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CAPÍTULO 2: DESCRIPICIÓN DEL PRODUCTO

Francisco Javier Payseo Díaz Página 17


2.1. DESCRIPCIÓN PRELIMINAR DEL MOTOR 2.2. CARACTERÍSTICAS TÉCNICAS 2.3. PROVEEDORES Y CLIENTES



2.1. DESCRIPCIÓN PRELIMINAR DEL MOTOR

Como se ha mencionado en el anterior capítulo, el producto en el que está centrado este proyecto es un motor Diésel de cuatro tiempos de inyección directa de alta presión por rampa común (Common Rail), 6 cilindros en líneas verticales. El bloque motor es de fundición y la culata es de aleación de aluminio. La distribución se realiza con cuatro válvulas por cilindro, comandadas por dos ejes de levas en cabeza accionados por cadenas.

Tipo Motor: M57D30 (30 6D 1).

Diámetro interior x carrera (mm):84x88.

Cilindrada (cm3): 2926.

Relación de compresión: 18 a 1.

Presión de compresión (bar): 20 a 25.

Régimen máximo (rpm): 4800±50.

Potencia máxima:

- CEE (kW a rpm): 135 a 4000. - DIN (CV a rpm): 183 a 4000.

Par máximo:

- CEE (daNm a rpm): 39 de 1750 a 3200. - DIN (mkg a rpm): 39,75 de 1750 a 3200.

Norma de depolución respetada: Euro 2000 (Euro 3).



2.2. CARACTERÍSTICAS TÉCNICAS

A continuación se van a explicar las partes principales del motor y posteriormente, en el capítulo 5, se dará la lista de todos los componentes y elementos estándares de los que consta el motor:

- Culata: Culata de fundición de aluminio colado con asientos y guías de válvulas a presión. Doble conducto de admisión, uno lateral para llenado y otro vertical para crear turbulencia. Apoyos de ejes de levas mecanizados directamente en la culata con tapas desmontables. El centrado de la culata sobre el bloque motor está asegurado por dos casquillos. El ancho de un apoyo de eje de levas (admisión o escape) va de 18,77 a 18,85mm. La junta de la culata es una junta de acero de varias capas, montada en seco cuyo espesor es de 1,55mm.

- Bloque motor: Bloque de fundición gris con cilindros y apoyos de cigüeñal

mecanizados directamente. Tapas de bancada desmontables. Está reforzado por un cuadro inferior de aleación. El diámetro interior del cilindro es de 84 mm y el juego pistón/cilindro va de 0,041 a 0,077mm. Los entreejes de los cilindros miden 91mm. La altura, si la contamos desde el plano de junta superior al eje del cigüeñal, es de 225mm y la total es de 285mm.

- Tren alternativo:

• Cigüeñal: Se trata de un cigüeñal con 12 contrapesos y 7 apoyos. El

guiado del eje primario de la caja de velocidades está asegurado por un rodamiento de bolas, montados a presión. El último contrapeso del lado volante del motor recibe una corona, que sirve de rueda dentada para el captador de régimen y de posición el cigüeñal. La rueda está posicionada por 4 tornillos no equidistantes sobre el cigüeñal. El diámetro de un apoyo mide 59,97mm, el ancho 25mm y el diámetro de un cuello es de 45mm.

• Bielas: Son bielas de acero, con sección en “I”. Las tapas de corte recto están centradas por dos casquillos. Las bielas están emparejadas con su tapa y con el cilindro mediante una marca situada en el lateral de la biela y la tapa. El diámetro interior de la cabeza mide 48mm, el diámetro interior del pie 32mm, el diámetro interior del casquillo del pie 30mm y los entreejes 135mm.

• Pistones: Tenemos unos pistones de aleación de aluminio con cámara de combustión toroidal en la cabeza, hueco para válvulas y tres segmentos. Se suministran con segmentos y bulones emparejados. Los fondos de pistón están refrigerados por surtidores de aceite, montados en el bloque motor. El diámetro, medido a 12mm de la parte baja de la falda y perpendicularmente al eje es de 83,95mm. El alojamiento de bulón mide 30mm y el juego pistón/ cilindro va desde 0,041 a 0,077mm.



