Motor de 9 Litros

 

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Motor de 9 litros Descripción del funcionamiento

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 ©  Scania CV AB 1998-12, Sweden

 

Índice

Índice Descripción del funcionamiento

  Tren de válvulas ..................... ............................................ ....................... 3 Bloque motor ...................... ............................................. ........................... .... 4 Camisas....................................................... Camisas................................ ........................... .... 4 ............................................. ....................... 6 Tren alternativo ...................... Pistones..................... Pistones ............................................ ...................................... ............... 6 Bielas ........................................... .............................................................. ................... 8 Cigüeñal.......................................................... Cigüeñal........................................... ............... 9 Ventilación Ventilació n del cárter.................................... cárter.................................... 10

Distribución .................... ........................................... ............................. ...... 11 Tren de distribución distribución ...................................... ...................................... 11

Lubricación .................... ........................................... ............................. ...... 12 Bomba de aceite............................... aceite............................................ ............. 12 Enfriador de aceite aceite....................... ........................................ ................. 12 Purificador de aceite ..................................... Purificador ..................................... 13 Filtro de aceite ............................................ .............................................. .. 14 Conductos de aceite ...................................... ...................................... 14

Turbocompresor .................... ......................................... ..................... 16 Intercooler ...................... ............................................. ............................. ...... 19 Ventilador ....................... .............................................. ............................. ...... 20 Accionamiento de accesorios ..... .......... .......... .......... ....... 21

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Tren de válvulas

Tren d dee válvul válvulas as La finalidad del tren de válvulas es la de cerrar y abrir las válvulas de forma sincronizada con el movimiento del cigüeñal y de los pistones. El de que levasloes accionado un conjunto de árbol piñones hacen girar apor la mitad de revoluciones que el cigüeñal. Para accionar los taqués se dispone de dos levas por cada cilindro.

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La varilla empujadora descansa en un extremo en el taqué, mientras que el otro acciona el balancín. Los balancines disponen de un tornillo de ajuste en uno de los extremos. El extremo inferior de forma esférica del tornillo se apoya en la varilla empujadora para que el taqué se ajuste al movimiento del árbol de levas.

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Los asientos postizos de las válvulas están montados a presión en la culata. El material de que están fabricados estos asientos es muy resistente lo que hace que la vida útil de los mismos sea muy larga. En caso necesario se pueden sustituir estos asientos.    7    2    5    0    0    1

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Bloque motor

Bloque motor El bloque motor está forjado en una sola pieza, mientras que cada cilindro tiene una culata individual (seis en total). Las camisas son de tipo húmedo.

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Camisas Las camisas se pueden sustituir. Una junta de acero con retenes de goma vulcanizados proporciona la hermeticidad necesaria entre la camisa y la culata La camisa sobresale un poco del bloque motor y presiona la junta contra la culata para lograr la hermeticidad necesaria. Las juntas de goma vulcanizadas sellan los conductos de refrigerante y aceite.

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Bloque motor

La sección inferior de la camisa tiene cierta flexibilidad para permitir que se dilate. La junta está compuesta por tres anillos de goma repartidos en distintos niveles alrededor de la sección inferior de la camisa. Entre los dos anillos inferiores hay un orificio de comprobación que comunica con el exterior del bloque motor. En el caso de que salga refrigerante por uno de estos orificios los anillos de estanqueidad tienen fugas. Esto sirve como indicación de que se tienen que sustituir los anillos de estanqueidad.

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Tren alternativo

Tren alternativo Pistones

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Los pistones están fabricados de una aleación de aluminio. Esta aleación hace que el pistón sea muy resistente y ligero, y que se dilate mínimamente y disipe el calor fácilmente. Para que el pistón resista los altas presiones y temperaturas de la cámara de combustión, el grosor del material en la cabeza del pistón y en la zona de los segmentos es mayor que en el resto del pistón.

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Tren alternativo

Un receso en la cabeza del pistón proporciona el hueco para la cámara de combustión. La cámara de combustión tiene forma cilíndrica y una elevación en el medio. La finalidad de este diseño es incrementar lo máximo que se pueda el movimiento de giro del aire de admisión. La turbulencia generada provoca que al final de la fase de compresión el aire se mezcle bien con el combustible inyectado. De este modo la combustión es más eficiente.

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Para que el pistón se pueda mover con facilidad es necesario que haya cierta holgura entre el pistón y la pared del cilindro. Por lo que elque pistón tiene dos segmentos dey compresión sellan el espacio existente disipan el calor del pistón. El segmento superior está expuesto a una temperatura y presión superior que el inferior. Las tensiones a las que se somete a la ranura del pistón son particularmente altas, por lo que para reducir el desgaste se forja la ranura en acero forjado en el pistón.

