XIV Curso 30 MecanicayEntretenimiento

7/26/2019 XIV Curso 30 MecanicayEntretenimiento

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Mecnica y entretenimiento simple del automvil

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TEMA 1.- El automvil. Generalidades y estructura de construccin. .....................4

1. Definicin de automvil y sistemas que lo forman. ....................................................52. Descripcin de los tipos de estructuras de construccin............................................63. Fuerzas que actan sobre los vehculos....................................................................94. Comportamiento de la estructura ante una colisin. Airbag......................................115. Cuidados y mantenimiento de la carrocera..............................................................12

TEMA 2.- El motor.- Constitucin y funcionamiento. ................................................14

1. Introduccin. Tipos de motores. ...............................................................................15

2. Descripcin de los elementos que forman un motor disel.......................................163. Nmero y disposicin de los cilindros. ......................................................................214. Funcionamiento bsico del segn el ciclo de cuatro tiempos. ..................................215. Caractersticas ms importantes que definen el motor. ............................................246. Motores hbridos y elctricos.....................................................................................27

TEMA 3.- Sistema de alimentacin..............................................................................301. Misin y funcionamiento............................................................................................312. Circuito de alimentacin de aire. ...............................................................................323. Circuito de alimentacin de carburante.....................................................................364. Mantenimiento...........................................................................................................39

5. Nociones generales de algunos tipos de carburantes. .............................................40

TEMA 4.- Sistema de escape. Conduccin econmica .............................................42

1. Necesidad del escape. Nociones sobre la contaminacin atmosfrica.....................432. Catalizadores. Sonda Lambda. .................................................................................463. Importancia de la conduccin econmica. Mejoras de la eficiencia en el

funcionamiento de los vehculos. ..............................................................................49

TEMA 5.- Sistemas de lubricacin y refrigeracin.....................................................51

1. Necesidad y fundamentos bsicos............................................................................522. Componentes y caractersticas del sistema de lubricacin.......................................53

3. Clasificacin de los aceites. Mantenimiento..............................................................564. Componentes y caractersticas del sistema de refrigeracin. ...................................605. Mezclas anticongelantes. Mantenimiento. ................................................................63

TEMA 6.- Sistemas elctricos del automvil. .............................................................66

1. Misin y funcionamiento............................................................................................672. Batera.......................................................................................................................673. Generador de Energa...............................................................................................714. Puesta en marcha elctrica.......................................................................................725. Sistema de alumbrado. .............................................................................................73

6. Sistemas elctricos auxiliares. ..................................................................................75

NDICE GENERAL DE CONTENIDO


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TEMA 7.- Sistema de transmisin................................................................................79

1. Introduccin...............................................................................................................802. Mecanismo del embrague. .......................................................................................813. Mecanismo de la caja de velocidades.......................................................................844. rbol de transmisin y tipos de juntas.......................................................................885. Mecanismo del grupo cnico-diferencial. ..................................................................886. Palieres. ....................................................................................................................907. Sistema de regulacin del deslizamiento ASR-.......................................................908. Mantenimiento. .........................................................................................................91

TEMA 8.- Ruedas y neumticos...................................................................................921. Concepto y misin de las ruedas ..............................................................................932. Elementos de una rueda: llanta y cubierta. ...............................................................933. Tipos y nomenclatura de los neumticos ..................................................................964. Cuidados y mantenimiento. .......................................................................................99

TEMA 9.- Sistema de direccin y de suspensin......................................................1021. Su necesidad y fundamentos bsicos......................................................................1032. Elementos del sistema de direccin. Direccin asistida. Geometra........................1043. Mantenimiento del sistema de direccin. .................................................................1074. Elementos del sistema de suspensin. Suspensin neumtica. .............................1095. Mantenimiento del sistema de suspensin...............................................................111

TEMA 10.- Sistema de frenado. Nuevas tecnologas. ...............................................1121. Necesidad y fundamento bsico. .............................................................................1132. Tipos de freno. .........................................................................................................113

3. Sistema de accionamiento neumtico......................................................................1144. Sistemas de mejora de la eficacia del frenado.........................................................1165. Cuidados y mantenimiento. ......................................................................................1196. Nuevas tecnologas..................................................................................................119


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TEMA 1

El automvil. Generalidades y estructura deconstruccin

1. Definicin de automvil y sistemas que lo forman.............................. 5

2. Descripcin de los tipos de estructuras de construccin. ................. 6

3. Fuerzas que actan sobre los vehculos. ............................................. 9

4. Comportamiento de la estructura ante una colisin. Airbag. ............ 11

5. Cuidados y mantenimiento de la carrocera........................................ 12


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1.- DEFINICIN DE AUTOMVIL Y SISTEMAS QUE LO FORMAN

De todas las definiciones, desde el punto de vista puramente mecnico, Automvil significa quese mueve por s mismo.

Para poder desplazarse conseguridad, el vehculo necesitade la participacin de una seriede sistemas mecnicos querealizan funciones diversas. Hade tener un sistema queproporcione energa dedesplazamiento (motor) y unsistema que la traslade(transmisin) a los elementos encontacto con el suelo (ruedas),que a travs de su adherencia ala calzada proporcionan elmovimiento al vehculo.

Tambin ha de tener otrascualidades como estabilidad ycomodidad (suspensin), debepoder ser dirigido por latrayectoria deseada (direccin) ypoder aminorar la velocidad, serdetenido y permanecerinmovilizado (frenos), cuando sea necesario.

A lo largo de diversos captulos se irn desarrollando cada uno de dichos sistemas. De todoslos automviles, se tratarn los camiones y autobuses, desde el punto de vista de sumantenimiento que rene, tanto conocer como funcionan, hasta comprender cmo se vanproduciendo los desgastes de las piezas.

1.1. Sistemas que forman un automvil

- La estructura metlica, compuesta por el bastidor yla carrocera.

- El motor, con los subsistemas de distribucin,alimentacin, lubricacin y refrigeracin.- El equipo elctrico, que lo componen la batera,generador, motor de arranque y accesorios.- La transmisin, compuesta por el embrague, la cajade velocidades, el diferencial y los palieres.- Las ruedas, que estn formadas por las llantas y losneumticos.- La suspensin, con los muelles, mecnicos yneumticos, y amortiguadores.- La direccin, compuesta por el volante, columna de

direccin, engranaje y acoplamientos.- Los frenos, con el mando, circuito y elementosfrenantes.

Fig. 1-1 Organizacin del automvil

Fig. 1-2 Chasis


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2.- DESCRIPCIN DE LOS TIPOS DE ESTRUCTURAS DE CONSTRUCCIN

En este primer tema se tratar el armazn del vehculo, es decir, su estructura de construccin.

2.1 La estructura metlica

Sirve para permitir que el resto de elementos se vayan sujetando a ella y que soporte tanto a lacarga y al conductor como a los pasajeros. Est formada por el bastidor y la carrocera.

2.1.1 Bastidor

Al bastidor se van fijando todos los elementos que forman el vehculo.

Consiste en una serie de vigas

de tamao y forma adecuados a losesfuerzos que debe soportar yconstituye la base del chasis delvehculo. Aloja los ejes, la transmisiny soporta la cabina y las piezas de lacarrocera.

La construccin msconvencional es la que se compone dedos largueros y varios travesaosdependiendo de la longitud delvehculo. En los puntos crticos de loslargueros, sometidos a cargasmximas, se montan suplementos amodo de refuerzo.

Existen otros tipos de bastidores,como el bastidor de celosa, que se utiliza en la construccin de autobuses, obtenindose unaestructura resistente.

El bastidor debe ser muy verstil para la utilizacin flexible de diferentes carroceras. Lageometra y la seccin de las vigas del bastidor se determinan en base a la utilizacin queposteriormente vaya a hacerse de ella.

Los depsitos de carburante van montados lateralmente en el bastidor. Debido al elevadopeso del volumen de carburante, las fijaciones se ven sometidas a grandes esfuerzos.

Fig. 1-3 Bastidor convencional

Fig. 1-4 Depsito y escaleras


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Tambin incorporan el soporte para alojar las bateras en una zona fcilmente accesible outilizando carros portabateras para mejorar la accesibilidad y ofrecen zonas para acoplar otroselementos, como algunos componentes del sistema neumtico, el compresor del aireacondicionado, la rueda de repuesto, etc.

Para un buen mantenimiento del bastidor, conviene realizar el engrase, con una pistola deengrase y utilizando grasa para temperaturas elevadas, de los siguientes puntos:

- Juntas deslizantes universales.- Cojinetes de los pedales de freno, acelerador y, en su caso, de embrague.- Juntas de rtulas.- Bisagras de las puertas.- Rales de la caja de bateras, etc.

Algunos camiones y autobuses disponen de un circuito auxiliar para permitir un engraseautomtico de algunos de los elementos mencionados anteriormente.

2.1.2. La carrocera

La carrocera cierra el conjuntoformado por el bastidor y los elementosfuncionales y le da al vehculo su estticacaracterstica.

En los camiones, la carrocera tienedos partes: la cabina, que puede ser fija oabatible y la plataforma, que es sobre laque se monta la construccin donde va la

carga. En este caso la cabina equivale a lacarrocera autoportante de los autobuses.

La carrocera est fabricada,generalmente en chapa de acero ymateriales plsticos resistentes.

La estructura de la cabina debesatisfacer las siguientes exigencias:

- Elevada estabilidad propia: al poseeruna elevada masa, las suspensionesde la cabina estn expuestas a unelevado esfuerzo durante losmovimientos de balanceo y cabeceodebido al alto centro de gravedad.Tambin debe soportar vibraciones yoscilaciones procedentes del motor yde las ruedas.

- Seguridad pasiva propia: la

combinacin de cdula resistente a ladeformacin y los sistemas deretencin consiguen una elevadaproteccin para los ocupantes.

