Manuales de Motores

8/10/2019 Manuales de Motores

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IntroducciónEl uso de elementos que sirvan para sobrealimentarlos motores viene dado por la necesidad de aumentar

la potencia sin tener que aumentar la cilindrada. Aumentar la potencia depende de la cantidad decombustible quemado en cada ciclo de trabajo y delnumero de revoluciones.Pero tanto en motores Diesel como en los de gasolina,por mucho que aumentemos el combustible quehacemos llegar al interior de la cámara de combustión,no conseguimos aumentar su potencia si este

combustible no encuentra aire suficiente paraquemarse.

Así pues, solo conseguiremos aumentar la potencia,sin variar la cilindrada ni el régimen del motor, siconseguimos colocar en el interior del cilindro unvolumen de aire (motores Diesel) o de mezcla (aire ygasolina para los motores de gasolina) mayor que la

que hacemos entrar en una "aspiración normal"(motores atmosféricos).

En algunos casos, y en países situados a grandesaltitudes o con climas muy calurosos, existe la

necesidad de compensar la diminución de la densidadde aire producida por una disminución de la presiónatmosférica ocasionada por la altitud y una diminuciónde las moléculas de oxigeno por el aumento detemperatura. Para todos ello la sobrealimentación es lasolución que podemos aportar.Hay dos fabricantes principales a la hora de construirmaquinas para sobrealimentar motores (compresores),

que son: Garret y kkk, también están IHI, MHI (Mitsubishi) y Holset.

Turbocompresor de la marca Gattet

La Sobrealimentación en motores de gasolina En el caso de los motores de gasolina, lasobrealimentación, presenta un problema inicial que hade tenerse en cuenta. Como se ha visto, en lacombustión de los motores de gasolina, el problemaque acarrea sobrepasar una cierta presión decompresión puede ocasionar problemas de picado,bien por autoencendido o por detonación.Este problema es debido al aumento de temperatura

que sufre la mezcla de aire-combustible dentro delcilindro en la carrera de compresión del motor que serátanto mayor cuanto mayor sea el volumen de mezcla

(precisamente es lo que provoca lasobrealimentación).La solución para este problema consiste en reducir larelación de compresión por debajo de 10:1 con el finde que no aumente demasiado la presión y con ello latemperatura de la mezcla que puede provocar elautoencendido o la detonación.Otro problema que hay que sumar a estos motores lo

representa el aumento de las cargas térmicas ymecánicas. Debido a que las presiones durante el ciclode trabajo en un motor sobrealimentado son mayores,esto se traduce en unos esfuerzos mecánicos ytérmicos por parte del motor que hay que tener encuenta a la hora de su diseño y construcción,reforzando las partes mecánicas mas proclives al

desgaste y mejorando la refrigeración del motor.Otra cosa a tener en cuenta es la variación en eldiagrama de distribución. Así para un motorsobrealimentado, cuanto mayor sea el AEE (avance ala apertura de la válvula de escape) tanto mejor será elfuncionamiento de la turbina.También la regulación al avance del encendido debede ser mucho mas preciso en un motorsobrealimentado, por eso se hace necesario un motorun encendido sin ruptor, por lo que es mejor el uso deencendidos transistorizados o electrónicos.

Además de todo ello, la sobrealimentación de gasolinaha de tener en cuenta los siguientes factores:- Bomba de gasolina de mayor caudal y presión (por lo

que se opta generalmente por bombas eléctricas).- Que en el circuito de admisión de aire se instale unbuen filtrado y que este perfectamente estanco.- A fin de optimizar el llenado del cilindro, se precisa deun dispositivo (intercooler) que enfríe el aire que se hacalentado al comprimirlo por el sistema desobrealimentación antes de entrar en los cilindros delmotor.

- La riqueza de la mezcla, que influye directamente enla temperatura de los gases de escape; si el motor esturboalimentado, se reducirá la riqueza a regímenesbajos y elevar así la temperatura en el escape parafavorecer el funcionamiento de la turbina:; por elcontrario, se elevara con regímenes altos,disminuyendo la temperatura de escape, a fin de

proteger la turbina.- En el escape, la sección de las canalizaciones unavez superada la turbina se agranda para reducir en lamedida de lo posible las contrapresiones que seoriginan en este punto. Asimismo, al producir la turbinauna descompresión de los gases de escape, losmotores turbo son muy silenciosos.- La contaminación que provocan los motoresturboalimentados de gasolina es comparable a la deun motor atmosférico aunque los óxidos de nitrógenoson mas importantes debido a las mayorestemperaturas.