• Segmentos: Hay 3 de ellos por pistón. El juego en el corte es el siguiente, segmento de fuego de 0,20 a 0,25mm, el segmento de compresión de 0,30 a 0,45 mm y el segmento rascador de 0,20 a 0,40mm. El juego en la ranura es el siguiente, segmento de fuego no tiene valor prescrito, el segmento de compresión de 0,05 a 0,09mm y el segmento rascador de 0,03 a 0,07mm.

• Bulones de pistón: Son ejes tubulares, montados libres en las bielas y en los pistones y frenados por dos anillos.

• Volante motor: Es un volante bimasa con amortiguador de vibraciones hidráulico y de muelles. El salto máximo del volante es de 0,4mm.

- Distribución: está constituida por dos ejes de levas en cabeza accionados desde

el cigüeñal por cadena de rodillos. Hay una cadena simple entre el cigüeñal y la bomba de inyección y otra cadena simple entre la bomba de alta presión y los ejes de levas. La tensión de las cadenas está asegurada automáticamente por patines accionados por un tensor hidráulico común. Los ejes de levas comandan las 24 válvulas por medio de balancines articulados sobre empujadores hidráulicos. Dichos ejes de levas son de fundición dura con 7 apoyos. El juego radial va desde 0,047 a 0,088mm y el juego axial de 0,15 a 0,33mm. La lubricación de las cadenas de distribución se obtiene por surtidores dispuestos en la culata y en el bloque motor.

- Lubricación: Se realiza a presión por bomba de aceite accionada por el cigüeñal. El circuito se compone de una válvula de descarga integrada a la bomba, un intercambiador térmico agua-aceite, un filtro y seis surtidores de aceite para la refrigeración de los fondos de pistón, alojados en el bloque motor. El circuito asegura también la lubricación de la bomba de vacío y del turbocompresor. El cárter inferior de aleación de aluminio monta una sonda de nivel y el la culata hay una sonda de temperatura agua/aceite. La bomba de aceite es una bomba de rotores, con dentado interior y exterior, fijada sobre el bloque motor en el extremo del cigüeñal y accionada por los rebajes situados en el extremo del mismo. Incorpora una válvula de descarga.

- Refrigeración: Se realiza por circulación forzada de líquido anticongelante en

circuito hermético a presión. El circuito se compone de una bomba de agua, un radiador de refrigeración, un radiador de calefacción, un vaso de expansión, un termostato, un intercambiador agua/aceite motor y un ventilador accionado por viscoacoplador aunque no todos los elementos están dentro o acoplados al motor. La bomba de agua es una bomba con cuerpo de aluminio y rueda de álabes de plástico, montada a presión en el bloque motor y está accionada desde el cigüeñal por una correa de accesorios.



- Alimentación de aire:

• Filtro de aire: es un filtro de aire seco de elemento intercambiable, situado debajo de una carcasa, sobre la parte derecha de la tapa de la culata.

• Turbocompresor: se trata de un turbocompresor con geometría variable de álabes colocados alrededor de la turbina de escape, que permiten la regulación de la presión de admisión por medio de una cápsula de vacío a través de una electroválvula pilotada por el calculador de gestión del motor. Está fijado debajo del colector de escape, sobre el lado derecho del motor.

• Intercambiador térmico: es un intercambiador de temperatura de tipo aire/aire, de aluminio.

• Caudalímetro de aire: Se trata de un caudalímetro de aire de película caliente montado sobre la tapa de la culata, en la salida del filtro de aire, antes del turbocompresor. Tiene como función medir la cantidad de aire aspirada por el motor. Para ello, está dotado de una sonda de temperatura de aire, alimentada por el calculador de gestión del motor, y de una placa metálica muy fina con resistencia térmica, ambas colocadas en el flujo del aire.

• Válvula AGR: Permite o impide la recirculación de una parte de los gases de escape al colector de admisión. Está dispuesta a la entrada del colector de admisión y está comandada por vacío suministrada por la bomba de vacío, a través de la electroválvula AGR. El desplazamiento de una membrana, solidaría de un eje y de una válvula, acciona la apertura de la válvula y permite el paso de los gases de escape hacia la admisión, a través de un intercambiador. La recirculación de los gases de escape logra reducir la cantidad de óxidos de nitrógeno.