Fig. 1-5 Cabina: Construccin autoportante

Fig. 1-6 Ensayo de colisin


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- Construccin ligera.

- Proteccin anticorrosin.

- Esttica caracterstica: cada fabricante expresa su propia filosofa a travs del diseo dela carrocera.

- Estabilidad y ligereza.

Suelen estar construidas con barras en forma de estructura tubular.

La carrocera debe ser lo ms ligera y barata posible en relacin con la cantidad de espacioque hay en su interior. Para ello se utilizan materiales distintos en unas zonas que en otras,eliminando el concepto de conjunto unitario. Actualmente, en los diseos se busca la eficiencia yconfortabilidad, mejorando desde el perfeccionamiento aerodinmico, para reducir el consumo decarburante, hasta el aislamiento, para reducir los ruidos que se perciben durante la marcha.

2.2 Seguridad pasiva

Se aaden elementos a la carrocera para conseguir que el espacio de los ocupantes semantenga lo ms intacto posible en caso de colisin, es decir mantener el espacio desupervivencia interior. Se instalan, intencionadamente, elementos que, en caso de que seproduzca un tipo de colisin determinado, permitan que se abollen y absorban una gran cantidadde la energa del impacto; de esta forma se causan menos daos.

Los parachoques, los amortiguadores de impacto ylos subchasis tienen menor rigidez que la zonacercana a los pasajeros y conductor para que, encaso de colisin, absorban la mayor parte de laenerga de impacto deformndose de formaprogramada. Los largueros y travesaos se disean,en lo posible, para que, en caso de una fuertecolisin, se deformen de forma predeterminada sinque lleguen a invadir el habitculo. Este espacio sedenomina cdula de supervivencia y debeconservarse prcticamente sin deformacin.

En este sentido es conveniente realizarperidicamente una limpieza de la zona inferiorde la estructura metlica, sobre todo enambientes salinos, para evitar su corrosin.

Otro elemento importante que forma parte de lacabina, aunque no es metlico, son las lunas, tanto ladelantera como las laterales. Tener una buenavisibilidad contribuye a conseguir una ptima

seguridad de circulacin. El diseo y la posicin delas lunas con respecto al conductor y la eficacia de losaccesorios de limpieza determinan el grado devisibilidad.

Fig. 1-9 Visibilidad en la luna delantera

Fig. 1-8 Colocacin depsitos de airecomprimido y rueda de repuesto

Fig.1-7 Situacin de la rueda de repuesto


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Por ello, el conductor debe estar a una altura suficiente para poder observar el mximo de los

ngulos y los pilares deben ser lo suficientemente estrechos para evitar ngulos muertos.

Para conseguir la mxima resistencia, la luna delantera es del tipo laminado con temple

diferenciado, y est formada por dos cristales pegados a una lmina de plstico, cuyacaracterstica principal es que, en caso de recibir un golpe y producirse una grieta en el cristal, nose propague en todas direcciones y haga perder la visibilidad.

El basculado de la cabina

Para hacer el basculamiento de la cabina se utilizan mecanismos de accionamiento hidrulico.El conductor debe accionar con una palanca la bomba de basculacin colocada en el lateral de lacabina opuesto a la circulacin de otros vehculos, debajo y exteriormente a ella. En algunoscamiones, el accionamiento del mecanismo hidrulico puede ser elctrico.

El desenclavamiento, al hacer bascular lacabina y el enclavamiento de la misma se efectan,generalmente, de forma automtica. Si no se haproducido el enclavamiento total de la cabina, seenciende un testigo en el tablero de instrumentos paraadvertir de dicha circunstancia.

3.- FUERZAS QUE ACTAN SOBRE LOSVEHCULOS

3.1. Estudio de la dinmica de marcha

De cara a aprovechar mejor el carburante queconsume el motor y obtener un transporte ms eficiente, es necesario saber cmo se desplazanlos vehculos por las vas. En este sentido, tiene importancia conocer las resistencias queintervienen en el movimiento de los vehculos. Dichas resistencias son:

-Resistencia a la rodadura.-Resistencia aerodinmica.-Resistencia de pendiente.

3.2. Resistencia a la rodadura

La resistencia a la rodadura se produce por el desplazamiento del vehculo. Se opone a lafuerza de empuje y su valor depende de la masa del vehculo, de la geometra de direccin, deltipo, perfil y presin de inflado de los neumticos, de la velocidad de marcha, estado de lacarretera y de la superficie de la misma.

Se calcula multiplicando el peso que recae sobre cada rueda por el coeficiente de resistencia ala rodadura que es un valor que depende del material y de los factores ambientales.

La resistencia ser mayor cuanto mayor sea el trabajo de flexin de los neumticos, elrozamiento del aire en la rueda y la friccin en el rodamiento de rueda.

Fig. 1-11 Basculado de la cabina


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3.3. Resistencia aerodinmica

El aire se opone a que el vehculo pasea travs suyo en funcin de su formaexterior. La fuerza de la resistencia del aire

depende del tamao y forma del vehculo,de la velocidad de marcha, de la densidaddel aire y de la direccin y fuerza del viento.El coeficiente de resistencia aerodinmicaCx se determina en los ensayos realizadosa escala en los tneles de viento.

Siendo:

Cx: coeficiente de resistencia aerodinmicaA: superficie frontal del vehculo

: densidad del airev: velocidad del vehculo

Al aumentar la velocidad de marcha aumenta laresistencia aerodinmica a la segunda potencia.

En el diseo y construccin tiene especialimportancia el coeficiente aerodinmico, quepermitir un menor esfuerzo del motor y mejorara laestabilidad. Por tanto, a menor coeficiente, menor

resistencia al avance y menor esfuerzo demandadoal motor, mayor estabilidad y mayor ahorro decarburante.

El coeficiente aerodinmico indica lo aerodinmicaque es la forma de la carrocera. Mediante elcoeficiente y la superficie de la parte delantera delvehculo es posible calcular la cantidad de energa

necesaria para vencer la resistencia del aire en el sentido de avance a cualquier velocidad.

Los factores que modifican este coeficiente son:

La forma exterior de la estructura tanto en la parte delantera y trasera, como en lasuperior e inferior.

La pendiente del parabrisas. Tamao y forma de los retrovisores exteriores. La existencia de alerones, deflectores, etc. que, si existen, conforman la forma exterior

del vehculo.

La fuerza que el aire ejerce sobre el vehculo acta en tres direcciones:

Resistencia al avance, en sentido longitudinal al vehculo. Resistencia de sustentacin, en sentido vertical.

Resistencia de deriva, en sentido transversal y puede variar la trayectoria que marca elconductor.

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xL vAC2

1F

Fig. 1-13 Tnel de viento

Fig. 1-4 Clculo del coeficiente Cx


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En el caso de vehculos con caja de carga abierta puede producirse un incremento en elconsumo de carburante de hasta el 30% en comparacin con vehculos con la caja de cargacerrada, debido al peor coeficiente la mayor potencia de resistencia aerodinmica debecompensarse con un mayor potencia del motor-.

3.4. Resistencia de pendiente

La resistencia de una pendiente depende del perfil de la calzada y de la masa del vehculo. Elvehculo precisa disponer de una mayor fuerza de propulsin para vencer la resistencia ofrecidapor la pendiente. Es necesario contar, por lo tanto, con una mayor potencia del motor para evitarun descenso de la velocidad y compensar la potencia de pendiente. Esta resistencia puedeminimizarse si:

se engrana oportunamente la relacin de transmisin adecuada antes de comenzar lasubida.

se cambia lo menos posible durante la subida se circula con bro en el motor dentro de los lmites fijados tema 2-

La fuerza de resistencia de pendiente se calcula:

La fuerza de resistencia de pendiente puedeexpresarse as mismo en grados o en % dedesnivel. Es decir, un desnivel del 6% significa que

en un tramo de 100 metros se incrementa la alturaen 6 metros.

4.- COMPORTAMIENTO DE LA ESTRUCTURA ANTE UNA COLISIN. AIRBAG

La forma exterior de la carrocera y su comportamiento frente a la deformacin son dosfactores muy importantes para la seguridad vial de estos vehculos cunado van circulando. En una

colisin entre dos vehculos, se producen ms daos en los vehculos de menor tamao y en susocupantes. Debido a esto las colisiones entre turismos yvehculos industriales suelen tener graves consecuencias.La rigidez de los largueros y travesaos del bastidor y laaltura del mismo suponen un riesgo adicional para losvehculos d menor tamao.

En caso de colisiones laterales, la proteccinantiempotramiento de los lados sirve para evitar que otrosvehculos ms bajos se empotren debajo del bastidor. Losespacios entre ejes se cierran mediante chapas anchascon lo cual el chasis queda totalmente equipado contra el

empotramiento, conjuntamente con las proteccionesantiempotramiento delantera y trasera, reduciendo lasconsecuencias de los accidentes.

singmFs100

pgmFs

Fig. 1-15 Vuelco de un autobs

Fig. 1-14 Resistencia de pendiente

100

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Desde los ocupantes del vehculo industrial, el habitculo debe protegerles, minimizandolas fuerzas y aceleraciones que actan en caso de accidente. No deben existir objetospuntiagudos ni esquinas ni cantos en el interior de la cabina.

La cabina debe resistir tanto la deformacin lateral como la superior, que se pueden

producir en caso de vuelco, y reducir el desplazamiento de las piezas que pueden invadir elhabitculo. As mismo debe ir equipado con los sistemas de retencin ms eficaces, es decir,cinturones de seguridad y airbag.

Los cinturones de seguridad

Deben tener tres puntos de fijacin al asiento y a la estructura de construccin de la cabina. Elfuncionamiento del mismo debe permitir el desenrollamiento fcil y, a travs de un muellerecuperador, que se tense sobre el cuerpo. Tambin, una vez suelto, debe enrollarserpidamente.

