MANTENIMIENTO A MOTORES DIESEL Y ANALISIS DE SUS PRINCIPALES FALLAS

UNIVERSIDAD TECNOLÓGICA DEL ESTADO DE ZACATECAS INGENIERÍA EN MANTENIMIENTO INDUSTRIAL

PROYECTO: MANTENIMIENTO A MOTORES DIESEL Y ANÁLISIS DE SUS PRINCIPALES FALLAS

REPORTE DE ESTADÍA QUE PARA OBTENER EL TÍTULO DE: INGENIERO EN MANTENIMIENTO INDUSTRIAL

PRESENTA: TSU. OCTAVIO TORRES RAMÍREZ

Guadalupe, Zac., Abril 2013

UNIVERSIDAD TECNOLÓGICA DEL ESTADO DE ZACATECAS INGENIERÍA EN MANTENIMIENTO INDUSTRIAL

PROYECTO: MANTENIMIENTO A MOTORES DIESEL Y ANÁLISIS DE SUS PRINCIPALES FALLAS

REPORTE DE ESTADÍA QUE PARA OBTENER EL TÍTULO DE: INGENIERO EN MANTENIMIENTO INDUSTRIAL

PRESENTA: TSU. OCTAVIO TORRES RAMÍREZ

EMPRESA: MAQCEN DE ZACATECAS SA DE CV

ASESOR EMPRESARIAL ING. ARTURO BELTRÁN GONZÁLEZ

ASESOR ACADÉMICO ING. SALVADOR FERNANDO SÁNCHEZ Y ESPINO

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RESUMEN El reporte consiste en el aumento de la vida útil del Motor Diesel (de una retroexcavadora 301J). Primero se identifican las partes del Motor Diesel, se verifica en qué condiciones se encuentra el equipo, se reportara las partes dañadas que esta presenta, se comienza con el desensamble de los componentes que están dañados para realizar el listado de refacciones y partes que se necesitarán o en dado caso que se necesite mandar reparar algunas partes o componentes mandarlo hacer. Y así finalmente se comienza con el remplazo de partes, para este paso se utiliza el método AMEF (Análisis del Modos y Efectos de Falla). Esto se hace analizando del modo que fallan cada una de las partes o componentes del motor diesel (de la retroexcavadora 301J) y cuáles son los efectos que presenta dicha falla, así se proponer una solución a dicha falla para que así sea eliminada o minimizada. Al aumentar la vida útil del Motor Diesel de la retroexcavadora 310J está enfocada a costos de piezas y tiempos ya que es necesario saber todo estos puntos para realizar el trabajo.

ABSTRAC

The report is to increase the life of the Diesel engine (a backhoe 301J). First identified diesel engine parts, we verify the conditions under which the equipment arrived, it also makes a quick review which verifies the damaged parts that are visible, it begins with the disassembly for the list of parts and parts be needed and so finally begins with a list of parts that must be replaced or repaired, so this step uses the FMEA method (Analysis Failure Modes and Effects). This is done by analyzing the way that failed each of the component parts of the diesel engine (from 301J Backhoe) and what effects it has such failure, thus proposing a solution so that such failure is eliminated or minimized.

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PALABRAS CLAVES

Amef. Mantenimiento. Motor diesel. Fallas. Ocurrencia. Severidad. Gravedad. Detección

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DEDICATORIAS Y AGRADECIMIENTOS A DIOS A ti, te agradezco por haberme dado vida y salud, así como la oportunidad de disfrutar y compartir con mi familia y amigos una de las etapas más importantes en mi vida, y porque nunca me dejaste siempre estuviste conmigo en los momentos más difíciles.

A MIS PADERS A ustedes, les dedico este proyecto como un pequeño reconocimiento a su esfuerzo y apoyo incondicional que me han brindado en el transcurso de mi vida y de mis estudios. A ustedes que no dudaron de mi capacidad de lograr esta carrera universitaria.

A MI ESPOSA E HIJA A ustedes, les dedico este proyecto por estar conmigo y el apoyo incondicional que me han brindado en esta etapa tan importante para mí.

A MIS HERMANOS A ustedes, les agradezco por el apoyo que cuando lo necesite me lo brindaron.

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POLÍTICA DE CALIDAD DE LA UTEZ Cumplir con la Formación Integral de los alumnos de la Universidad Tecnológica del Estado de Zacatecas, con calidad y conciencia ambiental respetando estándares Nacionales e Internacionales que apoyan la sustentabilidad.

MISIÓN DE LA UTEZ Formar integralmente profesionales, bajo un modelo centrado en el aprendizaje y programas educativos con enfoque a competencias que respondan a las necesidades del entorno.

VISIÓN DE LA UTEZ Ser una Universidad reconocida Socialmente por la Calidad y creatividad de sus egresados que contribuye al desarrollo sustentable.

VALORES DE LA UTEZ 1. Compromiso: Convicción en cada integrante de la Comunidad Universitaria para cumplir con sus responsabilidades.

2. Responsabilidad: Capacidad existente en los integrantes de la Comunidad Universitaria, para reconocer y aceptar las consecuencias de un hecho realizado libremente y cumplir con las obligaciones en tiempo, calidad y forma.

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3. Servicio: Prestación humana que se ofrece en beneficio de los demás, potenciando capacidades y habilidades de manera positiva.

4. Respeto: Ser congruente y tolerantes, a favor de las valías de nosotros mismos y del entorno, conscientes de las diferentes maneras de pensar, actuar y sentir de los demás.

PERFIL PROFESIONAL EN COMPETENCIAS PROFESIONALES INGENIERÍA EN MANTENIMIENTO INDUSTRIAL

PRESENTACIÓN El Ingeniero en Mantenimiento Industrial cuenta con las competencias profesionales necesarias para su desempeño en el campo laboral, en el ámbito local, regional y nacional.

COMPETENCIAS PROFESIONALES Las competencias profesionales son las destrezas y actitudes que permiten al Ingeniero desarrollar actividades en su área profesional, adaptarse a nuevas situaciones, así como transferir, si es necesario, sus conocimientos, habilidades y actitudes a áreas profesionales próximas.

Competencias Genéricas: Capacidad de análisis y síntesis, habilidades para la investigación básica, las capacidades individuales y las destrezas sociales; habilidades gerenciales y las habilidades para comunicarse en un segundo idioma.

Competencias Específicas: 1. Diseñar estrategias de mantenimiento mediante el análisis de factores humanos, tecnológicos, económicos y financieros, para la elaboración y administración del plan INGENIERÍA EN MANTENIMIENTO INDUSTRIAL

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maestro de mantenimiento que garantice la disponibilidad y confiabilidad de planta, contribuyendo a la competitividad de la empresa. 1.1. Valorar la información de los factores humanos, tecnológicos, económicos y financieros mediante el análisis de las políticas y las condiciones de la empresa y de su entorno para la toma de decisiones. 1.2. Administrar el plan maestro de mantenimiento mediante el establecimiento de políticas métodos y procedimientos de mantenimiento para mejorar la operación de los recursos y equipos empleados.

2. Optimizar las actividades del mantenimiento y las condiciones de operación de los equipos a través de técnicas y herramientas de confiabilidad para incrementar la eficiencia global de los equipos y reducir los costos de mantenimiento como apoyo a la sustentabilidad y la competitividad de la empresa.

2.1. Garantizar la correcta operación de los equipos e instalaciones mediante la aplicación de las mejores prácticas de mantenimiento para contribuir a la competitividad de la empresa 2.2. Supervisar el uso racional y eficiente de recursos energéticos, la seguridad industrial y el manejo de residuos mediante la aplicación de normas para coadyuvar a la operación sustentable de la empresa.

3. Validar estudios de ingeniería y proyectos técnico-económicos mediante análisis de factibilidad para mejorar la mantenibilidad de los equipos e instalaciones.

3.1. Integrar proyectos de innovación a los sistemas productivos con enfoque en la mantenibilidad mediante la utilización de nuevas tecnologías para mejorar la operatividad de la empresa. 3.2. Diseñar proyectos de desarrollo tecnológico mediante estudios de viabilidad y factibilidad para mejorar la mantenibilidad.

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ESCENARIOS DE ACTUACIÓN El Ingeniero en Mantenimiento Industrial podrá desenvolverse en: 

Empresas públicas y privadas dedicadas de los sectores primario, secundario y terciario



Empresas dedicadas a la Minería, Pesca y Agricultura



Empresas metal mecánicas, alimenticias, del plástico, químicas, del vestir, aeronáuticas, automotrices, de electrodomésticos, farmacéuticas, entre otras.



Empresas de servicio como hoteles, hospitales, entre otros.

OCUPACIONES PROFESIONALES El ingeniero en Mantenimiento Industrial podrá desempeñarse como: 

Gerente de planta



Gerencia de Mantenimiento



Ingeniero de Mantenimiento

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CONTENIDO RESUMEN PALABRAS CLAVES DEDICATORIAS Y AGRADECIMIENTOS POLÍTICA DE CALIDAD DE LA UTEZ MISIÓN DE LA UTEZ VISIÓN DE LA UTEZ VALORES DE LA UTEZ PERFIL PROFESIONAL EN COMPETENCIAS PROFESIONALES INTRODUCCIÓN. .......................................................................................................1 1.1.

ANTECEDENTES DE LA EMPRESA ................................................................2

1.2. MISIÓN DE LA EMPRESA ...............................................................................3 1.3. VISIÓN DE LA EMPRESA ................................................................................3 1.4. EL CLIENTE, EL DESARROLLO Y LA CALIDAD: UN OBJETIVO CONSTANTE...........................................................................................................3 1.5. ESTABILIDAD LABORAL .................................................................................3 1.6. AMBIENTE SANO DE TRABAJO E INTEGRACIÓN ........................................4 1.7. SER AUTÉNTICOS LÍDERES A TODOS LOS NIVELES..................................4 1.8. ACTITUD DE INNOVACIÓN PARA MEJORAR ................................................4 1.9. INVERSIONES EN CAPACITACIÓN Y DESARROLLO DEL PERSONAL.......4 1.10. CALIDAD .......................................................................................................4 1.11. DESARROLLO Y CRECIMIENTO PROFESIONAL Y HUMANO ....................5 1.12. ORGANIZACIÓN ............................................................................................6 1.13. UBICACIÓN ....................................................................................................7 2.1. ANTECEDENTES ................................................................................................8 2.2. DEFINICIÓN DEL PROYECTO ............................................................................8 2.3. ALCANCE ............................................................................................................8 2.4. OBJETIVO GENERAL .........................................................................................8 2.4.1 OBJETIVO ESPECÍFICOS.................................................................................9 2.5. JUSTIFICACIÓN ..................................................................................................9 INGENIERÍA EN MANTENIMIENTO INDUSTRIAL

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2.6. APLICACIÓN .......................................................................................................9 2.7. RECURSOS MATERIALES Y HUMANOS ...........................................................9 2.8. PLAN DE TRABAJO .......................................................................................10 3. FUNDAMENTACIÓN TEÓRICA ............................................................................10 3.1. ORGANIZACIÓN Y GESTIÓN DE MANTENIMIENTO....................................10 3.2. DEFINICIÓN DE MANTENIMIENTO...............................................................10 3.3. LA GESTIÓN DEL MANTENIMIENTO ............................................................11 3.4. VENTAJAS PRINCIPALES DEL MANTENIMIENTO PREVENTIVO. ..............11 3.5. MANTENIMIENTO CORRECTIVO .................................................................12 3.6. FILOSOFÍAS DEL MANTENIMIENTO ............................................................13 3.6.1. MANTENIMIENTO CORRECTIVO. ..........................................................13 3.6.2. MANTENIMIENTO PREVENTIVO. ...........................................................13 3.7. ANÁLISIS DEL MODO Y EFECTO DE FALLA ...............................................15 3.7.1. ACTIVIDADES PARA REALIZAR UN AMEF (PROCESO). ......................17 3.8. DESCRIPCIÓN DEL MOTOR DE COMBUSTIÓN INTERNA DIESEL ...............19 3.8.1. MOTOR DIESEL ..........................................................................................19 3.8.2. FUNCIONAMIENTO .................................................................................19 3.8.3. CICLO CUATRO TIEMPOS ......................................................................20 3.9. CONJUNTO DE BLOQUE DE CILINDROS (MONOBLOCK). .........................24 3.9.1. CAMISAS DE LOS CILINDROS. ..............................................................25 3.9.2. CÁRTER. ..................................................................................................26 3.9.3. CIGÜEÑAL. ..............................................................................................27 3.9.4. MUÑONES DE LOS COJINETES PRINCIPALES DE LA BANCADA. ......29 3.9.5. MUÑONES DEL CIGÜEÑAL ....................................................................29 3.9.6. COJINETES PRINCIPALES .....................................................................30 3.9.7. BIELAS. ....................................................................................................30 3.9.8. PISTONES. ..............................................................................................31 3.9.9. VÁLVULAS ...............................................................................................34 3.9.10. CABEZA DE CILINDROS .......................................................................35 3.10. SISTEMA DE INYECCIÓN DE COMBUSTIBLE ...........................................35

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3.10.1. FILTRADO DE COMBUSTIBLE ..............................................................38 3.10.2 BOMBA DE INYECCIÓN ROTATIVA ......................................................39 3.10.3 INYECTORES .........................................................................................40 3.10.4. UNIDAD DE CONTROL ELECTRÓNICA (ECU). ....................................42 3.11. SISTEMA DE LUBRICACIÓN .......................................................................46 3.11.1. FUNCIONAMIENTO DEL SISTEMA DE LUBRICACIÓN ........................46 3.11.2. ACEITES ................................................................................................47 3.11.3 VISCOSIDAD ..........................................................................................48 3.11.4. BOMBA DE ACEITE ...............................................................................49 3.11.5. FILTROS DE ACEITE .............................................................................50 3.12. SISTEMA DE ENFRIAMIENTO ....................................................................52 3.12.1. PRINCIPIO DE FUNCIONAMIENTO ......................................................53 3.12.2. ESTRUCTURA DEL SISTEMA DE ENFRIAMIENTO ............................53 3.12.3. CAMISA DE LOS CILINDROS ................................................................54 3.12.4. RADIADOR .............................................................................................54 3.12.5. TAPÓN O TAPA DEL RADIADOR ..........................................................55 3.12.6. MANGUERAS DE CONEXIÓN ...............................................................56 3.12.7. BOMBA DEL AGUA ................................................................................56 3.12.8. VENTILADOR .........................................................................................57 3.12.9. LÍQUIDO REFRIGERANTE ....................................................................57 3.12.10. TERMOSTATO .....................................................................................58 3.13. SISTEMA DE ADMISIÓN DE AIRE ...............................................................59 3.13.1 ADMISIÓN DE AIRE ................................................................................59 3.13.2. FILTRO DE AIRE ....................................................................................60 3.14. SISTEMA DE ESCAPE .................................................................................61 3.14.1. EVACUACIÓN DE GASES QUEMADOS ...............................................61 3.15. SISTEMA DE DISTRIBUCIÓN ......................................................................63 3.15.1 A ELEMENTOS DE DISTRIBUCIÓN .......................................................63 3.15.2. DISTRIBUCION POR RUEDA DENTADA ..............................................63 3.15.3. DISTRIBUCION POR CADENA ..............................................................64