- Alimentación de combustible: Se trata de un circuito de alimentación de combustible de inyección directa a alta presión y rampa común, gestionado electrónicamente y constituido, en el motor, por una bomba de alta presión, un acumulador de alta presión tubular y seis inyectores electromagnéticos. A continuación se verán los siguientes elementos:

• Bomba de alta presión: La bomba de alta presión está accionada desde el cigüeñal por una cadena simple (relación 3/4) y constituida por un eje excéntrico actuando sobre 3 pistones radiales. Su función es proporcionar la alta presión y alimentar los inyectores a través de la rampa común. La bomba contiene un regulador de presión y la alta presión varía de 250 a 1350 bar.

• Inyectores: Son inyectores electromagnéticos de orificios, retenidos cada uno en la culata por una brida. Están comandados por el calculador de gestión del motor a través de dos etapas de mando. Cada etapa monta un condensador que almacena la energía necesaria para pilotar los inyectores. Esta energía es suministrada, en cada condensador, por una tensión inducida, que es generada por impulsos eléctricos enviados por el calculador a cada uno de las bobinas de los inyectores. La cantidad inyectada depende de la duración de apertura del inyector, de su velocidad de apertura, del caudal del inyector por su concepción y de la presión reinante en la rampa común.

• Rampa de alimentación común: La rampa de alimentación común de alta presión tiene como función almacenar el combustible necesario para el motor, amortiguar las pulsaciones creadas por las inyecciones y unir los elementos de alta presión entre ellos. Está constituida por un tubo hueco de acero forjado y monta en uno de sus extremos un captador de presión.

- Dirección: La bomba de asistencia o bomba de dirección asistida es una bomba

de paletas y la presión de asistencia varía desde 112 a 120bar como máximo.



A continuación se mostrarán una serie de figuras para tener una mejor idea del motor:

Figura 1: Sistema de Combustible + Sistema Cigüeñal-Pistones-Volante

Figura 2: Vista Lateral con Corte del Motor Ensamblado con Catalizadores



Figura 3: Bloque Motor

Figura 4: Corte Cilindros



Figura 5: Vista Lateral Motor con Corte en el Sistema de Combustible

Figura 6: Detalles Cilindros



Figura 7: Componentes

Figura 8: Detalles Sistema Distribución por Correa



Figura 9: Vista Lateral con Corte sin incluir al Turbocompresor

Figura 10: Vista Frontal con Corte



2.3. PROVEEDORES Y CLIENTES

El proyecto está basado en una empresa real de montaje de vehículos voluminosos, como puede ser el caso de un bulldozer o vehículos similares (en nuestro caso, al ser un motor con menos potencia y menos par, van a ser vehículos intermedios como una furgoneta o una ambulancia). El montaje del motor es un submontaje de los muchos que hay en la fábrica por lo que el correcto análisis de decidir lo que se compra y lo que se monta, en función del análisis económico realizado, es muy importante para encontrar la mejor manera de ahorrar dinero para la empresa.

En esta fábrica el montaje del motor entero sería un trabajo muy costoso en horas de trabajo por lo que pedir al proveedor un motor aligerado supone una mejor sincronización con la demanda del vehículo.

Hoy en día las fábricas de motores como Renault, Mercedes o BMW tienen completamente automatizadas y robotizadas las factorías de producción de motores pero, para eso, se necesita una fuerte inversión económica por lo que muchas empresas tienen que decidir cuál es el límite en los que están dispuestos a invertir.

En nuestro caso nuestro proveedor va a ser una empresa de automoción y vamos a pedir un motor aligerado con el que nosotros vamos a completar el montaje.

El cliente seremos nosotros mismos, eso quiere decir que vamos a tener que suministrar el motor a otra línea de montaje de nuestra propia fábrica pero sin perder el enfoque de que nuestro segundo cliente va a ser el demandante final del vehículo que se está ofertando.

Que nuestro primer cliente seamos nosotros mismos no quiere decir que sea menos importante o que haya más tolerancia a la hora de entregar el producto, sino que tenemos que tratarlo igual para el correcto funcionamiento de la empresa ya que si ésta va bien, a nosotros también nos irá bien.

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