Si se frena bruscamente, se activa el bloqueo del

cinturn y el cuerpo se mantiene, en lo posible, sujeto alasiento por efecto del tensor. El bloqueo lo produce unmecanismo mecnico o uno pirotcnico en funcin delproceso de deceleracin del vehculo.

El airbag

Es una bolsa que se infla con un gas cuando ladeceleracin es tan grande que el conductor podra chocarcontra el volante del vehculo. El inflado se realiza enmilisegundos a travs de la presin del gas generado poruna carga pirotcnica encapsulada en un compartimentoespecial situado en el centro del volante.

5.- CUIDADOS Y MANTENIMIENTO DE LA CARROCERA

La seguridad y longevidad de la carrocera depende en gran manera de su resistencia a lacorrosin, para lo cual hay que evitar acumulaciones de humedad, especialmente en zonasprximas al mar, haciendo una limpieza a fondo, sobre todo de los bajos.

Para dar lustre a la carrocera deben emplearse productos que no contengan abrasivos.

Hay que mirar posibles zonas de retencin de suciedad, esquinas, etc. donde se puedaconcentrar la humedad. En los bajos, pasos de rueda y faldones por el posible depsito degravilla.

Fig. 1-16 Airbag

Fig. 1-15 Asiento


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Los bastidores adoptan distintas formas para conseguir ligereza e indeformabilidad. Cuando seproduce un gran esfuerzo en una rueda, por ejemplo, un golpe al paso del vehculo por unadesigualdad del terreno, si la flexibilidad del sistema de suspensin no puede absorber este golpe,aparece la deformacin del bastidor. En las condiciones normales de trabajo para las que elvehculo fue diseado, las deformaciones desaparecern; sin embargo, si stas se sobrepasan

(exceso de carga, uso inadecuado de su funcin o fuerzas externas por accidente), lasdeformaciones se convertirn en permanentes y se hace necesaria la reparacin.

Las deformaciones permanentes que pueden presentar los bastidores daados son:

Deformacin vertical por exceso de carga. Deformacin lateral por impactos laterales o diagonales. Desplazamiento diagonal. Bastidor torsionado; cuando las huellas de los neumticos de un mismo lado no son

paralelas.

La presencia de grietas y descascarillados en la pintura revelan la existencia de deformacioneslocales en el material que sirve soporte.


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TEMA 2

El motor. Constitucin y funcionamiento

1. Introduccin. Tipos de motores .................................................................15

2. Descripcin de los elementos que forman un motor disel. ...................16

3. Nmero y dispos icin de los ci lindros. .....................................................21

4. Funcionamiento bsico del segn el ciclo de cuatro tiempos. ...............21

5. Caractersticas ms importantes que definen el motor . ..........................246. Motores hbridos y elctr icos .....................................................................27


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1. INTRODUCCIN. TIPOS DE MOTORES

1.1. INTRODUCCIN

El motor es la mquina que transforma energa para obtener el desplazamiento del vehculo.

El motor se identificar segn el tipo de energa transformada; si es trmica, el motor sertrmico, si es elctrica ser elctrico, etc.

La ltima tecnologa desarrollada en los motores da como resultado un excelenterendimiento y un bajo consumo, tanto en motores de gasolina como disel.

La tendencia actual es fabricar motores con mayor potencia, con cilindradas relativamentepequeas, para reducir consumos y contaminacin.

1.1. TIPOS DE MOTORES

Existen muchos tipos de motores pero, en este libro, solamente se estudian los utilizados enlos automviles que, de momento y en su mayora, son motores trmicos.

Como alternativa existen motores elctricosque no pueden competir en prestaciones conlos trmicos pero que, si se apostara por ello, podran existir tecnologas para hacerlo mscompetitivo.

Mientras esto llega, una alternativa, a modo de transicin, es emplear motores hbridos,que incorporan un motor elctrico, para circular por las ciudades y a baja velocidad, y uno

trmico, cuando el conductor demanda ms potencia o circula por vas interurbanas.

Los motores trmicos se caracterizan por transformar la energaqumicade un carburanteen energa trmicapara, en una segunda transformacin, obtener energamecnica. Segn laforma de realizarse la primera transformacin, se clasifican en:

A).- Motores de encendido provocadopor una chispa. Son los que se conocen comomotores de gasolina, por ser ste el carburante que utilizan.

B).- Motores de encendido por compresin. Son los motores disel, que reciben estenombre por el apellido de su inventor. El carburante que utilizan es el gasleo. Son los quemontan los vehculos industriales camiones, autobuses, etc.-.

Los motores elctricos se caracterizan portransformar la energa elctrica,almacenada enun batera o generada, bien por pila de hidrgenou otros compuestos, en energa mecnica.

Los motores hbridos se caracterizan por unacombinacin de motor trmico y elctrico, dondeel motor trmico, utiliza gasolina, normalmente, yel elctrico, la energa la toma de unas bateras ode un alternador acoplado al motor trmico. Lasbateras pueden recargarse en los periodos de

utilizacin del motor trmico.

Fig. 2-1 Motor hbrido


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2. DESCRIPCIN DE LOS ELEMENTOS QUE FORMAN UN MOTOR DISEL

2.1. El motor est formado:

Por un lado, con elementos que constituyen el armazn y la parte exterior y cuya misin esalojar, sujetar y tapar a otros elementos. Se denominan elementos fijosy son:

Tapa de balancines

Culata

Bloque motor

Crter

Y por otro, de elementos encargados de transformar la energa del carburante en trabajo. Sedenominan elementos mvilesy son:

- Colocacin de estos elementos

El bloqueest en la parte central del motor. En su interior se mueven los pistones.

La culataest situada en la parte superior del bloque y en su unin se coloca la junta deculata y en su interior estn las vlvulasdel mecanismo de distribucin.

El crterest situado en la parte inferior del bloque y en su unin debe existir una junta. Enla cmara que forman se aloja el cigeal.

Fig. 2-2 Conjunto motor

Ci eal

Bielas

Fig. 2-3 Elementos mviles

Mecanismo de distribucin

Pistones

Volante de inercia


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- Principio de funcionamiento

Bsicamente, el funcionamiento del motor consiste en que la cmara, formada por lasparedes del cilindro, la cabeza del pistn y la parte inferior de la culata, est cerrada y se llenade aire que al comprimirse aumenta de temperatura de tal forma que, al inyectarse el

carburante, arde ejerciendo una fuerza sobre la cabeza del pistn que lo obliga a desplazarse.Este movimiento, que es rectilneo, se transforma en circular mediante la biela y el cigeal.

2.2. Descripcin de los elementos fijos

El bloque

Dependiendo de la forma, disposicin y caractersticas del bloque, existen motores concilindros en lnea y en V, cuyo nmero es variable en funcin de las necesidades para las

que se construye el motor. En su interior estn los cilindros y sobre stos se desplazan lospistones.

Se encuentra cerrado por su parte superior por la culatala cual se une con el bloque mediante tornillos. Bloque yculata forman una cmara, denominada cmara decompresin, donde se desarrollan las diferentes fases delfuncionamiento del motor. Alrededor de los cilindros, porsu parte exterior, y a travs de determinadas oquedadesen la culata, se hace circular el lquido refrigerante.

La culata

Posee todo tipo de cavidades, agujeros, agujerosroscados, planificados, cilindrados, etc. que la conviertenen el soporte del resto de las partes del motor, como

pueden ser los elementos de la distribucin, los colectores de admisin y escape, losinyectores y calentadores, en su caso, etc.

Fig. 2-4 Bloque de cilindros

Entre la culata y el bloque se interpone unajunta que asegura la estanqueidad de la cmarade compresin y que no pueda haber trasvasede gases y lquidos entre las distintas

oquedades que hay en el bloque y en la culata.La junta de culata debe resistir los cambios depresin y temperatura que aparezcan sin perdersus cualidades de estanqueidad. Si no mantienedicha caracterstica, puede pasar lquidorefrigerante al circuito del aceite causandograves averas en el motor.

Fig. 2-5 La culata

El crter

Est situado en la parte inferior del bloque y es el encargado de contener el aceite delubricacin del motor. Tambin sirve de cierre del motor por su parte inferior y en la zona ms

baja lleva el tapn de vaciado del aceite.

Para evitar las fugas de aceite al exterior se coloca entre el crter y el bloque una junta.


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La tapa de balancines

Est situada encima de la culata y sirve para tapar los mecanismos de la distribucin quevan en la culata. Cierra el motor por la parte superior, lleva el tapn de llenado de aceite y entrela tapa y la culata se coloca una junta para evitar las fugasal exterior.

1.3. Descripcin de los elementos mviles

El pistn

Est situado en el interior del cilindro y va unido a labiela. Recibe la fuerza de expansin de los gases que leobliga a desplazarse por el cilindro, en un movimiento linealalternativo. Para poder desplazarse, el dimetro es algoinferior al del cilindro y para reducir la posible fuga de gases,se utilizan los segmentos.

Su forma es cilndrica y tiene unas ranuras que alojan lossegmentos y un taladro donde se monta el buln.

Cuando los segmentos se desgastan, permiten que parte de los gases se escapen de lacmara de compresin con lo que se produce una prdida de potencia, un consumo excesivode aceite que provoca que se acumule carbonilla en la cmara. A travs de ellos se transmite

parte del calor del pistn a las paredes del cilindro.

La funcin del bulnes servir de unin entre el pistn y labiela.

La cmara de compresin puede estar formada por unaconcavidad que llevan algunos pistones en su parte alta.

Debido a las altas temperaturas que pueden alcanzar lospistones, debe utilizarse unarefrigeracin forzada. Dicharefrigeracin consiste enmandar un chorro de aceite ala parte inferior del pistnmediante unos inyectoressituados en el bloque, en laparte baja de los cilindros.

