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Tecnología De Camiones — Document Transcript
1. TECNOLOGÍA BÁSICA DE CAMIONES GENERAL MOTORS
COLMOTORES 2005 Compañía de Entrenamiento Técnico Automotriz
CETa
2. Tecnología Básica de Camiones Compañía de Entrenamiento Técnico
Automotriz - CETa - Esta es una traducción libre del manual “Tecnología
Básica de Camiones” producido por VOLVO TRUCKS NORTH AMERICA,
INC.
3. Introducción El conocimiento de los productos que vendemos es
importante para todos en nuestra organización. Debido a que mucho de
nuestro personal no tiene antecedentes técnicos o experiencia con la
totalidad del vehículo, hemos hecho nuestro mejor esfuerzo para hacer un
libro completo y simple. En este libro el lector encontrará los fundamentos
del diseño de los camio- nes, una descripción de los diversos sistemas y
conjuntos y sus funciones, así como también descripciones de los
componentes importantes del vehículo y sus relaciones. Los elementos
estándar tales como tornillos, rodamientos, sellantes, etc. no están descritos
en las diversas secciones, sino que están contenidos en la primera sección.
Es nuestra esperanza que esta publicación será de valor para todos los
miembros de la Familia GM y que, a largo plazo, ayude en la promoción de
nuestros productos General Motors Colmotores
4. Contenido SECCIÓN 0 — Generalidades CABINA
CONVENCIONAL.......................................................................................... 1
CABINA
CABOVER ..................................................................................................... 2
TRACTOR.........................................................................................................
........... 2 EL CAMIÓN / BASCULANTE
(VOLQUETA)................................................................ 3 DISTANCIA ENTRE
EJES .......................................................................................... 3
TROCHA ..........................................................................................................
........... 3 CONFIGURACIONES DE
EJE .................................................................................... 4
ABREVIATURAS Y TÉRMINOS
COMUNES .............................................................. 5 SECCIÓN 1 —
Servicio & Mantenimiento
COJINETES .....................................................................................................
........... 7
Generalidades ..................................................................................................
....... 7 Cojinetes
deslizantes............................................................................................... 7
Cojinetes de rodadura
(Rodamientos)..................................................................... 7
SELLOS ...........................................................................................................
............ 8
Generalidades ..................................................................................................
....... 8 Anillos de
sello......................................................................................................... 8
Empaques
metálicos ............................................................................................... 9
Empaques de
papel................................................................................................. 9
Sellantes ..........................................................................................................
........ 9
ANTICONGELANTE ........................................................................................
......... 10 TORNILLOS Y
REMACHES ...................................................................................... 10
LUBRICANTES.................................................................................................
......... 10 EXPRESIONES TECNICAS
BÁSICAS ..................................................................... 11 SECCIÓN 2—
Motor
GENERALIDADES ...........................................................................................
......... 13 Desarrollo del
motor .............................................................................................. 13 LOS
DIFERENTES TIPOS DE
MOTORES .............................................................. 14 Motor en
línea........................................................................................................ 14
Motor en
V ............................................................................................................. 14
5. Motor
plano............................................................................................................ 15
Motor
rotativo......................................................................................................... 15
FABRICANTES DE
MOTORES ................................................................................. 16 ¿CÓMO
TRABAJA UN MOTOR DIESEL? ................................................................ 17
Generalidades ..................................................................................................
..... 17 Mezcla aire -
combustible ...................................................................................... 17
Inyección
directa.................................................................................................... 18 Las
carreras del motor...........................................................................................
18 Las cuatro
carreras................................................................................................ 19
DESCRIPCION DEL BLOQUE DE
CILINDROS ....................................................... 20 Tapa de
válvulas .................................................................................................... 20
Culata de
cilindros ................................................................................................. 20
Empaque de la
culata ............................................................................................ 21 Bloque
de cilindros ................................................................................................ 21
Camisa de
cilindro ................................................................................................. 22
Pistón................................................................................................................
..... 22
Biela..................................................................................................................
..... 23 Pasador del pistón y cojinetes de
biela ................................................................. 23
Cigüeñal............................................................................................................
..... 23 Amortiguador de vibraciones (damper) y
volante .................................................. 24 Carcasa del volante y cárter de
aceite .................................................................. 24 Engranajes de
distribución .................................................................................... 25
Mecanismo de
válvulas ........................................................................................ 26
TRAYECTORIA DE POTENCIA EN EL
MOTOR....................................................... 28 SISTEMA DE
LUBRICACIÓN.................................................................................... 29
Generalidades ..................................................................................................
..... 29 Enfriamiento del
pistón .......................................................................................... 31
TRAYECTORIA DEL ACEITE
LUBRICANTE ............................................................ 32 SISTEMA DE
COMBUSTIBLE .................................................................................. 33
Tanque de combustible y unidad de
suministro..................................................... 33 Inyección de
combustible ...................................................................................... 33
INYECCIÓN MECÁNICA DE
COMBUSTIBLE .......................................................... 33
6. Bomba de
alimentación ......................................................................................... 34
Filtro de
combustible.............................................................................................. 34
Bomba de
inyección .............................................................................................. 34
Gobernador.......................................................................................................
..... 35 Limitador de
humos ............................................................................................... 35
Tubos de
entrega................................................................................................... 35
Inyector o tobera de
aspersión .............................................................................. 36
TRAYECTORIA DEL
COMBUSTIBLE ....................................................................... 36 UNIDAD
DE INYECCIÓN ELECTRONICA................................................................ 37
Generalidades ..................................................................................................
..... 37 Flujo del combustible en el
motor .......................................................................... 39 SISTEMA DE
ADMISIÓN DE AIRE Y SISTEMA DE ESCAPE ................................. 40
Filtro de
aire........................................................................................................... 41
Indicador de restricción de
aire.............................................................................. 41
Turbocargador ..................................................................................................
.... 42 Múltiple de
admisión .............................................................................................. 42
Enfriador de aire
(intercooler) ................................................................................ 43 Pre
calentador de arranque ...................................................................................
43 Múltiple de
escape................................................................................................. 43
Regulador de presión de escape (freno de
motor) ................................................ 44 Tubo de
escape ..................................................................................................... 44
Silenciador .......................................................................................................
...... 44 Freno de
motor ...................................................................................................... 45
Freno de
compresión............................................................................................. 45
Sistema de
control ................................................................................................. 46
TRAYECTORIA DEL
AIRE ........................................................................................ 47 SISTEMA
DE REFRIGERACION .............................................................................. 48
Generalidades ..................................................................................................
..... 48
Radiador ...........................................................................................................
..... 48 Ventilador de
refrigeración..................................................................................... 50
Tanque de reserva y sonda de refrigerante
bajo ................................................... 50 TRAYECTORIA DEL
REFRIGERANTE..................................................................... 51
7. CONTROLES DEL MOTOR EN LA
CABINA............................................................. 52 Controles de acelerador y
parada ......................................................................... 52 CONTROL
ELECTRÓNICO DEL MOTOR ................................................................ 53
SECCIÓN 3 — Electricidad
GENERALIDADES ...........................................................................................
........ 55 SISTEMA DE POTENCIA Y
ARRANQUE ................................................................ 55 Alternador, general
................................................................................................ 56
Composición del
alternador ................................................................................... 56
Operación del
alternador ....................................................................................... 57 Batería
................................................................................................................... 58
SISTEMA DE
ARRANQUE........................................................................................ 58
Motor de
arranque ................................................................................................. 58
SECCIÓN 4 —Tren de propulsión
GENERALIDADES ...........................................................................................
......... 59
EMBRAGUE .....................................................................................................
......... 60
Generalidades ..................................................................................................
..... 60 EMBRAGUE
MECÁNICO .......................................................................................... 61
Generalidades ..................................................................................................
..... 61 Disco de
presión .................................................................................................... 61
Discos ..............................................................................................................
...... 61 MECANISMO DE
EMBRAGUE ................................................................................. 62
OPERACIÓN DEL EMBRAGUE ASISTIDO POR
AIRE............................................ 62 Pedal de embrague y cilindro
maestro .................................................................. 62 Servo del
embrague .............................................................................................. 62
ALOJAMIENTO DEL
EMBRAGUE ............................................................................ 63 PALANCA
Y EJE DE LIBERACIÓN........................................................................... 64
HORQUILLA RODAMIENTO DE
LIBERACIÓN ........................................................ 64
TRANSMISION ................................................................................................
.......... 65
Generalidades ..................................................................................................
..... 65 Fabricantes de
transmisiones................................................................................ 66 CAJA
DE CAMBIOS MANUAL ..................................................................................
67
Generalidades ..................................................................................................
..... 67
8.
Engranajes........................................................................................................
..... 67
Sincronización ..................................................................................................
..... 68 TREN DE
ACCIONAMIENTO........................................................................................
69
Generalidades ..................................................................................................
..... 69 Tren de
accionamiento .......................................................................................... 69
Unión universal
(cardán)........................................................................................ 70
Rodamiento de apoyo
(central) ............................................................................. 70 EJE TRASERO
.......................................................................................................... 71
Generalidades ..................................................................................................
..... 71 Eje
sencillo.............................................................................................................
71
Piñón.................................................................................................................
..... 72 Corona
sinfín ......................................................................................................... 72
Conjunto de la cruceta de satélites del
diferencial ............................................... 72
Semiejes ..........................................................................................................
...... 73 Bloqueo de
diferencial ........................................................................................... 73
EJES DOBLES
(TANDEM) ........................................................................................ 74
Generalidades ..................................................................................................
..... 74 SECCIÓN 5— Sistemas de aire
GENERALIDADES ...........................................................................................
......... 77 Desarrollo del sistema de
frenos ........................................................................... 77 Sistema de frenos
hidráulicos................................................................................ 77 Sistema de
frenos hidráulicos – de vacío .............................................................. 78
Frenos de aire ayudados
hidráulicamente............................................................. 78 Frenos
completamente de aire .............................................................................. 79
Generalidades ..................................................................................................
..... 79 SISTEMA DE
ALIMENTACIÓN ................................................................................. 80
Compresor .......................................................................................................
...... 80 Regulador de
presión ............................................................................................ 80
Secador de
aire ..................................................................................................... 81
Tanque de aire
(depósitos) .................................................................................... 81 Cámara
de freno, diafragma sencillo..................................................................... 82
Cámara de freno de
resorte................................................................................... 83
9. Frenos de
tambor .................................................................................................. 84
Leva de
freno......................................................................................................... 84
SECCIÓN 6— Eje delantero y Dirección EJE DELANTERO Y MANGUETAS
DE DIRECCIÓN ............................................... 85
DIRECCIÓN......................................................................................................
......... 85 Volante de
dirección .............................................................................................. 85
Columna de
dirección ............................................................................................ 85
Cilindro de dirección
asistida ................................................................................. 86 ALINEACIÓN
DE RUEDAS ....................................................................................... 87
Caster ...............................................................................................................
..... 87 Camber
(inclinación).............................................................................................. 87
Convergencia....................................................................................................
..... 88 Radio de
giro ......................................................................................................... 88
SUSPENSIÓN
DELANTERA..................................................................................... 89
Generalidades ..................................................................................................
..... 89 BALLESTAS (RESORTES) DE
HOJAS..................................................................... 90 Ballestas de hojas
corrientes................................................................................. 90 SECCIÓN 7
— Bastidor y suspensión trasera
BASTIDOR........................................................................................................
......... 91 RUEDAS Y
LLANTAS ................................................................................................ 92
Generalidades ..................................................................................................
..... 92 DISCO Y CUBO DE
RUEDA ..................................................................................... 93 ARAÑA Y
RIM............................................................................................................ 94
10. SECCIÓN 0 - General 1 SECCIÓN 0 - General Los camiones de hoy se
construyen en muchas varie- CONVENCIONAL dades, para muchos usos
diferentes. En consecuencia tienen cabinas de diferente tipos, varias
superestructu- Las cabinas convencionales, o de control normal, ras,
longitudes y diferente número de travesaños. Con se ubican detrás del
motor y tienen un capó que respecto a la cabina que está sobre el chasis,
son fre- puede abrirse para proveer acceso fácil al motor. cuentes dos tipos
básicos de cabinas: la corriente y la Este tipo de camión puede usarse para
diversos cabover (mandos adelantados). Con respecto a la tipos de
operaciones. Una cabina convencional superestructura, se construyen dos
tipos importantes de puede utilizarse para trabajo “en carretera” o para
vehículos pesados de trabajo: los tractores y los cami- arrastre. La
configuración de cabina convencional se ones. usa también en la
construcción o en camiones para operaciones de remolque locales,
camiones tipo van, etc. Figura 1: Camión convencional con camarote
11. 2 SECCIÓN 0 - General CABOVER (Mandos adelantados) Sobre los
camiones de mandos adelantados (Cab- ina Sobre el Motor, CSM), o
vehículos de cabina de mando desplazado hacia adelante, la cabina se
ubica encima del motor (Serie N*R, F*R, C). Para dar acceso al motor para
servicio o mantenimiento, la cabina entera puede inclinarse hacia adelante.
Fig. 2: Camión de mandos adelantados TRACTOR Los tractores no tienen
espacio de carga. En su lugar están equipados con una quinta rueda a la
que se conecta el remolque. Puede ahorrarse tiempo cuando se carga o se
descarga porque el tractor puede cambiarse rápidamente de un remolque a
otro. Fig. 3: Tractor con quinta rueda
12. SECCIÓN 0 - General 3 CAMIÓN / CAMIÓN VOLQUETA Un camión
tiene una plataforma fija de carga, un camión volqueta puede equiparse con
una plataforma en declive (caja de cuelco). Los remolques pueden también
ser equipados en camiones basculantes. Fig. 4: Camión volqueta
DISTANCIA ENTRE EJES La distancia entre ejes del vehículo es la
distancia medida entre el centro de la rueda delantera y el centro de la rueda
trasera en un vehículo con un eje trasero sencillo. En ejes traseros dobles,
la medida es al centro de los ejes traseros (mostrado). Fig. 5: Distancia
entre ejes TROCHA (VIA) La trocha del vehículo es la distancia entre el
centro de la llanta del lado izquierdo y el centro de la llanta del lado derecho.
Fig. 6: Trocha (VIA)
13. 4 SECCIÓN 0 - General CONFIGURACIONES DE EJE La siguiente
tabla describe las configuraciones de ejes que son más frecuentes en los
camiones actuales: Dependiendo de la carga y de las condiciones de
conducción, los camiones pueden equiparse con CLASIFICACION DE
CAMIONES POR NÚMERO DE RUEDAS diferentes estilos de ejes. Estos
pueden ser de dire- Vehículo Número de Ruedas de Total Ejes de cción, de
impulso o ejes de ruedas de remolque. En de motor ruedas traccíon Ejes
tracción la industria de camiones se usan un número de de- 4x2 4 2 2 1
signaciones numéricas para describir las varias con- 4x4 4 4 2 2
figuraciones de ejes disponibles. Estas designacio- 6x2 6 2 3 1 nes
numéricas describen el número de ruedas del 6x4 6 4 3 2 vehículo y cuántas
de estas son ruedas de tracción. 6x6 6 6 3 3 En casos donde un eje tiene
ruedas dobles, dos rue- 8x4 8 4 4 2 das a cada extremo del eje, cada pareja
de ruedas 8x8 8 8 4 4 se toma como una sola. Una configuración común de
eje, por ejemplo, es un vehículo con cuatro rue- das - dos de las cuales son
de tracción. La desig- CLASIFICACIÓN DE CAMIONES POR PESO nación
numérica para este vehículo es 4x2. Trabajo liviano (LD) Clase 1 Hasta
6000 GVW* Clase 2 6001 - 10,000 GVW* Clase 3 10,001 - 14,000 GVW*
Trabajo mediano Clase 4 14,001 - 16,000 GVW* (MD) Clase 5 16,001 -
19,500 GVW* Clase 6 19,5001 - 26,000 GVW* Trabajo pesado (HD) Clase 7
26.001 - 33,000 GVW* Clase 8 33,001 GVW* y más * El peso Bruto
Vehícular (GVW) está en Libras Figura 7. Ruedas - La flecha indica las
ruedas de tracción Figura 8. Configuraciones de ejes y peso bruto Figura 9.