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4.1. DESARROLLO DEL PROYECTO ......................................................................66 4.2. ORDEN DE TRABAJO....................................................................................68 4.3. SERVICIO DE MANTENIMIENTO PREVENTIVO A RETROEXCAVADOR 310J .......................................................................................................................76 RESULTADOS..........................................................................................................79 CONCLUSIONES .....................................................................................................80 BIBLIOGRAFÍA .........................................................................................................81 GLOSARIO ...............................................................................................................82

LISTA DE ILUSTRACIONES Ilustración 1. Organigrama de la empresa ...................................................................6 Ilustración 2. Imagen panorámica de MACCEN ZACATECAS SA DE CV. ..................7 Ilustración 3. Mapa de ubicación. ................................................................................7 Ilustración 4. Motor de combustión interna. ...............................................................20 Ilustración 5. Carrera de pistón .................................................................................21 Ilustración 6. Tiempo de Admisión. ...........................................................................21 Ilustración 7. Tiempo de Compresión. .......................................................................22 Ilustración 8. Tiempo de Expulsión (combustión). .....................................................23 Ilustración 9. Tiempo de Escape. ..............................................................................24 Ilustración 10. Conjunto de bloque de cilindros. ........................................................25 Ilustración 11. Camisas de los cilindros.....................................................................26 Ilustración 12. Componentes del monoblock. ............................................................27 Ilustración 13. Cigüeñal. ............................................................................................29 Ilustración 14. Cojinete principal................................................................................30 Ilustración 15. Partes de la biela. ..............................................................................31 Ilustración 16. Características del pistón. ..................................................................32 Ilustración 17. Anillos del pistón. ...............................................................................34 Ilustración 18. Componentes de la culata. .................................................................35 Ilustración 19. Sistema de inyección de combustible.................................................36 Ilustración 20. Flujo del sistema de inyección rotativo. ..............................................37 Ilustración 21. Filtro de combustible. .........................................................................39 Ilustración 22. Bomba de inyección rotativa. .............................................................40 Ilustración 23. Partes de un inyector. ........................................................................41 INGENIERÍA EN MANTENIMIENTO INDUSTRIAL

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Ilustración 24. Controles electrónicos del motor. .......................................................45 Ilustración 25. Flujo del sistema de lubricación. ........................................................46 Ilustración 26. Viscosidad de los aceites. ..................................................................49 Ilustración 27. Bomba de aceite. ...............................................................................50 Ilustración 28. Filtro de cartucho recambiable. ..........................................................51 Ilustración 29. Filtro de aceite situado en el motor. ...................................................52 Ilustración 30. Estructura del sistema de enfriamiento. ............................................53 Ilustración 31. Radiador. ...........................................................................................54 Ilustración 32. Tapón de radiador. .............................................................................55 Ilustración 33. Manguera de conexión. ......................................................................56 Ilustración 34. Sistema de refrigeración. ...................................................................58 Ilustración 35. Estructura del sistema de admisión de aire. .......................................60 Ilustración 36. Múltiple de escape. ............................................................................61 Ilustración 37. Silenciador. ........................................................................................62 Ilustración 38. Accionamiento de la distribución por engranajes en un motor diesel. 64 Ilustración 39. Accionamiento de la distribución por cadena en motor diesel. ...........64

LISTA DE TABLAS Tabla 1.AMEF de Proceso ........................................................................................18 Tabla 2. Descripción del método ...............................................................................67 Tabla 3. Orden de trabajo. ........................................................................................68 Tabla 4. AMEF de la bomba de inyección de combustible. .......................................72 Tabla 5. AMEF de la bomba del agua. .....................................................................74 Tabla 6. Programa de mantenimiento de la retroexcavadora 301J............................78

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INTRODUCCIÓN. En la actualidad es un método básico de análisis en el sector del automóvil que se ha extrapolado satisfactoriamente a otros sectores. Este método también puede recogerse con la denominación de AMFEC (Análisis Modal de Fallos, Efectos y su Criticidad), al introducir de manera remarcable y más precisa la especial gravedad de las consecuencias de los fallos. En la medida que el propósito del AMFE consiste en sistematizar el estudio de un proceso/producto, identificar los puntos de fallo potenciales, y elaborar planes de acción para combatir los riesgos, el procedimiento, como se verá, es asimilable a otros métodos simplificados empleados en prevención de riesgos laborales. Y en la medida que reduce el costo de reparación este es mas utilizable en las empresas. Y en la cual este presente reporte se plasmara la manera en que se realiza un análisis para el aumento de la vida útil del motor diesel de una máquina retroexcavadora 310J en la empresa MAQCEN DE ZACATECAS. En el cual contendrá cuatro apartados que son los siguientes: a los antecedentes de la empresa, al marco de referencia, antecedentes del proyecto y el más importante en el cual se referirá al desarrollo del proyecto.

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Capítulo I. Antecedentes generales de la empresa

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1.1. ANTECEDENTES DE LA EMPRESA MAQCEN inicio sus actividades en 1998 estableciéndose en Aguascalientes como distribuidor autorizado de las marcas JOHN DEERE, KENT Y DYNAPAC entre otras. Actualmente contamos con oficinas en Tlaquepaque, Jalisco, Zacatecas, Zacatecas, y Tepic, Nayarit ofreciendo una amplia gama de equipo de construcción de estas prestigiadas marcas, así como servicio completo, mantenimiento y refacciones.

Dentro de la línea de productos JOHN DEERE, contamos con equipo de construcción, Jardinería y Golf. Los equipos de construcción JOHN DEERE ofrecen una amplia línea de maquinaria, cargadores compactos, retroexcavadoras, cargadores frontales, bulldozers, motoconformadoras y más.

Gracias a la experiencia en el ramo, dentro de nuestras líneas de distribución manejamos equipo ligero y pesado de compactación y pavimentación DYNAPAC, equipo de zanjeo y barrenación direccional, así como de los conocidos martillos hidráulicos y neumáticos marca KENT, grúas articuladas HIAB, carretillas elevadoras montadas en camiones MOFFETT y plantas eléctricas IGSA.

Así mismo somos distribuidores de la marca CLUB CAR, poniendo a su disposición carritos de golf y carritos utilitarios de una marca reconocida mundialmente.

Además contamos con una flotilla en equipo de renta constantemente renovada y en excelente funcionamiento, gracias a nuestro continuo compromiso con el buen mantenimiento de nuestro equipo.

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1.2. MISIÓN DE LA EMPRESA

Somos una compañía integral de servicios agropecuarios que, a través del respaldo de John Deere, busca responder a las necesidades actuales y futuras del hombre de campo.

1.3. VISIÓN DE LA EMPRESA

Aspiramos a posicionarnos como un concesionario modelo, dentro de la red John Deere, permaneciendo siempre a la vanguardia del mercado en productos, servicio y tecnología.

1.4. EL CLIENTE, EL DESARROLLO Y LA CALIDAD: UN OBJETIVO CONSTANTE

John Deere fue un hombre de negocios ejemplar con una visión industrial claramente adelantada a su época. Así lo demuestra su perseverancia en el desarrollo de nuevos productos, su esfuerzo por satisfacer las necesidades de los clientes y su continua búsqueda de un nivel de calidad superior. Estos tres principios empezaron a aplicarse de forma generalizada en el mundo occidental un siglo más tarde y aún hoy, más de 160 años después, mantienen su vigencia.

Estos tres pilares han sido la base firme sobre la que se gestó el desarrollo de Deere & Company en sus más de 160 años de historia y hoy en día siguen constituyendo el objetivo de nuestra filosofía empresarial.

1.5. ESTABILIDAD LABORAL

Industrias John Deere es una empresa que a lo largo de sus más de 40 años en el mercado mexicano, se ha mantenido sólida y estable a pesar del cambiante entorno macroeconómico de nuestro país.

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1.6. AMBIENTE SANO DE TRABAJO E INTEGRACIÓN

Industrias John Deere es una organización que ofrece la infraestructura y los elementos necesarios al servicio de sus colaboradores para crear y fomentar un ambiente sano y de compañerismo. 1.7. SER AUTÉNTICOS LÍDERES A TODOS LOS NIVELES

En John Deere se fomenta tanto para supervisores como para gerentes un estilo de liderazgo constructivo, personalizado y con una actitud de respeto y consideración hacia sus colaboradores. Este es un factor de suma importancia para trabajar en un ambiente armónico y productivo a la vez. 1.8. ACTITUD DE INNOVACIÓN PARA MEJORAR

En John Deere se fomenta la innovación interna escuchando a quienes identifican oportunidades de mejoras en nuestros procesos, nuestro ambiente de trabajo o en nuestros productos.

1.9. INVERSIONES EN CAPACITACIÓN Y DESARROLLO DEL PERSONAL

John Deere capacita y forma a su personal de fábrica y distribuidores para actualizarse respecto a las nuevas tecnologías y prácticas que mejoran los productos, los procesos de producción y el servicio posventa.

1.10. CALIDAD Gente que haga las cosas bien y a la primera vez, gente que busque la excelencia en todo lo que hace, gente que haga las cosas con el mejor de sus esfuerzos.

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1.11. DESARROLLO Y CRECIMIENTO PROFESIONAL Y HUMANO Industrias John Deere cuenta con sistemas organizacionales avanzados que nos permiten ofrecer un variado panorama de posibilidades de desarrollo a nuestros colaboradores.

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1.12. ORGANIZACIÓN

Ilustración 1. Organigrama de la empresa

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1.13. UBICACIÓN



Ilustración 2. Imagen panorámica de MACCEN ZACATECAS SA DE CV. 

MAQCEN de ZACATECAS de S.A. de S.V. Calz. Jesús Reyes Heroles #309 Fracc. Lomas De La Isabelica, Zacatecas, Zac.

C.P. 98099





Ilustración 3. Mapa de ubicación.

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Capítulo II. Proyecto

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2.1. ANTECEDENTES

En la empresa ya realizan este tipo de servicio a las maquinas referente a la reparación y conservación El mantenimiento en un servomecanismo es vital para elevar la eficiencia del equipo, su vida útil y el tiempo de accesibilidad del mismo, se tiene como prioridad extender la vida útil de la máquina con el fin de disminuir tiempos muertos, y aumentar la disponibilidad y eficiencia de estas.

2.2. DEFINICIÓN DEL PROYECTO

El mantenimiento da referencia al servicio para extender la vida útil de un equipo o maquina. Y el análisis a los motores se hará utilizando el AMEF el cual es una técnica analítica utilizada como un medio para asegurar que, en lo posible, los modos de fallas potenciales y sus causas han sido considerados. En su más rigurosa forma, el AMEF es una herramienta que incluyendo un análisis basado en la experiencia.

2.3. ALCANCE

El presente trabajo está orientado hacia el mantenimiento a motores diesel y análisis de sus principales fallas en maquinaria pesada, mediante el análisis de modos y efectos de fallas para garantizar su disponibilidad y productividad.

2.4. OBJETIVO GENERAL

Analizar el motor diesel para aumentar la disponibilidad, confiabilidad, mantenibilidad y efectividad, y a su vez se extienda la vida útil de la maquina. Mediante (el análisis de modo y efecto de falla).

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2.4.1 OBJETIVO ESPECÍFICOS  Identificar las partes principales del motor que presentan fallas con alta frecuencia de ocurrencia.  Evaluar el motor y dar posibles soluciones a las fallas que estén presentes.  Dar posibles soluciones a la falla que este pudiese presentar.  Realizar un programa de mantenimiento para la máquina retroexcavadora 310J.

2.5. JUSTIFICACIÓN Y necesario tener en cuenta cual es el mantenimiento de un motor diesel y diagnosticar las fallas más frecuentemente que se presentan, esto para dar solución a las fallas y reducir paros inesperados y así extender la vida de utilización de la maquina.

2.6. APLICACIÓN El mantenimiento estará enfocado principalmente al motor diesel, el proyecto se enfoca en extender la vida de utilización de la maquina, esto se realizara mediante el método AMEF (Análisis del Modo y Efecto de Falla).

2.7. RECURSOS MATERIALES Y HUMANOS Asesoramiento tanto del académico como del empresarial. Equipo de cómputo. Obtención de datos. Curso de Motores a Diesel (John Deere).

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2.8. PLAN DE TRABAJO I.

Datos del Alumno

Nombre del Proyecto:

Carrera: Ingeniería En Mantenimiento Industrial Asesor:

Mantenimiento a motores diesel y análisis de sus principales fallas.

Ing. Salvador Fernando Sánchez y Espino

Alumno: TSU. Octavio Torres Ramírez

II.

Datos de la Empresa

Nombre o razón social: MAQCEN Zacatecas S.A.de C.V. Dirección: Jesús Reyes Heroles #309 Lomas de la Isabelica Zacatecas, Zac. 98099 Giro o actividad: Industrial Renta y Servicio

Teléfono y fax: 01 492 899-7802 Dirección electrónica: www.maqcen.com

Asesor empresarial: Ing. Arturo Beltrán González

Cargo: Jefe de Servicio

III.

Datos del Proyecto Analizar el motor a diesel para extender su vida de utilización y así poder evitar fallas que puedan afectar al funcionamiento del mismo.

Objetivo

Descripción

Investigar y analizar mediante el análisis de causa y efecto de fallas cuáles son las fallas de más comunes en los motores diesel, esto para dar soluciones y recomendaciones para reducir o poder eliminar las fallas y se complementara con la elaboración un programa de mantenimiento preventivo y así aumentar la confiabilidad de las máquinas.

Fecha de inicio

IV.