La biela

Est colocada entre el pistn y el cigeal y transmite aste el movimiento del pistn. Junto con el cigeal,transforma el movimiento lineal del pistn en giratorio delcigeal.

Fig. 2-7 Chorro de aceite en el

interior del pistn

Fig. 2-8 Unin Pistn-Biela-Cigeal

Fig. 2-6 Conjuntoelementos mviles


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El cigeal

Es el eje motor que gira impulsado por la expansin de los gases que se produce en lacmara de compresin, y trasmite ese giro y la fuerza motriz generada al sistema detransmisin y de ste a las ruedas. Con su giro tambin se accionan una serie de elementos

como:

La distribucin.

Las bombas de lubricacin y refrigeracin.

El ventilador.

El generador.

El compresor del aire acondicionado.

La bomba de la direccin asistida.

Compresor del sistema neumtico de frenos y suspensin.

A travs del giro del cigeal se puede saber la posicin exacta de los pistones y se

determinan, as, los momentos del ciclo de trabajo del motor.

El volante de inercia

Va acoplado en un extremo del cigeal. Por su cara externa se coloca el mecanismo deembrague al que se acopla o desacopla a voluntad del conductora travs del pedal de embrague. En su periferia lleva una coronadentada que sirve para que engrane el pin de la puesta enmarcha. En el otro extremo del cigeal se colocan los discosantivibradores para reducir las torsiones del cigeal.

1.4. Elementos del sistema de distribucin

Este sistema realiza, a travs de la apertura y cierre adecuadode las vlvulas, la entrada de los gases al interior de los cilindrosy la salida de los mismos, ya quemados, al exterior.

Fig. 2-9 Volante deinercia

Est formado por:

El mecanismo de accionamiento

Las vlvulas

El rbol de levas

Fig. 2-10 Sistema de Distribucin


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Las vlvulas

Son de dos tipos: admisin y escape. Van colocadas en la culata distribuidas segn el

nmero, forma y tamao de la cmara de compresin. Cada vlvula es mantenida en suasiento por la accin de un muelle, aunque puede disponer de ms muelles que la cierran yretienen contra su asiento. Las vlvulas abren y cierran el cilindro permitiendo que los gasesfrescos y quemados entren y salgan de l en los momentos oportunos.

El rbol de levas

Su movimiento debe ir sincronizado con el de lospistones de tal forma que cuando el pistn est en lazona superior de los cilindros las vlvulas estncerradas o muy poco abiertas y as no se produzcaningn choque entre ellos.

Cuando el rbol de levas gira, empuja la vlvula yproduce su apertura y, a medida que deja de empujar,la vlvula vuelve a su posicin inicial obligada por laextensin del muelle que va anexo a ella.

A travs del rbol de levas tambin se transmite elmovimiento a otros elementos, como la bomba deinyeccin, el compresor del sistema neumtico, la

bomba de lubricacin, etc.

El mecanismo de accionamiento

Se encarga de hacer llegar el movimiento de la leva a la vlvula. Su constitucin depende dela distancia que separa las levas de las vlvulas. Actualmente esta distancia, para conseguirmecanismos ms eficaces en cuanto a mejor transmisin del movimiento, menor desgaste y

ruido, es muy pequea y casi no se necesita elementos intermediosentre la leva y la vlvula.

Para que el sistema de distribucin funcione adecuadamentedebe tener una cierta holgura, denominada juego de taqus, que vavariando en funcin del desgaste y de la temperatura de loselementos de la distribucin. Segn sea dicha holgura puede variarel funcionamiento ptimo del motor. Para que no ocurra eso y notener que pasar por el servicio de mantenimiento para realizar losajustes necesarios, casi todos los motores disponen de unoselementos que regulan este juego de forma automtica; son lostaqus hidrulicos. Estos taqus, utilizando el aceite de lubricacin,hacen que no sea necesario ajustar el juego de taqus. Para ello,permiten que la cantidad de aceite que hay en su interior vare,segn las condiciones de temperatura del motor, con lo que lalongitud del taqu es variable y se va adaptando automticamente.

Es decir, si el motor est fro, las piezas todava no han

alcanzado su temperatura ptima, en el interior del taqu hay msaceite que si las piezas se calientan y dilatan.

Fig. 2-11 Vlvulas y rbol de levas

Fig. 2-12 Cascada deengranajes


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El sistema de arrastre del rbol de levas puede variar segn sea la distancia entre elcigeal y el propio rbol de levas. En la mayora de los motores que montan los camiones yautobuses, se emplean una serie de engranajes colocados en cascada.

3.- NMERO Y DISPOSICIN DE LOS CILINDROS

Para que los motores puedan responder a las exigencias del transporte, tanto demercancas como de personas, disponen de varios cilindros -4, 6, 8 10- dependiendo dedichas exigencias. La colocacin de unos con respecto a otros viene impuesta por el diseo delcigeal que responde a la necesidad de que los esfuerzos de la expansin de los gases sobreel cigeal deben repartirse uniformemente y as el movimiento de giro sea suave y regular.

La disposicin relativa de los cilindros, independiente de sunmero, puede ser:

Motores de cilindros en lnea: los cilindros estn dispuestos

uno al lado del otro formando una lnea. Suelen tener seis cilindros.

Motores de cilindros en v: los cilindros estn repartidos en dosbloques. El ngulo que forman las ramas de la V puede tenerdistintos valores, siendo el ms utilizado el de 90.

Fig. 2-13 Motor de6 cilindros en lnea

Fig. 2-14 Motor de8 cilindros en V

4.- FUNCIONAMIENTO BSICO DEL MOTOR DISEL SEGN EL CICLO DECUATRO TIEMPOS

El proceso de transformacin de la energa del carburante en trabajo sigue una serie de

fases denominadas ciclo de funcionamiento. Un ciclo es una serie de procesos con uncomienzo y un fin para conseguir un determinado objetivo y que se repite de forma continua. Elciclo Disel ser, por lo tanto, la serie de operaciones que ha de llevar a cabo el motor paraconseguir que el aire y el carburante se mezclen y expansionen de forma rpida y eficiente.

Para entender mejor dicho ciclo conviene definir algunos conceptos.

Se entiende por carreraal desplazamiento del pistn desde su parte ms alta, punto muertosuperior(PMS), hasta su parte ms baja, punto muerto inferior(PMI), o el movimiento contrario.

La unin de dos carreras forma una revolucin o vuelta de cigeal.

Como el ciclo completo est formado por cuatro tiempos, el pistn necesita de cuatrocarreras para completarlo y dos vueltas del cigeal. Este ciclo se denomina de cuatrotiempos.


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3.1.Motor Disel de cuatro tiempos.

El llenado de los cilindros se realiza solamente con aire, introduciendo, posteriormente, el

carburante a alta presin, el cual arde espontneamente al ponerse en contacto con el airepreviamente comprimido, cuya temperatura est por encima del punto de inflamacin delcarburante. Dicha combustin se realiza bruscamente, lo que produce la trepidacincaracterstica de estos motores, la cual es cada vez ms reducida por los sistemas deinyeccin a muy alta presin y discontinuos.

En los motores Disel es necesaria una elevada relacin de compresin, del orden de 22/1 a24/1, para conseguir las temperaturas adecuadas en el interior del cilindro, con objeto de quese produzca la autoinflamacin del carburante al ser inyectado.

Este grado de compresin hace que laspresiones de trabajo sean muy elevadas por lo

que las piezas que lo constituyen soportangrandes esfuerzos.

Por otra parte, el rendimiento del motor esmayor cuanto mayor sea la relacin decompresin y, al ser ms alta en los Disel, elaprovechamiento de la energa del carburante esmayor en estos motores que en otros.

El sistema de alimentacin suministra, enfuncin de lo que desee el conductor y en cada

momento, la cantidad justa de carburante segnlas necesidades de marcha, sin que se produzcaprdida en los mismos por mezclasexcesivamente ricas ni pobres. El carburanteutilizado es el gasleo. Fig. 2-15 Motor de combustin

Por su particular forma de alimentacin, necesitan una sobreaportacin de aire para obteneruna buena combustin que, en condicionesptimas, como se quema todo el carburante,produce poca cantidad de gases txicos. Encambio, la produccin de partculas slidas esalta, siendo un campo en el que deben

evolucionar las prximas versiones de estosmotores.

Fig. 2-16 Elementos de inyeccin

Necesitan una gran precisin en laconstruccin de la bomba de inyeccin y unfiltrado muy riguroso del carburante para que nose obstruyan los inyectores.

En invierno, cuando el aire y las paredes delcilindro estn a temperaturas muy bajas, latemperatura alcanzada en la compresin puede

no ser suficiente para inflamar el carburante. Poresto necesitan usar calentadores que se colocanen las cmaras de compresin.


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Estos calentadores son puestos en funcionamiento bien por el conductor, bien de formaautomtica durante unos instantes antes de arrancar el motor. As se calienta el aire y lasparedes de la cmara. El calor generado favorece el calentamiento del aire que penetra en suinterior. Con ello se consigue una mayor temperatura del aire al finalizar la compresin. Estoscalentadores se desconectan automticamente al accionar el arranque.

El consumo de carburante en los motores depende esencialmente de la relacin decompresin, de la forma de realizar la mezcla y del llenado de los cilindros. Estos factoresvaran notablemente de unos motores a otros y determinan la diferencia de consumo existenteentre ellos.

La regulacin de potencia se realiza variando la cantidad de carburante inyectado en funcinde la potencia solicitada. Como la mayor o menor cantidad de carburante inyectado no influyeen la cantidad de aire que entra en el cilindro, la compresin no disminuye mucho y elrendimiento se mantiene ms o menos constante a cualquier rgimen de carga.

La velocidad de rgimen est limitada por el corto tiempo de que

disponen para la formacin de la mezcla en el interior de sus cilindros, locual limita la velocidad de los mismos, llegndose en los motoresgrandes ms rpidos a un rgimen que no supera las 3000 r.p.m.