Configuraciones de eje - 4x2 (arriba) y 6x4
14. SECCIÓN 0 - General 5 TERMINOS Y ABREVIATURAS Peso Bruto
Vehícular (GVW - PBV): Total del peso del chasis, la carrocería y el peso de
carga COMUNES útil. A Distancia desde la línea de centro del eje trasero al
centro de la carrocería y/o carga útil. La línea de centro de la carrocería
equivale a 1/2 de la longi- tud de la carrocería. AF Centro del eje trasero, o
tándem, hasta el extremo del bastidor. BA Parachoques a línea de centro
del eje delantero. BBC Parachoques a extremo trasero de la cabina. BL
Longitud de la cabina. CA Extremo trasero de la cabina a línea de centro del
eje trasero o de la suspensión en tándem. CE Extremo trasero de la cabina
a extremo del basti- dor. CFW Extremo trasero de la cabina al punto central
del pasador principal (King pin) del eje de articulación en la quinta rueda. CT
Extremo trasero de la cabina al frente del semirre- molque en posición hacia
adelante. FH Altura del bastidor. FW Línea de centro del eje trasero o
tándem a punto central de la quinta rueda. KP Ajuste del pasador principal
(King pin) - Extremo delantero del semirremolque a punto central del
pasador principal en el semirremolque. LGC Espacio de descarga - punto
central del pasador principal al punto más cercano de interfase del equipo
de descarga. OAL Longitud total. OWB Distancia entre ejes total de tractor y
remolque. TL Longitud del semirremolque. WB Distancia entre ejes -
distancia entre la línea de centro delantera y la suspensión tándem o el eje
trasero. Chasis: La base del vehículo, cabina, bastidor y equipos de tracción
Carrocería: El recipiente en que se lleva la carga. Carga útil: La mercancía a
ser cargada. Peso de marcha (Curb weight): Peso del chasis. Peso de la
carrocería: Peso de la carrocería completa a ser montada sobre el chasis.
Peso de carga útil: Peso de la mercancía a ser cargada. Figura 10.
Abreviaturas comunes en camiones pesados
15. SECCIÓN 0 - General 6
16. SECCIÓN 1 - Servicio & Mantenimiento 7 SECCIÓN 1 - Servicio &
Mantenimiento RODAMIENTOS Generalidades Hay un gran número de
piezas en un vehículo que deslizan o giran el uno contra el otro o contra
piezas estacionarias. Para lograr estabilidad en las piezas móviles y para
reducir rozamiento, se instalan rodamientos de diversas clases entre las
piezas involucradas. Estos rodamientos pueden dividirse en dos categorías
principales: rodamientos deslizantes y rodamientos de rodadura. Figura. 1:
Cojinete deslizante Rodamientos deslizantes (Cojinetes) Comúnmente un
cojinete deslizante se compone de un marco metálico revestido con una o
más capas de metal para cojinetes (babbitt) en el interior de la superficie de
rozamiento. Los metales de rodamiento comúnmente consisten de una
mezcla de varios metales. Las más dura de estas mezclas es la de cobre y
plomo (bronce al plomo) y se usa en los motores diesel. Para reducir
rozamiento y desgaste, los cojinetes desli- zantes deben lubricarse
continuamente. Los cojinetes desli- zantes se componen comúnmente de un
casquillo o dos cubiertas de cojinete. Figura. 2: Rodamiento de bolas
(izquierda) - rodamiento de rodillos rectos Rodamiento de rodadura En el
rodamiento de rodadura, el rozamiento y el movimiento es amortiguado por
bolas o tambores. Los rodamientos de rodadura se usan primordialmente en
componentes que no cuentan con un sistema de lubricación a presión. Su
rozamiento es menor que el de los cojinetes de deslizamiento, y se usan
para soportar engranajes, ejes, etc. Los rodamientos de rodadura equipados
con bolas (esferas) como elementos de rodadura se llaman rodamientos de
bolas y aquellos equipa- dos con rodillos se llaman rodamientos de rodillos.
Los ele- mentos de rodadura en rodamientos de rodillos pueden ser rectos o
cónicos. Hay también elementos de rodadura que tienen un diámetro
sumamente pequeño en relación a su longi- tud. Los rodamientos de rodillos
con este tipo del elementos se Figura. 3: Rodamientos de rodillos cónicos
llaman rodamientos de agujas. (izquierda) - Rodamientos de agu-
17. 8 SECCIÓN 1 - Servicio & Mantenimiento SELLOS Generalidades El
propósito principal de los sellos es impedir que los gases y líquidos dentro
del motor, del sistema de refrigeración, de la caja de cambios, etc. escapen
hacia afuera a través de empaques y aperturas. Los sellos deben impedir
también que partículas de suciedad y polvo entren en estos componentes.
Los materiales usados en los sellos dependen de si el sello va a ser
sometido a alta presión, calor intenso, químicos o simplemente salpicadura
con aceite. Algunos de los diversos tipos de sellos que pueden aparecer en
un vehículo se describen más adelante. Figura. 4: Sello de la camisa interior
de cilindro Anillos de sello Los anillos de sello son fabricados de diferentes
tipos de caucho o plástico. La composición y la forma del anillo de sello
depende de dónde se ubica y de los químicos, etc. a los que va a ser
expuesto. En la mayoría de los casos, el anillo de sello es un anillo redondo
con una superficie de contacto cilíndrica. Anillos de este tipo se usan para
formar un sello entre la camisa interior del cilindro y el bloque de cilindros.
Figura. 5: Sello de la tapa de válvulas Se usa también un anillo de sello
entre la tapa de válvulas y la culata de cilindros. En este caso, tiene una
superficie de con- tacto plana y ha sido embutida para ajustar con el borde
de ajuste de la tapa de válvulas. En ubicaciones donde un eje giratorio pasa
a través de un componente, el sello es proporcionado por un tipo especial
de anillo de sello. Este sello consiste de un anillo de metal con un labio de
caucho blando que está vulcanizado al inte- rior del aro de metal. El labio de
caucho descansa contra el eje e impide que el aceite escape. Figura. 6:
Sello delantero del cigüeñal
18. SECCIÓN 1 - Servicio & Mantenimiento 9 Empaques metálicos Los
empaques de metal se usan generalmente en uniones que están sujetas a
alta presión, calor intenso y/ o la acción de químicos. Por ejemplo: se usa un
Empaque metálico en la unión entre la culata de cilin- dros y el bloque.
Porque se desarrollan temperaturas altas por la combustión ya que circulan
refrigerante y aceite a través de esta unión. Figura. 7: Empaque de metal
Empaques de papel Los empaques de papel se encuentran actualmente
solamente en algunas ubicaciones de vehículos pesa- dos. Un empaque de
papel puede estar entre el cárter de aceite y el bloque de cilindros. Figura. 8:
Empaques de papel Sellantes En algunas uniones, se usan sellantes en vez
de empaques. Una banda delgada de sellante es aplicada entre la tapa de
distribución y el bloque de cilindros para impedir que el aceite que lubrica los
engranajes de dis- tribución escape fuera. Figura. 9: Aplicación de sellantes
19. 10 SECCIÓN 1 - Servicio & Mantenimiento ANTICONGELANTE El
líquido que enfría el motor es una mezcla 60 - 40 de agua y glicol. Esta
mezcla de anticongelante previene que el refrige- rante se congele en climas
fríos. El glicol contiene un agente anti - corrosión y es recomendado para su
uso durante todo el año. Debido a sus propiedades inhibidoras de corrosión,
y a su capacidad para aumentar el punto de ebullición del refrigerante, el
glicol es altamente recomendado para su uso en zonas tropi- cales y/o
también a gran altura sobre el nivel del mar como en El Ecuador y en
Colombia. Figura. 10: Anticongelante TORNILLOS Y REMACHES Un
vehículo se compone de una multitud de piezas diferentes. La mayoría de
estas piezas se unen mediante tornillos y rema- ches. Estos tornillos pasan
a través de varias piezas y se ase- guran entonces con una tuerca. Las
piezas sometidas a ten- siones torcionales y a golpes, se remachan.
Fijaciones de este tipo se usan cuando se montan los largueros con los
trave- saños, y cuando se aseguran los anclajes de los resortes en el
bastidor. Figura. 11: Tornillos (abajo) y remaches LUBRICANTES Aceite o
grasa se usa para reducir el rozamiento y el desgaste entre piezas móviles.
Debido a sus diversas composiciones químicas, estos lubricantes tienen
diferentes características. La característica del aceite es su tendencia a
adelgazarse o a ser más grueso dependiendo de la temperatura. La
viscosidad del aceite se da en una clasificación SAE, que es un índice
estandarizado de clasificación. Por ejemplo, el aceite de baja viscosidad
usado en una caja de velocidades automática tiene una clasificación de
viscosidad SAE 10, mientras el aceite de alta viscosidad de un eje trasero
puede tener una clasificación entre SAE 80 y SAE 140. Refiérase al Manual
del Operador per- tinente y/o al Manual de Servicio para conocer el
lubricante apropiado y su aplicación. Figura. 12: Aceite
20. SECCIÓN 1 - Servicio & Mantenimiento 11 EXPRESIONES TÉCNICAS
BÁSICAS Electricidad Presión Voltaje es una medida del potencial eléctrico
para con- La presión del aire se da en libras por pulgada cua- ducir una
corriente a través de un circuito. Las unidades drada (PSI). Por ejemplo, se
usa cuando se mide la para medir voltaje son los voltios (V). presión de aire
en una llanta o cuando se mide la rel- ación de presión en un motor.
Corriente es la rata de flujo de electricidad en un cir- cuito. Las unidades
para la medir la corriente son los Velocidad amperios (A). Se usa Kilómetros
por hora (KPH) cuando se mide la Resistencia impide a la corriente pasar a
través de un velocidad. circuito. Las unidades usadas para medir la
resistencia son los ohmios ( ). Velocidad de rotación del motor La velocidad
de rotación de motor se da en revolu- Potencia es la cantidad de corriente y
el voltaje eléc- ciones por minuto (RPM). trico que un componente requiere
para funcionar. Las unidades usadas para la potencia son los vatios (W).
Temperatura Capacidad es la cantidad de energía eléctrica que La
temperatura se da según la escala de Centígrados puede almacenarse en
una batería. Las unidades para (°C) o Fahrenheit (°F) medir la capacidad
son los amperios hora (A.h). La fórmula que relaciona grados Fahrenheit
con los Centígrados (Celsio) es °F = 9 / 5 °C+32 Salida Salida es la potencia
que puede ser lograda por un motor. Actualmente el valor de medida para
esta poten- cia se da en caballos de fuerza (hp - CV). Un hp es equivalente
a 0.736 kilovatios (kW).
21. SECCIÓN 1 - Servicio & Mantenimiento 12
22. SECCIÓN 2 - Motor 13 SECCIÓN 2 - Motor GENERALIDADES El motor
diesel obtuvo su nombre de su inventor Rudolf Diesel, quien lo patentó en
1892. La idea El desarrollo del motor detrás del nuevo motor era que
pudiera operar con un combustible que fuera más barato que la gaso- El
primer motor de combustión interna útil se patentó en lina. La idea inicial era
un motor que pudiera operar 1875 por dos Alemanes - N. A. Otto y E.
Langen. Era un con combustible sólido, polvo de hulla, pero muy motor de
cuatro tiempos que operaba con gas, que sig- pronto Diesel cambió a usar
combustible líquido nificó que tenía que tener un suministro o una refinería
para operar su motor, un combustible que nosotros cerca para poder operar.
Este motor era usado principal- llamamos ahora combustible diesel. mente
por artesanos y pequeñas industrias. Los motores originales a diesel eran
demasiado Más tarde, el gas fue reemplazado por gasolina, lo que sig-
grandes y complicados para ser útiles en vehículos, nificó que el motor pudo
moverse y ganó un mayor campo y no fue hasta que a comienzos de los
años 20 del de uso. El motor Otto, o motor de combustión interna como siglo
pasado que una pareja de fabricantes Ale- también se conoce, se ha
desarrollado mucho y en nues- manes de camiones instaló un número de
motores tros días se encuentra principalmente en automóviles y un de dos
cilindros. Estos motores tenían una salida de número de camiones de carga
y furgonetas. 30 hp (22 kW). Figura. 1: Motor de cuatro tiempos de Otto y
Langen Figura. 2: Motor Diesel 1892
23. 14 SECCIÓN 2 - Motor TIPOS DIFERENTES DE MOTORES Motor en
línea El tipo más usual de motor es el motor en línea, en el cual los cilindros
se ubican uno detrás del otro en una línea. Este se llama también motor “en
línea” y comúnmente consiste de cuatro o seis cilindros. Figura. 3: Motor en
línea Motor en V Si los cilindros se ubican en dos filas con un ángulo entre
una y otra, el motor se llama motor en V. Este diseño se usa usualmente en
motores muy grandes, desde seis hasta dieciséis cilindros. Figura. 5: Motor
en V
24. SECCIÓN 2 - Motor 15 Motor plano En el motor plano, los cilindros se
colocan horizontalmente opuestos el uno al otro. Esto significa que toman
poco espacio hacia arriba verticalmente. Se usan frecuentemente en
autobuses y se ubican atrás del vehículo. Figura. 5: Motor plano Motor
rotativo En vez de pistones que reciprocan dentro de los cilindros, el motor
rotativo tiene un rotor triangular que gira en un cilindro ovalado. La ventaja
de este tipo de motor es que es más liviano y tiene menos piezas móviles
que los otros tipos de motor. Sin embargo, tiene pro- blemas con respecto al
desgaste y en man- tener sellado absoluto entre el rotor y las pare- des del
cilindro. En consecuencia, este motor ha sido usado únicamente en algunos
mode- Figura. 6: Motor rotativo los de vehículos.
25. 16 SECCIÓN 2 - Motor FABRICANTES DE MOTORES Hay muchos
fabricantes importantes de motores diesel. Entre ellos Isuzu, Volvo,
Cummins, Caterpillar y Detroit Diesel. Cada uno ofrece varios modelos
diferentes para ajustarse a las necesidades de cualquier aplicación. Figura.
7: VOLVO VE D12 Figura. 9: Caterpillar 3116 Figura. 8: Cummins N14
Figura. 10: Detroit Diesel Serie 60 Figura. 11: Motor Isuzu Figura. 12: Motor
Isuzu
26. SECCIÓN 2 - Motor 17 CÓMO TRABAJA UN MOTOR DIE- SEL
Generalidades En un motor de diesel uno o más pistones realizan un
movimiento reciprocante en cilindros concéntricos. La combustión es
alcanzada por el aire y el combustible que entran en el cilindro y son
comprimidos por el pistón para que el aire alcance una muy alta temperatu-
ra y encienda el combustible. La fuerza lograda por la combustión es
parecida a la ola de presión ocasionada por una explosión que fuerza el
pistón hacia atrás en el cilindro. Ocasionando muchas explosiones, o
combustiones como nosotros las llama- mos, uno puede conseguir mucha
potencia de salida de un motor. La velocidad, o RPM, de un motor de diesel
es regulada por la cantidad de combustible que se inyecta en los cilindros.
Como la mezcla de aire y combustible se comprime bajo una presión
sumamente alta, hay grandes deman- das sobre la estanqueidad del motor.
La alta presión crea muchos esfuerzos mecánicos dentro del motor. Debido
a la alta relación de compresión la utilización del combustible se aumenta al
máximo. En consecuencia, el motor diesel tiene un valor de rendimiento más
alto que un motor de gasolina. Figura. 11: Combustión Mezcla aire -
combustible Hay diferentes maneras de lograr una combustión en un motor
de combustión. En un motor diesel, el aire se comprime en los cilindros bajo
una presión sumamente alta. Entre mayor sea la presión, más caliente se
tornará el aire a presión. La idea es que el aire llega a estar tan caliente que
el combustible se auto - enciende cuando se inyecta a alta presión en los
cilindros. En motores diesel, el aire y el combustible siempre se inyectan
individualmente. Esto es lo contrario de lo que se hace normalmente en un
motor gasolina donde el aire y el combustible se mezclan en el carburador,
en el múltiple o en los puer- tos de admisión del motor y la mezcla de aire -
combus- Figura. 12: Motor de gasolina (izquierda) - Motor diesel
27. 18 SECCIÓN 2 - Motor tible es encendida por una chispa generada
eléctricamente. Figura. 13: Inyección directa
28. SECCIÓN 2 - Motor 19 Inyección directa Contrario a la pre - cámara o
cámara de remolino, en 3. Carrera de combustión los motores diesel de
inyección directa, el aire y el com- bustible se mezclan dentro de cilindros. El
pistón se dis- El combustible es encendido por la alta temperatura del eña
para hacer un remolino de aire durante la aire y la presión generada por la
combustión empuja el compresión y lograr el máximo de mezcla con el com-
pistón hacia abajo. En el momento de la combustión, la bustible.
temperatura es de 3992 °F y la presión está sobre los 1450 PSI. Los
motores diesel de inyección directa operan de una man- era algo más difícil
pero su ren- dimiento, es decir, la utilización del combustible, es mejor.