Fecha de término

08 de enero del 2013

18 de abril del 2013

Plan de Trabajo

SECUENCIA

SEMANAS

ACTIVIDAD

1

Presentación en la empresa

2

Asignación del proyecto

3

Recopilación de información de la empresa

4

Diagnóstico de la empresa

5

Investigaciones referente al AMEF

6

Recopilar información de los motores Diesel

7

Realización del programa de mantenimiento

8

Avance del reporte

9

Revisión e impresión de reporte de estadía

Ing. Arturo Beltrán González

ASESOR EMPRESARIAL

1

2

3

4

5

6

7

8

9

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11

12

13

14

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16

P R P R P R P R P R P R P R P R P R

TSU. Octavio Torres Ramírez

Ing. Salvador Fernando Sánchez y Espino

ALUMNO

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ASESOR ACADÉMICO

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Capítulo III. Fundamentación Teórica

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3. FUNDAMENTACIÓN TEÓRICA

3.1. ORGANIZACIÓN Y GESTIÓN DE MANTENIMIENTO.

Según Garrido (2003), Definimos habitualmente el mantenimiento como el conjunto de técnicas destinadas a conservar quipos e instalaciones en servicio durante el mayor tiempo posible (buscando la más altas disponibilidad y con el máximo rendimiento. A lo largo del proceso industrial vivido desde finales del siglo XlX, la función mantenimiento ha pasado diferentes etapas. En los inicios de la revolución industrial, los propios operarios se encargan de las reparaciones de los equipos. Cuando las maquinas se fueron haciendo más complejas y la dedicación a tareas de reparaciones aumentaba, empezaron a crearse los primeros departamentos de mantenimiento, con una actividad diferente de los operarios de producción. Las tareas en estas dos épocas eran básicamente correctivas, dedicando todo su esfuerzo a solucionar las fallas que se prodición en los equipos.

3.2. DEFINICIÓN DE MANTENIMIENTO. Según a Dounce (2000), El mantenimiento son todas aquellas actividades humanas encaminadas con el fin de mantener en perfectas condiciones un equipo, una maquinaria o herramientas. Para un buen mantenimiento de una maquinaria o equipo se deben tomar en cuenta las condiciones del equipo y de esta forma realizar un programa de revisión periódicamente ya sea diariamente, semanalmente o mensualmente. Se dice que el mantenimiento es la actividad humana que garantiza la existencia de un servicio dentro de la calidad esperada. El objetivo del mantenimiento es la búsqueda de los puntos débiles de

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los equipos y de esta manera poder fortalecerlos para tener un servicio eficiente. El mantenimiento se mide en dos ramas principalmente mantenimiento preventivo y mantenimiento correctivo.

3.3. LA GESTIÓN DEL MANTENIMIENTO

De acuerdo a Numancia (1999), este concepto esta entendido de una forma muy practica algo así como “lo que hay que hacer para que las cosas funcionen correctamente o, en su defecto, para que las averías duren lo menos posible”. Los equipos y las instalaciones se construyen para realizar un trabajo determinado. Es evidente que su mantenimiento no es el fin último. Esto implica para el que se dedique a esta actividad, que prioritaria mente procurar minimizar los problemas que causan las averías. Primera conclusión: los responsables de mantenimiento deben de entender y tener presente que realizar que esta de alguna manera al servicio de otro caso. Por ejemplo, podemos hablar de la en una factoría o de la calefacción en una comunidad.

3.4. VENTAJAS PRINCIPALES DEL MANTENIMIENTO PREVENTIVO. Disminuir la frecuencia de las paradas aprovechando para realizar varias reparaciones al mismo tiempo aprovechar el momento más oportuno, tanto por producción como, para mantenimiento, para realizar las reparaciones.

Preparar y aprovisionar los utillajes y piezas de recambio necesarias.

Distribuir el trabajo de mantenimiento de una manera más uniforme evitando puntos de trabajo y optimizando la plantilla.

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En muchos casos evitar averías mayores como consecuencia de pequeños fallos, en particular los de los sistemas de seguridad.

3.5. MANTENIMIENTO CORRECTIVO

Según (Dounce, 2000), el mantenimiento correctivo es la actividad humana desarrollada en los recursos físicos de una empresa cuando a consecuencia de unas fallas se ha dejado de proporcionar el servicio. Las principales operaciones que se realizan son: «

Desmontaje y montaje de piezas o conjuntos averiados y su posterior reparación.

«

La reconstrucción de maquinaria

«

La ejecución del mantenimiento modificativo.

« En resumen decir que es la parte ejecutante de mantenimiento.

El correctivo puede aparecer por las averías que surgen en las instalaciones o bien a requerimiento a los otros tipos de mantenimiento. Los niveles de reparaciones que efectúa pasa desde la reparación provisional para poder continuar trabajando hasta la operación definitiva evitando la causa de la avería, aunque cada avería es diferente a la siguiente, las operaciones de desmontaje de la totalidad o partes de la maquinaria son siempre las mismas. La gama de trabajo consiste en la descomposición del trabajo en las diferentes operaciones que se llevan a cabo. Los procedimientos de reparación se basan en describir las técnicas empleadas normalmente para cada tipo de averías y que no pueden emplearse en varios equipos. Antes de comenzar un trabajo se debe recoger la correspondencia gama

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de montaje así como los procedimientos a utilizar, con esta documentación prepararemos las piezas de cambio.

3.6. FILOSOFÍAS DEL MANTENIMIENTO

3.6.1. MANTENIMIENTO CORRECTIVO. De acuerdo a Dounce (2000), el mantenimiento correctivo es la actividad humana desarrollada en los recursos físicos de una empresa cuando a causa de una falla han dejado de proporcionar la calidad de un servicio esperada.

« Mantenimiento contingente: El mantenimiento contingente se refiere a las actividades que se realizan en forma inmediata debido a que algún equipo ha dejado de funcionar ya que es vital y tenemos que actuar en forma emergente y en el mejor de los casos bajo un plan. « Mantenimiento programado: El mantenimiento programado son actividades

que se

desarrollan en los equipos o maquinas que están proporcionando un servicio trivial y este no es indispensable para dar una buena calidad de servicio.

3.6.2. MANTENIMIENTO PREVENTIVO.

Y según Dounce (2000), Este es la segunda rama del mantenimiento y se puede definir como, la es la actividad humana desarrollada en los recursos físicos de una empresa, con el fin de garantizar que la calidad de servicio que estos proporcionan, continúe dentro de los límites establecidos. Es una serie de actividades humanas desarrolladas a los equipos de INGENIERÍA EN MANTENIMIENTO INDUSTRIAL

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una empresa con el fin de garantizar la calidad del servicio que estos proporcionan y que continué dentro de los límites establecidos por la empresa. Es importante mencionar que el mantenimiento preventivo es programable. El mantenimiento preventivo se divide en: Mantenimiento preventivo Predictivo: Se define como un sistema permanente de diagnostico que permite detectar con anticipación las posibles pérdidas

de calidad de

servicio que este entregando al equipo. Esto nos da la oportunidad de hacer con el tiempo cualquier clase de mantenimiento preventivo y, si lo atendemos adecuadamente, nunca se pierde la calidad del servicio esperado. Mantenimiento preventivo Periódico: Este es un procedimiento de mantenimiento que como su nombre lo indica es de atención periódica, rutinaria, con el fin de aplicar los trabajos después de determinada hora de funcionamiento del equipo. En que se le hace pruebas y se cambian algunas partes por término de vida o fuera de especificación. Mantenimiento preventivo Analítico: Este mantenimiento se basa en el análisis profundo de la de información proporcionada por captadores y sensores dispuestos en los sitios más convenientes de los recursos vitales e importantes de la empresa. Mantenimiento preventivo Progresivo: Consiste en entender el recurso por parte progresando en su atención cada vez que se tiene oportunidad de contar con un tiempo ocio de este. Mantenimiento preventivo Técnico: Este es una combinación de los criterios establecidos para el mantenimiento periódico y progresivo; es decir mientras tengamos tiempo ocioso para raparlo tener un recurso de reserva y en el progresivo estamos prácticamente a la expectativa de los tiempos.

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3.7. ANÁLISIS DEL MODO Y EFECTO DE FALLA Según la pagina citada en internet (Belloví, 1996), El AMEF es una herramienta clave para mejorar la confiabilidad de procesos y productos. La metodología del análisis de modos y efectos de las fallas (AMEF, FMEA, Failure Mode and Effects Analysis), proporciona la orientación y los pasos que un grupo de personas debe seguir para identificar y evaluar las fallas potenciales de un producto o un proceso, junto con el efecto que provocan éstas. A partir de lo anterior, el grupo establece prioridades y decide acciones para intentar eliminar o reducir la posibilidad de que ocurran las fallas potenciales que más vulneran la confiabilidad del producto o el proceso. Aplicar AMEF se ha vuelto un actividad casi obligada para garantizar que los productos sean confiables, en el sentido que logren funcionar bien el tiempo que se ha establecido como su periodo de vida útil, pero también cada día se hace más común su aplicación en muchos otros campos con el objetivo de detectar fallas potenciales y prevenirlas, y de esa forma reducir los tiempos de ciclo, mejorar la eficiencia de procesos, etc. Si un producto o un proceso se analizaran como un edificio, aplicarles un AMEF es revisar sus cimientos y estructura, para asegurar que ambas sean confiables y seguras, para disminuir la probabilidad de que fallen. En éste sentido, un edificio, (proceso) no está realmente caracterizado, sino hasta que se le ha aplicado el AMEF, y a partir de éste se fundamentan acciones para su mejora integral. La frecuencia con que ocurren las fallas junto con su severidad es una medida de la confiabilidad de un sistema. Mientras mayor sean estas menores será tal confiabilidad. De ésta forma una tarea fundamental cuando se busca caracterizar y mejorar un proceso es aplicar la metodología del AMEF, con la idea de conocer mejor las debilidades (modos de falla potenciales) del INGENIERÍA EN MANTENIMIENTO INDUSTRIAL

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producto o proceso y a partir de ahí generar soluciones a nivel proceso o rediseño de producto. Como se comentará adelante, las herramientas estadísticas serán de utilidad para establecer la frecuencia de fallas, los efectos y las causas más importantes y también de utilidad para decidir acciones para atender las mayores debilidades del producto o el proceso. El AMEF originalmente se orientó a detectar fallas durante el diseño o rediseño del producto y fallas en el proceso de producción (FMEA, 1995). Ejemplos de fallas en diseño son: no se dispara el flash en una cámara fotográfica, fugas en el sistema de frenos, fracturas prematuras en las piezas de un carro, etc. Ejemplos de fallas en procesos son: fallas en el proceso de pulido de un carro, fallas en el proceso de templado, etc. Como se aprecia en los ejemplos anteriores, finalmente una falla en diseño (producto) o en el proceso repercute en el cliente, ya sea interno o externo por ejemplo:

 Las fallas y obstáculos impiden que la instalación de un equipo sea fácil y rápida.  Los modos de falla potenciales que obstaculizan que el mantenimiento y /o el servicio a un equipo sea fácil y rápido.  La facilidad de utilización de un equipo.  También a aspectos de confiabilidad, mantenimiento y durabilidad del equipo, así como seguridad y riesgos ambientales. Basta que cada una de esas actividades se vea como un proceso, y como tales fijar qué prioridades tienen tales procesos. En otras palabras, identificar qué prioridades son importantes para el cliente o usuario final de este producto o proceso. Por ejemplo, si el AMEF se aplica a seguridad o riesgos ambientales, entonces se buscaría encontrar “modos

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de fallas” potenciales que agravan estos aspectos. Por lo anterior, a continuación veremos a detalle las actividades para realizar un AMEF enfocado a proceso.

3.7.1. ACTIVIDADES PARA REALIZAR UN AMEF (PROCESO). Según la página citada en internet (Belloví, 1996), A continuación se describen las siguientes siete actividades generales para realizar un AMEF. 1. Formar el equipo que realizará el AMEF y delimitar al producto o proceso que se le aplicará. 2. Identificar y examinar todas las formas posibles en que puedan ocurrir fallas de un producto o proceso (identificar los modos potenciales de falla). 3. Para cada falla, identificar su efecto y estimar la severidad del mismo. Para cada falla potencial: 1. Encontrar las causas potenciales de la falla y estimar la frecuencia de ocurrencia de falla debido a cada causa. 2. Hacer una lista de los controles o mecanismos que existen para detectar la ocurrencia de la falla, antes de que el producto salga hacia procesos posteriores o antes que salga del área de manufactura o ensamble. Además estimar la probabilidad de que los controles hagan la detección de la falla. 3. Calcular el número prioritario de riesgo (NPR), que resulta de multiplicar la severidad por la ocurrencia y la detección. 4. Establecer prioridades de acuerdo al NPR, y para los NPR más altos decidir acciones para disminuir severidad y/ u ocurrencia, o en el peor de los casos mejorar la detección. Todo el proceso seguido debe quedar documentado en un formato AMEF. INGENIERÍA EN MANTENIMIENTO INDUSTRIAL

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5. Revisar y establecer los resultados obtenidos, lo cual incluye precisar las acciones tomadas y volver a calcular el NPR. La información obtenida con las actividades descritas se organiza en un formato especial como el que se muestra en el formato de la tabla 1, donde también se muestran las actividades y secuencia de pasos para realizar un AMEF.

ANALISIS DE MODO Y EFECTO DE LA FALLA POTENCIAL (AMEF DE PROCESO) Página: ____ de _____ Proyecto: _______ Proceso:No. Nombre: Area responsable: Otras areas involucradas

Controles actuales

NRP

SEV

Resultado de acciones Area/ Responsable/Fecha de cierre Acciones tomadas

DET

Acciones recomendadas

OCU

NPR

Causa potencial de la falla

DETECCION

Efectos-Causa(s) Potenciales de la falla

AMEF #: Preparado por: Fecha Amef original Fecha Última revisión OCURRENCIA

Modo de la falla potencial

DELTA

Identificación

Proposito del proceso

SEVERIDAD

Descripcion del proceso

Producto Líder del proyecto: Fecha de liberacion

Tabla 1.AMEF de Proceso

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3.8. DESCRIPCIÓN DEL MOTOR DE COMBUSTIÓN INTERNA DIESEL El motor de combustión interna proporciona la potencia necesaria para mover el vehículo o máquina.

El tipo de combustible que se utiliza en motores de gasolina o diesel es diferente, debido al método utilizado para el encendido del combustible. El funcionamiento mecánico de ambos motores es casi idéntico. En un motor, el combustible se quema para generar un movimiento mecánico. Entre los principales componentes del motor de combustión interna se encuentran: • El conjunto del bloque de cilindros o monoblock. • El tren de válvulas. • El sistema de admisión. • El sistema de escape. • EL sistema de lubricación. • El sistema de enfriamiento.

3.8.1. MOTOR DIESEL El motor diesel es un motor que tiene la misma estructura y ciclo básico que un motor de gasolina. La diferencia principal entre un motor diesel y un motor de gasolina es el combustible que se utiliza y el método de encendido para la combustión del combustible.

3.8.2. FUNCIONAMIENTO Los motores diesel utilizan el calor de la compresión para encender la mezcla de aire y combustible en la cámara de combustión. Este tipo de encendido se logra mediante el uso de alta presión en la compresión y de combustible diesel inyectado en el interior de la

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cámara de combustión a una presión muy alta. La combinación de combustible diesel y la alta compresión producen el encendido espontáneo para iniciar el ciclo de combustión.

