: Tiene por finalidad recibir y transmitir el movimiento de rotación mecánico de la polea del cigüeñal, hacia la polea del alternador, polea de la bomba de agua y ventilador. 9.- Depósito auxiliar: Tiene por finalidad recibir el excedente de agua o vapor caliente que viene desde el radiador cuando el motor está caliente y permitir su devolución cuando el motor se enfría. 10.- Líquido Refrigerante: Tiene por finalidad absorber el calor generado por la combustión de la mezcla (aire más combustible) y el roce de las piezas en movimiento, disipándolo a la atmósfera por radiación. En zonas o épocas de baja

temperatura es recomendable mezclar el agua con anticongelantes que tengan a su vez ciertas propiedades lubricantes. 11.- Tapón de drenaje o vaciado: Tiene por finalidad permitir el vaciado de todo el líquido refrigerante del motor. En el caso de los motores en " V " lleva dos tapone, uno a cada lado del block.

99. Describa el funcionamiento del mecanismo distribución de gas de un motor de gas de cuatro tiempos. El mecanismo de distribución de los gases sirve para regular la admisión, a los cilindros del motor, de la mezcla de combustible fresca (en los motores de carburador y en los de gas) o del aire (en los Diesel), y el escape, de los cilindros, de los gases quemados. El mecanismo de distribución de los gases debe asegurar el mejor llenado y barrido de los cilindros, el trabajo seguro del motor con todos los regímenes de velocidad y de carga, y la alta resistencia al desgaste y gran duración de las piezas que lo constituyen. En los motores de automóvil producidos en gran escala los mecanismos de distribución que más utilizan son los de válvulas. Los mecanismos de distribución por válvulas pueden ser de tres tipos: 1) con las válvulas situadas en la culata de los cilindros, o de las válvulas en cabeza, 2) con las válvulas colocadas en el bloque de cilindros, o de válvulas laterales, y 3) con las válvulas dispuestas en la culata y en el bloque de cilindros, o de disposición mixta de las válvulas. Las válvulas en cabeza se utilizan tanto en los motores de carburador como en los Diesel. En este caso la cámara de combustión resulta más compacta, con un área de enfriamiento relativamente pequeña, lo que contribuye a disminuir las pérdidas de calor en el sistema de refrigeración, a aumentar el rendimiento indicado del motor y a reducir el peligro de que se produzca la detonación. En los motores de carburador todas las ventajas que hemos indicado, junto con el empleo de combustibles de alto octanaje, permiten elevar su rendimiento, haciendo que éste se aproxime al de los motores Diesel con cámaras de combustible separadas.

En el caso de las válvulas dispuestas en cabeza el coeficiente de llenado puede ser hasta un 5 – 7% mayor que cuando están dispuestas lateralmente. Esto se consigue aumentando el número de válvulas o disponiéndolas formando ángulo con el eje del cilindro. La resistencia hidráulica en las tuberías, cuando las válvulas están en cabeza, es muy pequeña, por lo que este sistema es el que más se ha extendido a nivel mundial. Entre los inconvenientes de la disposición de válvulas en cabeza la complicidad de su accionamiento y el aumento de la altura de la culata de los cilindros. El mecanismo de distribución consta de las piezas siguientes: las válvulas, sus casquillos guías, los taqués, los muelles, el árbol de levas y las piezas de los mecanismos de transmisión.

101. ¿Cómo están construidos los motores de un turbo-pistón?

Los motores de combustión interna al terminar cada ciclo, desechan una buena cantidad de gases de la combustión, los cuales aún poseen una buena cantidad de energía térmica; este calor es aprovechado para aumentar la potencia del motor; este procedimiento se denomina sobrealimentación y es el fundamento de los motores de turbo pistón. La sobrealimentación se aplica de dos formas: la sobrealimentación gaseosa en la cual se acoplan un compresor y una turbina la cual aprovecha la energía térmica de los gases de desecho para producir trabajo, y la sobrealimentación mecánica en la cual se acopla el compresor directamente al árbol cigüeñal. Sobrealimentación de gas o turboalimentación: Se lleva a cabo por medio de un turbocompresor es básicamente un compresor accionado por los gases de escape. La misión fundamental de la turboalimentación 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.

Motor turbocargado

Sobrealimentación mecánica: Esta se lleva a cabo por medio de un turbocompresor, que utiliza energía mecánica del motor para su funcionamiento y tiene la misma misión que el turbocompresor.

Motor con sobrealimentación mecánica

Según estos conceptos se puede deducir que aunque el compresor y el turbocompresor tienen la misma función, el primero utiliza energía del motor para su accionamiento, y el segundo utiliza la energía de los gases de escape para este mismo fin.