Figura. 16: Carrera de combustión 4. Carrera de escape Inmediatamente
antes de que el pistón alcance su punto de retorno inferior, se abre la
válvula de escape. Cuando nuevamente el pistón se empuja hacia arriba en
el cilindro, los gases de escape se fuerzan fuera a través de la válvula de
escape. Este procedimiento es seguido entonces por una nueva carrera de
admisión y el ciclo se repite. Las car- reras del motor Tal como el motor de
gasolina, el motor de diesel puede operar según los Figura. 17: Carretera de
escape principios de dos o cuatro tiempos de carrera. En un motor de dos -
carreras, la combustión tiene lugar cada
29. 20 SECCIÓN 2 - Motor vez que el pistón alcanza la posición del punto
muerto superior (PMS), pero únicamente cada dos tiempos en uno de cuatro
carreras. La mayoría de los motores en automóviles, camiones y autobuses
son de cuatro tiempos. Figura. 18: La tapa de válvulas Figura. 19: Culata de
cilindros
30. SECCIÓN 2 - Motor 21 Las cuatro carreras 1. Carrera de admisión
Cuando el pistón comienza a moverse en dirección descendente, la válvula
de admisión se abre y se induce aire en el cilindro. Si el motor está equipado
con un turbocargador, el aire es forzado dentro del cilindro. Figura. 20:
Empaque de culata Figura. 14: Carrera de admisión 2. Carrera de
compresión El pistón está en su camino ascendente y ambas válvu- las
están cerradas. La presión y la temperatura del aire aumentan. Al final de la
carrera de compresión, la tem- peratura del aire está por encima de los 1292
°F y la presión por encima de los 399 PSI. El combustible se inyecta
inmediatamente antes de que el pistón alcance su punto más alto. Figura.
15: Carrera de compresión Figura. 21: Bloque de cilindros
31. 22 SECCIÓN 2 - Motor DESCRIPCIÓN DEL BLOQUE DE CILINDROS
Esta sección se concentra en la composición del bloque de cilindros de un
motor en línea y sus diferentes com- ponentes, así como también su
función. Las ilustra- ciones le ayudarán a ubicar las piezas pertinentes. Tapa
de válvulas La tapa de válvulas es una cubierta que impide que suciedad y
polvo entren en el motor. La cubierta tam- bién impide que el aceite que
lubrica el mecanismo de las válvulas salpique fuera. En algunos motores, la
tapa de válvulas cubre todas las válvulas, es una sola. En el caso de las
figuras, consiste de una cubierta ubicada por encima de cada cilindro. La
tapa de válvulas tam- bién provee acceso fácil a los balancines para servicio
y ajuste. Figura 22. Camisa de cilindro Culata de cilindros La culata de
cilindros es el “techo” del bloque de cilin- dros. Su propósito es sellar el
techo de la cámara de combustión. Dependiendo del tamaño del motor y de
los requerimientos de sello, la culata de cilindros puede tener una variedad
de diseños. Cuando el motor de diesel funciona, una combustión regular
tiene lugar en los cilindros lo que agrega gran- des demandas sobre el sello
entre el bloque de cilin- dros y la culata de cilindros. La energía que se
genera por la combustión desaparecería si no hubiera sello y la salida del
motor se reduciría. Las superficies de con- tacto en la culata de cilindros y
en el bloque de cilindros deben ser absolutamente planas. La culata de
cilindros se asegura al bloque de cilindros con pernos especiales para
culata. Hay dos ductos de entrada y salida en la culata de cilindros donde se
ubi- can las válvulas. Hay también ductos fundidos para Figura 23: Pistón
aceite y refrigerante. Figura 23. Piston
32. SECCIÓN 2 - Motor 23 Empaque de culata Por más bien que la culata
de cilindros haya sido maquinada, puede muy raramente mantener estan-
queidad contra las enormes presiones que vienen aso- ciadas con la
combustión. Es por eso que se emplea usualmente un empaque de culata
de acero entre la culata de cilindros y la camisa interior del cilindro. Figura.
24: Pasador de pistón y cojinetes de biela Bloque de cilindros El bloque de
cilindros es el elemento alrededor del cual se construye el motor. Está hecho
de una fundición de aleación especial de hierro, y está fundido en una sola
pieza para permitirle resistir enormes tensiones. En el caso de los motores
4HE1 y 6HE1 de Isuzu se uti- liza un diseño llamado de escalera en el cual
el bloque ha sido separado en dos secciones, un principal y una inferior que
contiene los tornillos de las tapas de bancada y que agrega mayor rigidez al
sistema. Además de los agujeros para los cilindros, contiene ductos
fundidos para el refrigerante y agujeros perfora- dos para permitir que el
aceite de lubricación alcance las piezas móviles del motor. Figura. 25:
Cigüeñal
33. 24 SECCIÓN 2 - Motor Camisa del cilindro Para extender la vida útil del
bloque de cilindros, y para facilitar su reparación, se usan en ocasiones
camisas de cilindro reemplazables. En vez de tener que reem- plazar la
totalidad del bloque de cilindros cuando se reacondiciona un motor,
únicamente se reemplazan las camisas de cilindro desgastadas con sus
pistones y sus anillos de pistón. La ilustración muestra un motor con
camisas “húme- das”. Esto significa que la camisa está en el contacto
directo con el refrigerante. Figura. 26: Amortiguador de vibraciones y volante
Pistón El pistón es el fondo móvil de la cámara de combustión. Los diseños
en la cabeza del pistón se realizan para crear un remolino de aire, favorecer
la mezcla con el combustible y lograr mejor combustión. Para impedir que la
compresión que se genera conjuntamente con la combustión pueda escapar
fuera, el pistón está equi- pado con un número de anillos de sello, los anillos
del pistón. Los anillos superiores, los anillos de com- presión, forman un
sello entre la cámara de combustión y el cárter. El anillo de pistón más bajo,
el anillo de aceite, tiene la tarea de raspar el aceite que se ha salpicado
contra las paredes de la camisa interior del cilindro, prevenir su entrada en
la cámara de combustión y ser quemado. Los anillos de pistón son
fabricados de un material elás- tico que los hace presionar continuamente
contra las paredes de la camisa. Figura. 27: Carcasa del volante y cárter de
aceite
34. SECCIÓN 2 - Motor 25 Biela La biela transfiere la potencia desde el
pistón al cigüeñal, y pivota en ambos extremos. El extremo superior de la
biela está fijo en el pistón con un pasador de pistón y el extremo inferior
sobre el cigüeñal con una tapa del cojinete (casquete). Pasador de pistón y
cojinetes de biela Para reducir rozamiento y desgaste de la biela en los
puntos de unión con el pistón y el cigüeñal hay cojinetes reemplazables
entre las superficies de con- tacto. Estos cojinetes deslizantes se componen
de un marco de acero revestido con metal babbitt. El babbitt es una mezcla
de cobre y el plomo (bronce al plomo). Es imprescindible que las superficies
de con- tacto sean lubricadas cuando el motor opera para impedir su
agarrotamiento. Esto es logrado cuando el aceite entra por un agujero en el
cojinete. Al extremo superior de la biela, donde se une con el pistón, el
cojinete consiste de un casquillo (buje) (1), y al extremo inferior donde se
une con el cigüeñal el cojinete consiste de dos mitades (casquetes) (2).
Cigüeñal Cuando el pistón es empujado hacia abajo después de la
combustión, el cigüeñal comienza a girar. De esta manera el cigüeñal
absorbe la potencia colectiva de todos los cilindros. El cigüeñal está
fabricado de acero forjado y tiene una ubicación para cada cilindro, a las que
se fijan adjuntas las bielas. Estas ubicaciones y sus contrapesos deben
estar balanceados con precisión para evitar la vibración del motor. Los
puntos de fijación donde el cigüeñal es soportado por el bloque de cilindros
se llaman casquetes o cojinetes de bancada (1). También en este caso, se
usan cojinetes deslizantes lubricados para reducir rozamiento. Para impedir
que el cigüeñal se desplace de aquí para allá en la dirección longitudinal,
hay dos anillos de tope (arandelas de empuje) (2) sobre cada lado del
Figura. 28: Engranajes de distribución cojinete principal.
35. 26 SECCIÓN 2 - Motor Amortiguador de vibraciones (damper) y Su
extremo superior es redondeado, favoreciendo volante su acoplamiento a la
sección abovedada regulable de la palanca oscilante. De esta forma es
como la El amortiguador de vibraciones (1) se ubica en el palanca oscilante
se mantiene en su lugar. extremo delantero del cigüeñal. Su propósito es
contra- rrestar cualquier oscilación que pueda ocurrir en el Palanca oscilante
(balancín) (4) y resorte de la cigüeñal cuando los pistones reciprocan. Las
oscila- válvula (5) ciones someten al cigüeñal a cargas enormes y sin el La
palanca oscilante, que está montada con amortiguador de vibraciones el
cigüeñal se fatiga y se cojinetes sobre el eje de balancines, empuja las vál-
rompe. La polea (2) está al frente del amortiguador de vulas hacia abajo
cuando estas deben abrir. Los vibraciones. Hay un volante de fundición (3),
al extremo resortes de la válvula se ubican entre el balancín y la trasero del
cigüeñal que, con su peso, tiene un efecto culata de cilindros. Su propósito
es cerrar las válvu- de amortiguación sobre el movimiento rotatorio del las
nuevamente. Cuánto abren las válvulas es deter- cigüeñal. minado por la
altura de los lóbulos sobre el árbol de levas. Alrededor del volante hay una
corona sinfín (4), en la cual engrana el motor de arranque cuando el motor
va El tornillo de ajuste en la parte trasera de la palanca a ser arrancado.
oscilante es para ajustar la holgura de válvulas correcta, (la distancia entre
la palanca oscilante y el extremo de caña de la válvula). Válvulas (6) y guías
de válvula (7) Las válvulas se ubican en la culata de cilindros. Como son
una pieza del techo de la cámara de com- bustión, deben sellar
completamente durante la carrera de operación. Las válvulas son fabricadas
de una aleación espe- cial de acero para tolerar las enormes temperaturas a
las que son sometidas a durante la combustión. Para orientar sus
movimientos en la culata de cilin- dros, las válvulas resbalan dentro de las
guías de la Carcasa del volante y cárter de aceite válvula. La carcasa del
volante (1) está fija al extremo trasero del bloque de cilindros. Aloja el vol-
ante y per- mite la fijación de la trans- misión al motor. El cárter de aceite (2)
es el fondo del motor y está fabri- cado de lámina de Figura. 29: Mecanismo
de válvulas (árbol de levas montado en el bloque)
36. SECCIÓN 2 - Motor 27 Figura. 30: Árbol de levas en la culata metal. El
cárter de aceite es el depósito para el aceite Los componentes restantes,
tales como las palan- que va a lubricar el motor. cas oscilantes, las válvulas
y los resortes de las vál- vulas tienen las mismas funciones que las descritas
anteriormente para el árbol de levas montado en el bloque. Figura. 31:
Culata de cilindros
37. 28 SECCIÓN 2 - Motor Figura. 32: Trayectoria de potencia en el motor
Engranajes de distribución comienza a girar, conduce el árbol de levas (6)
con la ayuda del engranaje de distribución (7). El eje Si el motor va a operar
adecuadamente, son necesarias de levas empuja entonces hacia arriba el
impulsa- ciertas funciones como el enfriamiento, la lubricación, la dor (8) y la
varilla de empuje (9) para que el bal- inyección de combustible, etc. ancín
(10) abra las válvulas de escape (11). Estos sistemas son conducidos por un
número de Los gases de escape de la combustión se evacuan engranajes
ubicados sobre el frente del bloque de cilin- del cilindro a través de la válvula
de escape. Cuando dros. El término colectivo para estos engranajes es el el
pistón está en su carrera hacia abajo nueva- de engranajes de distribución.
En la mayoría de los mente, antes de la próxima carrera operativa, se
motores estos engranajes son helicoidales para reducir cierra la válvula de
escape. El mecanismo de las desgaste y permitir una operación silenciosa.
Los válvulas abre ahora la válvula de admisión y aire engranajes de
distribución son lubricados por el nuevo entra en el cilindro. sistema de
lubricación del motor. Para impedir que el aceite salpique alrededor, los
engranajes de distribu- ción se encajan en una cubierta llamada la tapa de
dis- tribución. Cuando el engranaje del cigüeñal (1) gira, conduce un número
de engranajes con las siguientes funciones:
38. SECCIÓN 2 - Motor 29 El engranaje de reenvío o engranaje loco (2)
transfiere potencia al engranaje del árbol de levas (3). El engranaje del árbol
de levas, por medio del árbol de levas, conduce el mecanismo de válvulas
que abre y cierra las válvulas. El engranaje del compresor (4), que es
conducido por el engranaje del árbol de levas, conduce el compresor, que a
su vez, genera el aire necesario para operar los frenos de aire, etc. El
engranaje de la bomba de inyección (5) conduce la bomba de inyección, que
provee al motor con el com- bustible en las cantidades correctas. El
engranaje de la bomba de refrigerante, (bomba de agua) (6), que es
conducida por un engranaje de reen- vío (7), conduce la bomba de
refrigerante que bombea el refrigerante alrededor del motor. El engranaje de
la bomba del servo (8) conduce la bomba auxiliar que bombea fluido
hidráulico al meca- nismo de dirección. Cuando el conductor gira el vol-
Figura. 33: Lubricación ante, la presión en el mecanismo de dirección
aumenta y el vehículo es mucho más fácil de conducir. Un engranaje de
reenvio (9) conduce la bomba de aceite que bombea el aceite a las piezas
móviles del motor. Figura. 34: aspirador de aceite y bomba
39. 30 SECCIÓN 2 - Motor Mecanismo de válvulas Hay básicamente dos
configuraciones de válvulas y árbol de levas para motores diesel de camión,
las insta- ladas en el bloque de cilindros y el diseño de árbol de levas en la
culata. Debido a las estrictas regulaciones de emisiones, el árbol de levas
en la culata ha resultado el diseño de elección en los últimos tiempos. Árbol
de levas (1) (montado en el bloque) El árbol de levas está montado en el
bloque y encima del cigüeñal. Cuando el cigüeñal gira, conduce al árbol de
levas. En el árbol de levas hay un número de jorobas excéntricas, o lóbulos.
Los lóbulos han sido hechos con precisión para asegurar que levanten el
elevador en el instante correcto. El árbol de levas se monta en el bloque de
cilindros sobre cojinetes lubricados con aceite y es guiado en su extremo
delantero por un anillo de tope. Elevador de válvulas (2) y varilla de empuje
(3) El elevador y la varilla de empuje transmiten el movi- miento de árbol de
levas a la palanca oscilante (balan- cín). El extremo inferior del elevador
está fabricado de un material extraordinariamente duro para resistir el
desgaste contra el árbol de levas. Las varillas de empuje son de metal
tubular fuerte y li- viano con extremos endurecidos. El extremo inferior de la
varilla de empuje es abovedado para acomodarse sobre el elevador. Figura.
35: Válvula de descarga, enfriador de aceite y filtro de aceite
40. SECCIÓN 2 - Motor 31 Árbol de levas en la culata El diseño de árbol de
levas en la culata presenta el eje de levas en lo alto de la culata de cilindros
sobre muñones con cojinetes. Las palancas oscilantes para los inyectores y
las válvulas de admisión están en con- tacto directo con los lóbulos del árbol
de levas, elimi- nando por lo tanto la necesidad de elevadores y varillas de
empuje. TRAYECTORIA DE POTENCIA EN EL MOTOR Cuando el motor
de arranque se engrana, gira el cigüeñal y el volante. Un pistón es empujado
hacia Figura. 36: Enfriamiento del pistón
41. 32 SECCIÓN 2 - Motor Figura. 37: Recorrido del lubricante arriba por la
biela y comprime el aire en el cilindro. los cojinetes de bancada (13) y dentro
del cigüe- Inmediatamente antes de que pistón alcance su ñal. El aceite
alcanza los cojinetes de biela (14) a posición superior, la bomba de
inyección inyecta el través de agujeros en el cigüeñal. Después el
combustible en el cilindro y este enciende. Cuando aceite se bombea hacia
arriba, por las bielas y ocurre la combustión en el cilindro (1), la presión
lubrica los pasadores de pistón (15). Algo del aumenta y empuja el pistón (2)
nuevamente hacia aceite de la línea principal va por conductos hasta abajo.
los ejes de balancines(16). Debido a esto, el mecanismo de válvulas
también se lubrican. Antes El movimiento descendente del pistón se
transmite al de alcanzar el turbocargador (17) el aceite pasa a cigüeñal (3)
por medio de la biela (4). Cuando el través del tubo externo (18) que
conecta al bloque cigüeñal comienza a girar, arrastra al volante (5) con- de
cilindros. El turbocargador necesita mucho juntamente con él. aceite ya que
la unidad de turbina opera a La potencia que proviene de la combustión
continúa velocidades sumamente altas, aproximadamente entonces por
medio del tren de accionamiento hasta las 85,000 RPM. ruedas de tracción
del vehículo. Cuando el cigüeñal La bomba de inyección y el compresor de
aire toman su aceite a través de tubos de conducción SISTEMA DE
LUBRICACIÓN de aceite externos. Generalidades Debido a que uno de los
engranajes de distribución (19) está perforado y conectado al sistema de
lubri- El objeto del sistema de lubricación es lubricar las pie- cación, el aceite
se distribuye a los otros engrana- zas móviles del motor (A) con el aceite
para minimizar jes de distribución. el rozamiento y el desgaste. El aceite
retira la carbonilla y otros residuos dejados sobre las paredes del cilindro
después de la combustión (D). También tiene una fun- ción de sellado (C) ya
que la camisa interior del cilindro
42. SECCIÓN 2 - Motor 33 ha sido diseñada de tal suerte que siempre hay
una película delgada de aceite sobre sus paredes. Esto hace más fácil para
los anillos del pistón sellar la cámara de combustión. El aceite también
conduce el calor fuera del interior del motor (B), y a la vez tiene un efecto de
silen- ciador. Aspirador de aceite (1) Antes de alcanzar la bomba de aceite,
el aceite pasa a través de un aspirador ubicado en el fondo del cárter de
aceite. Desde el aspirador el aceite pasa a través de un conducto de
aspiración a la bomba. Figura. 38: conjunto tanque de combustible Bomba
de aceite (2) La bomba de aceite es una bomba de engranajes condu- cida
por un engranaje de reenvío en los engranajes de distribución. La bomba se
compone de dos ruedas denta- das que giran en una carcasa de la bomba
estrecha- mente sellada. Cuando las ruedas dentadas giran, el aceite es
“transferido” entre sus dentaduras y las paredes de la carcasa de la bomba.