Los cuatro tiempos que se desarrollan en un motor Diselson:

Admisin. El aire, previamente filtrado, entraen el cilindro debido a la depresin producida porel descenso del pistn. La vlvula de admisindebe abrirse para permitir dicha entrada. La de

escape permanece cerrada.

Fig. 2-17 Admisin

Compresin. Con las dos vlvulas cerradas, el pistn asciendehacia el PMS, y el volumen de aire es comprimido entre 17 a 22 vecesdependiendo del motor por lo que su presin asciende hasta 50 u 80bares, y su temperatura hasta casi 600 C.

Fig. 2-18 CompresinCombustin. Todava con las vlv ulas

cerradas y el pistn subiendo, se inicia lainyeccin de carburante. Este momento, marcado por el fabricante, esel ms adecuado, dependiendo del rgimen de giro y lo apretado que

est el pedal acelerador. La combustin del gasleo, que se habrinyectado a ms de 1000 bares, se produce un poco despus hastaalcanzar la temperatura de inflamacin. El tiempo durante el cual est

entrando carburante depender de la cantidad ainyectar pero podra llegar a 35 de giro delcigeal. Segn se produce la combustin, losgases se expansionan y obligan al pistn adescender hacia su PMI, haciendo la carrera detrabajo y obligando al cigeal a girar.

Fig. 2-20 Escape

Fig. 2-19 Combustin

Escape. Como los gases que se producen durante la combustin hayque expulsarlos, el pistn asciende arrastrando a stos hacia la salida

que abre la vlvula de escape. La vlvula de admisin permanececerrada.


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4

LDC

2

U

5.- CARACTERSTICAS MAS IMPORTANTES QUE DEFINEN EL MOTOR

Para comprender las caractersticas que definen un motor y su utilidad, es necesarioconocer la terminologa usada para indicar algunas dimensiones y valores fundamentales.

Algunos de estos valores son dimensionales y otros de funcionamiento.

Punto Muerto Superior(P.M.S.): Posicin del pistn ms prxima a la culata.

Punto Muerto Inferior(P.M.I.): Posicin del pistn ms alejada de la culata.

Carrera: Distancia entre el P.M.S. y P.M.I.; se expresa en milmetros (mm).

Dimetro del cilindro: Dimetro interior, expresado en milmetros (mm).

Cilindrada: es el volumen generado por el pistn en su movimiento desde el P.M.S.hasta el P.M.I.; se expresa en cm3 o en litros.

Cilindrada del motor: es la suma de la cilindrada de todos los cilindros del motor. Seobtiene multiplicando la cilindrada de un cilindro por el nmero de ellos y se expresaen cm3 o en litros.

Volumen de la cmara de compresin: es el espacio que queda cuando el pistnest en el P.M.S.; suele expresarse como un volumen VCy, por tanto, en cm

3

Volumen total del cilindro: es el espacio comprendido entre la culata y el pistncuando ste se halla en el P.M.I.; viene expresado como VTy en cm

3

Relacin de compresin (Rc): se entiende por tal, el cociente entre el volumen total

del cilindro y el volumen de la cmara de compresin. Expresa lo comprimido quequedan los gases en la cmara de compresin y se obtiene:

NCC UT

C

CU

C

V

VCR


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PMS

Si se divide el volumen total del cilindro entantas partes iguales al volumen de la

cmara de compresin, y se compara con

este ltimo volumen, el resultado indica

cuntas veces es ms grande un volumen

que otro, es decir, cuntas veces se ha

comprimido. En el caso de la figura, es 17

veces ms grande, por tanto, la relacin de

compresin es de 17 a 1.

Vc

Cu

PMI

9550

rpmnParP

1minNm

kW

Fig. 2-21 Relacin de compresin

Par motor: es el esfuerzo de giro que realiza el motor medido en el eje del cigeal.Se obtiene haciendo funcionar al motor a distintosregmenes de giro y, con dispositivos de freno, serealiza un par contrario suficiente como para pararel cigeal. La unidad de medida es el Newton pormetro (Nm).

Potencia: es el trabajo que entrega el motor en un

determinado tiempo. Se mide en kilovatios (kW) yse obtiene como resultado de las mediciones quese hacen para el par motor o bien a travs de lasiguiente expresin:

Nmero de r.p.m.: es el nmero de vueltas que dael cigeal en un minuto. Es un dato de elevadaimportancia en relacin con la utilizacin del motory todos los camiones y autobuses disponen de un

indicador en el tablero de instrumentos. Se expresacomo min-1

Fig. 2-22 Esfuerzo de giro

Consumo especfico de carburante: indica la cantidad de gramos de carburantenecesaria para obtener un kilovatio durante una hora. Se expresa en g/kWh.

Todas las caractersticas mencionadas son fijas para un determinado motor, salvo las cuatroltimas que indican las prestaciones del motor y que el conductor deber conocer para obtenerel mximo aprovechamiento del carburante con el esfuerzo mnimo del motor. El conductor quesiga esta premisa obtendr un ahorro directo de carburante, un aumento de la vida til de laspiezas mviles y la reduccin al mnimo de la contaminacin medioambiental producida por elmotor.


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Si el conductor conoce el par, la potencia y el consumo especfico a diferentes nmerosde revoluciones, puede obtener lamxima rentabilidad del motor. Estosdatos los facilita el fabricante delmotor a travs del Manual para elConductor o a travs de lapublicacin de un diagrama con lastres curvas caractersticas.

De la observacin de lascurvas de la figura, se desprende queel mnimo consumo lo obtiene estemotor cuando gira sobre las 1600 rpm,con el pedal acelerador apretado almximo. Normalmente el motor notrabaja con el acelerador pisado afondo, que es como se representan

las curvas, y el conductor deberconocer los intervalos de revolucionesen los que se consiguen los valoresptimos de par y de consumo.

Por tanto, estas grficas quepueden servir para ver elcomportamiento terico y estacionario,rgimen constante, no puedenutilizarse para calcular el consumoreal ya que cuando el vehculo circulase producen cambios permanentes de

las revoluciones del motor y de laposicin del pedal acelerador. Tendrque ser el conductor quien decida,aunque, por regla general, lasrevoluciones ptimas podrn estarmuy cerca de las que indica elfabricante en sus diagramas tericos.

En la figura 2-24, el valor del par, queest representado por la lnea azul, es elevadodesde las 1.000 r.p.m. e indica un buen

comportamiento en los momentos de iniciar lamarcha. Los mejores motores se distinguen porun desarrollo lo ms uniforme posible.

Por otro lado, la forma y mximo valorde la curva de potencia, representada por lalnea roja, determina las mximas prestacionesen cuanto a aceleracin y capacidadascensional.

La comprensin del funcionamiento delmotor a travs de las dos curvas y su relacin

con la curva de consumo especfico, lneaamarilla, determina la rentabilidad del motor. Fig. 2-24 Curvas caractersticas

Fig. 2-23 Curvas de par, potencia y consumo


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5.- MOTORES HBRIDOS Y ELCTRICOS

5.1. El motor hbrido

Esta definicin se aplica a los motores que resultan de combinar el motor trmico

con un motor elctrico. La finalidad de la aplicacin de los motores hbridos en losvehculos es reducir al mnimoel nivel de emisiones contaminantes y el consumode carburante, sin necesidad de conectarse a una red elctrica para recargarse.Esta parece ser la apuesta y tendencia de los constructores de vehculos.

Las caractersticas bsicas de diseo de estos vehculos con propulsoreshbridos son: la incorporacin de motores trmicos de baja cilindrada y unacarrocera construida en materiales ligeroscon una aerodinmica optimizada paraminimizar la resistencia del viento, y compensar as la masa de las bateras,consiguiendo que no se produzcan prdidas sustanciales tanto en el rendimiento del

vehculo, como en su autonoma y seguridad.

Existen varias configuraciones hbridas, dependiendo del fabricante. En general,se pueden distinguir dos tipos, en funcin del rango de funcionamiento:

1.- Con motor elctrico de asistencia. Elmotor elctrico es un impulsor de asistencia.Solamente entra en funcionamiento en losmomentos de detencin y aceleracin. Elmotor trmico, que suele ser de gasolina, esel propulsor principal; deja de funcionar

automticamente cuando el vehculo sedetiene y vuelve a funcionar al pisar el pedalde embrague para seleccionar la primeravelocidad del cambio manual. Adems,recarga, en las fases de deceleracin, lasbateras que almacenan la energa elctricaque necesita el motor elctrico.

Fig. 2- entes25 Situacin de los distintos compon

2.- Hbrido -elctrico+trmico-.En estos vehculos el motor elctricono es solamente de asistencia, ya

que su potencia es suficiente paradotar al vehculo de movilidad abajas velocidades con un granrendimiento energtico. Cuando elvehculo est detenido y endesplazamientos a baja velocidad,las ruedas motrices son impulsadassolamente por el motor elctrico: elconsumo de carburante en esascondiciones es nulo. El motor

trmico, que suele ser de gasolina,se desconecta a velocidadesinferiores a 30 kilmetros por hora y

El motor trmico recibe la ayuda del motorelctrico para una aceleracin extra,permitiendo el uso de motores ms pequeos y

i i

Tanto el motor trmico como el elctrico, alactan como freno, almacenan dicha energa enlas bateras, para utilizarla cuando se necesite

Batera

MotorElctrico

MotorTrmico

A bajas velocidades, la batera proporciona todala energa necesaria para el desplazamiento. Elmotor trmico est inactivo

El frenado regenerativo convierte parte de laenerga, que se necesita para frenar, enelectricidad que se almacena en las bateras

Fig. 2-26 Flujo de energa


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se conecta cuando se supera esta velocidad, siendo el mismo motor elctrico el quelo pone en marcha, eliminando todo movimiento brusco de arranque. Por otra parte,en condiciones de deceleracin o frenado, se conecta el generador de carga de lasbateras y ayuda a retener el vehculo.