Ilustración 4. Motor de combustión interna. 3.8.3. CICLO CUATRO TIEMPOS 3.8.3.1. CARRERA DE PISTÓN La carrera del pistón es la medida de la distancia en la que un pistón se desplaza en el cilindro durante la rotación del cigüeñal. La carrera es igual a la distancia que el pistón viaja en el cilindro desde su punto más bajo hasta su punto más alto. El punto más alto del pistón en el cilindro se llama punto muerto superior (PMS). El punto más bajo del pistón en el cilindro se llama punto muerto inferior (PMI). Una carrera del pistón toma media vuelta del cigüeñal, o sea una rotación de 180 grados. Ver la ilustración 5.

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Ilustración 5. Carrera de pistón 3.8.3.2. TIEMPO DE ADMISIÓN. El tiempo de admisión se considera el primero de los cuatro tiempos. El cigüeñal en rotación mueve el pistón desde el punto PMS hacia el punto PMI. La válvula de escape se cierra y la válvula de admisión se abre. A medida que el pistón se mueve hacia abajo, la mezcla de airecombustible se aspira hacia el interior del cilindro a través de la válvula de admisión. Ver la ilustración 6.

Ilustración 6. Tiempo de Admisión.

3.8.3.3. TIEMPO DE COMPRESIÓN. Cuando el pistón llega al punto PMI, se completa el tiempo de entrada y se inicia el tiempo de compresión. La válvula de admisión se cierra y la válvula del escape permanece cerrada. El INGENIERÍA EN MANTENIMIENTO INDUSTRIAL

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movimiento del cigüeñal envía al pistón otra vez hacia arriba hacia el punto PMS. La mezcla de aire y combustible queda atrapada en el cilindro y se comprime entre el pistón y la cabeza de cilindros. Ver la ilustración 7.

Tiempo de compresión

Ilustración 7. Tiempo de Compresión. 3.8.3.4. TIEMPO DE EXPULSIÓN Justo antes de que el pistón llegue al punto PMS, una chispa producida por la bujía enciende la mezcla de aire y combustible y se inicia el tiempo de explosión. Los gases producto de la combustión se expanden rápidamente, lo cual crea una presión muy alta en la parte superior del cilindro a medida que el pistón pasa el punto PMS y se mueve hacia abajo por el cilindro hacia el punto PMI. Las válvulas de admisión y de escape permanecen firmemente cerradas, así que toda la fuerza empuja el pistón hacia abajo para hacer girar el cigüeñal. Ver la ilustración 8.

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Ilustración 8. Tiempo de Expulsión (combustión). 3.8.3.5. TIEMPO DE ESCAPE. A medida que el pistón se acerca al punto PMI en el tiempo de explosión, la válvula de escape empieza a abrirse. A medida que el pistón pasa el punto PMI, el cigüeñal gira y empuja el pistón otra vez hacia el punto PMS y la válvula de escape está completamente abierta. El pistón empuja a los gases quemados hacia afuera del cilindro por la válvula de escape, a través del puerto de escape de la cabeza de cilindros y hacia el sistema de escape. A medida que el pistón pasa el punto PMS, el ciclo de cuatro tiempos se inicia otra vez con el tiempo de admisión. La válvula de escape se mantiene abierta momentáneamente al iniciarse el tiempo de admisión, para permitir que el impulso de los gases sea vaciado del cilindro completamente. Ver la ilustración 9.

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Ilustración 9. Tiempo de Escape. 3.9. CONJUNTO DE BLOQUE DE CILINDROS (MONOBLOCK). El monoblock es el principal miembro de soporte del motor. Casi todos los demás componentes están, conectados o soportados, por el monoblock. Los pistones, bielas y el cigüeñal trabajan dentro del monoblock. El monoblock puede tener ya sea el diseño “en línea” o del tipo en “V” dependiendo del arreglo de cada uno de los cilindros en el bloque.

El monoblock contiene los cilindros, los pasajes internos para el refrigerante y el aceite, y las superficies de montaje para fijar los accesorios del motor, tales como el filtro del aceite y la bomba del refrigerante. La cabeza de cilindros está montada sobre la parte superior del monoblock, y el cárter está montado sobre el fondo del bloque. Ver la ilustración 10.

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Movimiento mecánico 1.- Monoblock 2.- Volante de inercia 3.- Cigüeñal 4.- Biela 5.- Pistón

Ilustración 10. Conjunto de bloque de cilindros. 3.9.1. CAMISAS DE LOS CILINDROS. Algunos diseños de motores utilizan camisas de cilindros. Una camisa de cilindro es un cilindro de acero endurecido que se inserta en el monoblock. No todos los bloques de motor requieren camisas. Las camisas son hechas de un material duro para contener la combustión dentro de los cilindros y reducir el desgaste producido por el movimiento de los anillos del pistón. Se tienen dos tipos de camisas de cilindros: las camisas húmedas y las camisas secas.

A las camisas húmedas se les llama así ya que tienen contacto directo con el refrigerante del motor en el monoblock. Las camisas secas no tienen contacto directo con el refrigerante del motor. Ver la ilustración 11.

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Monoblock y camisa 1.- camisa de cilindro

Ilustración 11. Camisas de los cilindros. 3.9.2. CÁRTER. El cárter del monoblock soporta el cigüeñal y los cojinetes principales. El fondo del monoblock forma la parte superior del cárter. El depósito del aceite que se fija al fondo del monoblock forma la parte inferior del cárter.

El cárter del monoblock incluye varias superficies de soporte para el cigüeñal. El número de soportes varía dependiendo de la longitud del cigüeñal y de la disposición de los cilindros.

Por ejemplo, un motor de cuatro cilindros generalmente tiene cinco de estas superficies de soporte. El cigüeñal se monta en metales de cojinete de inserción que se instalan en las superficies de soporte y se fija con tapas de cojinetes. Los soportes tienen pasajes de aceite que lubrican el cigüeñal a medida que gira contra los metales de cojinete. Estos pasajes se alinean con los orificios de aceite en los metales de cojinete. El monoblock incluye una ranura para el sello de aceite principal trasero que impide que el aceite se fugue por la parte posterior del cigüeñal. El término “principal” se refiere a cojinetes, sellos y otros herrajes de montaje que se utilizan en el cigüeñal. Dicho término “principal” distingue a estas piezas de montaje de otras piezas de montaje que se conectan al cigüeñal, tales como los metales de las bielas.

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Componentes del monoblock 1.- Monoblock. 2.- Cojinetes. 3.- Cigüeñal. 4.- Tapas de cojinetes principales. 5.- Tornillo de montaje de tapa de cojinete principal. 6.- Cojinetes principales.

Ilustración 12. Componentes del monoblock. 3.9.3. CIGÜEÑAL. El cigüeñal transforma el movimiento hacia arriba y hacia abajo de los pistones en un movimiento giratorio, que se requiere para impulsar las ruedas del vehículo. El cigüeñal se monta en el monoblock en soportes en forma de “U” que se funden en el conjunto del monoblock. Las tapas, llamadas tapas de cojinetes principales, se atornillan sobre los soportes para fijar el cigüeñal sobre el bloque. Entre el cigüeñal y sus superficies de montaje se tienen metales de cojinete que sostienen y detienen el cigüeñal y le permiten girar. Ver la ilustración 13.

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El cigüeñal soporta las fuerzas de los impulsos producidos por las carreras de explosión en los pistones. El cigüeñal generalmente se fabrica de hierro fundido pesado y de alta resistencia.

Los cigüeñales hechos para aplicaciones de alto rendimiento o de servicio pesado generalmente se fabrican de acero forjado. Algunos cigüeñales incluyen contrapesos fundidos en posición opuesta a los muñones de las bielas del cigüeñal. Los contrapesos permiten equilibrar el cigüeñal e impedir las vibraciones durante la rotación a alta velocidad.

Los bloques de cilindros de los motores diesel y de gasolina parecen ser muy similares entre sí, pero existen algunas diferencias en la construcción. Las paredes de los cilindros son más gruesas que las paredes en un motor de gasolina de tamaño similar. Los motores diesel tienen estructuras más pesadas y gruesas con el fin de tener un mayor soporte del cigüeñal. Cigüeñal (típico) 1.- Extremo delantero. 2.- Pasaje de aceite. 3.- Muñón de biela. 4.- Extremo del volante de inercia. 5.- Muñón de cojinete principal.

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Ilustración 13. Cigüeñal. 3.9.4. MUÑONES DE LOS COJINETES PRINCIPALES DE LA BANCADA. Los muñones de los cojinetes principales de un cigüeñal están altamente pulidos y se fabrican con una redondez precisa para que giren correctamente en los insertos o metales de cojinete.

Los pasajes de aceite barrenados en los muñones principales reciben el flujo del aceite de los soportes en el monoblock. Los pasajes de aceite inclinados se barrenan desde los muñones principales hasta los muñones de las bielas del cigüeñal para lubricar los metales de cojinete de las bielas.

3.9.5. MUÑONES DEL CIGÜEÑAL Los muñones en un cigüeñal son aquellas áreas que sirven como superficie de cojinete para el cigüeñal en sí, o para las bielas que se fijan al cigüeñal. Los muñones para los metales de cojinete del cigüeñal se conocen como muñones de cojinetes principales. Los muñones para las bielas se conocen como muñones de bielas. Un diseño común para un motor de 4 cilindros en línea tiene cinco muñones de cojinetes principales y cuatro muñones para las bielas. Un pistón está conectado a cada muñón de biela mediante el uso de una biela.

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3.9.6. COJINETES PRINCIPALES Los metales de los cojinetes principales soportan el cigüeñal en el interior de los muñones de cojinetes principales y en las tapas de cojinetes principales. Los metales de los cojinetes principales del cigüeñal son secciones circulares partidos que se envuelven alrededor de los muñones principales del cigüeñal. La mitad superior del metal de cojinete tiene uno o más orificios de aceite que permiten que el lubricante cubra la superficie interior del metal de cojinete. El metal superior cabe dentro del soporte principal en el fondo del monoblock. Ver la ilustración 14. La mitad inferior del metal de cojinete cabe dentro de la tapa de cojinete. Las superficies de fricción de los metales de cojinete están hechas de material más suave que el cigüeñal. Los materiales más suaves reducen la fricción y tienden a moldearse alrededor de cualquier superficie desnivelada en el muñón principal. Si ocurre el desgaste, dicho desgaste afecto al metal de cojinete, que es más barato que reemplazar el cigüeñal

Cojinetes principales del cigüeñal

1.- Cojinete principal superior. 2.- Guía del aceite. 3.- Cojinete principal inferior. Ilustración 14. Cojinete principal. 3.9.7. BIELAS. Las bielas transfieren el movimiento del pistón al muñón de biela en el cigüeñal. Un perno de pistón de acero conecta el pistón a la biela. El perno de pistón permite que el pistón pivote en el extremo pequeño de la biela. El extremo grande de la biela se conecta al cigüeñal con la tapa de cojinete de la biela. La tapa es muy similar en diseño y función a las tapas de los cojinetes principales. Los metales de cojinete de las bielas son similares a los metales de cojinete principales del cigüeñal.

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Partes de la Biela 1.- Biela 2.- Cigüeñal 3.- Deposito de aceite o cárter 4.- Monoblock 5.- Perno de pistón

Ilustración 15. Partes de la biela. Las bielas que se utilizan en los motores diesel generalmente se fabrican de acero forjado. Las bielas utilizadas en los motores diesel difieren de las bielas utilizadas en los motores de gasolina en que las tapas están fracturadas para lograr una sola pieza de ambas tapas de biela. Este diseño tiene un desplazamiento y un dentado que ayuda a mantener las tapas en su lugar y reduce las cargas en los tornillos de las bielas. 3.9.8. PISTONES. Los pistones forman la parte inferior de la cámara de combustión en el cilindro. El pistón transfiere al cigüeñal la potencia generada al quemar la mezcla de aire y combustible.

La parte superior del pistón se conoce como cabeza del pistón. La parte superior del pistón contiene varias ranuras donde se instalan los anillos de compresión y de aceite. La parte inferior del pistón, debajo de las ranuras de los anillos, se llama falda. Las superficies de

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empuje de la falda del pistón guían al pistón en el diámetro interior del cilindro e impiden que el pistón se mueva hacia uno u otro lado en el cilindro. La mayoría de los pistones tienen una marca en un lado o en la parte superior para identificar el lado del pistón que queda hacia el frente del motor. El perno del pistón se inserta a través del orificio del pistón para conectar el pistón a la biela ver la ilustración 16.

Pistón (características) 1.- Cabeza. 2.- Orificio del perno de pistón. 3.- Ranuras de los anillos del pistón. 4.-Superficie de empuje. 5.- Marca de “Hacia al frente”. 6.- Centro del pistón. 7.- Centro del orificio del perno del pistón. 8.- Descentramiento. 9.- Faldón.

Ilustración 16. Características del pistón.

Los pistones utilizados en aplicaciones de diesel parecen ser similares a los que se utilizan en motores de gasolina. Los pistones diesel son más pesados que los pistones de motores de gasolina ya que los pistones diesel generalmente son fabricados de acero forjado en vez de aluminio, y el espesor interno del material es mayor.

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Los anillos de compresión utilizados en los motores diesel generalmente son fabricados de hierro fundido y a menudo están revestidos de cromo y molibdeno para reducir la fricción.

3.9.8.1. HOLGURA DEL PISTÓN Aunque el pistón cabe ajustadamente en el diámetro interior del cilindro, el pistón no sella completamente la cámara de combustión. El sellado se realiza mediante el uso de los anillos de los pistones instalados en las ranuras cerca de la parte superior del pistón. Para dejar espacio para los anillos del pistón y el aceite lubricante, se debe mantener una holgura entre la orilla exterior del pistón y la pared del cilindro. Esta holgura permite que pase el aceite lubricante al interior de la parte superior del cilindro. La holgura también impide que el motor se trabe en caso de que uno de los pistones se expanda demasiado debido a un sobrecalentamiento. Se utilizan dos tipos de diseño de pistón para controlar la expansión por calor: el pistón cónico y el pistón ovalado. 3.9.8.2. ANILLOS DEL PISTÓN Los anillos de pistones sellan la cámara de combustión donde se enciende la mezcla de aire/combustible. Además de sellar la cámara de combustión, los anillos de pistón raspan el aceite de las paredes del cilindro y lo dirigen otra vez hacia el cárter. Los anillos de pistón también ayudan a transferir el calor del pistón a la pared del cilindro.