Cuando las dentaduras engranan, el aceite es bombeado fuera dentro del
sistema de lubricación. Figura. 39: Bomba de alimentación
43. 34 SECCIÓN 2 - Motor La válvula de descarga o de alivio (1) Hay una
válvula de descarga que impide que la presión de aceite llegue a ser
excesiva a alta velocidad del motor. Cuando la presión alcanza un cierto
valor, la vál- vula abre y el aceite sobrante corre de nuevo hacia el cárter de
aceite. Enfriador de aceite (2) El objeto del enfriador de aceite es, con la
ayuda del aceite del motor, conducir el calor lejos del interior del motor.
Dentro del enfriador de aceite hay un panal que se conecta al circuito de
refrigeración del motor. El aceite circula alrededor del panal y transfiere el
calor al refrigerante. El enfriador de aceite provee alrededor del 10-15% del
calor. Figura. 40: Filtro de combustible Filtro de aceite (3) Una de las tareas
del aceite de lubricación es lavar las impurezas de las superficies de los
puntos de lubri- cación del motor. El aceite se torna sucio y debe lim- piarse
antes de ser devuelto nuevamente a los puntos de lubricación. El aceite es
filtrado de sus impurezas grandes cuando pasa a través del aspirador en la
bomba de aceite. Para conseguir librarlo de las partícu- las pequeñas de
suciedad, el sistema de lubricación está equipado con hasta tres filtros,
dependiendo del tipo de motor. Los filtros de aceite son cartuchos de fil- tro
reemplazables que contienen inserciones hechas de papel plegado. Todo el
aceite que viene de la bomba pasa a través de los filtros para ser limpiado
antes de entrar nuevamente Figura. 41: Bomba de inyección en el motor. Si
los filtros de aceite llegan a taparse, el aceite sin filtrar pasa por el filtro sin
filtrarse y va directo al motor a través de una válvula de derivación que abre
y permite que el aceite fluya al motor. Esta válvula de derivación (by-pass)
se ubica en el soporte del filtro.
44. SECCIÓN 2 - Motor 35 Enfriamiento del pistón El pistón se torna muy
caliente cuando el motor está operando y, en algunos motores, requiere de
refrigera- ción extra. La refrigeración del pistón se activa cuando la presión
del aceite llega a ser tan alta que la válvula de enfriamiento del pistón en el
bloque de cilindros se abre. El aceite es forzado entonces a través de ductos
perforados en el bloque de cilindros a chorros de los enfriadores de pistón,
uno para cada pistón. El aceite es entonces atomizado en el fondo del
pistón. Recorrido del lubricante Figura. 42: El Gobernador La bomba de
aceite (1), que es conducida por un engranaje de distribución, induce aceite
desde el cárter de aceite (2). El aceite pasa entonces a través de un
aspirador (3) ubicado entre el cárter de aceite y la bomba, y se bombea a la
válvula de descarga (4). El aceite que retorna al cárter de aceite pasa a
través del enfriador de aceite (5) donde se enfría. Cuando el motor es
arrancado, y el aceite está todavía frío, evita el enfriador de aceite por medio
de una válvula de deri- vación (6) para facilitar el calentamiento acelerado
hasta la temperatura normal de funcionamiento. Después de que este aceite
pasa a través del filtro de aceite (7) y si el filtro de aceite se llegara a
atascar, el aceite será derivado del filtro a través de una válvula de
derivación (8). Cuando la presión de aceite alcanza un cierto valor, se
Figura. 43: Limitador de humos abre la válvula de enfriamiento del pistón (9)
y libera lubricante a los enfriadores de pistón (10). Desde el filtro el aceite va
a las líneas principales de aceite (11) que han sido perforadas en toda la
longitud del bloque de cilindros. Desde aquí algo del aceite va por conduc-
tos perforados a los cojinetes del árbol de levas (12), Figura. 44: Tubo de
entrega
45. 36 SECCIÓN 2 - Motor SISTEMA DE COMBUSTIBLE Tanque de
combustible y unidad de entrega El combustible diesel necesario para
operar el motor se almacena en el tanque de combustible, que es fabri- cado
normalmente de acero o de aluminio. El tamaño del tanque depende del tipo
de operación en que el vehículo va a ser usado. Normalmente, un tanque de
combustible consta de una cubierta, un tubo de recolec- ción de combustible
y un respiradero del tanque. En vehículos equipados con tanques de
combustible dobles, se usa un solo tubo de recolección de combusti- ble y
una sola unidad de medición y envió. El combusti- ble se iguala entre dos
tanques por medio de una manguera de intercambio desde un tanque al
otro. La unidad de envío del tanque de combustible está en el tanque de
combustible y opera el medidor de com- bustible en el tablero. La unidad de
envío básicamente consiste de una restato y una palanca con un flotador.
Figura. 45: Tobera de inyección La sujeción de la palanca al restato se
diseña como un contacto desli- zante y es regu- lado por el flotador. Un
cable eléctrico conecta la unidad de envío con el medidor de com- bustible
en el tablero. Cuando el tanque está lleno, la resistencia en el rostato es
pequeña, y el medidor muestra lleno. Inyección de combustible Dos
métodos comunes de inyección de combustible son la inyección unitaria
electrónica y la inyección mecánica. La inyec- ción unitaria electrónica, se
diseñó para cumplir los muy altos niveles de exigencia de las normas
ambientales para motores de hoy. Para cumplir con estos reque- rimientos,
debe ocurrir una combustión óptima. La com- bustión óptima requiere que
se inyecte la cantidad exacta de combustible en la cámara de combustión
bajo una presión muy alta y en el momento preciso. INYECCION
MECANICA DE COM- BUSTIBLE Bomba de alimentación
46. SECCIÓN 2 - Motor 37 Figura. 47: Sistema de unidad de inyección de
combustible electrónica La bomba de alimentación es conducida por el giro
de la bomba de inyección de combustible y toma combusti- ble desde el
tanque de combustible. Su objetivo es bombear combustible a la bomba de
inyección a una Cebado manual (2) cierta presión. La bomba de
alimentación está también equipada con una bomba de cebado manual que
puede El cebador manual se instala sobre la cabeza del usarse cuando se
ha terminado el combustible en el filtro de combustible y se usa para
bombear el tanque. Porque entonces hay que bombear el nuevo
combustible y purgar el sistema cuando se combustible con la bomba de
cebado manual a la vez requiere (cuando el motor no opera). que se evacua
cualquier aire que haya entrado en el Filtro de combustible (3) sistema de
combustible abriendo el tornillo de venti- lación en el soporte del filtro de
combustible. Este sistema se equipa con un tornillo grande sobre el filtro de
combustible ubicado en el motor. Filtro de combustible El interior del filtro
consiste de un filtro especial de papel corrugado con una alta resistencia al
agua y El combustible debe estar absolutamente limpio antes propiedades
de filtrado óptimas. de entrar en la bomba de inyección. Aún partículas
minúsculas pueden dañar los componentes de la
47. 38 SECCIÓN 2 - Motor bomba de inyección, lo que resultará en
suministro defectuoso de combustible al motor. Esto ocasionará
perturbación en la combustión y opera- ción pobre del motor. Por
consiguiente, el combustible debe pasar a través de dos filtros de
combustible antes de que alcance la bomba de inyección. Estos filtros
contienen cartuchos de papel plegado. El tarro de filtro y el cartucho de filtro
son integrales, y se llaman filtros roscables. Bomba de inyección El
combustible purificado se conduce entonces a la bomba de inyección, que
aparece en dos modelos, una bomba en línea y una bomba de distribuidor
(rotor). La bomba de rotor se usa principalmente en motores pequeños, y
tiene un émbolo único para proveer el bombeo de combustible a los
cilindros. La bomba en línea se usa para motores más grandes. Opera con
un émbolo para cada cilindro del motor, y en consecuencia tiene una
capacidad mucho mayor. Las bombas de inyección son fabricadas con gran
precisión para ser capaces de alimentar combustible en las can- tidades
apropiadas y en el momento indicado. Pura y simplemente, cuando el
conductor pisa el pedal del acelerador influye sobre una varilla de control en
la bomba de inyección. La varilla de control gira entonces los émbolos en la
bomba y aumenta las cantidades de combustible que se inyectan en los
cilindros. 1- Parte de bomba, 2 -Parte de inyector, 3 - Alojamiento de la
válvula Figura. 48: Inyector unitario electrónico
48. SECCIÓN 2 - Motor 39 Gobernador En un motor diesel el combustible y
la alimentación de aire son independientes. En consecuencia, la bomba de
inyección está equipada con un regulador que percibe la velocidad del
motor. El propósito del gobernador es regular la cantidad de Desde la
bomba de alimentación, el combustible combustible inyectado en el motor,
limitando así la pasa primero a través del filtro (8) y luego por la velocidad
máxima del motor. galería de combustible de la culata de cilindros (4). La
galería de combustible se diseña para que rodee Una velocidad del motor
excesivamente alta pondrá la pieza de la uni46dad electrónica de inyección
gran esfuerzo sobre las partes componentes del motor, (EUI) (5) donde se
colocan los agujeros de combusti- y las dañará. Si el pedal del acelerador se
mantiene en ble. La válvula de rebose del sistema (6) se coloca cierta
posición, el gobernador suministrará un poco más en la unión de salida de la
galería de combustible. de combustible en las subidas y un poco menos en
las bajadas. Limitador de humos
49. 40 SECCIÓN 2 - Motor El objeto del limitador de humos es regular la
dosis de combustible para que el humo negro del escape per- manezca
dentro de los límites legales. Se engrana cons-tantemente y es regulado por
la presión variante del turbocargador. El riesgo de humo negro es crítico
cuando el motor está muy cargado y a baja velocidad. Filtro de aire En esta
situación, el limitador de humos impide que la El aire requerido por el motor
debe estar libre de bomba de inyección de combustible entregue la can-
polvo, arena y otras partículas. En consecuencia, tidad máxima posible de
combustible. Esto reduce la es importante que el aire se limpie antes de
entrar cantidad de gases no quemados en el escape que en el motor. A
medida que el aire entra en el filtro salen por el tubo de escape en forma del
humo negro. de aire, encuentra un anillo de platina plásticas. Cuando el
motor alcanza una velocidad alta, la combus- Estas platinas rompen el flujo
del aire y ocasionan tión mejora y la emisión de humos se reduce. que
cualquier partícula pesada caiga al fondo de la carcasa. Esta es conocida
como la primera etapa. El aire entonces continúa pasando a través del
elemento desde afuera hacia adentro, filtrando el aire aun más antes de
entrar en el motor. Figura. 50: Entrada de aire con indicador de restricción
50. SECCIÓN 2 - Motor 41 Figura. 51: Otra vista de una entrada de aire con
indicador de restricción El limitador de humos es influenciado por la presión
del turbocargador permitiendo a la bomba de inyección suministrar más
combustible. Algunos vehículos están equipados con un dispositivo de
encendido en frío (QOS) que provee al motor con una cantidad extra de
combustible cuando está arrancando, cuando el motor está frío y es difícil
arrancar. El dispositivo de arranque en frío está en el limitador de humos. En
los motores de Isuzu se cuenta con dispositivos de arranque en frío (QOS:
Quick on start) eléctricos los cuales, por medio de bujías incandescentes,
calientan la carga de aire antes del encendido en frío del motor permitiendo
un encendido más fácil y rápido. Tubo de entrega Los tubos de entrega
desde la bomba de inyección a los inyectores se fabrican de tubo de acero
de alto espesor. Deben tolerar la alta presión y no expandirse, ya que esto
perturbaría la precisión de la inyección. El
51. 42 SECCIÓN 2 - Motor diámetro interior de los tubos se adapta
cabalmente para cada tipo de motor. Inyector o toberas de inyección El
inyector está montado firmemente en la culata de cilindros. Su objetivo es,
bajo gran presión, inyectar combustible atomizado en la cámara de
combustión. El extremo del inyector se proyecta un poco dentro de la
cámara de combustión y absorbe mucho calor. Para ser capaz de conducir
lejos ese calor, el inyector se envaina en un manguito de cobre. Algo del
combustible que se suministra al la boquilla se fuga por la camisa de la
tobera del inyector y la aguja para enfriar un poco y lubricar el inyector. El
combustible sobrante se devuelve entonces al tanque de combustible a
través de la línea de retorno. Figura. 52: Turbocargador Figura. 46:
Trayectoria del combustible diesel TRAYECTORIA DEL COMBUSTIBLE
DIESEL El combustible se saca del tanque de combustible (1) a través del
aspirador del tanque (2) mediante la bomba de alimentación (3). Se bombea
entonces hasta el filtro de combustible (4) y es enviado a la bomba de
inyección (5). El combustible es ahora sometido a alta presión y se bombea
por los tubos de entrega (6) a los inyectores (7). El combustible Figura. 53:
Múltiple de admisión
52. SECCIÓN 2 - Motor 43 sobrante se devuelve al tanque de combustible
por medio de una línea de retorno. Figura. 54: Enfriador de carga de aire
Figura. 55: Pre - calentador Figura. 56: Múltiple de escape
53. 44 SECCIÓN 2 - Motor UNIDAD DE INYECCION ELECTRONICA
Generalidades Hay siete componentes importantes que comprenden el
sistema de la unidad de inyección de combustible elec- trónica. La diferencia
más importante entre los dos tipos de inyección es que con la unidad de
inyección elec- trónica, el combustible se suministra y la inyección real se
controla en la unidad del inyector y no a la bomba de combustible como se
anotó con el sistema mecánico. Bomba de combustible (1) La bomba de
combustible se instala en el motor, y es conducida por un engranaje. El
propósito principal de la bomba es mantener el flujo y la presión correcta a
todos los inyectores electrónicos. Figura. 57: Regulador de presión de
escape (freno de motor) Figura. 58: Tubo de escape y silenciador
54. SECCIÓN 2 - Motor 45 1. Eje de levas 4. Balancín 2. Tapón 5. Válvula
de control 3. Regulador de presión de escape 6. Tubo de aceite Unidad de
control electrónica - ECM (4) Freno de compresión En algunos motores el
ECM tiene dos funciones princi- Durante las carreras de compresión y
combustión del pales. Una que es calentar el combustible antes de motor
(operativas), el freno de compresión controla la entrar en los inyectores. Las
válvulas de inyección se apertura de las válvulas de escape y crea una
sobre ubican al dorso del ECM y a medida que combustible presión en la
cámara de combustión, lo que a la vez fluye a través de los alabes, el calor
producido por el tiene un efecto de frenado sobre el cigüeñal. ECM calienta
el combustible y simultáneamente este enfría el ECM. La función principal
del ECM es recibir El árbol de levas tiene dos lóbulos extras sobre cada
impulsos desde el pedal del acelerador y un número perfil de leva de
escape. La altura de levantamiento de determinado de sensores en el motor,
interpretarlos, y los lóbulos extras es muy baja cuando se compara con los
lóbulos normales de escape. Para permitir que los lóbulos extras abran las
válvulas de escape, los balan- cines de escape se configuran de una
manera que la holgura de válvulas puede reducirse durante la secuen- cia
de frenado.