Existen hbridos cuyas bateras pueden ser recargadas enchufando el vehculo auna fuente externa de energa elctrica. Esencialmente es un hbrido normal con uncable de extensin con el cual se puede repostar en la gasolinera y conectarlo a lared elctrica.

La transmisin est diseada para ajustar continuamente la potencia entregadapor el motor trmico y el elctrico, para alcanzar el mximo nivel de rendimiento.

5.2. El motor elctrico

Es una mquina que transforma la energa

elctrica en energa mecnica. Debido a susmltiples ventajas, entre las que cabe citar sueconoma, limpieza, comodidad y seguridad defuncionamiento, ha reemplazado en gran parte aotras fuentes de energa.

Algunos de los motores elctricos sonreversibles, pueden transformar energa mecnicaen energa elctrica funcionando como generadores;pueden realizar ambas tareas, si se los equipa con

frenos regenerativos.

La clasificacin de los tipos de motores elctricos es muy amplia y, por tanto,difcil de abarcar en un temario como este. En cambio, el principio defuncionamiento es muy parecido. Los motores ms utilizados en los automvilestienen el mismo funcionamiento que los que se utilizan tanto en un motor dearranque como en un limpiaparabrisas; la diferencia est en el resultado final: unosse utilizan para mover las ruedas del vehculo y otros accionan unos elementos(cigeal, brazos limpiaparabrisas, etc.).

5.2.1. Funcionamiento

La conversin de energa se debe a la interaccin entreuna corriente elctrica y un campo magntico. Este campomagntico, que se forma entre los dos polos opuestos deun imn, es un espacio donde se ejerce una fuerza sobredeterminados elementos o sobre otros camposmagnticos. Un motor elctrico aprovecha este tipo defuerza para hacer girar un eje, transformndose as laenerga elctrica en movimiento mecnico.

Los dos componentes bsicos de todo motor elctrico

son el rotor y el estator. El rotor es una pieza giratoria, unelectroimn mvil, con varios salientes laterales, que llevan cada uno a su alrededorun bobinado por el que pasa la corriente elctrica. El estator, situado alrededor del

Fig. 2-27 Motor elctrico

Fig. 2-28 Campo magntico:la gen ientoeracin del movim


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rotor, es un electroimn fijo, cubierto con un aislante. Al igual que el rotor, disponede una serie de salientes con bobinados elctricos por los que circula la corriente.

Contiene un nmero mucho ms pequeo de piezas mecnicas que un motor decombustin interna, por lo que es menos propenso a los fallos. Los motores

elctricos son ms giles en lo que respecta a variacin de potencia y pueden pasarrpidamente desde la posicin de reposo a la de funcionamiento al mximo. Sutamao es ms reducido y pueden desarrollarse sistemas para manejar las ruedasdesde un nico motor.

5.2.2. La fuente de alimentacin

Pueden existir dos tipos:

A travs de bateras. Mediante la generacin de electricidad,

utilizando el hidrgeno como combustible.

Elctrico Hidrgeno

Fig.

Bateras:sistemas de almacenamiento de electricidad.Su inconveniente es que tienen una gran masa y ocupan mucho espacio. Adems,cuando se gastan, necesitan varias horas para recargarse antes de poder funcionarotra vez, mientras que en el caso de un motor de combustin interna basta slo conllenar el depsito. Pese al avance continuo en este campo, todava almacenan pocaenerga por unidad de masa o volumen.

2-29 Dos fuentes de energun mismo ob

a:jetivo

Cdula de combustible: Hidrgeno. Los motores

elctricos tambin pueden funcionar con la electricidadgenerada en una clula combustible donde al forzar elpaso de hidrgeno por la misma este en contacto con eloxgeno genera electrones y como residuo aguacaliente pura. Las clulas de combustible todava estnen fase de experimentacin en diferentes automviles.Todava pues falta para alcanzar un sistema elctrico100% renovable. Pero sin embargo, la presencia devehculos elctricos en entornos urbanos puede animarel desarrollo de las energas limpias. Las entidades quepromueven los vehculos elctricos apuestan por

estaciones de recarga pblicas alimentadas con energa solar.

Fig. 2-30 Generacin deelectricidad

5.2.3. Ventajas

Aparte de que, en principio, los motores elctricos no producen emisiones(recordemos que la electricidad al final sale de plantas energticas que SI producenemisiones), tienen una serie de ventajas respecto a los motores trmicos:

Tienen un menor peso y tamao para la misma potencia. Su par es elevado y constante (en los motores trmicos empieza a caer a

un determinado rgimen de giro). Su rendimiento es del 75% (en los motores trmicos ronda el 30 o 40%). Pueden tener cualquier tamao.


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TEMA 3

Sistema de alimentacin

1. Misin y funcionamiento.............................................................................302. Circuito de alimentacin de aire. Sobrealimentacin...............................333. Circuito de alimentacin de carburante. ...................................................354. Mantenimiento. ............................................................................................385. Nociones generales de algunos tipos de carburantes.............................42


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1. MISIN Y FUNCIONAMIENTO

1.1. Introduccin

El sistema de alimentacin se encarga de hacer llegar la necesaria cantidad de aire ycarburante a los cilindros, para un funcionamiento ptimo del motor.

En los motores Disel, el llenado delos cilindros se realiza introduciendo porseparado el aire y el carburante, loscuales se mezclan en el interior de lacmara de compresin en el momentoen que debe producirse la combustin deesta mezcla.

Generalmente, en el colector de

admisin, no hay vlvula de mariposaque determine la cantidad de aire quedebe llegar a los cilindros en el tiempode admisin. La aspiracin de lospistones es la que determina la cantidadde aire.

Mediante el pedal acelerador, el conductor determina la cantidad de carburante que se inyecta,aunque los sistemas electrnicos pueden corregir dicha cantidad en funcin de las seales que lelleguen de varios sensores.

Una vez el aire se encuentra comprimido en la cmara de compresin se inyecta el carburante,momento en el cual, por contacto, se inflama la mezcla producindose trabajo.

1.2. Tipos de inyeccin

La forma de la cmara de compresin y, algunas veces la dela cabeza del pistn, son diseadas para favorecer la uninentre aire y carburante, mejorando la combustin y elrendimiento.

Todos los sistemas de inyeccin Disel tienen un inyector encada cilindro, es decir son multipunto y la inyeccin puede sercontinua, con la cual toda la cantidad de carburante se inyectade una vez, o discontinua, en la que la cantidad a inyectar llegaal cilindro de forma intermitente con intervalos definidos.

Tambin existen dos tipos en funcin del lugar donde seproduce la inyeccin: inyeccin directa e indirecta cmarasecundaria-.

Fig. 3-2 Inyeccin directa

2 Filtro de aire 1 Entradade aire

Fi . 3-1 Sistema de alimentacin


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a) Inyeccin directa

El carburante es inyectado directamente en la cmara de compresin. Para mejorar elrendimiento, el pistn presenta una concavidad semiesfrica, que adems impide que elcarburante no quemado se pueda diluir en el aceite de lubricacin, deslizndose por las paredesdel cilindro.

Adems, esta forma semiesfrica impide que la expansin sea irregular. La presin deinyeccin es muy elevada (entre 300 y 2.000 bares; 1 bar = 1,02 kg/cm2) para permitir que elcarburante penetre lo suficiente en la cavidad en la cual el aire est comprimido a unos 80 bares.Una presin de inyeccin ms dbil no producira una pulverizacin fina; la mezcla con el aire serainsuficiente y la combustin no sera completa. La mayora de los motores de camiones yautobuses utiliza este tipo de inyeccin.

b) Inyeccin indirecta

La inyeccin, en este caso, no se realiza directamenteen la cmara de compresin, sino en una cmarasecundaria desde donde se expande hacia la cmaraprincipal. De los varios tipos que existen, en la figura serepresenta el de cmara de turbulencia.

1.3. Elementos del sistema de alimentacin

El sistema de alimentacin es el encargado de hacerllegar el aire y el carburante, por separado, al interior delos cilindros.

Para que el aire llegue adecuadamente pasa por unfiltro y por el colector de admisin hasta la vlvula que lo

comunica con el interior del cilindro.

Para que el carburante llegue necesita un depsito, una bomba de alimentacin,canalizaciones, filtros, bomba de inyeccin e inyectores.

Por tanto, necesita de la utilizacin de dos circuitos independientes entre s, pero a la vezrelacionados. Dichos circuitos son:

Circuito de alimentacin de aire. Circuito de alimentacin de carburante.

2. CIRCUITO DE ALIMENTACIN DE AIRE

2.1.Introduccin

A travs de los elementos de este circuito, durante lafase de admisin, pasa el aire de la atmsfera,debidamente filtrado, al interior de los cilindros. Lacantidad de aire admitida depende nicamente de la

Fig. 3-3 Inyeccin indirecta con

cmara de turbulencia

entrada

salida

Fig. 3-4 Recorrido del aire en el filtro


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Carcasa

Elemento filtrante

Fig. 3-6 Colocacin del filtro

aspiracin de los pistones. El filtrado del aire se realiza emplendose dos tipos de elementosfiltrantes: filtros secos ms utilizados- y filtros en bao de aceite.

El filtro debe limpiar el aire de las posibles impurezas que tenga, perono tiene que estar muy tupido porque impedira el paso de la suficientecantidad. Si pasara algo de polvo, formara con el aceite una pasta lijosa,

que originara el desgaste prematuro de las piezas.

Segn se va ensuciando el elemento filtrante, aumenta su resistenciaal paso de aire y el carburante que se inyecta ya no tiene suficiente airecon el que mezclarse, provocando una reduccin del rendimiento delmotor, disminuyndose la potencia y aumentndose el consumo decarburante. En esas condiciones, el motor produce ms gasescontaminantes y ms cantidad de partculas sale humo muy negro porel tubo de escape-, lo que tambin deja residuos que van ensuciando elinterior del motor.