Los dos anillos superiores se llaman anillos de compresión. Generalmente se fabrican de acero fundido con chapa de cromo en la superficie orientada hacia la pared del cilindro. Los anillos de compresión se disponen con diversos diseños en las aristas. El anillo inferior se llama anillo de control de aceite. El anillo de control de aceite generalmente comprende varias piezas ensambladas en un orden específico en la misma ranura del pistón. Un anillo de control de aceite típico consta de dos anillos raspadores separados por un expansor.

Anillos del Pistón

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1.- Anillo superior de compresión. 2.- Segundo anillo de compresión. 3.- Anillos raspadores en el anillo de control de aceite. 4.- Expansor en el anillo de control de aceite.

Ilustración 17. Anillos del pistón.

3.9.9. VÁLVULAS

Una válvula tiene una cabeza redonda y una cara cónica que se sella contra un asiento en la cabeza de cilindros. La cabeza de la válvula es el extremo más grande que sella el puerto de la válvula. La superficie de la cabeza de cilindros que sella el puerto se llama asiento de la válvula. La cabeza de la válvula tiene una superficie rectificada llamada cara de la válvula. La cara de la válvula es el punto de contacto entre la válvula y el asiento de la válvula. Tanto la cara de la válvula como el asiento de la válvula se deben rectificar para que formen un sello firme y seguro al cerrarse.

Las válvulas de los motores diesel se fabrican de aleaciones especiales que son capaces de tener un buen rendimiento a las altas temperaturas y presiones del motor diesel.

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3.9.10. CABEZA DE CILINDROS

Externamente la cabeza de cilindros del motor diesel es similar a la cabeza de cilindros en un motor de gasolina. Existen muchas diferencias internas de diseño que hacen a los motores diesel muy singulares.

La cabeza de cilindros en sí debe ser mucho más resistente y pesada en un motor diesel para soportar los mayores esfuerzos de calor y presión. El diseño de la cámara de combustión y las zonas de paso de aire en los motores diesel pueden ser más complejos que en un motor de gasolina. La culata está compuesta por varios componentes ver la ilustración 18.

Ilustración 18. Componentes de la culata. A CONTINUACIÓN SE DESCRIBEN LOS 6 PRINCIPALES SISTEMAS DE UN MOTOR DIESEL

3.10. SISTEMA DE INYECCIÓN DE COMBUSTIBLE

El motor diesel funciona bajo el principio de la combustión espontánea o de autoencendido. El aire de admisión y el combustible se comprimen tanto en la cámara de combustión que las moléculas se calientan y se encienden sin necesidad de una chispa externa. La relación de compresión de un motor diesel es mucho más alta que la relación de compresión en un motor de gasolina.

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El combustible se inyecta directamente en el interior de la cámara de combustión mediante un inyector. En un sistema convencional de entrega de combustible el combustible se succiona del tanque de combustible, se filtra y se entrega a una bomba de alta presión. El combustible a alta presión se regula y se entrega a un riel o distribuidor de combustible que alimenta a los inyectores de combustible. Un control de inyección energiza cada inyector en el momento adecuado para proporcionar el combustible durante la carrera de compresión para la combustión. Ver la ilustración 19.

Ilustración 19. Sistema de inyección de combustible.

La alimentación en estos motores se realiza introduciendo el aire en el interior del cilindro, perfectamente filtrado y una vez comprimido introducimos a gran presión el combustible, mezclándose ambos en la cámara de combustión.

El aire se comprime a gran presión en el interior de la cámara de combustión, de este modo alcanza la temperatura adecuada para la inflamación del combustible, siendo introducido en la cámara de combustión a gran presión. Este inyector está debidamente regulado para que la cantidad de combustible y el momento en que debe ser inyectado sean precisos, obteniendo una mezcla perfecta y por consiguiente un buen funcionamiento del motor.

Dentro de este sistema de alimentación existen una serie de elementos que hacen posible todo lo anteriormente citado: bomba inyectora, filtros, tuberías, depósito, inyectores, cable de acelerador, etc. INGENIERÍA EN MANTENIMIENTO INDUSTRIAL

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Analizaremos aquí el sistema que posibilitara que la combustión se realice del modo más favorable, considerando el máximo rendimiento del motor; es decir, que los gases no quemados sean los mínimos a la salida del motor.

El combustible debe inyectarse en la cámara de combustión, en las condiciones propicias y en cantidades perfectamente dosificadas. De todo ello se encarga el sistema de alimentación. (Ver la ilustración 20).

Ilustración 20. Flujo del sistema de inyección rotativo.

Para garantizar un óptimo rendimiento en el motor Diesel, ha de cumplirse que: « Cada cilindro reciba, en su momento del ciclo y atendiendo a las condiciones de régimen y carga del motor, la cantidad precisa de combustible. « Que la pulverización, la presión y la penetración del combustible con la uniformidad de éste en el interior de la cámara sea tal que halle el aire necesario para su perfecta combustión. « Distinguiremos dos partes que posibilitarán la consecución de los objetivos que persigue el sistema de alimentación.

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3.10.1. FILTRADO DE COMBUSTIBLE Uno de los capítulos más exigentes para el perfecto funcionamiento del motor Diesel lo representa el filtrado del combustible. Si tenemos en cuenta que las tolerancias entre los elementos móviles en las bombas de inyección y los propios inyectores llegan a ser del orden de 3 milésimas de milímetro y que sus superficies lisas deben asegurar la estanqueidad, comprenderemos que las menores partículas pueden provocar depósitos, erosiones y en definitiva deterioraciones capaces de perjudicar sensiblemente al equipo de inyección y consecuentemente al buen funcionamiento del motor.

Pero no solamente las partículas solidas perturban al sistema. El agua, como ya se ha apuntado anteriormente, además de provocar oxidación de los elementos de inyección, en invierno puede congelarse y consecuentemente provocar la obstrucción de los conductos de alimentación en paradas prolongadas del motor. Y no solo eso, en cantidades suficientes, puede combinarse con el azufre contenido en el combustible y producir así ácidos corrosivos posteriores a la combustión.

Otro elemento que hay que retirar del combustible, como ya hemos tratado de hacer comprender anteriormente, es el aire y los vapores de combustible. Aunque este elemento no sea propiamente sujeto del filtrado, sí que es eliminado durante esta fase del proceso de alimentación porque como ya se adivina al ser un elemento compresible, puede perturbar e incluso paralizar la fase de inyección por la formación de bolsas de aire que al ser comprimidas y expandidas alternativamente no llegarían a salir del sistema impidiendo asimismo la salida de combustible.

Así pues, ya que el combustible puede mantener en suspensión gran cantidad de partículas solidas en suspensión si no ha tenido un largo periodo de sedimentación. Para eliminarlas con la mayor efectividad posible cabe pues establecer todo un proceso de filtrado que empieza en el depósito de combustible desde el momento del llenado.

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Encontramos dos tipos de elementos filtrantes: los prefiltros y los filtros

Ilustración 21. Filtro de combustible.

Las características principales que deben reunir los filtros son: « Larga vida útil antes de ser repuestos o limpiados. « Deben retener el agua y las partículas del orden de una micra. « Han de ser capaces de realizar su cometido a una baja presión. « Con el menor volumen posible, deben presentar una gran superficie de filtrado.

3.10.2 BOMBA DE INYECCIÓN ROTATIVA

3.10.2.1. PRINCIPIO DE FUNCIONAMIENTO

Este otro tipo de bomba, conservando el principio de funcionamiento de carrera de pistón constante, presenta la característica de alimentar varios cilindros en un único elemento de presurización del combustible, empleando para ello un distribuidor rotativo y que además incorpora en sí misma la bomba de alimentación de combustible (llamada aquí bomba de transferencia) además de los diferentes sistemas de regulación y avance.

Tenemos pues una bomba que presenta una serie de ventajas: INGENIERÍA EN MANTENIMIENTO INDUSTRIAL

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« Más pequeña, con menos peso por tanto, y de mas fácil acoplamiento en el motor. « La dosificación para cada cilindro es perfectamente idéntica (al existir un único y común elemento de bombeo). « Permite mayores velocidades de rotación (ideal para motores Diesel rápidos). « Entretenimiento prácticamente nulo (la lubricación del sistema la asegura el propio combustible) y reglajes Sencillos y accesibles. « Menor precio de adquisición y de mantenimiento.

Ilustración 22. Bomba de inyección rotativa. 3.10.3 INYECTORES

La misión de los inyectores es la de realizar la pulverización de la pequeña cantidad de combustible y de dirigir el chorro de tal modo que el combustible sea esparcido homogéneamente por toda la cámara de combustión.

Debemos distinguir entre inyector y portainyector y dejar claro desde ahora que el último aloja al primero; es decir, el inyector propiamente dicho está fijado al portainyector y es éste el que lo contiene además de los conductos y racores de llegada y retomo de combustible. Ver la ilustración 23.

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Destaquemos que los inyectores son unos elementos muy solicitados, lapeados conjuntamente cuerpo y aguja (fabricados con ajustes muy precisos y hechos expresamente el uno para el otro), que trabajan a presiones muy elevadas, con frecuencias de accionamiento de hasta 2.000 aperturas por minuto y a unas temperaturas elevadas.

Ilustración 23. Partes de un inyector.

3.10.3.1. PRINCIPIO DE FUNCIONAMIENTO

El combustible suministrado por la bomba de inyección llega a la parte superior del inyector y desciende por el canal practicado en la tobera o cuerpo del inyector hasta llegar a una pequeña cámara tónica situada en la base, que cierra la aguja del inyector posicionado sobre un asiento cónico con la ayuda de un resorte, situado en la parte superior de la aguja, que mantiene el conjunto cerrado.

El combustible, sometido a una presión muy superior a la de tarado del muelle, levanta la aguja y es inyectado en el interior de la cámara de combustión. INGENIERÍA EN MANTENIMIENTO INDUSTRIAL

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Cuando la presión del combustible desciende, por haberse producido el final de la inyección en la bomba, el resorte devuelve a su posición a la aguja sobre el asiento del inyector y cesa la inyección.

3.10.4. UNIDAD DE CONTROL ELECTRÓNICA (ECU).

Los motores diesel con gestión electrónica al igual que los motores de inyección de gasolina, llevan una unidad de control electrónica (ECU) o centralita. La unidad de control es de técnica digital, funciona como un ordenador, tiene un microprocesador que compara las distintas señales que recibe del exterior (sensores) con un programa interno grabado en memoria y como resultado genera unas señales de control que manda a los distintos dispositivos exteriores que hacen que el motor funcione. La ECU adapta continuamente sus señales de control al funcionamiento del motor. La unidad de control en algunos casos está colocada en el habitáculo de los pasajeros para protegerla de las influencias externas, algunas marcas colocan la (ECU) en el vano motor.

3.10.4.1 EFECTOS •El hecho de usar una ECU tiene la ventaja de reducir el consumo de combustible, mantener bajos los niveles de emisiones de escape al tiempo que mejora el rendimiento del motor y la conducción. •La ECU controla el régimen de ralentí del motor, también se encarga de limitar el régimen máximo de revoluciones reduciendo la cantidad de combustible a inyectar en los cilindros.

Si el aire que aspira el motor alcanza temperaturas altas o al decrecer la densidad del aire, la ECU reduce la cantidad de inyección a plena carga a fin de limitar la formación de humos de escape. La ECU también reduce la cantidad de inyección de combustible a plena carga, si la

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temperatura refrigerante motor alcanza valores muy elevados que puedan poner en peligro el motor.

3.10.4.2. CÓMO FUNCIONA

Las señales que recibe la ECU de los distintos sensores son evaluadas continuamente, en el caso de que falle alguna señal o sea defectuosa, la ECU adopta valores sustitutivos fijos que permitan la conducción del vehículo hasta que se pueda arreglar la avería. Si hay alguna avería en el motor esta se registrará en la memoria de la ECU. La información sobre la avería podrá leerla el mecánico en el taller conectando un aparato de diagnosis al conector que hay en la maquina a tal efecto. Si se averían los sensores o los elementos de ajuste que podrían suponer daños en el motor o conducir a un funcionamiento fuera de control de la maquina, se desconecta entonces el sistema de inyección, parándose lógicamente la maquina.

3.10.4.3 EN CASO DE AVERÍA

Para informar al conductor de que algún sistema del motor está fallando, la ECU enciende un testigo en el tablero de instrumentos.

El testigo se enciende cuando hay un fallo en alguno de los siguientes componentes: •Sensor de elevación de aguja. •Sensor de impulsos (rpm.). •Sensor de posición, regulador de caudal de combustible. •Sensor de posición del pedal del acelerador. •Válvula EGR. •Servomotor, regulador de caudal de combustible. •Válvula magnética de avance a la inyección.

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El testigo de avería cuando se enciende indica al conductor que debe dirigirse al taller para hacer una revisión de la maquina.

3.10.4.4. DIAGNÓSTICO

Para poder consultar los fallos en el funcionamiento del motor así como para poder hacer pruebas y ajustes en los elementos que lo permiten necesitamos un aparato de diagnostico que nos va a servir para: •Leer los códigos de avería, así como identificarlos. •Solicitar datos sobre el estado actual de las señales de los sensores y compararlas con los valores teóricos de los manuales de verificación. •Hacer pruebas de funcionamiento sobre los distintos componentes eléctricos (electroválvulas, relés, etc.) •Se pueden hacer ajustes, esto nos va permitir variar en nº de rpm en ralentí así como la cantidad de combustible a inyectar. Además se pueden ajustar el avance a la inyección y la cantidad de reenvió de los gases de escape (sistema EGR).

3.10.4.5 SEÑALES QUE INTERPRETA LA ECU

Las ECU están diseñadas para interpretar las señales de ciertos componentes de máquina y responder según estas señales, dejamos una lista de las señales más comunes que tienen que interpretar tanto de entrada como de salida. Ver la ilustración 24.

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Ilustración 24. Controles electrónicos del motor. 3.10.4.6 SEÑALES DE ENTRADA A LA ECU

1. Señal del sensor de posición de cigüeñal. 2. Señal del sensor de presión de aceite. 3. Señal del sensor de temperatura de combustible. 4. Señal del sensor de temperatura del refrigerante motor. 5. Señal del sensor de posición del pedal del acelerador. 6. Señal del sensor de presión de combustible. 7. Señal del sensor de agua en el combustible.

ECU. Señal del sensor de presión atmosférica que se encuentra en la misma ECU. Se tienen otras señales de entrada en caso de que la maquina monte aire acondicionado.

3.10.4.7. SEÑALES DE SALIDA DE LA ECU

1. Señal de comunicación de diagnostico. 2. Señal de los solenoides de los inyectores de combustible.

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3.11. SISTEMA DE LUBRICACIÓN

El sistema de lubricación utilizado en los motores diesel es similar en funcionamiento a los sistemas utilizados en motores de gasolina. La mayoría de los motores diesel tienen algún tipo de enfriador de aceite para ayudar a disipar el calor del aceite. El aceite fluye bajo presión a través de las galerías del motor y retorna al cárter.

