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Motores de combustión interna Otto
Criterios de Evaluación.
Motores de combustión interna diésel. UNIDAD DE DIDÁCTICA:
Capacidad Terminal:
Modulo Profesional Mantenimiento de Motores de Combustión Interna
1. Explica el funcionamiento del motor Diésel, de acuerdo a sus
características.
2. Ejecuta el proceso de mantenimiento del motor Diésel y sus sistemas
utilizando herramientas, instrumentos y equipos y máquinas, según
especificaciones técnicas.
3. Verifica la operatividad del motor Diésel de acuerdo a estándares de
calidad
Planificar, organizar, ejecutar y supervisar, el mantenimiento integral de
unidades automotrices aplicando las normas de seguridad e higiene industrial, control de calidad y preservación del medio ambiente.
HISTORIA DEL MOTOR DIÉSEL
El origen del motor diésel guarda relación
con el señor Rudolf Diésel, quien
en el año 1892, inventó y luego patentó este motor. Su primera
aparición fue en la Feria Internacional de París en 1900,
y fue presentado
como el primer motor para biocombustibles;
fue diseñado para la combustión
de aceite de palma con un 100% de pureza.
HISTORIA DEL MOTOR DIÉSEL
DEFINICIÓN
Motores de
Combustión Interna
Es un tipo de maquina
que obtiene energía
mecánica directamente de
la energía química
producida por un
combustible que arde
dentro de una cámara de
combustión, la parte
principal de un motor.
DEFINICIÓN
EL MOTOR DIESEL
Este tipo de motor emplea el petróleo
dicen, combustible difícilmente
volatilizable. Require que se la pulverice
finamente Mediante un injector en la
cámara de combustión del motor, llena
de aire con elevada compresión, para
inflamarse.
La mezcla aire combustible se forma en
la cámara de combustión y se enciende
por sí misma. La presión requerida y la
regulación de la cantidad de
combustible se gobiernan con la bomba
de injection.
El motor DIÉSEL es un motor térmico de combustión interna alternativo en el
cual el encendido del combustible se logra por la temperatura elevada que
produce La compresión del aire en el interior del cilindro. según el principio del
DIESEL también llamado motor de combustión interna
EL MOTOR MOTOR - MAQUINA
EL MOTOR
El motor de combustión interna, esta formado
por un conjunto de piezas, sincronizadas entre
si, que transforman la energía calorífica del
combustible en energía mecánica. La
combustión se realiza por una alta compresión
en el interior de los cilindros.
El motor proporciona la energía mecánica
necesaria para la propulsión de vehículos,
tractores, embarcaciones, grupos electrógenos,
bombas y maquinarias en general
SISTEMAS AUXILIARES.-
El motor esta constituido por los siguientes sistemas
auxiliares:
1. Alimentación de combustible
2. Lubricación.
3. Refrigeración
4. Distribución
5. Inyección de combustible
6. Alimentación de aire
7. Ayudas para el arranque.
8. segun el ingreso de aire
9. Órganos del motor
SISTEMAS AUXILIARES.-
- El sistema de alimentación de aire, es el encargado de
proveer el aire necesario para el llenado de los cilindros.
- El sistema de alimentación de combustible, provee el
combustible necesario al sistema de inyección o carburador.
- El sistema de lubricación, reduce la fricción entre las piezas
en movimiento del motor, mediante una película de aceite
lubricante, ayudando al sistema de refrigeración a mantener
la temperatura normal de funcionamiento del motor.
- El sistema de inyección de combustible, provee el
combustible en cantidad necesaria y pulverizado a la presión
suficiente para garantizar el buen funcionamiento del
motor.
SISTEMAS AUXILIARES.-
- El sistema de refrigeración, es el encargado de mantener la
temperatura normal de funcionamiento del motor.
- El sistema de ayuda para el arranque, facilita el movimiento
inicial, para permitir que se inicie la combustión en los
cilindros hasta que el motor funcione por si solo.
- El sistema de distribución, permite la entrada del aire y la
salida de los gases quemados para realizar su ciclo de
trabajo.
- El sistema de órganos del motor, transforman la energía
calorífica del combustible, desprendida durante la
combustión, en energía mecánica, además, convierte el
movimiento rectilíneo alternativo del pistón en movimiento
de rotación del eje cigüeñal.
CARACTERISTICAS DE LOS
MOTORES DE COMBUSTIÓN INTERNA
A) Por la formación de la mezcla y por el encendido se distingue entre: - Motores Otto: se impulsa por preferencia con gasolina y la mezcla se forma fuera
o dentro de la cámara de combustión. La combustión en el cilindro se
desencadena por encendido exterior (bujías).
- Motores Diesel: la formación de la mezcla es interior, y se impulsan
preferentemente con gasoil. La combustión en el motor se produce por
autoencendido
B. Por el modo de trabajo se divide en:
- Motores de cuatro tiempos
- Motores de dos tiempos
C. Por el tipo de refrigeración se clasifican en:
- Motores refrigerados por líquido (agua)
- Motores refrigerados por aire
D. En cuanto al movimiento del pistón, pueden ser:
- Motores de pistón oscilante
- Motores de pistón rotativo (pistones dotados de movimiento circular). E) Por la disposición de los cilindros, se clasifican en:
Motores en línea, con los cilindros colocados uno detrás del otro
Motores en V, con cilindros dispuestos en el bloque formando un
determinado ángulo, que varia según el tipo de motor.
Motores de cilindros opuestos, con cilindros dispuestos
horizontalmente en bloque, formando un ángulo de 180º
Motores de cilindros radiales, con cilindros dispuestos en estrella.