55. 46 SECCIÓN 2 - Motor enviar entonces señales electrónicas a los
inyectores unitarios electrónicos controlando cuándo y cuánto combustible
debe ser inyectado en la cámara de com- bustión. Válvulas de rebose (5) y
de retención (6) La válvula de retención (5) se ubica en el línea de ali-
mentación de combustible desde el tanque de combus- tible. La función de
esta válvula es impedir que el combustible que es vaciado fuera de las
líneas vuelva al tanque de combustible. La válvula de rebose (6) está
ubicada atrás de la culata y está atornillada en la gale- ría de combustible.
La válvula de rebose mantiene una presión de combustible constante y
uniforme en la gale- ría de combustible en la culata de cilindros. Esta
presión asegura que los inyectores están constante- mente llenos con
combustible. Inyectores unitarios electrónicos (7) Un motor tiene
normalmente cuatro o seis inyectores unitarios electrónicos (EUI), uno para
cada cilindro. Cada inyector electrónico es una combinación de bomba de
inyección e inyector pero opera a una presión mucho más alta que un
inyector normal. La Figura. 60: Interruptores del freno de motor fuerza de
compresión del EUI se transfiere por medio de un balancín desde un lóbulo
en el árbol de levas en la culata como se describió anteriormente. El inyec-
tor unitario consiste de tres piezas importantes: • La parte de bomba que
consiste de un cilindro y un émbolo, equivalente al elemento de bombeo en
la bomba de inyección. Esta porción provee la fuerza mecánica para la
boquilla de rocío. • La parte de inyector, con un cuerpo de tobera, resorte y
aguja de tobera. La porción de inyector realmente forma la inyección de
combustible en la cámara de combustión. • El alojamiento de la válvula, con
una válvula de inyección de combustible controlada electromag-
néticamente. El alojamiento de la válvula recibe las señales del ECM que
controla la sincronización del combustible inyectado en la cámara Figura.
49: Esquema del flujo de combustible Flujo de combustible La bomba de
alimentación (1) se monta sobre el plato del engranaje de distribución y es
conducida por medio de un rebaje en el eje de la bomba desde los
engranajes de distribución del motor. La bomba de ali- mentación recoge el
combustible del tanque de com-
56. SECCIÓN 2 - Motor 47 Figura. 61: Trayectoria del aire bustible (7) a
través de la unidad de control Después de la combustión el aire en forma de
gases de electrónica del sistema de combustible (ECM) (2). El escape, se
mueve a través del múltiple de escape (6) combustible de retorno desde la
culata de cilindros tam- al turbo (3), donde acelera el rotor de la turbina. bién
se encamina por la bomba de alimentación. Una Después de dejar el
turbocargador, continúa al regula- línea de purga (3) pasa desde el dorso de
la bomba de dor de presión de escape (7), antes de alcanzar el alimentación
al tanque de combustible, y está diseñada silenciador (8). De allí los gases
de escape se emiten para proveer la purga continua del sistema. a la
atmósfera. ADMISIÓN DE AIRE Y SISTEMA DE ESCAPE
57. 48 SECCIÓN 2 - Motor ADMISIÓN DE AIRE El aire requerido para la
combustión se induce a través Radiador del sistema de admisión de aire. El
sistema de conduc- tos de entrada de aire variará dependiendo del tipo de
El radiador reduce la temperatura del refrigerante que carrocería de cada
vehículo. El aire entra a través de deja el motor en 40 °F. El radiador
consiste de dos una persiana al frente del vehículo o por una rejilla en la
depósitos conectados por el panal del radiador. parte superior de la cabina y
pasa por un conducto Después de dejar el motor, el refrigerante entra en
hasta el filtro de aire. tanque de refrigerante caliente normalmente arriba o al
lado derecho del radiador. De allí el líquido se dis- tribuye a través del panal,
que consiste de una multi- tud de tubos estrechos a través de los cuales
pasa el aire. En el lado exterior del panal hay aletas que aumentan la
superficie de contacto con la corriente de aire, y así, el efecto de
enfriamiento se mejora. Después de que el refrigerante se ha enfriado en el
panal, se recoge en el tanque inferior o de la izquierda, desde donde es
sacado por la bomba de refrigerante hacia el motor. Figura. 62: Circuito de
refrigeración
58. SECCIÓN 2 - Motor 49 Indicador de restricción de aire Si el filtro se
tapona por el mugre, el aire tendrá dificul- tad para pasar a través, esto
significa que faltará oxí- geno cuando ocurra la combustión en el motor.
Para controlar la condición del filtro de aire, se usa un indica- dor de
restricción de aire. Este indicador mide el vacío en el tubo entre el filtro de
aire y el motor. Los dos tipos más comunes de indicadores de restricción
son el de tipo de pistón, que se monta normalmente sobre el panel
cortafuegos; y, el de tipo de dial, que se instala en el panel de instrumentos.
Figura. 63: Bomba de refrigerante - termostato cerrado Figura. 64: Bomba
de refrigerante - termostato abierto
59. 50 SECCIÓN 2 - Motor Turbocargador El turbocargador empuja más aire
en los cilindros del que podría ser inducido por los pistones. Entre más aire
pueda forzarse en los cilindros, mayor la cantidad de combustible que puede
ser quemada. En consecuencia, la salida de potencia del motor puede
aumentarse sin aumentar su desplazamiento. Como usted puede ver en la
ilustración, el turbo es conducido por el flujo de los gases de escape. El
beneficio de un turbo cargador de este tipo es que no se necesita nin- guna
potencia extra del motor para operarlo. Los gases de escape conducen un
rotor de turbina, que alcanza una muy alta velocidad. Al otro extremo del eje
que sostiene el rotor de la tur- bina está el rotor de un compresor. Cuando el
rotor del compresor acelera, fuerza aire dentro de los cilindros y logra una
sobre presión. La combustión de un motor turbocargado es más eficiente
que la de un motor de aspiración natural, haciendo su operación más
económica. Esta combustión más eficiente también provee gases de escape
más limpios y así reduce la contaminación. El turbo también sirve como un
silencia- dor extra tanto en el lado de la admisión como en el de escape, y
reduce apreciablemente el nivel de ruido del motor. Figura. 65: Ventiladores
de refrigeración Múltiple de admisión El aire que va a los diversos cilindros
se distribuye desde el múltiple de admisión. El múltiple está fabri- cado de
fundición de aluminio y se ha diseñado para presentar la menor resistencia
posible al aire. Figura. 66: Tanque auxiliar y sonda de bajo nivel
60. SECCIÓN 2 - Motor 51 1. Manguera de ventilación del radiador 2.
Manguera de ventilación del motor 3. Manguera superior del radiador (Salida
del motor) 4. Manguera inferior del radiador (Entrada al motor) 5.
Alojamiento del termostato 6. Línea de suministro del calefactor 7. Línea de
retorno del calefactor 8. Válvula de control de calefactor 9. Panal del
calefactor 10. Tanque de expansión 11. Sensor de bajo nivel de refrigerante
12. Colector de agua 13. Línea de relleno estático 14. Línea de desviación
del motor (by-pass) 15. Bomba de agua 16. Radiador Enfriador de carga de
aire (enfriador inter- medio - aftercooler) Cuando el aire pasa a través del
turbocargador, se comprime y se torna más caliente. El aire calentado Es
aquí también que las burbujas de aire que se contiene menos oxígeno por
unidad de volumen. Esto han formado en el refrigerante se ventilan hacia
contradice el principio de inyectar tanto oxígeno en la afuera. Algo del
refrigerante caliente se conduce cámara de combustión como sea posible.
En con- hasta un calefactor (9) que calienta la cabina. El secuencia, el aire
tiene que pasar a través de un enfria- refrigerante se usa también para
enfriar el aceite dor especial, que se ubica al frente del radiador de del
motor. refrigerante normal. Cuando la temperatura del aire se reduce, una
vez más contiene su cantidad normal de oxígeno. Esto provee un aumento
en la salida del motor de cerca del 10-15%. El sistema que enfría el aire y
aumenta la salida del motor de esta manera se llama pos enfriador.
61. 52 SECCIÓN 2 - Motor Precalentador de arranque Cuando se pone el
motor en funcionamiento en tiempo frío, antes de que alcance su
temperatura de funciona- miento, el aire que entra en los cilindros está
dema- siado frío. La combustión será entonces incompleta, y el motor
emitirá mucho humo negro. Para evitar esto, hay precalentadores de
arranque que se adaptan en el Otra manera de aumentar la velocidad del
motor colector de admisión o se usan bujías incandescentes es con el
acelerador de mano (2), que se controladas por sensores de temperatura o
por tempori- conecta a la bomba de combustible con un zadores. cable. Con
la ayuda del acelerador de mano el El elemento calentador alcanza una
temperatura de motor puede fijarse a una velocidad deseada. 1292 °F y
calienta el aire de entrada, haciendo que la Esta unidad puede usarse, por
ejemplo, cuando combustión sea completa. el vehículo se equipa con un
PTO que requiere que el motor opere a diversas velocidades.
62. SECCIÓN 2 - Motor 53 Múltiple de escape de gobernador centrífugo en
la bomba de inyección con un actuador electromagnético. Este actuador es
contro- Después de la combustión en los cilindros, los gases de lado por una
unidad de control electrónica (ECM) escape se fuerzan fuera hacia el
colector de escape. Ya ubicada normalmente bajo el panel de instrumentos.
que los gases tienen una temperatura muy alta cuando dejan el cilindro, el
colector de escape se fabrica de un El ECM recibe e interpreta información
electrónica material resistente al calor. De aquí los gases de sobre la
condición de operación del vehículo desde los escape fluyen a través del
colector de unión al turbo diversos sensores y contactos ubicados a lo largo
del cargador. vehículo. Esta información se usa entonces para regu-
Regulador de presión de escape (freno de lar el flujo de combustible desde
la bomba de combusti- ble. motor) Antes de alcanzar su temperatura de
funcionamiento, o cuando opera a una baja velocidad, la combustión es
incompleta, y el motor emite gases de escape no proce- sados. Dejando
pasar los gases de escape a través de un regulador de presión de escape,
la emisión de gases de escape no quemados puede reducirse. El reg- ulador
de presión de escape se fija al alo- jamiento de la turbina del turbocargador.
Cuando se engancha, es influido por un pistón neumático (1) que, por medio
de una placa (2), impide que los gases de escape alcancen el tubo de
escape. Esto crea una contrapresión en el motor que, a su vez, acelera el
calen- tamiento del motor. Esto permite una com- bustión más eficiente, y
reduce la emisión de partículas no quemadas. El regulador de presión de
escape se puede usar también como un freno de motor cuando se con-
duce en bajada. Este es engranado por un interruptor de freno de motor en
la cabina y cierra la emisión de gases de escape del motor. El motor frena y
la velocidad del vehículo puede reducirse sin tener que utilizar los frenos de
servicio. Tubo de escape (A) Los tubos de escape se fabri- can de lámina de
metal grueso y tienen curvas amplias para facilitar el flujo de la emisión 1.
Sensor de velocidad del vehículo de gases. 6. Pedal de embrague 11.
Presión de la carga de aire 2. Interruptor de control de crucero (CC) 7. 12V,
Suministro de potencia principal (TEC) 12. Regulador electrónico
(gobernador) Silenciador (B) 3. Freno motor / crucero 8. Unidad de control
(ECM) del EDC 13. Sensor de velocidad del motor 4. Pedal de acelerador 9.
Temperatura refrigerante 14. Válvula de corte de combustible (solenoide) 5.
silenciador ElPedal de freno debe producir muy poca resistenciade la carga
de aire 10. Temperatura al 15. Velocidad del motor (auxiliar) flujo, y está
disponible en un número grande de mode- Figura. 69: Componentes del
EDC
63. 54 SECCIÓN 2 - Motor los. El silenciador de absorción modera el ruido
con una capa gruesa de fibra sintética alrededor de un tubo agujereado.
Otro tipo es el silenciador de deflectores, en el que el escape pasa a través
de un laberinto de deflectores.
64. SECCIÓN 2 - Motor 55 Figura. 59: El freno de motor Freno de motor El
freno de motor consiste de dos sistemas diferentes, el regulador de presión
de escape (freno de motor), como se describió anteriormente, y el freno de
compresión.
65. SECCIÓN 2 - Motor 56 Sistema de control El freno de motor se conecta
al pedal del acelerador y se activa cuando el pedal se suelta
completamente, según la selección hecha con los interruptores en el tablero
de instrumentos. Hay dos interruptores dobles de posición: 1. ENCENDIDO /
APAGADO 2. Hl ( freno de compresión y freno motor simultáneos) / LO
(freno motor únicamente)
66. SECCIÓN 2 - Motor 57 LA TRAYECTORIA DEL AIRE El aire se induce
a través de la entrada del aire (1) y pasa por el filtro de aire (2). Aquí el aire
es purificado antes de que entre en el turbocargador (3). Desde el turbo
continúa al enfriador intermedio (4). Cuando alcanza el múltiple de admisión
(5) el aire se distribuye a los cilindros.
67. SECCIÓN 2 - Motor 58 CIRCUITO DE REFRIGERACION Generalidades
Una gran cantidad de energía desarrollada por la combustión se convierte
en calor. Algo de este calor debe ser conducido lejos del motor, de otra
manera el motor se recalentará. Esto es hecho por el sistema de
refrigeración que conduce el calor sobrante que de otro modo dañaría el
motor y el aceite lubricante. En general hay dos procedimientos de
refrigeración del motor, o con aire o con líquido. Los motores Diesel se
enfrían comúnmente con líquido. El líquido refrigerante comúnmente
consiste de agua con un aditivo para impedir el congelamiento y la corrosión
en el motor y el circuito de refrigeración.
68. SECCIÓN 2 - Motor 59 Bomba de refrigerante (1) La bomba de
refrigerante es conducida o por correas desde el frente del cigüeñal o, como
en la ilustración, por uno de los engranajes de distribución. La bomba
consiste de una carcasa en forma espiral en la que se coloca un rodete.
Cuando el rodete, que está fijo sobre el eje de impulsión, comienza a girar,
la bomba toma refrigerante desde el radiador. El refrigerante entra en la
bomba por el centro del rodete y entonces, con la ayuda de la fuerza
centrifuga, se prensa contra las paredes de la bomba, donde se sitúa la
salida. Las bombas de este tipo se llaman bombas centríf- ugas. Termostato
(2) Cuando el refrigerante deja la bomba de refrigerante y circula en el motor
ha sido calentado más de 40 - 45 °F antes que vuelva al radiador. En
algunos puntos del motor la temperatura apenas se afecta, pero en la
vecindad de las cámaras de combustión alcanza rápidamente el punto de
ebullición. Si el motor está funcionando adecuadamente debería tener una
temperatura de funcionamiento de alrededor de 195 °F. Para ser capaz de
mantener esta temper- atura relativamente constante en el motor, el
refrigerante se hace fluir por uno o más termostatos, que se ubican al frente
del bloque de cilindros. Los termostatos sienten la temperatura del
refrigerante y permiten el paso de una mayor o menor cantidad al radia- dor.
Si el refrigerante está frío, el termostato mantiene la entrada al radiador
completamente cerrada y el refriger- ante retorna al motor por una línea de
desviación. A medida que la temperatura aumenta el pasaje al radiador se
abre gradualmente.
69. SECCIÓN 2 - Motor 60 Ventilador de refrigeración Bajo ciertas
condiciones el flujo de aire producido por el movimiento del vehículo no es
suficiente para enfriar el refrig- erante. Por eso es que un ventilador de
refrigeración ubicado detrás del radiador. Normalmente el ventilador es
condu- cido por correas desde una polea del cigüeñal. Destacaremos tres
tipos de estructuras de ventilador. El ventilador fijo (1) es la más
frecuentemente usada en zonas más cálidas, está engranado todo el tiempo
que el motor funciona. En zonas donde el ventilador solo debe ser
enganchado por algún tiempo, se usan el ventilador controlado termostáti-
camente (2) y/o una combinación de ventilador fijo y un ventilador con
embrague operado por aire (3). El ventilador controlado termostáticamente
siente la temperatura ambiente detrás del radiador y se engrana cuando la
temperatura es demasiado alta. La combinación del ventilador fijo y un
ventilador con embrague operado por aire es controlado por la temperatura
del refrigerante. Hay una válvula de control de temperatura montada en la
camisa de agua del motor. Cuando el refrigerante alcanza una cierta
temperatura, la válvula abre, permitiendo que presión de aire engrane el
embrague que gira el ventilador. Las dos ventajas principales del sistema de
ventilador que no está engranado continuamente son que el motor es más
silencioso mientras el ventilador no funciona y que como promedio, toma
aproximadamente doce caballos de fuerza girar el ventilador, dependiendo
de su tamaño y material. Tanque auxiliar y sonda de bajo nivel de
refrigerante Cuando el refrigerante se calienta se expande. Para impedir que
las mangueras entre el motor y el radiador se revi- enten, el exceso
expandido se transfiere al tanque auxiliar. Este se ubica en el lugar más alto
del sistema de refrig- eración y se fabrica comúnmente de plástico
transparente, haciendo fácil ver si el nivel de refrigerante cae por debajo del
nivel normal marcado. Cuando el motor está funcionando, se forman
burbujas de aire en el refrigerante. Estas burbujas perturban la circu- lación
del refrigerante y aumentan el riesgo de co-rrosión en el motor y el radiador.