Particularidades según el sistema de alimentaciónsegún sea el sistema utilizado para sobrealimentar elmotor de gasolina, el compresor puede aspirar aire a

través del filtro de aire y enviarlo comprimido hacia elcarburador, o bien aspirar mezcla de aire-gasolinaprocedente del carburador y enviarlo directamente alos cilindros. En el primer caso, el carburador se sitúaentre el turbocompresor y el colector de admisión y elsistema recibe el nombre de "carburador soplado";mientras que el segundo, el carburador se monta antesdel turbo, denominandose "carburador aspirado".

La sobrealimentación en los motores Diesel En el caso de los motores Diesel; la sobrealimentaciónno es una causa de problemas sino todo lo contrario,es beneficioso para un rendimiento optimo del motor.El hecho de utilizar solamente aire en el proceso decompresión y no introducir el combustible hasta elmomento final de la carrera compresión, no puedecrear problemas de "picado" en el motor. Al introducirun exceso de aire en el cilindro aumenta lacompresión, lo que facilita el encendido y el quemadocompleto del combustible inyectado, lo que se traduceen un aumento de potencia del motor. Por otro lado lamayor presión de entrada de aire favorece la expulsiónde los gases de escape y el llenado del cilindro con

aire fresco, con lo que se consigue un aumento delrendimiento volumétrico o lo que es lo mismo el motor"respira mejor".No hay que olvidar que todo el aire que entra en elcilindro del motor Diesel hay que comprimirlo, cuanto

mas sea el volumen de aire de admisión, mayor será lapresión en el interior de los cilindros. Esto trae comoconsecuencia unos esfuerzos mecánicos en el motor

que tienen un limite, para no poner en peligro laintegridad de los elementos que forman el motor.

Los compresores La forma de conseguir un aumento de la presión delaire necesario para la sobrealimentación de motoreses mediante la utilización de unas maquinas llamadas:compresores. Se clasifican en tres grupos: primero losllamados "volumétricos" o de "desplazamientopositivo"; segundo los que reciben el nombre de"dinámicos" o de "no desplazamiento positivo"; Porultimo, el otro tipo de compresor se denominado de"onda de presión".

A los primeros pertenecen los compresores de mandomecánico (accionados por el cigüeñal mediantepiñones o correa) como ejemplo tenemos eldenominado: Roots o de lóbulos, Lysholm, elcompresor G y muchos mas tipos. Como compresor"dinámico" se conoce a los turbocompresores (accionados por los gases de escape). Comocompresor de "onda de presión" tenemosexclusivamente el "comprex" de la empresa BrownBoveri.

En el terreno de la sobrealimentación de motores,tanto en gasolina como en Diesel, los mejoresresultados obtenidos hasta ahora se han llevado acabo con la ayuda de los turbocompresores que si bientienen algunos inconvenientes, tienen la gran ventajade que no consumen energía efectiva del motorademás de que están facultados para poder girar a unnúmero elevadísimo de r.p.m.,por encima de 100.000.Todo esto y su facilidad para ser aplicados al motor

debido a su pequeño tamaño (por lo menos encomparación a los compresores volumétricos) haceque se haya estudiado a fondo la manera de utilizarlos

y que se hayan conseguido con ellos grandes éxitostanto en competición como en realizaciones demotores de tipo comercial.En la siguiente gráfico vemos una comparativa dedimensiones y peso de cada uno de los tipos decompresores donde se aprecia la ventaja delturbocompresor que le hace ser mas adecuado a lahora de acoplarlo al motor.

Otras formas de sobrealimentar el motor Consiste en utilizar la dinámica de la corriente de aireo gases aspirados por el motor.Como ejemplo el fabricante BMW utiliza para el motoren linea de 6 cilindros del M5 un sistema de aspiración

con una válvula de mariposa adicional. De este modo,se aprovecha el efecto de la llamadasobrealimentación por "oscilación de admisión",gracias a la cual se puede mejorar la potencia y el parmotor, si bien esto solo es así dentro de un margen der.p.m. relativamente estrecho.