El aceite lubricante que se utiliza en los motores diesel es diferente al que se utiliza en los motores de gasolina. Se necesita un aceite especial ya que el funcionamiento del motor diesel produce más contaminación del aceite que en un motor de gasolina. Únicamente se deben utilizar aceites de motor específicamente diseñados para motores diesel.

3.11.1. FUNCIONAMIENTO DEL SISTEMA DE LUBRICACIÓN

El aceite del Carter es arrastrado por el engranaje de la bomba de aceite a través del tubo de aspiración y del tamiz, la bomba envía aceite para el radiador de aceite entonces el aceite fluye a través del filtro y es enviado a la entrada de la carcasa del turbo desde la lubricación y vuelve al cárter a través de la línea de retorno de aceite del turbo. Ver ilustración 25.

Ilustración 25. Flujo del sistema de lubricación.

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3.11.2. ACEITES

Los aceites empleados para la lubricación de los motores pueden ser tanto minerales, como sintéticos.

Las principales condiciones o propiedades del aceite usado para el engrase de motores son: resistencia al calor, resistencia a las altas presiones, anticorrosiva, antioxidante y detergente.

Por su densidad: espesos, extra densos, densos, semidensos, semifluidos, fluidos y muy fluidos.

Por sus propiedades, los aceites se clasifican en: aceite normal, aceite de primera, aceite detergente y aceite multigrado (puede emplearse en cualquier tiempo), permitiendo un arranque fácil a cualquier temperatura.

Los aceites sintéticos aúnan las propiedades multigrados y detergentes. Existen en el mercado unos aditivos que suelen añadirse al aceite para mejorarlo o darle determinadas propiedades. El fin de estos aditivos es que el polvo de estos productos se adhiera a las partículas en contacto, haciéndolas resbaladizas.

Los puntos principales a lubricar en un motor, son:

1.- Paredes de cilindro y pistón. 2.- Bancadas del cigüeñal. 3.- Pié de biela. 4.- Árbol de levas. 5.- Eje de balancines. 6.- Engranajes de la distribución.

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El cárter inferior sirve de depósito al aceite, que ha de lubricar a todos los elementos y en la parte más profunda, lleva una bomba que, movida por un eje engranado al árbol de levas, lo aspira a través de un colador.

A la salida de la bomba, el aceite pasa a un filtro donde se refina, y si la presión fuese mayor de la necesaria, se acopla una válvula de descarga.

3.11.3 VISCOSIDAD

La viscosidad es la resistencia que opone el aceite a fluir libremente. La viscosidad es una de las propiedades más importantes de un aceite lubricante. Es uno de los factores responsables de la formación de la capa de lubricación, bajo distintas condiciones de espesor de esta capa.

La viscosidad afecta la generación de calor en rodamientos, cilindros y engranajes debido a la fricción interna del aceite. Esto afecta las propiedades sellantes del aceite y la velocidad de su consumo. Determina la facilidad con la que las máquinas se pueden poner en funcionamiento a varias temperaturas, especialmente a las bajas. La operación satisfactoria de una dada pieza de un equipo depende fundamentalmente del uso de un aceite con la viscosidad adecuada a las condiciones de operación esperadas.

3.11.3.1. GRADOS DE VISCOSIDAD SAE

La Sociedad de Ingenieros automotrices (SAE) ha desarrollado un sistema de valoración en aceites para motor y lubricantes de engranajes y de ejes que indica la viscosidad de los aceites a temperaturas específicas. Los aceites que tienen el sufijo W deben tener viscosidades cinemáticas en los intervalos indicados a 100º C. Los aceites de multiviscosidad, como el SAE 10W – 30, deben cumplir con las normas en las condiciones de baja y de alta temperaturas.

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La especificación de valores de viscosidad máxima a baja temperatura para aceites está relacionada con la capacidad del aceite para fluir hacia las superficies que necesitan lubricación, a las velocidades de motor que se alcanzan durante el inicio del funcionamiento a bajas temperaturas. La viscosidad de bombeo indica la capacidad del aceite para fluir hacia la entrada de la bomba de aceite de un motor. Las especificaciones del intervalo de viscosidades a altas temperaturas se relacionan con la capacidad del aceite de proporcionar una película de aceite satisfactoria para llevar las cargas esperadas mientras no se tenga una viscosidad excesivamente alta que pudiera aumentar la fricción y las pérdidas de energía generadas por las partes en movimiento. Ver la ilustración 26.

Ilustración 26. Viscosidad de los aceites. 3.11.4. BOMBA DE ACEITE Es capaz de suministrar una gran presión, incluso abajo régimen del motor. Está formada por dos engranajes situados en el interior de la misma, toma movimiento una de ellas del árbol de levas y la otra gira impulsada por la otra. Ver la ilustración 27. Lleva una tubería de entrada proveniente del cárter y una salida a presión dirigida al filtro de aceite.

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Ilustración 27. Bomba de aceite.

3.11.5. FILTROS DE ACEITE

La filtración es el método para remover contaminantes, atrapándolos y manteniéndolos fuera del sistema de lubricación pero para que esta sea realmente efectiva debe ser capaz de capturar contaminantes de todos los tipos y tamaños. Esta función es propia del filtro de aceite. Los filtros de aceite están diseñados para brindar protección contra los contaminantes dañinos para el motor y sus capacidades están reguladas por varias pruebas de desempeño como lo son la J1858 y J-806 diseñadas por la Sociedad de Ingenieros de América (SAE por sus siglas en inglés) y la ISO 4548-12 de la Organización Internacional para la estandarización (ISO por sus siglas en inglés). De igual forma los fabricantes de equipos originales –conocidos como OEM- requieren de pruebas adicionales para demostrar que los filtros cumplen con los requerimientos de sus motores.

Los filtros de aceite están construidos con los siguientes componentes: • Válvula anti-reflujo: Normalmente construidas en nitrilo, siliconas o algunos de sus derivados, tienen la función de sellar las cavidades internas del filtro área de aceite sucio y aceite limpio y evitar la contaminación del aceite con los contaminantes ya retirados del fluido. INGENIERÍA EN MANTENIMIENTO INDUSTRIAL

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• Media Filtrante: Fabricados en papel, celulosa, fibras sintéticas e incluso mezclas de estos, es la responsable de retirar del fluido los contaminantes sólidos. Su eficiencia es medida por la capacidad de retirar contaminantes de un tamaño específico o mayor que este (por ejemplo β (25)=75, lo que significa que la media es capaz de retirar el 98.66% de las partículas de 25 o más micrones) • Válvula de derivación: básicamente existen dos tipos, de lámina o de resorte y su función es derivar el flujo de aceite cuando el filtro esté saturado y por ende incapaz de continuar filtrando. Esto evita, entre otras cosas que el filtro explote. • Carcasa: fabricada normalmente de metal tiene la función de contener y soportar los otros componentes y el aceite.

Existen diversos filtros de aceite para motor, que si bien tienen el mismo rol, difieren ligeramente en su conformación.

El primero de los tipos de filtro agrupa a aquellos que contengan cartucho recambiable, que mantienen la carcasa exterior y solamente requieren la remoción del filtro interior ver la ilustración 28.

Ilustración 28. Filtro de cartucho recambiable.

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Luego contamos con los filtros monoblock, que requieren su remoción total a la hora de hacer el recambio, siendo un proceso bastante sencillo y práctico, ya que sólo debemos extraer una pieza.

Ilustración 29. Filtro de aceite situado en el motor.

3.12. SISTEMA DE ENFRIAMIENTO

Los motores refrigerados por líquido poseen conductos y otros elementos que lo convierten en un sistema de mayor complejidad que el de un motor enfriado por aire. El calor generado en la culata del cilindro es absorbido por el agua que circula por los conductos y sale a la atmósfera cuando pasa por el radiador. Para llevar a cabo el proceso de refrigeración el líquido refrigerante debe circular por este sistema.

Los sistemas de enfriamiento de los motores diesel normalmente tienen mayor capacidad que los sistemas de enfriamiento en motores de gasolina. Se debe controlar la temperatura dentro de un motor diesel debido a que éste se basa en el calor para quemar su combustible.

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3.12.1. PRINCIPIO DE FUNCIONAMIENTO El refrigerante se toma del fondo del radiador mediante la bomba de agua y se impulsa a través de todas las partes del motor que necesitan refrigerante, en el caso de los cilindros con camisas húmedas enfrían sus partes más calientes y la cámara de combustión. Luego el refrigerante circula de regreso a la parte superior del radiador (teniendo un radiador de flujo vertical) donde se filtra por los tubos de éste y mediante las aletas y el flujo de aire se extrae el calor y se envía a la atmósfera. En un motor no estacionario, el flujo de aire que entra a través de las rejillas del motor ayuda al enfriamiento. Pero si este motor funciona en vacío o a velocidad muy baja, el ventilador debe succionar el aire y pasarlo por el radiador, para evitar recalentamiento del motor. Algunos ventiladores tienen un embrague que los desconecta de la operación una vez que el motor alcanza cierta velocidad hacia adelante.

3.12.2. ESTRUCTURA DEL SISTEMA DE ENFRIAMIENTO

El sistema de enfriamiento por medio del agua se compone de las siguientes partes: Camisas de cilindros, radiador, mangueras de conexión, ventilador, bomba de agua, tapón, termostato y líquido refrigerante. Ver la ilustración 30.

Ilustración 30. Estructura del sistema de enfriamiento.

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3.12.3. CAMISA DE LOS CILINDROS

Transfiere el calor desde el interior de los cilindros hasta el exterior. Este tipo de camisas puede ser húmedas porque permite que el líquido refrigerante circule alrededor de los cilindros para lograr un mejor enfriamiento. Las camisas de agua o húmedas no sólo rodean el cilindro sino también la cámara de combustión, los asientos y guías de las válvulas y las partes en contacto con los gases producto de la combustión.

3.12.4. RADIADOR Disipa el calor mediante el flujo de aire; el líquido recuperado se enfría para hacerlo circular de nuevo. Consiste en dos tanques metálicos o plástico que están conectados uno contra otro por medio de un núcleo (malla de tubos delgados y aletas). Las mangueras se utilizan para unir el radiador al motor dando elasticidad al conjunto. Estas se sujetan con abrazaderas metálicas a los tubos que salen de ambos elementos. Los radiadores que tienen el tanque de entrada en la parte superior y el tanque de salida en la parte interior se llaman radiadores de flujo vertical.

Los radiadores que poseen un tanque a cada lado se llaman radiador de flujo horizontal. En este tipo de radiadores el tanque de entrada está conectado con el termostato, mientras que el tanque de salida está conectado a la entrada de la bomba de agua. Ver la ilustración 31.

Ilustración 31. Radiador.

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3.12.5. TAPÓN O TAPA DEL RADIADOR

El tapón del circuito mantiene una presión en el radiador para que el punto de ebullición sea mayor. La entrada de aire o líquido al radiador con el motor frío se produce automáticamente. Ver la ilustración 32.

La tapa del radiador en ocasiones trae dos válvulas, la primera es de alivio que limita la presión en el sistema de enfriamiento a un nivel predeterminado. La segunda es de ventilación de vacío. Si el líquido refrigerante se calienta y expande lo suficiente como para causar que la presión del sistema se eleve por encima de la presión del diseño de la tapa, la válvula de presión se abre y permite que el líquido refrigerante se escape por un tubo de sobre flujo hacia el depósito hasta que la presión se estabilice en el sistema.

Cuando el líquido refrigerante se enfría, se contrae creando así un vacío resultante en el sistema de enfriamiento; este vacío hace que el líquido se retire del depósito y entre al sistema de enfriamiento a través de la válvula de vacío ubicada en la tapa del radiador o del vaso de expansión evitando la entrada de aire al sistema, lo que puede producir oxidación de las partes.

Ilustración 32. Tapón de radiador.

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3.12.6. MANGUERAS DE CONEXIÓN

Las mangueras de conexión son todo el conjunto de tuberías de caucho que unen los diferentes componentes de un circuito de refrigeración con agua entre sí por ejemplo: radiador - culata o bomba de agua - radiador. Las mangueras del radiador pueden ser rectas, moldeadas y flexibles y se pueden acomodar según las necesidades. El constante uso de las mangueras generan su deterioro; una manguera deteriorada afecta el buen funcionamiento del sistema, se hace necesario su reemplazo según el estado de éstas. Algunos de estos tipos de mangueras son: Manguera tipo acordeón, manguera moldeada y manguera común.

Abrazadera (Clamp): Para asegurar las mangueras se utilizan diversos tipos de abrazaderas, la abrazadera tipo tornillo proporciona una sujeción más efectiva y se puede retirar y utilizar varias veces. Ver la ilustración 33.

Ilustración 33. Manguera de conexión. 3.12.7. BOMBA DEL AGUA

Es una bomba centrífuga accionada por el motor mediante una correa. Su capacidad debe ser suficiente para proporcionar la circulación del refrigerante. Se utiliza para hacer circular el líquido refrigerante por todas las partes del circuito de refrigeración del motor; el flujo del líquido refrigerante regresa a la bomba de agua a través del desviador cuando está cerrado el termostato y por el radiador cuando el termostato está abierto.

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3.12.8. VENTILADOR

El ventilador no sólo envía una corriente de aire alrededor del motor, sino que absorbe el aire de la atmósfera y lo hace pasar a través del núcleo del radiador a mayor velocidad proporcionando un adecuado enfriamiento. El ventilador es accionado por el motor mediante un acople en el eje de la bomba de agua y se impulsa con una correa desde la polea del cigüeñal. Algunos ventiladores incorporan un embrague con fluido de impulsión para controlar las velocidades respecto a las demandas de enfriamiento.

3.12.9. LÍQUIDO REFRIGERANTE

Es el medio que se utiliza para absorber calor desde el motor hacia la atmósfera utilizando el sistema de refrigeración. El agua es el líquido más utilizado pero debido a sus propiedades (bajo punto de ebullición y congelación) y que requiere de algunos aditivos que mejoran sus características. Estos aditivos pueden subir el punto de ebullición o de congelación, evitar la corrosión, lubricar partes del sistema, retardar la formación de sedimentos o mejorar otras propiedades. Existen varios tipos de aditivos e inhibidores especiales a base de silicatos que se agregan para prevenir la corrosión de partes de aluminio, como las cabezas de cilindros, termostato o radiador. El más común (agua - etileno glicol) utilizando una mezcla de 50:50, lo que quiere decir 50% de agua y 50% de etileno glicol como (anticongelante). Esta relación de agua a etileno glicol proporciona protección para el sistema en rangos que van hasta -37 ºC (estaciones) o en clima cálido elevando el punto de ebullición para el refrigerante hasta 130ºC.