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El segmento rascador impide que el aceite del cárter llegue a la cámara de combustión. Dentro del segmento hay un expansor que presiona el segmento contra la pared del cilindro. Este expansor es un muelle helicoidal. El diseño del pistón y de los segmentos es importante para la fiabilidad del motor, lubricación y consumo de aceite y combustible.

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Tren alternativo

Bielas El pie de biela está diseñado en forma de cuña. Esto provoca un aumento de las superficies de cojinete en el pistón y en la biela.

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La cabeza de biela tiene un corte diagonal de modo que se pueda extraer el pistón con la biela por el cilindro. Las superficies de contacto están ranuradas para evitar que se monten de forma desalineada las tapas de cojinete de la biela en la biela.

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Tren alternativo

Cigüeñal En las fases de compresión se reduce la velocidad de giro del cigüeñal mientras que las fases de combustión tienen por objeto incrementar la velocidad de giro. Los pistones y las bielas invierten el sentido de su movimiento dos veces en cada revolución, por lo que el cigüeñal se ve expuesto a distintas fuerzas en cada revolución. El material de que esta fabricado el cigüeñal determina su vida útil. Del mismo modo el diseño y el tratamiento tra tamiento de la superficie del cigüeñal debe satisfacer las exigencias de funcionamiento. La calidad de la superficie del cigüeñal es importante para prevenir averías debido a fatiga del material.

Los apoyos y las muñequillas del cigüeñal están endurecidas a una profundidad que permite rectificarlos varias veces.

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Los casquillos de los apoyos y de las muñequillas están compuestas por tres capas. La capa exterior está fabricada en acero, la capa central en bronce de base plomo y la capa interior en plomo e indio o en plomo, estaño y cobre. La capa interior se desgasta normalmente durante el funcionamiento del motor.

Para la regulación axial del cigüeñal se colocan arandelas de empuje en el apoyo trasero del cigüeñal. Estas arandelas se suministran en distintos grosores para mantener el juego axial después de un posible rectificado.

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Tren alternativo

Ventilación del cárter El cárter se ventila a través de la carcasa de la distribución que conduce los vapores del cárter por un sistema de canales a la unidad de ventilación del cárter.

En el cárter se produce un cierto vacío, debido a que el racor de salida de la unidad de ventilación del cárter está conectado con el lado de aspiración del turbocompresor.

Los vapores del cárter contienen aceite. El aceite

Este vacío se controla por medio de una

del motor se deposita en mismas las paredes los de canales y vuelve por las a la de unidad ventilación del cárter introduciéndose en el cárter a través de unos orificios que se encuentran en la cubierta de la unidad.

membrana. membrana cierra del el racor salida de la Esta unidad de ventilación cárterdeal turbocompresor si se produce demasiada presión en el lado de aspiración del turbocompresor. Esta situación se puede producir a cargas del motor elevadas.

Los canales en la unidad de ventilación del cárter y los racores de entrada y salida no deben bloquearse, ya que si no se impide la circulación de los vapores y del aceite por la unidad de ventilación del cárter. En caso contrario, el aceite puede ser evacuado por el turbocompresor.

El separador de aceite no impide que penetren cantidades mínimas de aceite en el sistema de admisión junto con los gases del cárter. Este aceite forma una película fina de aceite en el sistema de admisión de aire.

 Nota: Ventilación Ventilación del cárter de un motor motor de 9 litros, litros, corte  transversal  transve rsal desde el exterior exterior . 1 2  3 

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Entrada desde la carcasa de la distribución  Membrana Orificio cerrado por la membrana que cierra el lado de aspiración del turbocompresor cuando el vacío prod producido ucido es demasiado grande. Orificios de retorno para el aceite  Racor de salida hacia hacia el lado de aspira aspiración ción del turbocompresor   ©  Scania CV AB 1999, Sweden

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Distribución

Distribución Piñones de la distribución Los componentes importantes como la bomba de inyección y los trenes de válvulas, requieren un control de precisión. Estos componentes están unidos al extremo trasero del cigüeñal, cerca del volante motor, donde la rotación del cigüeñal es más suave. El piñón del cigüeñal acciona dos piñones intermedios, uno de los cuales acciona el árbol de levas y la bomba de inyección. A su vez, el piñón del árbol de levas acciona el compresor compreso r de aire y la bomba hidráulica. El otro piñón intermedio mueve la toma de fuerza.