Cuando el refrigerante es forzado en el tanque auxiliar, las burbujas que lo
acompañan escapan. La sonda de bajo nivel de refrigerante (2) está fija al
tanque auxiliar. Cuando el nivel de refrigerante baja dema- siado, la sonda
transmite una señal a la lámpara de advertencia en el tablero de
instrumentos que entonces ilumina. Figura. 67: Trayectoria del refrigerante
TRAYECTORIA DEL REFRIGERANTE La bomba de refrigerante (15)
bombea el refrigerante al interior del motor. Cuando el motor se ha
calentado hasta por encima de 195 °F los termostatos (5) se abren y dejan
pasar el refrigerante. El refrigerante caliente pasa entonces a través del
radiador (16) donde se enfría entre 40 - 45 °F. Después de dejar el radiador
el refrigerante es aspirado otra vez por la bomba de refrigerante. Cuando el
refrigerante se calienta se expande y para asegurar que hay espacio
suficiente en el sistema de refrigeración, exceso se dirige al tanque auxiliar o
de recuperación (10).
70. SECCIÓN 2 - Motor 61 Figura. 68: Acelerador y control de parada
CONTROLES DEL MOTOR EN LA CABINA Acelerador y control de parada
Para poner el motor en funcionamiento el conductor gira la llave en el
interruptor de arranque. Cuando el motor de arranque hace girar el volante
en el motor, la compresión en los cilindros se incrementa, empieza la
inyección de combustible y el motor arranca. Pisando el pedal del acelerador
(1) el conductor aumenta el suministro de combus- tible a los inyectores, y el
motor aumenta la velocidad y se torna más potente. CONTROL
ELECTRONICO DEL MOTOR Muchos de los motores diesel de camiones
en la actualidad son controlados electrónicamente, más bien que por medios
mecánicos. Cada fabricante de motores tiene un nombre específico para su
sistema de control. ISUZU tiene el sistema HEUI, VOLVO TD 122 y TD 123
usa el nombre EDC (Controla Electrónico Diesel), el VOLVO VE D12 usa el
sistema VECTRO, mientras Cummins tiene el sistema CELECT, Caterpillar
el PEEC y Detroit Diesel usa usa el DDEC. El sistema de Control Electrónico
Diesel (EDC) (mostrado abajo) regula la cantidad de suministro de
combustible al motor reemplazando el sistema mecánico
71. SECCIÓN 2 - Motor 62
72. SECCIÓN 3 - Electricidad 55 SECCIÓN 3 - Electricidad Figura. 1:
Suministro de potencia y sistema de arranque GENERALIDADES El sistema
eléctrico en un vehículo se divide en un • El sistema de alambrados conduce
la corri- número de sub - sistemas: el suministro de potencia, el ente desde
su fuente hasta los componentes arranque, los alambrados, la iluminación,
los instrumen- eléctricos. Consta de cables, fusibles, interrup- tos y otros
equipos. Cada uno de estos sistemas con- tores y relés. siste de un número
de componentes usados para diferentes propósitos. • La instrumentación
mantiene al conductor informado de la condición predominante del • El
sistema de suministro de potencia propor- vehículo. Esta información es
suministrada por ciona a los diversos consumidores con la potencia.
medidores, lámparas de control y señales de El sistema consta de un
alternador, la batería y el advertencia acústicas. relé de carga. • Otros
equipos consisten de componentes que • El sistema de arranque consiste
del motor de no están incluidos en los sistemas anterior- arranque y la
batería. Su propósito es convertir mente mencionados, tales como
limpiaparabri- energía eléctrica en operación mecánica para girar sas,
bocina y espejos retrovisores el volante y el cigüeñal. eléctricamente
calentados. • El sistema de iluminación incluye las lámparas principales y
lámparas de diferentes tipos. La com- posición del equipo de iluminación es
dictada por las regulaciones vigentes del país donde opera.
73. 56 SECCIÓN 3 - Electricidad POTENCIA Y SISTEMA DE ARRANQUE
Alternador, generalidades El alternador, que es conducido por el motor,
convierte la operación mecánica en energía eléctrica. La energía eléctrica se
usa para cargar las baterías y suministrar energía a los diversos
componentes del vehículo. La corriente alterna (CA) en el alternador es
generada por un campo magnético que gira (rotor) induciendo corriente en
una bobina estacionaria (estator). La corri- ente alterna inducida se convierte
a corriente directa con la ayuda de un rectificador para permitir su uso en el
sistema eléctrico del vehículo. Figura. 2: El alternador (CA) Composición de
un alternador El alternador está contenido en una carcasa de dos mitades
llamadas cápsulas de rodamientos. Hay un rodamiento en cada cápsula de
rodamiento en que el rotor (1) está soportado. El rodamiento en la cápsula
delantera de rodamiento (2) se llama el rodamiento impulsor (3). El otro
rodamiento se llama el rodamiento de anillo arrastrado (4) y se ubica en la
cápsula de rodamiento trasero (5). Los diodos recti- ficadores (6) se ubican
en la cápsula de rodamiento trasera y la placa de enfriamiento (7). La
corriente magnética al rotor se conduce por medio de las esco- billas de
carbón (8) y los anillos de arrastre (9). La corriente de carga desde el
devanando del estator (10) pasa a través de la conexión (11) a los consumi-
dores y a las baterías. Una polea (12) y un ventilador de refrigeración (13)
para conducir y enfriar el alterna- dor están fijos a su extremo delantero.
Figura. 3: Composición de alternador
74. SECCIÓN 3 - Electricidad 57 Operación de un alternador En general, un
alternador consiste de tres unidades, el rotor (1), el estator (2), y el
rectificador (3), que gene- ran y rectifican la corriente en el alternador. El
rotor, la unidad móvil, se compone de polos magnéti- cos, un núcleo
magnético, arrollamientos magnetizados y anillos de arrastre. El estator, que
se ubica entre las cápsulas de rodamiento, está compuesto por tres deva-
nados de estator, que están aislados del estator. El rec- tificador se
compone de un número de diodos que convierten la corriente alterna,
generada en el estator, en corriente directa. Cuando el motor arranca y el
rotor comienza a girar, el campo magnético del rotor se mueve para que
pase entre los arrollamientos del estator. Así, se genera la corriente alterna
en los arrollamientos del estator. Como los diversos consumidores en el
vehículo pueden operar únicamente con corriente directa, la corriente
alterna generada en el estator debe rectificarse con la ayuda de los diodos
del rectificador. La corriente entonces fluye desde el rectificador a los
consumi- dores (5) y la batería (6). Figura. 4: Operación de alterandor
75. 58 SECCIÓN 3 - Electricidad Batería La batería es el depósito de
almacenamiento del sistema eléctrico. Cuando el motor opera y el alternador
carga, se generada más corriente que la que se usa en el vehículo. La
corriente sobrante se transfiere a la batería manteniéndola totalmente
cargada. La corriente sobrante se regula con la ayuda del regulador de ten-
sión. El recipiente de la batería (1) está hecho de plástico o caucho duro. El
recipiente se divide en un número de vasos. Conectando los lados positivos
de estos vasos con los lados negativos da un voltaje más alto. La batería
tiene seis vasos (2) y cada vaso suministra dos voltios. Cada vaso contiene
un número de placas de óxido de plomo (3) permaneciendo en orden
gracias a un espa- ciador aislante (4) entre ellos. La batería se llena con una
mezcla de agua destilada y ácido sulfúrico. La reacción química que se
presenta entre el óxido de plomo y el ácido sulfúrico hace posible almacenar
carga eléctrica. La batería tiene dos terminales de polo (5), uno posi- tivo y
el otro negativo, a los que se conectan los cables. El terminal positivo es
ligeramente más grande que el negativo, y se marca comúnmente con un
color rojo o un signo más (+). El terminal negativo se marca común- mente
con una marca azul o un signo menos (-). Figura. 5: Batería SISTEMA DE
ARRANQUE Motor de arranque El motor de arranque es un motor eléctrico
poderoso que convierte energía eléctrica en operación mecánica. Gira el
volante y el cigüeñal para hacer arrancar el motor. Cuando el motor arranca,
el motor de arranque es desengranado automáticamente. Figura. 6: Motor
de arranque
76. SECCIÓN 4 - Tren de propulsión 59 SECCIÓN 4 - Tren de propulsión
GENERALIDADES La expresión tren de propulsión cubre el embrague, la El
eje de impulsión (4) transmite la potencia desde transmisión, el eje de
impulsión (cardán) y el eje tra- la transmisión al eje trasero. sero. Estos
componentes transmiten la potencia del El eje trasero (5) dobla la dirección
de la potencia motor a las ruedas de impulso. 90° por medio de engranajes
helicoidales y lo El propósito del embrague (2) es desenganchar la entrega a
las ruedas de impulso. Se usan diferentes potencia del motor (1) del resto
del tren de propulsión. relaciones de eje trasero para adaptar los vehículos
Desenganchar el motor le da al conductor la capacidad a sus diferentes
condiciones de operación. de poner el motor en funcionamiento y detener el
La reducción de cubo (opcional) (6) hace una vehículo con el tren de
propulsión desengranado. reducción adicional en la potencia de las ruedas
de La transmisión (3) hace las conversiones necesarias a impulso para
reducir tensiones en resto del tren de la potencia impulsora transmitida
desde el motor a las propulsión. ruedas de impulso con la ayuda de diversas
relaciones Grandes demandas son puestas sobre los compo- de cambio,
que van desde la marcha de primera o baja nentes del tren de propulsión ya
que ellos suminis- (que proporciona un gran esfuerzo de tracción y baja tran
al vehículo con gran potencia de arranque y velocidad) a la marcha directa o
aún sobremarcha (que con velocidad alta. Por lo tanto, es imperioso que
proporciona bajo esfuerzo de tracción y alta velocidad). ellos se acoplen
unos con otros perfectamente. Figura. 1: Tren de potencia
77. 60 SECCIÓN 4 - Tren de propulsión EMBRAGUE Generalidades El
propósito del tren de propulsión es transmitir poten- cia desde el motor a las
ruedas de impulso. Sin embargo, a veces el motor debe funcionar sin que
las ruedas de impulso sean afectadas. Por ejemplo, cuando el vehículo tiene
que ser detenido o arrancado en un semáforo, o cuando el conductor tiene
que cam- biar de marchas. En tales casos, el tren de propulsión tiene que
ser desenganchado del motor. El desembrague entre el motor es alcanzado
con el embrague, y se llama desembragado. Figura. 2: Embrague
78. SECCIÓN 4 - Tren de propulsión 61 EMBRAGUE MECANICO
Generalidades El embrague mecánico consiste de un disco de presión que
prensa un disco contra el volante. Existen embragues de discos sencillos y
de discos dobles. Cuando el embrague tiene dos discos (un embrague de
discos dobles), hay una placa intermedia (4) adaptada entre los discos.
Normalmente el rodamiento de liberación es parte del conjunto del plato de
presión en el embrague de discos dobles. Este diseño se llama
frecuentemente embrague “de tracción” porque la horquilla de liberación tira
del rodamiento de liberación para desenganchar el embrague. El conjunto
de disco de embrague sencillo es típica- mente del tipo de “empuje”, que
significa que el rodamiento de liberación empuja contra el plato de Figura. 3:
Discos dobles típicos (embrague presión (1). Comúnmente, para
desenganchar el tipo tracción) embrague con el embrague de tipo de
empuje, el rodamiento de liberación no es parte del conjunto del plato de
presión como en el tipo de tracción. Plato de presión (prensa) Cuando el
vehículo está moviéndose los discos (2) están prensados estrechamente
contra el volante (3) mediante el plato de presión (1). El plato de presión,
que es un fuerte anillo de acero, consigue su presión contra los discos ya
sea con resortes helicoidales o con resortes de diafragma. Cuando el pedal
de embrague se pisa el rodamiento de liberación libera la presión del resorte
en el plato de presión. El disco es entonces desenganchado. En
consecuencia, la transmisión no recibe más potencia del motor y el flujo de
potencia se detiene. Los discos Figura. 4: Disco sencillo típico (embrague
tipo El disco consiste de una placa de acero elástico con empuje) cubiertas
de material de fricción orgánico o cerámico en ambas caras. El disco
transmite la potencia de impulso del motor a la transmisión con la ayuda del
rozamiento. Los forros se fabrican de un material resistente a la temperatura
para asegurar que puedan resistir la alta temperatura que se genera durante
el uso. En el centro del disco hay un agujero con estrías a través del cual
pasa el eje primario o eje de entrada de la transmisión. Hay un número de
resortes alrededor del centro del disco que moderan las vibraciones en el
tren de accio- namiento. Cuando el disco gira, gira el eje primario de
transmisión transmitiendo así potencia a la transmisión. Figura. 5: Discos
engranados - Discos desengra- nados (embrague tipo tracción)
79. 62 SECCIÓN 4 - Tren de propulsión VARILLAJE DE EMBRAGUE Los
tipos más comunes de sistemas de liberación del embrague son el de
liberación mecánica, el que tiene ayuda hidráulica y el ayudado por aire.
OPERACIÓN DEL EMBRAGUE AYUDADO POR AIRE Pedal de embrague
y cilindro maestro El desembrague se realiza con el pedal de embrague (1).
Cuando el pedal de embrague se pisa, una varilla de empuje actúa sobre un
cilindro hidráulico, el cilindro maestro (2), que está lleno del fluido hidráulico.
El fluido hidráulico llega desde un depósito (A) ubicado arriba del pedal de
embrague. La varilla de empuje influye sobre un pistón, que está ubicado
abajo del cilindro y aumenta la presión hidráu- lica. Esta presión se transmite
entonces a través de un tubo de acero y una manguera blindada al servo de
embrague (3) (cilindro esclavo). Figura. 6: Pedal de embrague en posición
neutra Servo de embrague El servo de embrague, que se ubica
generalmente en el exterior de la transmisión, convierte la presión prove-
niente del cilindro maestro en movimiento mecánico. Esta conversión tiene
lugar cuando la presión hidráulica del cilindro maestro alcanza el vástago del
émbolo y una válvula de control (4) en el servo de embrague. Cuando la
válvula de guía es comprimida por la presión hidráulica, abre un pasaje de
aire comprimido para desplazar al servo de embrague. El aire a presión
fuerza un pistón (5), que está fijo al vástago del émbolo, hacia adelante
tomando el vástago del émbolo con él, y transmite el movimiento a una
palanca (6). Figura. 7: Pedal de embrague oprimido
80. SECCIÓN 4 - Tren de propulsión 63 Figura. 8: Varillaje de embrague
Liberación mecánica del embrague El desembrague se realiza empujando el
pedal de La palanca de relevo está montada al panel paralla- embrague (1),
que está pivotado debajo del panel de mas con un soporte de relevo (4). El
movimiento instrumentos y se extiende a través del panel paralla- se
transfiere desde la palanca de relevo a través de mas. El conjunto de la
varilla vertical (2) se conecta a la biela horizontal (5) a la palanca de
liberación un extremo del pedal y a la palanca de relevo (3). del embrague
(6). Cuando se mueve la palanca de liberación, trans- fiere el movimiento a
través de los ejes de la horquilla de liberación (7), y a la horquilla de
liberación (8) que hace contacto con el rodamiento de liberación del
embrague.
81. 64 SECCIÓN 4 - Tren de propulsión CARCASA DEL EMBRAGUE La
carcasa del embrague, que está junto a la carcasa del volante, contiene el
embrague e incluye la sección delantera de la transmisión. Figura. 9:
Carcasa del embrague PALANCA Y EJE DE LIBERACIÓN El movimiento
del embrague se transmite desde la palanca (1) al eje de liberación (2).