Para aumentar la vida til del filtro, se dispone, en la

carcasa del mismo, de unos separadores que producenla decantacin significa depositarse en el fondo delrecipiente - de gran cantidad de polvo antes de pasarpor el elemento filtrante. Resulta por ello muyimportante realizar un mantenimiento peridico,abriendo la tapa de la carcasa y soplando con aire apresin, y la sustitucin, cuando sea necesario. Puedeir equipado con un indicador que avisa cuando el filtroest saturado de partculas y si aparece agua enexceso, procedente de la condensacin del vapor quehay en la humedad del ambiente, tambin lo indica.

Puesta en Marcha del motor Disel

Debido a que la inflamacin de la mezcla se produce por autoencendido, mediante la elevacinde temperatura y presin, cuando se produce la puesta en marcha, especialmente en tiempo fro,el aire y las paredes del cilindro se encuentran a baja temperatura por lo que, al final de lacompresin, no se alcanza suficiente temperatura para inflamar el carburante.

Para paliar este defecto, se utilizan distintos sistemas paracalentar la cmara de compresin y los colectores deadmisin. Algunos de estos sistemas son:

Precalentamiento por llama. Acoplando una resistencia al colector de admisin,

que caliente el aire de admisin.

Colocando unas bujas de calentamiento.

Estas bujas, que no se utilizan nada ms que en la puesta en marcha, no tienen electrodos,sino que son tipo lmpara de incandescencia.

Fig. 3-7 Calentador

Fig. 3-5 Limpieza delelemento filtrante


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Las bujas empleadas son bipolares. Estn montadas enparalelo y son accionadas, al girar la llave de contacto sinaccionar la puesta en marcha elctrica, por la energa de labatera. Cuando estn funcionando las bujas, se enciende unaluz testigo en el tablero; hasta que no se apague esta luz no sedebe accionar la puesta en marcha elctrica.

En algunos motores, estos calentadores van conectados enserie pero tienen el problema de que si se funde el filamento deuno, los dems no funcionan.

2.2. Nociones relativas a la sobrealimentacin de motores

Un motor se llama atmosfrico cuando el aire es aspirado, solamente, por la depresin creadaen los cilindros por los pistones. El aire que entra est a la presin y temperatura del ambiente. Unincremento de la presin eleva el flujo de aire, disponindose mayor cantidad de oxgeno para lacombustin, rindiendo mayor potencia el motor. Adems, otra ventaja es que se aprovecha mejorla energa contenida en el carburante. Actualmente, todos los motores de los camiones yautobuses son sobrealimentados.

El turbocompresorconsta de dos ruedas de paletas: una montada en la canalizacin de escape,turbina,recibe el empuje de los gases de escape antes de que salgan al exterior; la otra, colocadaen la canalizacin de admisin, aspira aire despus de pasar por el filtro de aire y lo manda a loscilindros a una cierta presin, compresor. Ambos, que deben estar estancos entre s y con elexterior, estn unidos a travs de uneje.

Nada ms arrancar el motor, los primeros gases empujan a la turbina que empieza a girar. Estegiro llega al compresor a travs del eje pero, al girar despacio, la aspiracin y compresin que lecomunica al aire no es mayor que la presin atmosfrica. A medida que la cantidad de gases es

Alrededor de 1 atmsfera depresin

Fig. 3-9 Comparacin de la presin del aire en elcolector de admisin

Motorsobrealimentado

Mnimo 1 atmsferaMximo sobre 2 atmsferas

Motor atmosfrico

Fig. 3-8 Conexin en paralelo


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mayor, el giro de la turbina es mayor y lo mismo ocurre con el compresor, comprimiendo el aire porencima de la presin ambiente. A partir de este momento es cuando el turbocompresor acta a

pleno rendimiento, lo que se conoce comoque entra el turbo. Estas operaciones seproducen con un cierto retraso con el procesode aceleracin del motor.

Para que la presin de sobrealimentacinno pueda ser excesiva, se desva una partede los gases de escape, directamente al tubode escape sin pasar por la turbina. Estedesvo se realiza a travs de una vlvula dedescarga accionada por la presin de losgases de admisin, reducindose la presinde sobrealimentacin. En algunos

turbocompresores, controlados de forma electrnica, cuando se suelta el pedal acelerador se abreautomticamente la vlvula de descarga.

El nmero de revoluciones del turbocompresor puede alcanzar valores de ms de 100.000r.p.m.; esto significa que est sometido a unas exigencias muy grandes y necesita una lubricacinmuy efectiva, con un aceite de alta calidad.

a) Lubricacin del turbocompresor

El mismo aceite que utiliza el motor es impulsado por una bomba, a travs de una tubera,hasta el eje del turbo y despus es guiado por otra tubera de vuelta hasta el crter.

Fig. 3-12 Recorrido de los gases

Del filtro deaire

Hacia el tubode escape

Fig. 3-10 Montaje de lavlvula de descarga

Tubo de escape

Vlvula dedescarga

Turbina

MOTOR

Del filtro de aire

Compresor

Presin de admisin

Gasesde

Turbina escapeAireComprimido

Compresor

Eje

Fi . 3-11 Constitucin del Turbocom resor


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b) Refrigeracin del turbocompresor

Normalmente, el turbocompresor est colocado de tal manera que el aire, que desplaza elvehculo en su movimiento, incide directamente sobre l.

Este tipo de refrigeracin suele ser deficiente, por lo que, en algunos motores, elturbocompresor se refrigera con lquido refrigerante.

c) Intercooler

La misin de este mecanismo es enfriar el aire de admisin.

La temperatura del aire de admisin, al entrar en contacto con el compresor, aumenta. Tambinaumenta, y en mayor medida, cuando se comprime.

Este es uno de los inconvenientes que tiene el turbocompresor, ya que el aumento de latemperatura de los gases de admisin hace que se pierda parte de la capacidad de llenado.

Para solucionar este inconveniente se coloca entre el turbocompresor, a la salida del airecomprimido y caliente, y el colector de admisin, un intercooler.

En el intercooler, los gases de admisin pasan por unos tubos estancos sobre los que incidedirectamente el aire exterior, bajando la temperatura del aire interior, para salir los gases a la mitadde la temperatura con la que entraron. Se denomina refrigeracin aire/aire.

El intercooler suele ir colocado delante del radiador del motor.

Mediante el turbocompresor con intercooler se pueden obtener aumentos de potencia del ordendel 50%.

3. CIRCUITO DE ALIMENTACIN DE CARBURANTE

Para el estudio del circuito de alimentacin de carburante, se divide este circuito en dos:

Circuito de baja presin.

Circuito de alta presin.

3.1. Circuito de baja presin

Este circuito est compuesto de lossiguientes elementos (fig. 3.12):

Depsito de carburante (1) Bomba de alimentacin (4) Filtros de carburante (2 y 5) Conductos y vlvulas (3)

Los elementos numerados con el 6 (bombade inyeccin) y el 7 (salida hacia los inyectores) pertenecen al circuito de alta presin.

Fig. 3-13 Circuitosde carburante


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Por este circuito circula carburante a una presin baja (entre 1 y 2 bares) y es el encargado deextraer el carburante del depsito, filtrarlo y alimentar la bomba de inyeccin. El exceso decarburante retorna al depsito por medio de la vlvula de rebose y de las tuberas de sobrante.

a) Filtros de Carburante

Estos elementos, debido a las caractersticas de precisin del equipo de inyeccin, adquierenuna importancia enorme.

Para asegurar un correcto filtrado del carburante,se somete a ste al paso por una serie de elementosfiltrantes, como son:

1) Prefiltro: en el depsito.

2) Filtro principal: se coloca entre la bomba dealimentacin y la bomba de inyeccin. Su misin esrealizar una limpieza esmerada del carburante ya quelos componentes de la bomba inyectora y losinyectores estn fabricados con un ajuste muy fino ylas impurezas podran daarlos. Pueden tener unacmara colectora para separar el agua que tenga elcarburante y, a travs de un sensor, detectarse elnivel mximo para proceder a su drenaje y limpieza.

Si el filtro est sucio origina una combustindefectuosa, una reducida potencia del motor, un elevado consumo de carburante, etc.

3.2. Circuito de alta presin

Debido a las ltimas mejoras en los sistemas deinyeccin, los circuitos de alta presin presentan grandesdiferencias. De forma muy general, se pueden dividir en:

los puramente mecnicos, en desuso, y los regulados electrnicamente, mucho ms

efectivos por reducir consumo, ruidos ycontaminacin.

En todos, el carburante debe inyectarse a una presinentre 500 y 2000 bares y una dosificacin con la mayorexactitud.

Las bombas son de inyeccin individual, en lnea, deinyeccin rotativa y de un cilindro.

El recorrido del carburante es el siguiente: la bombade inyeccin genera la presin necesaria y suministra elcarburante, a travs de las tuberas de presin, a losinyectores, los cuales lo inyectan en la cmara decompresin.

Fig. 3-14 Colocacin filtro de carburante

Fig. 3-15 Sistema mecnico de inyeccin


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Existen sistemas especiales de bombas individuales, como por ejemplo, la unidad bomba-inyector y alternativas a las bombas convencionales como, por ejemplo, el sistema Common Rail.En ambos, el proceso de inyeccin se separa de la generacin de presin.

3.2.1 Sistema Mecnico

Est compuesto por los siguientes elementos: Bomba de inyeccin 1000 bares. Canalizaciones. Inyectores.