103. Características de velocidad del motor durante el funcionamiento con regulador limite. El regulador del limite de velocidades máxima del cigüeñal del motor se instala en los motores de automóvil y tractor especiales, sirve para evitar el desgaste acelerado de las piezas del motor y el consumo excesivo del combustible que tiene lugar al desarrollar el cigüeñal revoluciones extremadamente altas. El limitador de revoluciones máximas de cigüeñal de los motores ZIL130GA253 es neumático y centrífugo. Si la frecuencia de rotación no supera al limite admisible (3200rpm) el rotor del limitador no desarrolla fuerza centrífuga suficiente, en este caso el servomecanismo se actúa de ningún modo sobre el eje y las mariposas del gas y el mecanismo funciona cuando se llegan a las 3200 rpm, la rotación del rotor cerrará el orificio del suministro del aire, luego las mariposas del gas se cerraran un poco evitando la posibilidad de que la velocidad del cigüeñal aumente. Este número de revoluciones en el cual el limitador comienza a funcionar se puede variar aunque éste ya viene regulado de la fábrica con ayuda de aparatos especiales. 105. ¿De que manera se obtienen las características de los motores? El motor para un automóvil se elige por las características que definen todas las cualidades del motor dado y su aptitud para funcionar en diferentes condiciones. Estas características permiten también comparar entre si distintos motores. Durante su explotación el motor funciona casi todo el tiempo con regimenes no estacionarios que cambian constantemente. Pero conseguir los datos completos que caracterizan el

funcionamiento del motor con estos regimenes es difícil. Por esta razón las características generalmente aceptadas se obtienen durante las pruebas del motor en el banco, con regimenes estables determinados por las normas estatales. En las características de un motor tenemos principalmente las características de velocidades, de carga y de regulación. Características de velocidad del motor: se llama así a la dependencia de los parámetros principales como la potencia efectiva (o del momento torcional) y del gasto de combustible, y a veces también a otros parámetros, respecto a la velocidad de rotación del árbol cigüeñal. Si la característica de velocidad se determina a plena carga (es decir, a apertura completa de la mariposa de estrangulación o con la cremallera de la bomba de combustible llevada hasta el tope), se le denomina característica de velocidad externa. De tal manera esta muestra la variación de los parámetros principales, por ejemplo de la potencia efectiva o del momento torcional correspondiente, de los gastos específicos y horarios de combustible y de algunos otros parámetros a plena carga en función del número de revoluciones del árbol cigüeñal. Por analogía con las características externas se tienen las características de velocidades parciales, que determinan las mismas dependencias, pero a cargas parciales. Características de carga: se le llama a la variación de los índices principales del motor en función de la carga a un número de revoluciones constante. Al hacer las pruebas en el banco de frenado la carga del motor de carburador se varía cambiando la posición de la mariposa de gases, mientras que la del motor diesel, desplazando el órgano de mando de la alimentación de combustible Los factores que de una manera mas completa determinan el régimen de funcionamiento del motor por su característica de carga son: el consumo horario y especifico de combustible a plena carga, la carga correspondiente al consumo especifico mínimo, y el consumo horario cuando funciona con la marcha en vació. Características de regulación: al estudiar la combustión queda establecido que la calidad del proceso depende de ciertos parámetros que pueden elegirse cuando se prueba el motor. En los motores de carburador estos parámetros son el ángulo de avance al encendido y la composición de la mezcla combustible; en los diese, el ángulo de avance al comienzo de la inyección y la posición de la cremallera en el tope, con la cual se consigue una combustión sin humos. Las características que se sacan para obtener los índices óptimos del motor en función de los parámetros señalados recibe el nombre de características de regulación. Estas se sacan manteniendo la mariposa de gases en una posición constante. En estas condiciones, de acuerdo con el ángulo de avance al encendido varia la potencia y, por consiguiente, la economía del motor. Teniendo en cuenta los resultados obtenidos en los experimentos, llevados a cabo manteniendo la mariposa en varias posiciones y el cigüeñal a diversos números de revoluciones, se eligen los valores óptimos de los ángulos de avance al encendido en función de los regimenes de carga y de velocidad.

CUESTIONARIO DE MOTORES TERMICOS

Elaborado por: LUIS ARMANDO LLORACH ACOSTA Código Estudiantil: 702042018

Presentado al profesor del área de Motores Térmicos: Ing. IVÁN CANEVA RINCON

UNIVERSIDAD DEL ATLÁNTICO FACULTAD DE INGENIERÍA PROGRAMA DE INGENIERÍA MECÁNICA BARRANQUILLA – COLOMBIA 2010

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