Para su buen funcionamiento, la temperatura del motor debería ser entre 80ºC y 100ºC. Solamente 30% del calor es aprovechado como energía. Todo lo demás del calor generado tiene que ser eliminado. 7% de este calor normalmente se disipa al medio ambiente, 33% pasa directo por el escape, y 30% tiene que ser eliminado por el aceite y el sistema de refrigeración.

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3.12.10. TERMOSTATO

Es una válvula sensible al calor ubicada en la parte superior delantera del motor. Controla la circulación del refrigerante según rangos mínimos y máximos de operación del motor. Cuando se arranca un motor frío, cierra el flujo del refrigerante, una vez que la máquina está caliente, se abre el termostato y permite que el refrigerante atrapado fluya de regreso al radiador.

Algunos funcionan bajo el principio de dilatación de una espiral metálica la cual abre o cierra una válvula en función de la temperatura necesaria para esa dilatación. Existen otros como los de válvula de mariposa y válvula de cabezal que tienen un elemento de cera que está expuesto al líquido refrigerante del motor. Cuando la cera se calienta, se expanden forzando una varilla que sale. Cuando la cera se enfría, se contrae cerrando la válvula por medio de un muelle y la varilla regresa a la posición inicial, de esta manera deja o no pasar el líquido refrigerante.

Ilustración 34. Sistema de refrigeración.

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3.13. SISTEMA DE ADMISIÓN DE AIRE Todos los motores de combustión interna requieren para funcionar un sistema de admisión de aire. 3.13.1 ADMISIÓN DE AIRE « Múltiple de admisión. « Unidades de filtración.

El múltiple de admisión es el encargado de conducir la mezcla aire- combustible hacia los cilindros del motor en motores a bencina y aire puro en los motores Diesel.

El filtro de aire es el encargado de filtrar el aire ambiental de manera que llegue limpio al motor, libre de contaminantes (polvo) en suspensión.

Se utilizan dos tipos de filtro de aire: 1. - Filtro en Paño de aceite. 2. - Filtro seco.

El sistema de admisión consiste de una caja de filtros (si se utiliza), elemento filtrante, tubería y conexiones al múltiple de admisión o turbo cargador. Ver la ilustración 35. Un sistema de filtrado efectivo provee al motor aire limpio con una restricción mínima, separando del aire los materiales finos como el polvo, arenas, etc. También debe permitir la operación del motor por un período de tiempo razonable antes de requerir servicio. Un sistema de filtrado ineficiente afectará de manera adversa el desempeño, las emisiones y la vida útil del motor.

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Ilustración 35. Estructura del sistema de admisión de aire.

3.13.2. FILTRO DE AIRE

Las cajas de filtros de aire de tipo seco son recomendados para los motores debido a su tamaño, eficiencia y largos intervalos de mantenimiento. Filtran el aire a través de un elemento filtrante reemplazable construido con un material de alta calidad. Las cajas de filtros son dimensionadas de acuerdo a los requerimientos de flujo de aire y periodos de mantenimiento deseados. Para que el motor tenga una vida útil satisfactoria, el elemento filtrante debe tener una efectividad del 99.9 % al remover las partículas de suciedad del aire. Filtros del tipo húmedo tienen una efectividad del 95% y NO son recomendados. Para motores que se encuentran a la intemperie y/o en ambientes sucios, se recomienda utilizar cajas de filtros de dos pasos con pre-limpiadores y elementos de seguridad.

Cajas de filtros con un solo elemento, sin elementos de seguridad o pre-limpiadores pueden usarse en motores instalados en un cuarto o en ambientes relativamente libres de polvo, como los motores marinos y algunas plantas de generación. Todas las cajas de filtros usadas fuera de un cuarto deben estar equipadas con mallas de protección para prevenir la entrada de roedores o insectos que pudieran dañar el papel de los filtros.

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3.14. SISTEMA DE ESCAPE

En los motores de combustión interna es necesario eliminar los gases quemados por la combustión por eso es necesario el sistema de escape.

3.14.1. EVACUACIÓN DE GASES QUEMADOS

La función del múltiple de escape es recoger los gases quemados de cada cilindro. El material con el cual se le construye es fierro fundido. Ver la ilustración 36.

Ilustración 36. Múltiple de escape.

El silenciador cumple la función de reducir y amortiguar el ruido de las explosiones que se emiten a la salida de la válvula de escape. Ver la ilustración 37.

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Ilustración 37. Silenciador.

El turbo compresor es un dispositivo mecánico constituido básicamente por una turbina y un compresor, funciona con los gases de escape y sirve para insuflar aire a presión hacia los cilindros para aumentar así el rendimiento volumétrico de los mismos.

Este sistema conduce gases del motor al exterior. Es importante porque ayuda a la expulsión de los gases del motor, a mejorar la combustión y la potencia final obtenida.

La función de los motores de combustión interna es la de ayudar a los gases producidos en la combustión a escapar del motor hacia el exterior mejorar la combustión y reducir en algunos casos las emisiones de gases nocivos.

Consta de un múltiple de escape, conductos, catalizador, silenciador y en algunas instalaciones, de censores auxiliares.

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3.15. SISTEMA DE DISTRIBUCIÓN

El conjunto de piezas que forman la "distribución" se encargan de mover las válvulas de forma sincronizada con el cigüeñal para que abran y cierren cuando deben. En los motores sin distribución variable este sincronismo es fijo, o sea, que las válvulas siempre abren y cierran en el mismo instante con respecto a la posición del pistón, siempre que el pistón llega a una determinada posición la válvula abre, siempre que pasa por otra la válvula cierra, da igual que r.p.m. lleve el motor, siempre se produce en el mismo momento.

3.15.1 A ELEMENTOS DE DISTRIBUCIÓN

La transmisión del movimiento entre el cigüeñal y el árbol de levas puede realizarse de tres formas distintas: 3.15.2. DISTRIBUCION POR RUEDA DENTADA

Consiste en comunicar el movimiento a través de unos piñones o ruedas dentadas. En principio se acopla una rueda dentada al cigüeñal y otra al árbol de levas las cuales engranan entre sí transmitiendo el movimiento. En caso de existir una distancia considerable entre ambas se intercala otra rueda dentada entre medias. Este sistema se encuentra en desuso debido al elevado ruido que produce y al gran peso de los piñones que disminuyen la eficacia del motor. Ver la ilustración 38.

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Ilustración 38. Accionamiento de la distribución por engranajes en un motor diesel. 3.15.3. DISTRIBUCION POR CADENA Consiste en realizar la transmisión del movimiento a través de una cadena que engrana en dos piñones situados en el cigüeñal y en el árbol de levas. Este sistema, más empleado que el anterior, también ha quedado prácticamente en desuso, ya que es muy ruidoso. Aunque plantea la ventaja de no necesitar mantenimiento.

Ilustración 39. Accionamiento de la distribución por cadena en motor diesel.

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Capítulo IV.

Desarrollo del proyecto

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4.1. DESARROLLO DEL PROYECTO

Se implementara la metodología del AMEF con el cual se analizara el motor diesel de una maquina (retroexcavadora 310J) realizando investigación necesaria para llevar a cavo el análisis. Para el desarrollo del AMEF se debe utilizar el formato de la tabla 1 “AMEF de proceso”, Este formato tiene varias columnas las cuales se deben llenar como a continuación se menciona en la tabla X.

Columna del formato No.

Componente

Falla potencial (modo).

Efecto(s) potencial de la Falla

Severidad

Causa potencial de la falla

Descripción. Se escribe el número de actividad conforme al diagrama de flujo del proyecto. Se escribe el componente que será analizado. En donde el componente involucre numerosas operaciones con diferentes fallas potenciales, se recomienda enlistar las operaciones como actividades separadas. La falla potencial está definida como la manera en la cual la actividad a realizar puede potencialmente fallar en cumplir los requerimientos especificados y se debe indicar concisamente una descripción de la falla en una actividad específica, contestando la siguiente pregunta: ¿Cómo puede la actividad fallar en cumplir los requerimientos? La comparación de una actividad similar y la revisión de las reclamaciones del cliente (interno y/o externo) es un punto de partida recomendable. Los efectos potenciales de la falla están definidos como los efectos que se presentan en la actividad o en actividades subsecuentes. Se deben considerar los efectos reportados por el cliente interno y/o externo. Es una evaluación de la seriedad de la falla potencial. Severidad se aplica solamente al efecto. La evaluación de la severidad debe ser realizada por ingenieros con la experiencia y conocimientos competentes. La severidad debe ser estimada dentro de una escala de 1 a 10. La causa potencial de la falla está definida como la manera en que la falla puede ocurrir, descrita en términos de algo que puede ser corregido o puede ser controlado. Se debe extender lo más posible toda causa concebible de una falla potencial. Si una causa es exclusiva para la falla potencial, es decir, si corrigiendo la causa tiene un impacto directo en la falla potencial, entonces, esta parte del AMEF está completa.

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Ocurrencia

La ocurrencia es la frecuencia con la que se presenta la causa de falla. Se estima la ocurrencia probable dentro de una escala de 1 a 10.

Nivel de prioridad de riesgo (NPR)

El número prioritario de riesgo es el producto de los rangos de severidad y ocurrencia. NPR = (Sev) * (Ocu)*(Gard)

Controles actuales

En este apartado se deben reflejar todos los controles existentes actualmente para prevenir las causas del fallo y detectar el efecto resultante.

Detección

Tal como se definió anteriormente este índice indica la probabilidad de que la causa y/o modo de fallo, supuestamente aparecido, sea detectado con antelación suficiente para evitar daños, a través de los “controles actuales” existentes a tal fin. Es decir, la capacidad de detectar el fallo antes de que llegue al cliente final. Inversamente a los otros índices, cuanto menor sea la capacidad de detección mayor será el índice de detectabilidad y mayor el consiguiente Índice de Riesgo, determinante para priorizar la intervención. Se describirá en este apartado la acción correctora propuesta. Generalmente el tipo de acción correctora que elegiremos seguirá los siguientes criterios, de ser posible: • Cambio en el diseño del producto, servicio o proceso general. • Cambio en el proceso de fabricación. • Incremento del control o la inspección.

Acciones recomendadas

Siempre hay que mirar por la eficiencia del proceso y la minimización de costes de todo tipo, generalmente es más económico reducir la probabilidad de ocurrencia de fallo que dedicar recursos a la detección de fallos. No obstante, la gravedad de las consecuencias del modo de fallo debería ser el factor determinante del índice de prioridad del riesgo. O sea, si se llegara al caso de dos situaciones que tuvieran el mismo índice, la gravedad sería el factor diferencial que marcaría la prioridad. Se completa con distinta información dependiendo de si se está realizando un AMFE de diseño o de proceso.

Propósito o función del proceso

Gravedad

Para el AMFE de diseño se incluyen las partes del componente en que puede subdividirse y las funciones que realiza cada una de ellas, teniendo en cuenta las interconexiones existentes. Para el AMFE de proceso se describirán todas las operaciones que se realizan a lo largo del proceso o parte del proceso productivo considerado, incluyendo las operaciones de aprovisionamiento, de producción, de embalaje, de almacenado y de transporte. Determina la importancia o severidad del efecto del modo de fallo potencial para el cliente (no teniendo que ser este el usuario final); valora el nivel de consecuencias, con lo que el valor del índice aumenta en función de la insatisfacción del cliente, la degradación de las prestaciones esperadas y el coste de reparación.

Tabla 2. Descripción del método

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4.2. ORDEN DE TRABAJO

FECHA: NOMBRE DIRECCION:

Secretaria de Obras Publicas

MARCA

MODEL

SERIE

HORAS

JOHN DEERE

310J

TO310JX157083

Hrs

UBICACIÓN EN: DESCRIPCION: Bomba del agua.

Taller Servicio por reparación de la bomba de inyección de combustible y de la

OBSERVACION: La maquina se encontró con fugas en los gatos hidráulicos.

DESCRIPCIPON

No. PIEZA

CANTIDAD

HORA DE INICIO:

TECNICA:

HORA DE TERMINADO:

NOMBRE Y FIRMA DE CONFORMIDAD:

Tabla 3. Orden de trabajo.

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Como se puede ver estos componentes que se mencionaron en la orden de trabajo son muy importantes para el funcionamiento de la maquina, con estos componentes dañados no se puede trabajar y eso es tiempo muerto para la empresa, por lo que se quiere que estaos componentes tengan una vida útil más duradera, para que así se reduzca los paros de la maquina.

Por lo que el motivo de este proyecto es aumentar la vida útil de la maquinaria, por lo que se va a implementar el método de Análisis del Modo y Efecto de Falla (AMEF).

El análisis que se hará es del motor, y se identificara cada una de las partes o piezas que están dañadas.

Se calificara cada uno de los problemas, se tomaran en cuenta lo siguiente:

I.

Severidad (S)

II.

Ocurrencia (O)

III.

Detección (D)

IV.

NRP*

Severidad (s) Estimar la severidad de los efectos listados en la columna previa. La severidad de los efectos potenciales de falla se evalúa en una escala del 1 al 10 y representa la gravedad de la falla para el cliente o para una operación posterior, una vez que esta falla ha ocurrido. La severidad solo se refiere o se aplica al efecto.

Ocurrencia (O) Estimar la frecuencia con la que se espera ocurra la falla debido a cada una de las causas potenciales listadas antes (¿qué tan frecuente se activa tal mecanismo de falla?). La posibilidad de que ocurra cada causa potencial (que se active el mecanismo de falla), se estima en una escala del 1 al 10. Si hay registros estadísticos adecuados, éstos deben utilizarse para asignar un número a la frecuencia de ocurrencia de la falla.

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Detección (D) Es una estimación de la probabilidad de detectar, suponiendo que ha ocurrido la falla, y no es una estimación sobre la probabilidad de que la falla ocurra.

Número de prioridad del riesgo (NPR*): Calcular el NPR para efecto-causas-controles, que es el resultado de multiplicar la puntuación dada a la severidad (S) del efecto de falla, por las probabilidades de ocurrencia (O) para cada causa de falla, y por las posibilidades de que los mecanismos de control detecten (D) cada cusa de falla. Es decir, para cada efecto se tienen varias causas y para cada causa un grupo de controles.