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Piñón del cigüeñal

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 Bomba hidráulica Compresor de aire  Árbol de levas Piñón intermedio  Bomba de inyección inyección Toma de fuerza

8 Piñón intermedio 9  Bomba de aceite aceite El árbol de levas y la bomba de inyección giran a la mitad de revoluciones que el cigüeñal. Para facilitar el montaje, los piñones van marcados en uno de los dientes o en un hueco entre los dientes. El piñón de la bomba de inyección tiene un orificio de forma oval para ajustar el calado de la inyección (ángulo a).

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Lubricación

Lubricación Un bomba de aceite accionada por el piñón del cigüeñal es la encargada de producir la circulación necesaria para que el aceite llegue a todas las piezas que deben estar lubricadas y para que fluya a través del filtro de aceite y el enfriador de aceite.

Bomba de aceite El aceite del cárter pasa por un filtro antes de llegar a la bomba de aceite. El aceite luego pasa por una válvula de presión de aceite, que regula la presión del aceite limitando el paso del mismo para evitar que la presión del aceite alcance valores demasiado altos, especialmente cuando el aceite está frío. En el caso de que ocurriese esto se podrían dañar la bomba de aceite y otros componentes del sistema de lubricación. Aunque la presión de aceite debe ser lo suficientemente alta para que el aceite necesario para la lubricación y refrigeración del motor alcance los puntos de lubricación.

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Enfriador de aceite El aceite llega desde la bomba al enfriador de aceite a través de unos conductos en el bloque motor. Todo el aceite pasa por el enfriador de aceite en el que, con el refrigerante del sistema de refrigeración, se reduce su temperatura.

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Lubricación

Purificador de aceite El purificador de aceite centrífugo tiene un rotor que gira al recibir dos chorros de aceite en la base.

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Con este movimiento centrífugo se lanzan las partículas de suciedad contra la pared del rotor donde se quedan adheridas. El rotor se debe desmontar y limpiar en las revisiones indicadas.

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Lubricación

Filtro de aceite El aceite que llega al turbocompresor debe estar muy limpio. Por lo que el aceite tiene que pasar por un paso de purificación adicional en el que tiene que pasar por filtro con un cartucho de papel. En el filtro también se encuentra válvula que en permite que llegue aceite aluna turbocompresor el caso de que se bloquee el cartucho. El filtro se debe sustituir en las revisiones tal como se indica en el programa de mantenimiento de Scania.

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Conductos de aceite El aceite llega a los cojinetes del árbol árb ol de levas y los del cigüeñal a través de conductos en el bloque motor. En el cigüeñal se encuentran un conductos para que el aceite llegue a los cojinetes de las bielas. El aceite necesario para la lubricación de los balancines es conducido a través de dos de los cojinetes del árbol de levas. Los conductos reciben aceite una vez cada revolución del árbol de levas, asegurándose así  que llegue la cantidad correcta de aceite a los balancines.    9    8    5    0    0    1

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Lubricación

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El aceite también se encarga de refrigerar los pistones. Para ello se dispone de unas boquillas específicas, una por cilindro, que proyectan un chorro en la base del pistón. En el conducto de alimentación de estas boquillas se encuentra una válvula que cuando la presión supera 3 bares se abre y se echa aceite por las boquillas.

Cuando la presión del aceite es inferior a 3 bares  (régimen bajo del motor) no se necesita refrigerar el motor, y la válvula permanece cerrada.

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Turbocompresor

Turbocompresor El turbocompresor se encarga de aumentar la cantidad de aire que llega a los cilindros del motor. El diseño de la cámara de combustión  junto con la la cantidad de aire y de combustible combustible que se inyecta, aumentan la potencia que desarrolla el motor. El turbocompresor se compone de una turbina y un compresor. La turbina es accionada por el sistema de escape del motor. El compresor comprime el aire de admisión del motor.

El rotor del compresor se monta en el mismo eje que el rotor de la turbina. El portacojinetes está situado entre el compresor y la turbina. El incremento de la potencia del motor provoca que aumenten los gases de escape. El aumento de los gases de escape implica que el rotor de la turbina y, por tanto, el compresor giran más deprisa. De esta forma, se adapta la cantidad de aire a las necesidades del motor sin ningún otro dispositivo de control específico.

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El rotor del turbocompresor gira muy deprisa. A máxima potencia, la velocidad de giro es de aproximadamente aproximad amente 100.000 100.000 rpm. Al mismo mismo tiempo, la temperatura del rotor de la turbina es superior a 600ºC. Todo esto hace que aumenten a umenten las necesidades necesida des de mantenimiento los componentes que giran lo que respecta de a equilibrado, refrigeración y en lubricación. El eje se monta en dos cojinetes radiales que giran libremente en el portacojinetes. La junta entre el portacojinetes y la turbina y el compresor está compuesta de anillos de estanqueidad semejantes a los segmentos de pistón.