En este circuito el carburante circula con gran presin. Esta elevacin de presin se produce enla bomba de inyeccin y es la necesaria para vencer la resistencia del muelle del inyector yproducir una adecuada pulverizacin del carburante.

a) Bomba de Inyeccin

Posee un rbol de levas propio y un elemento de bomba por cada cilindro del motor. Laregulacin del caudal se efecta con una cremallera que es movida por el conductor, directamente,

a travs del pedal acelerador. El rbol de levas, accionado por el motor, controla los procesos deinyeccin en cada inyector.

La bomba de inyeccin dispone de un regulador de velocidad cuya tarea principal es limitar elnmero mximo de revoluciones del motor. Este elemento es muy necesario ya que un motorDisel, no sometido a carga, aumentara de rgimen hasta su destruccin. Adems, como noexiste un ajuste fijo del ralent, es el regulador el que adapta la cantidad de carburante necesariapara mantener las revoluciones mnimas.

As pues, la bomba y sus elementos han de reunir una serie de condiciones:

Dosificacin exacta de la cantidad de carburante a inyectar en funcin de loapretado que est el pedal acelerador.

Distribucin de caudales iguales para cada cilindro. Tambin las canalizaciones hande tener la misma longitud para tener los mismos tiempos de inyeccin.

Pequeo tiempo de inyeccin. Inyeccin en el momento adecuado.

b) Inyector

Es el ltimo elemento del circuito. Su misin es introducir el carburante que le llega, a granpresin, en el interior de la cmara de compresin del motor.

Tanto la bomba de inyeccin como los inyectores tienen una tubera de retorno para elcarburante sobrante.

3.2.2 Sistema Regulado Electrnicamente

Est compuesto por los siguientes elementos:

Bomba de alta presin. Unidad de control y sensores. Canalizaciones. Inyectores.


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Existen dos tipos, principalmente, la unidad bomba-inyector y el sistema Common Rail.

a) La unidad Bomba-Inyector

Hay una por cilindro y son accionadaspor una leva de inyeccin que lleva el rbolde levas del motor. La bomba y el inyectorforman un conjunto; ste ltimo incorporauna vlvula electromagntica. La unidad decontrol controla dicha vlvula y determinael comienzo y la duracin de la inyeccin.

b) Sistema Common-Rail

En este sistema se genera la presin deinyeccin independientemente del nmerode revoluciones del motor y del caudal deinyeccin. La bomba, arrastrada por elcigeal, genera una alta presin deinyeccin presin del sistema- y la mandaa una tubera de distribucin comn. Estapresin es la misma en todos losinyectores y a cualquier rgimen de giro,ya que est controlada por un regulador depresin. Como el carburante est a lapresin necesaria en cada uno de los

inyectores, son stos los que, dotados de una vlvula electromagntica, determinan el comienzode la inyeccin y la duracin de la misma.

Por tanto, en los dos sistemas se utiliza le regulacin electrnica de la inyeccin, siendo laprincipal diferencia cmo se genera la alta presin.

Para la regulacin adecuada, se sirve de numerosos sensores que, convenientementecolocados en el motor, transmiten seales a las unidades de control. Aunque puede haber otrossensores, las seales ms necesarias informan del nmero de revoluciones del motor, de laposicin del pedal acelerador y de la posicin angular del volante de inercia; de la temperatura dellquido refrigerante, del aire de admisin y del carburante; de la presin de sobrealimentacin y dela presin del carburante; y de la cantidad de aire que entra en los cilindros.

Una vez analizadas estas seales, las unidades de control activan las funciones necesarias deregulacin, siendo dos de ellas la limitacin de caudal de plena carga y la dosificacin del caudal

de ralent.

4. MANTENIMIENTO

Siguiendo el programa de mantenimiento facilitado por el fabricante del vehculo, en el circuitode alimentacin de aire no se producirn averas. stas pueden ser debidas a fugas de aire,detectables por el silbido caracterstico que producen, a que el filtro de aire est sucio y, por tanto,permite la entrada de determinadas partculas que podran daar el turbocompresor y el motor.

Fig. 3-16 Sistema bomba-inyector

1 portainyectores escalonados, 2cmara de compresin,3 unidad de bomba, 4rbol de levas del motor,5 boquilla,6tubera de alta presin,7 electrovlvula,8muelle de reposicin, 9impulso de rodillo


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Adems, no pasara suficiente cantidad de aire produciendo muchos humos negros por exceso decarburante.

En el circuito de alimentacin de carburante, pueden existir obstrucciones del filtro, malfuncionamiento de alguna de las bombas o rotura de alguna canalizacin.

Cuando el sistema de inyeccin est regulado electrnicamente, puede ocurrir que algnsensor no funcione bien y provoque un mal ajuste del carburante que se inyecta.

Mencin especial merece el turbocompresor ya que es un elemento delicado que trabaja encondiciones muy exigentes. Por ello, el conductor debe seguir con ms detalle las indicaciones delmanual, con respecto a los intervalos de cambio de aceite y filtro, tanto de aceite como de aire.Otros cuidados que corresponden al conductor se refieren al momento de arrancar y de parar elmotor, en los que se debe:

Arrancar el motor sin pisar el pedal acelerador ya que las piezas an no tienenaceite y giraran en seco a altas revoluciones.

Parar el motor cuando est girando en el rgimen de ralent, de forma estable, ya

que, de otra forma, podra existir una lubricacin deficiente del turbocompresor.

5. NOCIONES GENERALES DE ALGUNOS TIPOS DE CARBURANTES

a) Gasolina

Es una mezcla de hidrocarburos derivada del petrleo que se utiliza como carburante enmotores de encendido provocado. Es la fraccin ms ligera del petrleo (exceptuando los gases).Tambin se obtiene a partir de la conversin de fracciones pesadas del petrleo (gasleo de vaco)mediante procesos denominados craqueos catalticos.

Debe cumplir una serie de condiciones: unas requeridas para que el motor funcione bien y otrasde tipo ambiental, ambas reguladas por ley en la mayora de los pases. La especificacin mscaracterstica es el ndice de octano que indica la resistencia que presenta el carburante a producirel fenmeno de la detonacin.

En Espaa, se comercializaban dos tipos de gasolina de diferente octanaje, denominadas SinPlomo 95 y Sin Plomo 98, aunque las petroleras realizan distintas modificaciones en sucomposicin para mejorar el rendimiento, y ofrecer productos ligeramente distintos que lacompetencia.

b) Gasleo

El gasleo, tambin denominado gasoil o disel, procede de la destilacin del petrleo y seutiliza como carburante en motores de encendido por compresin. Su rendimiento es ms eficazque la gasolina: un motor disel consume menos carburante por distancia recorrida que un motorde gasolina.

La caracterstica principal es el nmero o ndice de cetano, obtenido a travs de loscorrespondientes ensayos, y guarda relacin con el tiempo que transcurre entre la inyeccin delcarburante y el comienzo de su combustin. Una combustin de calidad ocurre cuando se produceuna ignicin rpida seguida de un quemado total y uniforme del carburante.


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TEMA 4Sistema de escape. Conduccin econmica

1. Necesidad del escape. Nociones sobre la contaminacin atmosfrica. 432. Catalizadores. Sonda Lambda....................................................................463. Importancia de la Conduccin Econmica. Mejoras de la eficiencia

en el funcionamiento de los vehculos......................................................49


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Fig. 4-2 Silencioso

1.- NECESIDAD DEL ESCAPE. NOCIONES SOBRE LA CONTAMINACINATMOSFRICA.

1.1.Necesidad del escape. Introduccin. El sistema de escape es el conjunto de rganos quese encarga de recoger los gases producto de la combustin a la salida de los cilindros,

conducindolos al exterior, de tal manera, que no perjudiquen ni a las personas ni al medioambiente.

De esto se deduce que el sistema de escape tiene tres funciones diferenciadas:

Evacuacin de gases, para el buen funcionamiento del motor. Para ello, esnecesario tener en cuenta que el flujo de salida de los gases quemados no seaobstaculizado, mejorando el posterior llenado.

Contaminar lo menos posible, tanto acstica como trmicamente. Para alcanzarlo,los gases deben salir al exterior a una temperatura que no sea peligrosa y a baja

velocidad. Para ello se emplean sistemas de

escape con varios silenciosos y unaadecuada longitud, permitiendo una salidaeficaz de los gases.

Conseguir la mnima contaminacinambiental posible, utilizando catalizadores yrealizando una conduccin eficiente.

1.2.Caractersticas

Consta de unos tubos de acero que conducen los gasesdel escape desde el motor al exterior del vehculo, en suparte trasera, generalmente. Se divide en varias partes:

a) Colector de escape

Consta de una serie de tubos de acero, tantos comocilindros, unidos a la culata con tornillos y junta deestanqueidad. Recoge los gases a la salida de las vlvulas y los dirige hacia una o ms salidas.

Sonda Lambda

Tuberacolector

Catalizador

Tubera

intermedia

Silenciosotrasero

Silenciosointermedio

Fig. 4-1 Constitucin delsistema de escape

Fig. 4-3 Colector deescape


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b) Tubo de escape

Va unido al colector mediante tornillos y junta de estanqueidad y fijado a los bajos del vehculode una manera elstica, a travs de silent-blocks. Lleva el catalizador y los silenciosos y conduce

los gases al exterior. En su montaje hay que tener en cuenta que no pase cerca del depsito decarburante.

SILENCIOSOS

Su misin es disminuir el nivel acstico de los gases y, paraconseguirlo, hay que disminuir la velocidad a la que salen. Paraello, se aumenta la seccin del tubo de escape, con un diseoadecuado en algunos tramos especficos, a los que sedenominan silenciosos.

Fig. 4-4 Interior del silenciosoEl interior de estos silenciosos, normalmente, puede ser de

dos formas:

a) Tabiques agujereadosdentro de la carcasa del silencioso, con loscuales van chocando los gases, perdiendo energa y, por tanto,velocidad.

b) Tubos agujereadosdentro de la carcasa del silencioso. Los gasesentran al tubo y se van escapando por los agujeros, expandindose en elinterior

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