A continuación se analizara cada una de la partes del Motor Diesel, con el método AMEF (Análisis de Modo y Efecto de Falla), para así poder identificar las fallas que ocurren y poder identificarlas para así poder dar solución a una de ellas. Y para realizar el análisis se tomara los valores determinados que se muestran en las siguientes tablas: Cuadro de clasificación según Gravedad o Severidad de fallo Valor

Severidad

Criterio

de S

1

Ínfima

El defecto sería imperceptible por el usuario

Escasa Baja

El cliente puede notar un fallo menor, pero sólo provoca una ligera molestia El cliente nota el fallo y le produce cierto enojo

2-3

El fallo produce disgusto e insatisfacción el cliente

6-7

Elevada

El fallo es crítico, originando un alto grado de insatisfacción en el cliente

8-9

Muy elevada

El fallo implica problemas de seguridad o de no conformidad con los reglamentos en vigor

10

Moderada

4-5

Tabla 5 Clasificación de severidad En la tabla 5. Como se observó son valores que se le determina al de severidad de fallo. .

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Cuadro de clasificación según la Probabilidad de ocurrencia Ocurrencia Muy escasa probabilidad de ocurrencia Escasa probabilidad de ocurrencia Moderada probabilidad de ocurrencia Frecuente probabilidad de ocurrencia Elevada probabilidad de ocurrencia Muy elevada probabilidad de fallo

Criterio

Valor de O

Defecto inexistente en el pasado Muy pocos fallos en circunstancias pasadas similares Defecto aparecido ocasionalmente En circunstancias similares anteriores el fallo se ha presentado con cierta frecuencia El fallo se ha presentado frecuentemente en el pasado Es seguro que el fallo se producirá frecuentemente

1 2-3 4-5 6-7 8-9 10

Tabla 5 Clasificación de ocurrencia En la tabla 6. Como

se observó son valores que se le determina al de ocurrencia de fallo.

Cuadro de clasificación según la Probabilidad de no detección Valor

No detección Criterio Muy escasa Escasa

de D

El defecto es obvio. Resulta muy improbable que no sea detectado por los controles existentes. El defecto, aunque es obvio y fácilmente detectable, podría raramente escapar a algún control primario, pero sería posteriormente detectado

1 2-3

Moderada

El defecto es una característica de bastante fácil detección

4-5

Frecuente

Defectos de difícil detección que con relativa frecuencia llegan al cliente

6-7

Elevada Muy elevada

El defecto es de naturaleza tal, que su detección es relativamente improbable mediante los procedimientos convencionales de control y ensayo. El defecto con mucha probabilidad llegará al cliente, por ser muy difícil detectable.

8-9 10

Tabla 7. Clasificación de no detección En la tabla 7. Como se observó son valores que se le determina al no detección de fallo.

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AMEF de la bomba de inyección de combustible Página 1 Producto: Sistema de inyección de combustible Líder del proyecto: Octavio Torres Ramírez Fecha de liberación: 03/04/2013

Proyecto: Proceso. Nombre: Área responsable : Servició Otras aéreas involucradas:

Componente

Descripción del proceso

Propósito del proceso

Modo de la falla potencial

Baja presión

Inyectores

Pulverización del combustible Inyectores sucios o tapados

Sistema de inyección de combustible Toberas

Conducción del combustible

Bomba de Inyección del inyección combustible a de inyectores combustible

Fugas en el suministro de combustible

No arranca el motor

Efectocausa Potenciale s de la fallas

de

2

AMEF # 1 Preparado por: TSU. Octavio Torres Ramírez Fecha AMEF original: 05/03/2013

Causa Sev Ocu potencial de la (s) (O) falla

Controles actuales

Det (D)

NPR

Acciones Área / Acciones SEV OCU DET NRP recomendadas responsable tomadas

Baja potencia del motor

7

Mala calibración

3

ECU

3

63

Baja potencia del motor

8

Tobera obstruida

3

Mantto. preventivo

4

96

Baja potencia del motor

7

Marcha mínima irregular o dispareja

6

ECU

9

378

Baja potencia del motor

8

3

Mantto. preventivo

2

48

0

Baja potencia del motor

7

Retenes o Ligas dañados

4

2

56

0

No arranca el motor

8

Solenoide de la bomba no funciona

4

ECU

3

72

0

No arranca el motor

7

No llega corriente al solenoide

4

ECU

2

56

0

No arranca el motor

8

4

Operador

Bomba mal regulada o fuera de tiempo

Operador

0

Servicio

Servicio

8

7

3

6

1

24

1

42

Tabla 4. AMEF de la bomba de inyección de combustible.

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ACCIONES TOMADAS EN:

Inyectores

La acción que se tomo fue que es necesario el remplazo de los inyectores ya que con una limpieza y calibración no será suficiente porque en el menor tiempo vuelven a fallar y para ay que remplazarlos.

Toberas

La acción que se tomo fue que es necesario implementar un programa de mantenimiento para la limpieza de las toberas y así no tener fallas en estas.

Bomba de inyección de combustible

La acción que se tomo fue de que será necesario remplazar la bomba o en dado caso reparar los componentes internos como mecánicos y electrónicos.

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AMEF de la bomba del agua Página: 2 Proyecto:

Proceso. Nombre:

Producto: Análisis de la bomba del agua

de 2

AMEF # 2

Área responsable : Servició

Líder del proyecto: TSU. Octavio Torres Ramírez

Preparado por: TSU. Octavio Torres Ramírez

Otras aéreas involucradas:

Fecha de liberación: 03/04/2013

Fecha AMEF original: 03/05/2013

Componente

Propósito Descripción del proceso del proceso

Sellos

Retener el refrigerante

Bomba del agua Impulsor de la bomba

La circulación del refrigerante.

Modo de la falla potencial

Controles EfectoCausa causa Sev potencial o Ocu actuales Potenciales (s) mecanismo de (O) de la fallas la falla

Fugas de refrigerante por el sello

Perdida de presión

Fugas de refrigerante por el sello

Desgaste prematuro del sello de la bomba

Corrosión

Desgaste prematuro del sello

Det Acciones Área / Acciones SEV OCU DET NRP NPR (D) recomendadas responsable tomadas

8

Sello deteriorado

4

Mantto preventivo

5

160

servicio

6

Contaminación en el sistema de enfriamiento

3

Mantto preventivo

4

72

servicio

7

Una mezcla incorrecta de refrigerante con el agua

3

Mantto preventivo

3

63

servicio

8

4

1

Tabla 5. AMEF de la bomba del agua.

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Acciones tomadas

Fugas de refrigerante por el sello

La decisión que se tomo fue de que se tiene que remplazar el sello y una vez que se haiga remplazado verificar que se haya realizado correctamente y que esté funcionando correctamente.

Por corrosión

La decisión que se tomo fue de drenar todo el sistema contaminado antes de remplazar la bomba de agua. Se revisara la presión del sistema, y también se usara la mezcla correcta de refrigerante y agua de acuerdo al manual del fabricante.

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Para concluir con este apartado se realizo el programa de mantenimiento preventivo de acuerdo al manual del fabricante.

4.3. SERVICIO DE MANTENIMIENTO PREVENTIVO A RETROEXCAVADOR 310J

Tiempo (horas)

Actividad Inspección de neumáticos y revisión de su inflado. Revisión de los sujetadores de las ruedas. Vaciado de agua y sedimentos de los separadores de agua. Revisión o vaciado separadores de agua, filtro de combustible auxiliar (si lo tiene).

Según se requiera

Lubricación de pletinas de desgaste de patas de estabilizadores (sólo 315SJ y 325J). Limpieza o sustitución de filtros de aire fresco y de aire recirculado de la cabina (si los tiene). Limpieza o sustitución de elementos del filtro de aire del motor. Lubricación de estrías de eje de transmisión de TDM (si la tiene). Lubricación de cojinetes de ruedas delanteras no motrices (si las tiene). Adición prolongador refrigerante según las tiras COOL-GARD II. Lubricación del bastidor de desplazamiento lateral (sólo 315SJ y 325J). Revisión del nivel de aceite del depósito hidráulico. Revisión del nivel de aceite del motor. Revisión del nivel de refrigerante. Inspección de tazones de separador de combustible / agua. Lubricación de puntos de pivote de cargadora.

Cada 10 horas o diariamente

Lubricación de acoplador rápido de cargadora (si lo tiene). Lubricación de pasador de pivote de eje delantero. Lubricación de pivotes de estabilizadores y pasadores de cilindros. Lubricación de pivotes de horquilla de cucharón de cargadora (si los tiene) (325J solamente). Lubricación de aguilón, cilindros de empuje y pivotes de retroexcavadora. Lubricación de cilindro y pivotes del cucharón de la retroexcavadora.

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Lubricación de cilindro de giro y pivotes de retroexcavadora. Lubricación de las juntas universales del eje delantero de TDM (si la tiene). Lubricación de pivotes de dirección del eje delantero no motriz (si los tiene). Lubricación de pivotes del cucharón universal (si lo tiene).

Cada 10 horas o diariamente

Lubricación de puntos pivote retroexcavadora y los extremos de vástagos de cilindros. Lubricación del acoplador de retroexcavadora (si lo tiene). Lubricación de gato mecánico de acoplador de retroexcavadora (si lo tiene).

Cada 50 horas

Revisión del Nivel de aceite de la transmisión. Lubricación de adaptadores del acoplador de retroexcavadora (si lo tiene). Cambio del aceite de rodaje del motor y filtro. Revisión del nivel de aceite de la caja de planetarios de TDM (si la tiene).

Cada 250 horas

Revisión del nivel de aceite de la caja del eje delantero con TDM (si la tiene). Revisión nivel electrólito de baterías; limpieza y apriete de terminales. Revisión del nivel de aceite del eje trasero. Muestreo de aceite del motor. Revisión de la manguera de admisión de aire. Revisión del par de apriete del perno entre el aguilón y el pasador del brazo. Vacado de agua y sedimentos del depósito de combustible. Cambio del aceite del motor y filtro. Sustitución de los filtros de combustible. Cambio separador agua del filtro auxiliar de combustible (si lo tiene)

Cada 500 horas

Vaciado, calentamiento y llenado de aceite y sustitución del filtro de aceite del motor. Limpieza del tubo del respiradero del cárter del motor. Muestreo de aceite de eje trasero. Muestreo de combustible diesel. Muestreo de aceite de transmisión. Muestreo de aceite hidráulico. Muestreo de refrigerante del motor.

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Cambio del filtro del respiradero del depósito hidráulico. Sustitución de elementos de filtro de aire del motor. Sustitución de filtros de aire fresco de cabina y recirculación.

Cada 1000 horas

Inspección de correa serpentina. Limpieza, engrase y ajuste de cojinetes de ruedas delanteras no motrices (si existen). Cambio del filtro de aceite hidráulico.

Cada 1000 horas

Sustitución del respiradero de combustible. Cambio de aceite de la transmisión y sustitución del filtro. Revisión de refrigerante. Ajuste del juego de las válvulas del motor. Cambio de aceite del eje delantero con TDM (si existe). Cambio de aceite de caja de planetarios de TDM la (si existe).

Cada 2000 horas

Cambio de aceite del depósito de aceite hidráulico. Cambio de aceite del eje trasero y planetarios. Inspección y limpieza del tamiz de llenado del depósito hidráulico.

Cada 6000 horas

Vaciado y llenado del sistema de enfriamiento del motor.

Tabla 6. Programa de mantenimiento de la retroexcavadora 301J

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RESULTADOS Este proyecto nos permitirá prever las fallas que ocurren en los motores diesel, así como identificar las causas que los producen.

También será factible observar que en algunos problemas no siempre es la falla del equipo si no que esta también es causa del operador, el proyecto nos ayudará a darnos cuenta que existen muchos causas que lo producen, así como también posibles soluciones que nos pueden servir para evitar fallas.

Lo anterior nos permitirá obtener una solución que nos conduzca a reconocer y acceder a reducir tiempos muertos, paros en la producción y costos elevados por reparaciones no previstas o planeadas.

Finalmente mediante la elaboración del programa de mantenimiento preventivo, nos permitirá aumentar la disponibilidad, confiabilidad y eficiencia de la máquina retroexcavadora 310J.

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CONCLUSIONES Con la metodología propuesta de Análisis de Modos y Efectos de Falla AMEF es posible recopilar una gran cantidad de información, así mismo, permite proporcionar acciones correctoras que mejoran el proceso mediante la disponibilidad y confiabilidad de los Motores Diesel, así como en la maquina en general.

La aplicación del AMEF a los motores diesel, tiene como finalidad recopilar y actualizar la información sobre este. Para mejorar su plan de mantenimiento, y de esta forma reducir al mínimo las probabilidades de que ocurran fallas inesperadas en estos motores.

Con la aplicación del AMEF nos damos cuenta de los distintos factores que afectan a los Motores Diesel así como también los problemas que se presentan en la maquina.

Con la aplicación del AMEF nos ayudara a reducir todos estos problemas que se presenten en el Motor Diesel y así la maquina incrementará su vida útil, su rendimientos y minimizará sus costos de operación.

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BIBLIOGRAFÍA Belloví, M. B. (Febrero de 1996). Análisis del Modo Y Efecto de Falla. Recuperado el 20 de Febrero de 2013, de http://blog.pucp.edu.pe/media/avatar/665.pdf Dounce, E. V. (2000). La Productividad en el Mantenimiento Industrial. Garrido, S. G. (2003). Organización Y Gestión De Mantenimiento. Numancia, J. M. (1999). Gestion del Mantenimiento .

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GLOSARIO AMEF de diseño: Sirve como herramienta de optimación para el diseño del producto o servicio. AMEF de proceso: Sirve como herramienta de optimación antes de su traspaso a operaciones. AMEF: Proceso sistemático para la identificación de las fallas potenciales. Controles actuales: Son los controles diseñados para prevenir las posibles causas del fallo. Detección: Es una estimación de la probabilidad de detectar, suponiendo que ha ocurrido la falla. Diagnostico: Proceso qué consiste medir, analizar y conceptualizar el estado de los sistemas, equipos, maquinas, componentes o partes en relación con un estándar establecido. ECU: unidad de control electrónica Efecto de falla: Hecho o acontecimiento resultante cuando los sistemas, equipos, componentes o partes han perdido capacidad para realizar su función. Falla: Daño que impide el buen funcionamiento de la maquinaria o equipo. Filosofía del mantenimiento: Principios, premisas y conceptos generales que guía la organización y la ejecución del mantenimiento. Mantenimiento: Son todas las acciones que tienen como objetivo mantener un articulo, equipo, máquina o restaurarlo a un estado en el cual pueda llevar a cabo alguna función. Modo de fallo: Es la manera en que una pieza o sistema no satisface la especificación dada. Motor Diesel: El motor de combustión interna proporciona la potencia necesaria para mover la maquina. NPR: Es el número de prioridad de riesgo. Ocurrencia: Estimar la frecuencia con la que se espera ocurra la falla debido a cada una de las causas potenciales. Severidad: Representa la gravedad de la falla para el cliente o para una operación posterior, una vez que esta falla ha ocurrido.

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