En la gráfica (figura inferior) nos muestra el incrementodel par motor y de la potencia del motor M5 consobrealimentación por oscilación de admisión.

Si en motores de 6 cilindros el tubo de aspiración serealiza como en los motores de 4 cilindros,

desembocan todos los tubos articulados en uncolector. Y eso es bueno para la potencia máxima,pero no lo es tanto para el par motor. Solo se puede

conseguir un buen par motor, si se aprovechan lasondas de choque o las pulsaciones, que se generan alcerrar las válvulas de admisión, para obtener un efectode sobrealimentación, en otros cilindros. Cuantos mascilindros (ondas de choques) se deriven a un colector,mas pequeño será el efecto de sobrealimentación,porque las pulsaciones se compensan entre ellas en elcolector. El sistema funciona de forma optima para el

motor 3 cilindros, porque en ese caso una válvula deadmisión se cierra, cuando la otra justo empieza aabrirse. Y lo mismo es valido para el lado del escape.También aquí se agrupan los cilindros adecuados conlongitudes adecuadas de conductos, para conseguiruna mejora en el rendimiento volumétrico.

El sistema de admisión de un motor Opel de 6 cilindros(figura inferior) aprovecha mediante una solucióningeniosa los tiempos de trabajo que se dan al dividirel colector de admisión, en dos partes como sitrabajaríamos con un motor de 3 cilindros. Por mediode un tubo de aspiración adecuado con una válvula demariposa conmutable (B) se divide el motor de 6cilindros en régimen de revoluciones bajo, en 2

motores de 3 cilindros (C). A partir deaproximadamente 4000 r.p.m. se abre la válvula demariposa conmutable (B) y el modo de funcionamientose modifica de tal forma, que se genera una potenciaelevada. Dependiendo de la conformación y del ajuste

del sistema de aspiración, puede producirse otroincremento de potencia para un numero derevoluciones muy elevado, si se vuelve a cerrar la

válvula de mariposa a partir de aproximadamente 6000r.p.m. (como se ve en la gráfica superior).

Problemas Comunes de Motores de Gasolina Y Diesel

Ojala les sirva de algo, no se si sea repost en tal caso

me cuentan y me lo echo.

A.- VEHICULOS CON MOTOR A GASOLINA.

1 . AVERIAS EN EL MOTOR..

Dificultades en el arranque del motor.

Además de los diagnósticos 7, 8, 9,15 y 21,

1.- Batería descargada.

2.- Terminales sucios o sueltos.

3.- Falta o exceso de gasolina en el carburador.

4.- Mal funcionamiento del sistema de encendido, o de

su sincronización.

5.- Baja compresión en los cilindros.6.- Defectos en el motor de arranque.

El motor falla o se para en marcha lenta.

Además de los diagnósticos 3, 4, 5, 6, 15, y 16,

7.- Dosificación inadecuada de la mezcla en elcarburador.

8.- Baja temperatura del motor.

9.- Succión de aire directa.

El motor falla en marcha rápida.

Además de los diagnósticos 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 15, y 16,

10.- Alta temperatura del motor.11.- Salida de gases de escape obstruida.

12.- Autoencendido por exceso de carbón en las

cámaras de explosión.

El motor pierde potencia de tracción.

Además de los diagnósticos 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, y

13.- El embrague resbala.

14.- Ruedas frenadas.

15.- Mal funcionamiento de la puesta a punto del

encendido, o correa de la distribución distendida o

dañada.

Detonación en los cilindros al exigirle potencia al

motor.

Además de los diagnósticos 4, 7, 10, 12,

16,- Falla el selector de octanaje del distribuidor.17.- Bujías en mal estado o carbonizadas.

18.- Encendido mal sincronizado.

19.- Junta de culata en mal estado.

20.- Carbón en las cámaras de explosión.

21.- Válvulas del motor en mal estado, o sin tolerancia.

22.- Combustible pasado o de octanaje inadecuado.

23.- Filtro de aire del carburador obstruido.

Explosiones en el carburador en marcha lenta.

Además de los diagnósticos 3, 4, 7, 8, 9, 11, 16, 18,

19, y 21,

24,- Alteración en el orden del encendido.

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