HORQUILLA Y RODAMIENTO DE LIBERACION Figura. 10: Palanca y eje
de liberación La horquilla de liberación (1) mantiene al rodamiento de
liberación (2) en su lugar con la ayuda de dos uñas que deslizan en una
ranura en la tapa del rodamiento de liberación. El rodamiento de liberación
es un rodamiento de rodi- llos. Su sección interior gira siempre con el plato
de presión mientras su sección exterior, que está en con- tacto con la
horquilla de liberación, no se mueve. En un embrague de tipo de tracción el
plato es li- berado cuando el rodamiento liberación tira de un número de
resortes de diafragma con él. Para desenganchar el plato en un embrague
de empuje, el rodamiento de liberación presiona contra el resorte helicoidal
o la palanca de embrague se presiona sobre el disco de presión cuando se
pisa el pedal de embrague. Figura. 11: Liberación de embrague tipo tracción
82. SECCIÓN 4 - Tren de propulsión 65 TRANSMISION Generalidades El
motor opera a su rendimiento pico y en la forma más económica dentro de
un rango limitado de velocidades del motor. Si el cigüeñal del motor se
conectara directa- mente a las ruedas de impulso la velocidad del vehículo
no variaría más de 4 - 5 MPH (6 - 8 Km/h) desde la velocidad de ralentí del
motor hasta su máxima velocidad. Las variaciones en el torque también
serían despreciables. Para lograr grandes variaciones en la velocidad y el
torque, engranajes de diferentes tamaños se entrelazan dentro de la
transmisión. Hay dos tipos básicos de transmisión: La caja de cambios
manual que permite al conductor seleccionar cada marcha que va a ser
engranada. La caja de velocidades automática permite al conduc- tor
seleccionar un programa cambios de marcha y las marchas se cambian
automáticamente. Figura. 12: Caja de cambios manual Figura. 13: Caja de
velocidades automática
83. 66 SECCIÓN 4 - Tren de propulsión Los fabricantes de transmisiones
Ilustradas aparecen cinco transmisiones usualmente usadas: Figura. 16:
Spicer Figura. 14: VOLVO Figura. 17: Rockwell Figura. 15: Eaton Fuller
Figura. 18: Allison
84. SECCIÓN 4 - Tren de propulsión 67 CAJA DE CAMBIOS MANUAL
Generalidades La mayoría de camiones se equipan con una caja de
cambios manual. El torque se transmite desde el motor al eje primario de la
transmisión, y de allí al eje interme- dio o contra eje. Desde el contra eje la
potencia se transmite al eje principal y a través del eje de salida al eje de
accionamiento o cardán. Ya que el tamaño de los engranajes varía, la
magnitud de la relación depende de qué engranaje (1) está engranado con
el eje intermedio. Los dispositivos sincronizadores (2) se usan en algu- nas
transmisiones para adaptar la velocidad de las rue- das dentadas a la del eje
principal, lo que hace los cambios más fáciles. Figura. 19: Caja de cambios
manual Engranajes Cuando los engranajes están engranados transmiten la
potencia de un eje a otro. Una relación mayor o menor se obtiene
dependiendo del número de dientes de los engranajes que engranan. Si un
engranaje pequeño conduce uno grande se logra un torque mayor, pero a
una baja velocidad. Si un engranaje grande conduce a uno pequeño se
obtiene un torque más pequeño, pero a una velocidad mayor. Los
engranajes helicoidales consiguen una mayor superficie de engranaje y una
operación más silenciosa que aquellos con dientes rectos. Figura. 20:
Engranajes rectos - Engranajes helicoidales
85. 68 SECCIÓN 4 - Tren de propulsión Sincronización El rozamiento que
se crea en el cono de sincroniza- ción adapta la velocidad entre el manguito
de guía y Algunas transmisiones para camión son sincronizadas. el anillo de
engranaje. Cuando ellos han logrado la El objeto de la sincronización es
adaptar la velocidad misma velocidad el manguito de engranaje puede entre
el eje principal y los engranajes engranados en el engranar con el anillo de
engranaje. eje principal cuando se selecciona una nueva marcha. Ya que los
engranajes sobre el eje principal giran libre- El engranaje se engrana
entonces con el eje princi- mente y engranan con sus correspondientes pal,
por medio del manguito de guía, y puede trans- engranajes en el eje
intermedio, hay una diferencia mitir la potencia del motor a las ruedas de
impulso entre la velocidad del eje principal y la de los por medio del eje de
salida. engranajes. La transmisión está equipada con un número de
unidades de sincronización. La unidad de sincronización se compone de un
man- guito de guía (1) que se conecta con estrías al eje prin- cipal. El
manguito de engranaje (2) se engrana alrededor el manguito de guía. Su
propósito, con la asistencia de la unidad selectora, es mover el manguito de
guía hacia el cono de sincronización (3) y conectar el manguito de guía al
anillo de engranaje (4). El anillo de engranaje se engrana con el engranaje
(5) y gira con él. Cuando un engranaje se engancha el cono de sincroni-
zación es presionado entre el manguito de guía y el anillo de engranaje por
el manguito de engranaje. Figura. 21: Engranaje sincronizado Figura. 22:
Posiciones del engranaje sincronizado
86. SECCIÓN 4 - Tren de propulsión 69 EJE DE IMPULSION, CARDÁN
Generalidades El eje de impulsión (1) transmite la potencia de impulso
desde la transmisión al eje trasero. La longitud del eje de impulsión puede
variar dependiendo de la longitud de la distancia entre ejes del vehículo. Si
el vehículo tiene más de un eje de impulsión se usa un apoyo (en el centro),
el rodamiento de soporte (2) para suspender los ejes de impulsión de uno de
los travesaños del vehículo. Si el vehículo se equipa con dos ejes traseros,
la potencia entre los dos ejes es transferida por un eje de impulsión de
reenvío corto. El eje de impulsión está equipado con juntas cardán (3) para
hacerlo flexible con respecto a la transmisión y al eje trasero. Figura. 45: Eje
de impulsión Eje de impulsión El eje de impulsión está hecho de acero
tubular fuerte, que se ha diseñado para resistir el máximo torque que pueda
transmitirse al eje trasero. Está fijo a las bridas de acoplamiento en la
transmisión y en el eje trasero. Ya que el movimiento del eje trasero
ocasiona que la distancia entre la transmisión y el eje trasero varíe, el eje de
impulsión se empalma con un yugo deslizante (1) para amortiguar el
movimiento. Además, el eje de impulsión debe balancearse para eliminar
vibraciones a alta velocidad. Figura. 46: Yugo deslizante
87. 70 SECCIÓN 4 - Tren de propulsión La junta cardán – Unión universal
La junta cardán, permite al eje de impulsión girar a los diversos ángulos
ocasionados por el movimiento entre la transmisión y el eje trasero. El eje de
impulsión está equipado con una junta cardán a cada extremo o en cada
empalme, si el vehículo tiene más de un eje de impulsión. La junta cardán
consiste de una cruceta de acero (1) el muñón fijo sobre rodamientos de
agujas (2) entre el eje de impulsión y las horquillas de la brida de
acoplamiento (3). Figura. 47: Junta cardán El rodamiento de apoyo (centro)
Cuando un vehículo está equipado con más de un eje de impulsión, se usa
un rodamiento de apoyo (central) para orientar y soportar los ejes de
impulsión. Consiste de un rodamiento de bolas, muy frecuentemente “sella-
do” ubicado en una cubierta de caucho. La cubierta de caucho está
diseñada para permitir su instalación a un travesaño. Figura. 48:
Rodamiento de apoyo
88. SECCIÓN 4 - Tren de propulsión 71 EJE TRASERO Generalidades Eje
sencillo La tarea principal del eje trasero es transmitir la poten- El eje
sencillo consiste de cuatro componentes cia de tracción desde el motor a las
ruedas de impulso. importantes: la carcasa del eje (1), dos semiejes Las dos
configuraciones más populares de ejes trase- (2), el conjunto del portado
(3), y el bloqueo de ros usadas en los camiones de hoy son el eje sencillo y
diferencial (4). el eje tándem, que consiste de dos de ejes traseros
conectados por un eje de impulsión de reenvío. La configuración de eje
sencillo se usa normalmente en las aplicaciones de trabajo liviano de carga
sobre car- reteras. La configuración de eje en tándem se usa primordial-
mente para las aplicaciones de carga pesada, en y fuera de carretera.
Figura. 49: Eje trasero sencillo y bloqueo de diferencial
89. 72 SECCIÓN 4 - Tren de propulsión Piñón El piñón es el eje primario o
de entrada del eje trasero. Está apoyado en dos rodamientos de rodillos
cónicos al frente y en un rodamiento de rodillos rectos atrás. El rodamiento
trasero mantiene el piñón en su lugar con respecto a la corona sinfín. Figura.
52: Piñón Corona sinfín La potencia de tracción se transmite desde el piñón
a la corona sinfín, que está acoplada a la carcasa del dife- rencial. Ya que el
piñón y la corona sinfín giran a un ángulo de 90° el uno con la otra, la
potencia de tracción puede transmitirse a las ruedas de impulso por medio
de los semiejes de impulsión. Figura. 53: Corona sinfín Conjunto de crucetas
del diferencial La cruceta de los satélites del diferencial adapta la velocidad
de las ruedas de impulso mientras mantiene la potencia total de tracción.
Adaptar la velocidad de las ruedas de impulso es necesario porque cuando
se cruza, la rueda de afuera tiene un camino más largo para recorrer que la
rueda interior, lo que significa que tiene que girar más rápidamente. La
cruceta de los satélites del diferencial está ubicada en la carcasa del
diferencial y consta de cuatro pequeños engranajes, los engranajes de la
cruceta de satélites del diferencial (1), que están soportados sobre una
cruceta. Estos piñones engranan con dos piñones planetarios del diferencial
(2), que corren con los dos semi ejes independientes. Cuando el vehículo
avanza hacia adelante los piñones laterales del diferencial están
estacionarios y las ruedas de impulso tienen la misma velocidad. Pero
cuando se gira en una curva la rueda interior se desacelera, y los piñones
comienzan a girar sobre la junta cardán. Por causa de la rotación, la
reducción de velocidad se toma de la rueda interior y es transferida a la
rueda de afuera, que entonces acelera. Figura. 54: Conjunto de cruceta de
los satélites del diferencial
90. SECCIÓN 4 - Tren de propulsión 73 Semiejes - Palieres Los palieres
son la pieza de la transmisión sometida a las más grandes tensiones. Los
semi ejes están fabri- cados de acero templado doblemente. Tienen que ser
tan duros y elásticos que pueden torcerse aproximada- mente una vuelta
entera antes de que se rompan. El extremo interior del eje se equipa con
estrías que le permiten engranar con los piñones planetarios del dife-
rencial. Su extremo exterior tiene un plato con agujeros para los espárragos
de rueda. Figura. 55: Semi eje - Palier Bloqueo de diferencial Si una de las
ruedas de impulso desliza, sobre una superficie congelada por ejemplo, el
diferencial puede ser desactivado bloqueando ambos semi ejes juntos con
un bloqueo de diferencial. El bloqueo de diferencial consiste de un
engranaje de corona (1) que se fija a la derecha de la carcasa del diferencial
y un engranaje de corona deslizante (2) para el eje derecho. Cuando el
conductor quiere engra- nar el bloqueo de diferencial, él o ella oprimen el in-
terruptor de bloqueo del diferencial sobre el tablero de instrumentos. El
interruptor controla una válvula solenoide que trans- fiere aire al diafragma
en el eje trasero. El diafragma (3) empuja un manguito (4) conectado a una
horquilla de cambio (5) que mueve la brida de acoplamiento del eje hacia la
brida en la carcasa del diferencial. Cuando las dos bridas de acoplamiento
engranan, el diferencial es forzado a conducir ambos semiejes simul-
táneamente. Cuando el bloqueo de diferencial se engrana, un interruptor (6)
se cierra e ilumina la lám- para de advertencia del bloqueo de diferencial en
el tablero de instrumentos Figura. 56: Bloqueo de diferencial
91. 74 SECCIÓN 4 - Tren de propulsión Figura. 57: conjunto de eje trasero
EJE EN TANDEM Generalidades El conjunto del eje trasero delantero
consiste de seis componentes importantes: la carcasa del eje la
configuración de eje en tándem consiste de dos con- (1), los palieres (2), el
conjunto del transportador juntos de eje: la unidad trasera delantera y la
unidad (3), el bloqueo de diferencial (4), el eje pasante (5) trasera trasera.
(también llamado eje de salida), y el bloqueo de En muchas aplicaciones, la
unidad trasera trasera es la diferencial entre ejes (6). La carcasa del eje, el
blo- misma usada en la configuración de eje sencillo. queo del diferencial, y
los palieres son como se describieron anteriormente para el eje sencillo.
92. SECCIÓN 4 - Tren de propulsión 75 El transportador del eje trasero
delantero (3), como se muestra en la figura, es diferente en su diseño ya
que no solamente transfiere potencia a las ruedas, sino que también
transmite la rotación desde el portador delantero a la unidad de portador
trasera. El conjunto del portador delantero opera sobre el mismo principio
que el transportador de eje sencillo. El movimiento se transfiere a las ruedas
por medio del piñón, la corona sinfín, y el conjunto de cruceta de los
satélites del difer- encial. El movimiento se transfiere desde el eje trasero
delantero al eje trasero trasero por medio del conjunto de diferencial entre
ejes (3), (también conocido como el divisor de potencia). Esta unidad se
incorpora en el conjunto del portador delantero. El propósito del difer- encial
entre ejes es, no solamente transferir movimiento al diferencial trasero, sino
también dividir el torque Figura. 58: Sección diferencial del conjunto de
igualmente entre las unidades delantera y trasera, per- portador delantero
mitiendo así a cualquier piñón de ataque aumentar o bajar su velocidad. El
diferencial de reenvío o entre ejes se diseña y opera como un diferencial
corriente, por lo tanto disminuye el desgaste de llantas, aumentando al
máximo la maniobrabilidad (habilidad de dirección), y reduciendo la
resistencia de rodadura. El eje pasante (5) transfiere el torque y el
movimiento desde el eje trasero delantero al eje de impulsión entre ejes que
se conecta al conjunto del portador trasero tra- sero. El eje pasante es
estriado en ambos extremos. Un extremo se introduce a través de un
agujero en la parte trasera de la carcasa del eje trasero delantero, y las
estrías se engranan en el portador del engranaje de cruceta de los satélites
del diferencial. Una brida se instala sobre el extremo opuesto del eje
pasante lo que permite la unión del eje de propulsión del intereje. El eje
pasante está apoyado por rodamientos ubicados en la apertura al dorso de
la carcasa. Un anillo retenedor de Figura. 59: Sección de diferencial de reen-
aceite, conocido usualmente como sello de salida, se vío del portador
delantero usa también en esta zona para impedir la fuga de aceite.
93. 76 SECCIÓN 4 - Tren de propulsión
94. SECCIÓN 5 - Sistema de aire 77 SECCIÓN 5 - Sistema de aire
GENERALIDADES El desarrollo del sistema de frenos En los camiones de
los primeros años el sistema de frenos era puramente mecánico y muy
frecuentemente eran únicamente las ruedas de tracción las que se equi-
paban con frenos. Con un sistema de freno mecánico, la fuerza de frenando
se transmite desde el pedal de freno a los frenos de rueda a través de un
sistema de tirantes y cables. El movimiento del vehículo sobre ca- minos
desiguales alteraba los ajustes de los tirantes y cables y en consecuencia,
era sumamente difícil lograr un frenando uniforme. El desarrollo continuó
con la introducción de frenos en las cuatro ruedas, pero estos frenos eran
todavía mecánicos. Aun el freno de estacionamiento permaneció mecánico
en los 1950's. Se construía de tal suerte que una zapa- ta de freno se
acomodaba alrededor de un tambor que estaba fijo sobre el eje de
impulsión. Esta construcción era riesgosa cuando el vehículo se estacionaba
sobre una superficie resbaladiza, porque el diferencial podía cancelar el
efecto de frenado, y el vehículo podía comenzar a rodar. Figura. 1: Sistema
de frenos inicial Sistema de freno hidráulico Como el desarrollo continuó, se
usó líquido para trans- mitir la fuerza de frenando desde el pedal de freno a
los frenos de rueda. Este sistema se llama un sistema de freno hidráulico.
Simplemente, la función del sistema hidráulico de frenos es que el pedal de
freno de pie actúa un pistón en un cilindro. El pistón empuja el fluido
hidráulico, por tubos, a los cilindros de freno de rueda. Dos pistones en los
cilindros de freno de rueda presio- nan las zapatas de freno contra el interior
del tambor de freno, y el rozamiento que se causa hace que las rue- das se
detengan. Figura. 2: Freno hidráulico
95. 78 SECCIÓN 5 - Sistema de aire Sistema de frenos hidráulicos con
asistencia de vacío A medida que pasó el tiempo la capacidad de carga de
los camiones y los autobuses aumentó. Los vehículos se hicieron más
pesados y requirieron mayores fuerzas de frenando para hacerlos reducir su
velocidad y parar. Una manera de aumentar la fuerza de frenado fue tomar
el vacío del colector de admisión y usarlo para influir sobre un pistón en un
servofreno (booster) (1). Desde el servo de freno la fuerza de frenando se
trans- mite hidráulicamente a los cilindros de freno de rueda por medio del
cilindro maestro. Posteriormente, para conseguir aun más capacidad del
servo de freno, se montó una bomba de vacío para reemplazar el vacío del
motor. Este es el caso de los camiones de la serie N*R. Este sistema se
llama sistema de frenos de vacío sobre hidráulico. Figura. 3: Sistema de
frenos hidráulicos con asistencia de vacío Frenos de aire ayudados
hidráulicamente En vez del usar vacío que limita la producción de sufi-
ciente fuerza de frenando, muchos camiones de trabajo liviano y mediano
están equipados con diferentes tipos de sistemas hidráulicos de aire
comprimido. En siste- mas de este tipo, se usa aire a presión para empujar
el líquido de frenos desde los cilindros del servo del freno a los frenos de
rueda. Figura. 4: Frenos de aire ayudados hidráulicamente Frenos
completamente de aire Los frenos de aire se han usado ya por bastante
tiempo en autobuses y camiones pesados. En un freno com- pletamente de
aire, aire a presión va hasta los frenos de rueda sin líquido de frenos. Figura.