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Turbocompresor

Para cumplir la normativa en vigor sobre emisiones a velocidad reducida del motor, algunos motores incorporan una turbina de menor tamaño que proporciona una presión de carga mayor y por tanto menos emisiones. Para evitar que el turbocompresor se pase de revoluciones a velocidad elevada, la turbina tiene incorporada una pequeña válvula de descarga.    0    5    7    1    0

Turbocompresor sin válvula de descarga

Cuando la presión de la carcasa del compresor es muy elevada, la válvula de descarga se abre. Los gases de escape pasan pasa n por la turbina a través de un tubo de derivación y se reduce la velocidad de giro del turbocompresor. Por tanto, la función de la válvula válvul a de descarga es la de evitar que el turbocompresor se pase de revoluciones y evitarle trabajo al motor.

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Turbocompresor con válvula de descarga

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 Aire de admisión admisión 7 Compresor   Aire que va va al motor  8 Turbina Gases de escape del motor  9 Válvula de descarga Salida de los gases de escape

5 Cámara de presión 6 Tubo de derivación

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Turbocompresor

Si el filtro del aire está bloqueado, el vacío aumenta demasiado en el conducto de admisión. En ese caso se podrían aspirar las partículas de aceite del portacojinetes hacia el compresor y de allí hasta el motor. Si el anillo de estanqueidad del lado del turbocompresor está desgastado, los gases de escape tendrán un tono azulado con el motor a ralentí. Si el tubo de drenaje de aceite del turbocompresor resulta dañado, podrían producirse fugas de aceite de las juntas debido a la presión del aceite. Si hay cuerpos extraños en la turbina o el compresor, como por ejemplo un grano de arena o virutas de metal, pueden resultar dañados los álabes del rotor. Esto afecta al equilibrio y puede desgastar los cojinetes. La potencia del motor disminuye y, si el motor no está apagado, se pueden producir daños por sobrecalentamiento debido a que se suministradel menos aire. El no indicador de temperatura refrigerante detecta este tipo de sobrecalentamiento.

Nota: No intente nunca alinear un álabe que esté dañado. Si lo hace, los álabes se pueden rompen mientras está funcionando funcionand o el rotor, haciendo que el turbocompresor se averíe completamente, lo que además puede dañar el motor. Aunque las fugas que haya en el tubo entre el purificador de aire y el turbocompresor sean mínimas, pequeñas partículas de suciedad podrían contaminar el rotor del turbocompresor. La presión detanto carga lo que en un aumento dedisminuye, la temperatura deresulta los gases de escape como de la cantidad de humo. Esto causa además un desgaste innecesario del motor. Las fugas de gases de escape entre la culata y el turbocompresor también producen una disminución de la presión de carga.

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Intercooler

Intercooler El aire de salida del turbocompresor es conducido por un tubo hacia un intercooler que está montado delante del radiador.

El aire de admisión es enfriado por el aire circundante y un ventilador; finalmente pasa por el intercooler. Una vez enfriado es conducido a los colectores de admisión, que distribuyen el aire a los distintos cilindros.

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Ventilador

Ventilador Accionamiento del ventilador El ventilador es accionado por el cigüeñal. Los golpes que reciben las bielas procedentes de la combustión producen oscilaciones torsionales en el cigüeñal. Estas oscilaciones son más fuertes a regímenes determinados. Durante la rotación el extremo trasero del cigüeñal y el volante motor giran a una velocidad constante. El extremo delantero del cigüeñal aumentará y reducirá su velocidad de giro muchas veces en cada rotación en relación con el volante motor.

Para evitar esto se monta un amortiguador de vibraciones que reduce las vibraciones en el extremo delantero del motor. Sobre la carcasa cerrada del amortiguador de vibraciones en forma de anillo se monta un anillo de acero. La carcasa está montada en el cigüeñal. Utilizando un aceite de viscosidad alta se frena el movimiento entre el anillo y la carcasa. Así se reducen las oscilaciones en el extremo delantero del cigüeñal ya que el anillo tiende a girar a una velocidad constante.

Estas oscilaciones pueden provocar ruidos en los piñones y en casos extremos, pueden incluso llegar a romper el cigüeñal.

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Accionamiento de accesorios

Accionamiento de accesorios La correa de accesorios impulsa la bomba de refrigerante, el compresor del aire acondicionado y el alternador. La correa es una correa trapezoidal y se ajusta su tension a través del soporte del alternador.

Motor de 9 litros con aire acondicionado

Motor de 9 litros sin aire acondicionado

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 Alternador y tensor de correa Comnpresor del aire acondicionado Cigüeñal  Bomba del líquido refrigerante refrigerante

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 Alternador y tensor de correa correa Cigüeñal  Bomba del líquido refrigerante refrigerante

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