5: Frenos completamente de aire
96. SECCIÓN 5 - Sistema de aire 79 FRENOS COMPLETAMENTE DE
AIRE Generalidades El sistema de frenos de aire puede dividirse en tres
sub-sistemas importantes. El sistema de alimentación provee el circuito de
frenos con la cantidad requerida de aire a presión. El sistema operativo
comprende los frenos de pedal operados por el pedal de freno de pie, y el
freno de estacionamiento operado por el control de mano del freno de
estacionamiento. Los vehículos usados para tractores se equipan también
con frenos de remolque operados también por la válvula de pie y un control
manual separado. Figura. 6: Sistema de alimentación Por razones de
seguridad, los frenos de servicio se dividen en dos sistemas de frenos
individuales: los circuitos de freno de las ruedas delanteras y de las ruedas
traseras. Si uno de los sistemas de freno de servicio falla, debido por
ejemplo a una fuga de aire, entonces el otro sistema de freno de servicio
todavía será capaz de frenar el vehículo. El sistema mecánico convierte la
energía neumática en movimiento mecánico en las cámaras de freno de
rueda. Figura. 7: Sistema operativo Figura. 8: Sistema mecánico
97. 80 SECCIÓN 5 - Sistema de aire SISTEMA DE ALIMENTACIÓN
Compresor El compresor es el componente productor de aire en el sistema
de alimentación. Se compone de una bomba de uno o dos cilindros y es
conducida por uno de los engranajes del motor. Cuando el motor funciona,
la rotación del engranaje de mando (1) se transmite a un cigüeñal (2) en el
compre- sor, que mueve los pistones (3) arriba y abajo. Cuando el pistón
desciende, se forma un vacío en el cilindro y la válvula de admisión abre. El
compresor pone aire en el cilindro a través de una admisión de aire (4).
Cuando el pistón sube, el aire en el cilindro se com- prime y se cierra la
válvula de admisión. Cuando el aire en el cilindro alcanza una presión
predeterminada, la válvula de descarga en la cabeza del cilindro se abre y el
aire a presión se mueve fuera ya sea a través de la salida del compresor (7)
al depósito húmedo, o a través del secador de aire al depósito húmedo. El
com- presor se enfría y es lubricado por el refrigerante y el aceite lubricante
del motor. Figura. 9: Compresor Gobernador de presión El gobernador de
presión controla la carga del com- presor sintiendo la presión de aire en el
primer tanque de aire del sistema, el tanque húmedo. El compresor carga el
sistema de aire comprimido hasta que se alcance una presión de operación
prede- terminada [130 PSI (897 kPa)]. Cuando se alcanza esta presión, el
mecanismo de descarga del compresor envía una señal de aire desde el
gobernador para hacer detener la carga. Cuando la presión de operación en
el sistema ha bajado a aproximadamente 90 PSI (621 kPa), la señal de aire
desde el regulador de presión cesa y el compresor comienza a cargar
nuevamente. Si el sistema de alimentación se equipa con un secador de
aire, el gobernador opera la válvula de drenaje en el secador haciéndolo
abrir o cerrar con las presiones de operación más altas o más bajas. Figura.
10: Gobernador de presión
98. SECCIÓN 5 - Sistema de aire 81 Secador de aire El secador de aire se
ubica entre el compresor y el tanque húmedo, y separa la condensación y la
suciedad del aire al dejarlo pasar a través de un dispos- itivo que contiene
un agente secador. El aire pasa a través del secador antes anterioridad a su
viaje a los tanques de reserva de aire para prevenir el conge- lamiento de la
tubería de aire comprimido y la corrosión del sistema. Figura. 11: Secador
de aire Tanques de aire Los tanques de aire proveen una zona de almace-
namiento para el volumen de aire a presión usado en el circuito de frenos
del vehículo. La mayoría de los circuitos de frenos usan por lo menos tres
tanques de aire. Estos tanques son conocidos como tanque de alimentación
(tanque húmedo), tanque primario (Tanque A), y tanque secundario (tanque
B). El tanque de alimentación (tanque húmedo) es el primer tanque en el
sistema después del compresor de aire. Ayuda a atrapar la humedad
ocasionada por la con- densación, y la expulsa del sistema a través de una
vál- vula de eliminación de humedad instalada directamente en el tanque.
Los tanques primarios de aire se usan para alimentar el circuito de frenos
traseros. El tanque secundario (tanque B) alimentan aire a los frenos
delanteros. Los suministros de aire a los frenos delanteros y trase- ros están
separados para que si la presión del aire se pierde en el sistema “A” debido
a una línea rota o algo similar, el sistema “B” mantendrá la presión del aire
necesaria para conseguir llevar el vehículo fuera del camino. Figura. 12:
Tanques de aire
99. 82 SECCIÓN 5 - Sistema de aire Cámara de freno, diafragma sencillo La
cámara de freno convierte la energía del aire com- primido en una operación
mecánica. Consiste de dos cámaras separadas por un diafragma de caucho.
Cuando se pisa el pedal de freno, pasa aire a la cámara y empuja el
diafragma (1) contra la varilla de empuje (2). El movimiento de la varilla de
empuje sale de la cámara y empuja el regulador (3) haciendo que las
zapatas del freno (4) se apliquen contra el tambor de freno. Cuando el
conductor suelta el pedal de freno el aire comprimido sale de la cámara y el
resorte (5) empuja el diafragma y la varilla de empuje de vuelta nuevamente.
La cámara de diafragma sencillo se usa normalmente en las ruedas
delanteras y en diversos tipos de ruedas de arrastre. Figura. 24: Operación
de la cámara de freno Figura. 25: Cámara de freno típica
100. SECCIÓN 5 - Sistema de aire 83 Cámara de freno de resorte La
cámara de freno trasera se usa para aplicar tanto los frenos de servicio (1)
como el freno de estaciona- miento (2). La sección delantera de la cámara
de freno aplica los frenos de servicio cuando fluye aire a presión desde la
válvula de relevo a la entrada (3). La función es igual que la de una cámara
de diafragma sencillo. La sección trasera de la cámara (2) aplica el freno de
estacionamiento cuando el sistema de aire comprimido está vacío o cuando
se aplica el control de mano del freno de estacionamiento. Un resorte
poderoso (4) en el mando del freno de mano empuja un pistón (5) con- tra la
varilla de empuje (6). La varilla de empuje transmite entonces la fuerza del
resorte a otra varilla de empuje (7) ubicada en la sección de freno de
servicio, y los frenos se aplican. Para soltar el freno de estacionamiento, se
envía aire a presión al espacio (8) en frente del pistón (5) y el resorte se
comprime. En consecuencia, si no hay aire a presión en el sistema de freno
de estacionamiento, el Figura. 27: Cámara de freno tándem típica vehículo
no puede moverse. Frenos de servicio aplicados Freno de estacionamiento
aplicado Frenos de servicio y de estacionamiento no aplicados Figura. 28:
Operación de cámara de freno tándem
101. 84 SECCIÓN 5 - Sistema de aire Frenos de tambor Frenos de leva Los
frenos de tambor es el nombre común para los La los frenos de leva “S” se
aplican cuando aire a frenos de rueda en que los frenos son aplicados por
presión entra en la cámara de freno (1), exten- zapatas de freno que son
presionadas contra un tambor diendo la varilla de empuje, que está
conectada al de freno. Hay un sinnúmero de diferentes tipos de regulador de
ajuste (2). A medida que el regula- frenos de tambor. La diferencia yace en
el mecanismo dor de ajuste se mueve, gira el árbol de leva que que
transmite la fuerza de frenando desde la cámara de empuja las zapatas del
freno (3) contra el tambor freno a la zapata de freno. de freno. Y Figura. 36:
Frenos de leva “S”
102. SECCION 6— Eje delantero y Dirección 85 SECCIÓN 6 - Eje delantero
y Dirección EJE DELANTERO Y DIRECCIÓN LAS MANGUETAS La
mayoría de los vehículos pesados tiene sus ruedas delanteras suspendidas
sobre un eje delantero rígido y manguetas de dirección. El eje delantero está
fijo al bastidor por su fijación a las ballestas de hojas que están fijas al
bastidor. DIRECCIÓN El volante El conductor cambia la dirección del
vehículo girando el volante (1). La columna de dirección La columna de
dirección transmite el movimiento del volante (1) al mecanismo de dirección,
y consiste de dos secciones: un conjunto de eje superior (2) y un conjunto
de eje universal inferior (3). Estos dos ejes se unen mediante una junta
cardán (4). El eje superior está montado en el tubo de la columna (5) con
rodamientos. El tubo de la columna está fijo al panel parallamas con un
soporte en forma de U (6). El eje universal inferior se compone de dos
secciones: un eje interior (7) que desliza en un eje exterior (8). Los ejes
interior y exterior se conectan mediante estrías, permitiendo al eje interior
moverse arriba y abajo en el interior del exterior, de forma que el eje infe-
rior (3) pueda amortiguar el movimiento entre el chasis y la cabina. Figura. 1:
Eje delantero típico Figura. 3: Volante y columna de dirección
103. 86 SECCION 6— Eje delantero y Dirección Cilindro de dirección
asistida En ciertas aplicaciones se usa un cilindro de dirección asistida para
ayudar al movimiento del mecanismo de dirección. Un extremo del cilindro
se monta a la dere- cha del bastidor arriba del eje delantero. El extremo
opuesto se fija a una mangueta superior en el brazo Pit- man derecho. La
presión hidráulica se transmite al cilin- dro por medio de mangueras.
Cuando el mecanismo de dirección se gira, el líquido a presión empuja o
hala el pistón en el cilindro, asistiendo a la rueda delantera derecha a
izquierda o derecha. Esta configuración se usa primordilamente en la
construcción pesada o apli- caciones inter urbanas. Figura. 4: Cilindro de
dirección asistida
104. SECCION 6— Eje delantero y Dirección 87 ALINEACIÓN DE RUEDAS
Para dar al vehículo características de dirección que son un compromiso
entre la buena dirección y el mínimo desgaste, las ruedas delanteras deben
alinearse. Las tolerancias de reglaje son prescritas por el fabricante y se
adaptan a cada variante del vehículo. Caster El caster es la inclinación hacia
adelante o hacia atrás de la mangueta de dirección. El fin de alinear el
caster es asegurar que las ruedas delanteras quieran ir hacia adelante, y
enderezar el vehículo cuando se deja una curva. Figura. 13: Caster Camber
El camber es la inclinación de las ruedas hacia el inte- rior o hacia afuera. El
camber se alinea para reducir la carga sobre los pasadores principales. La
carga sobre el rodamiento de rueda exterior también se reduce cuando se
efectúa la alineación adecuadamente, porque el peso se transfiere al
rodamiento de rueda interior, más fuerte. Figura. 14: Camber
105. 88 SECCION 6— Eje delantero y Dirección Convergencia El ajuste de
la convergencia asegura que las ruedas corran en paralelo. Los bordes
delanteros de las ruedas se giran hacia adentro, y cuando las ruedas
comienzan a rodar tienden naturalmente hacia afuera, así, se com- pensa el
ajuste hacia adentro. Figura. 15: Convergencia (visto desde arriba) Radio de
giro Cuando el vehículo gira en un círculo, ambas ruedas delanteras deben
girar a la misma distancia desde la línea de radio de giro o línea circular (vea
la línea cen- tral en figura). Para lograr esto, la rueda interior debe girarse
más hacia adentro que la rueda exterior. El reglaje de los ángulos de giro se
hace con la barra de ataque y la varilla. Figura. 16: Divergencia en curvas
106. SECCION 6— Eje delantero y Dirección 89 Figura. 17: Suspensión de
típica rueda delantera SUSPENSION DE RUEDA DELANTERA
Generalidades Las suspensiones delanteras y traseras están fijas a los
rieles del bastidor con soportes. La suspensión delantera sirve como el
montaje del eje delantero al bastidor. La suspensión mejora la comodidad
del con- ductor, aumentar la vida del chasis, protege la carga del daño
ocasionado por las irregularidades del camino, y mejora la vida de las
llantas. Los resortes (1) están fijos a las almohadillas del eje delantero con
dos pernos en U (2), y asegurados a los rieles del bastidor con un pasador y
un soporte esta- cionario (3) al frente, y un balancín y un soporte (4) atrás.
Amortiguadores (5) también pueden equiparse en el vehículo para mejorar
el manejo e impedir el bam- boleo del vehículo.
107. 90 SECCION 6— Eje delantero y Dirección RESORTE DE BALLESTA
Hay dos de tipos de ballestas de hojas: la corriente multi hojas (1) y la de
hojas estrechas, también lla- mada ballesta parabólica (2). En ambos estilos
de resortes, las dos hojas de resorte principales se envuel- ven a cada
extremo para formar un ojo en el que se prensa un casquillo reemplazable
(1). Las hojas de resorte se mantienen en su lugar juntas con un perno
central (2) y grapas (3). Figura. 18: Ballesta de hojas corriente Figura. 19:
Ballesta parabólica
108. SECCION 7— Bastidor y Suspención de rueda posterior 91 SECCIÓN
7 - Bastidor y Suspención de rueda posterior Bastidor El conjunto del
bastidor soporta el tren de potencia, la La cabina se monta al bastidor de
diversas maneras, cabina y la carrocería del vehículo o la quinta rueda (lo
tales como con amortiguadores o suspensión neu- que sea aplicable).
mática. La cabina se monta comúnmente al falso basti- dor que es fijado al
bastidor con tornillos. Este falso El bastidor es suficientemente flexible para
resistir las bastidor debe tener una cierta flexibilidad para que el tensiones
torsionales ocasionadas por condiciones bastidor o la cabina no se dañe por
la acción de torce- irregulares u operación fuera del camino, mientras a la
dura en el bastidor debido a las condiciones irregulares vez es
suficientemente fuerte para tolerar cargas suma- del camino. El motor y la
transmisión se suspenden mente pesadas sin doblarse. entre los rieles del
bastidor en montantes de caucho y El conjunto del bastidor se compone de
dos rieles de soportes. bastidor unidos con travesaños. Los travesaños y los
rieles se conectan con tornillos. Figura. 1: Bastidor
109. 92 SECCION 7— Bastidor y Suspención de rueda posterior RUEDAS Y
LLANTAS Generalidades En general, hay dos tipos de montajes de llantas
en un vehículo: la rueda de disco y cubo, y la rueda de araña y rim. Figura.
12: Rueda de disco y cubo Figura. 13: Rueda de araña y rim
110. SECCION 7— Bastidor y Suspención de rueda posterior 93 RUEDA DE
DISCO Y CUBO Rueda de disco Existen dos tipos de ruedas de disco. En el
primer tipo, la llanta se mantiene en su lugar con un anillo de fijación lateral
removible (1) y un aro de seguro (2). Este estilo de rueda de disco requiere
que se use un neumático interior. Cuando una llanta debe ser cambi- ada en
este tipo de rim, el aro de seguro y el anillo de fijación de la llanta deben
retirarse antes de que la llanta pueda reemplazarse. La segunda es una
rueda de disco de tipo sin neumático. Esta es una rueda sin aro de una sola
pieza en la que no se requieren anillos de seguro. La llanta se estira sobre el
borde de la rueda cuando está siendo montada. Ruedas de disco de tipo
para neumático (arriba) y sin neumático Araña La araña tiene la misma
función que los cubos. Están montados en los ejes de la misma manera que
los cubos y con los mismo componentes.
111. 94 SECCION 7— Bastidor y Suspención de rueda posterior RUEDA DE
ARAÑA Y RIM La configuración de rueda de araña y rim consiste de una
rueda de araña (1), que se apoya sobre los ejes delanteros y traseros, y un
rim abierto en el centro. El rim (2) está fijo a la rueda de araña con la ayuda
de sujetadores (3) y tuercas (4). Figura. 19: Rueda de araña y rim