F, Por el numero de cilindros se clasifican en: - Monocilíndricos, con un solo cilindro. - Policilíndricos, con dos o más cilindros. G.Por el sistema de alimentación de aire:
a) De aspiración natural b) Sobrealimentados (turbocargador
-
CARACTERISTICAS DE LOS
MOTORES DE COMBUSTIÓN INTERNA
H. Por el control de la combustión se clasifican en: a) Motores de inyección directa b) Motores con cámara de precombustión c) Motores con cámara de turbulencia.
d) Motores con cámara auxiliar de reserva de aire. I Por la carrera del pistón:
a) Motor largo, cuando el diámetro del cilindro es menor que la carrera del pistón. D C
b) Motor cuadrado, cuando el diámetro del cilindro y la carrera del pistón son
iguales. D C
c) Motor supercuadrado, cuando el diámetro del cilindro es mayor que la
carrera del pistón D C
CARACTERISTICAS DE LOS
MOTORES DE COMBUSTIÓN INTERNA
El Sistema de órganos del motor
Elementos principales
El Sistema de órganos del motor (moviles)
PARTES.(MÓVILES ))
PARTES.(MÓVILES ))
PARTES.(MÓVILES y FIJAS ))
El Sistema de órganos del motor,
El Sistema de órganos del motor,
PRINCIPIO DE FUNCIONAMIENTO DE UN MOTOR DE CUATRO TIEMPOS
El principio de funcionamiento de los motores, se
caracteriza por la combustión del combustible,
que se efectúa por medio de la presión y el calor
facilitado por la elevada compresión del aire, o la
ayuda de una chispa eléctrica (bujía), en el interior de los cilindros. Se considera que el ciclo de trabajo o
funcionamiento es la serie sucesiva de
operaciones que se repiten para lograr el trabajo total del motor. El motor de cuatro tiempos efectúa el ciclo de
trabajo en dos vueltas del cigüeñal (cuatro
carreras del pistón). Los cuatro tiempos mencionados son:
- La admisión - La compresión - La combustion o fuerza o trabajo - El escape
1er TIEMPO (Admisión): Comienza cuando el pistón se encuentra en el punto
muerto superior (PMS). Se abre la válvula de
admisión y el pistón baja provocando una succión, la
cual ayuda a precipitar el aire (mezcla carburante),
dentro del cilindro hasta llenarlo. Cuando el pistón
llega al punto muerto inferior (PMI), se cierra la
válvula de admisión. La válvula de escape permanece
cerrada. Durante este tiempo el cigüeñal ha girado
media vuelta (180º) con una carrera del pistón.
2do TIEMPO (Compresión):
Las válvulas de admisión y escape se encuentran
cerradas, el pistón sube, comprimiendo el aire o
(mezcla carburante) en el interior del cilindro y
aumentando la presión y la temperatura hasta
comprimirlo totalmente en la cámara de combustión.
El cigüeñal ha girado media vuelta (180º) con una
carrera del piston.
3er TIEMPO (Expansión o fuerza):
Al finalizar la carrera de compresión el aire queda
comprimido en la cámara de combustión. Cuando se
alcanza la temperatura ideales por efecto de la alta
compresión, y estando el pistón en el PMS, se
inyecta el combustible (salto de chispa) en el cilindro
por un medio auxiliar. En ese momento se produce la
combustión y los gases resultantes, en su expansión,
empujan al pistón hacia abajo hasta llegar al PMI. El
cigüeñal ha girado media vuelta (180º) con una
carrera del pistón. Esta carrera es la única que se
denomina útil, por ser la que produce fuerza.
4to TIEMPO (Escape):
El pistón sube desde el PMI y se abre la
válvula de escape que permite la salida de
los gases al exterior, expulsados por el
pistón; al llegar al PMS, se cierra la válvula
de escape. El cigüeñal ha girado media
vuelta (180º) con una carrera del pistón.
Principio de funcionamiento de un Motor Diésel
Un motor diesel funciona mediante la ignición del combustible al ser inyectado en una cámara de combustión que contiene aire a una temperatura superior a la temperatura de auto combustión, se produce la combustión sin necesidad de chispa. La temperatura que inicia la combustión procede de la elevación de la presión que se produce en el segundo tiempo motor, la compresión. El combustible se inyecta en la parte superior de la cámara de compresión a gran presión, de forma que se atomiza y se mezcla con el aire a alta temperatura y presión. Como resultado, la mezcla se quema muy rápidamente. Esta combustión ocasiona que el gas contenido en la cámara se expanda, impulsando el pistón hacia abajo. La biela transmite este movimiento al cigüeñal, al que hace girar, transformando el movimiento lineal del pistón en un movimiento de rotación.
CICLOS TEORICOS DE MCIA DE 4T -MOTORES ENCENDIDOS POR COMPRESION
• Se comportan según el Ciclo DIESEL
• En honor a Rudolf Diesel (1892)
• El encendido es a través de someter al aire aspirado dentro de la cámara a la cual se le inyecta el combustible (desde 700 a 900 °C) produciéndose la auto inflamación.
• El aporte de calor se realiza a presión constante.
• Rendimiento entre 30 a3 5 % %.
• Relación de Compresión entre ( 12-18 llegando a 22 con sobrealimentación )
• Trabajan con rangos de presiones hasta 25 a 30 Bar.
• Combustibles : Diesel y Biodiesel (derivado de compuestos orgánicos y oleaginosas-hasta 7% en combinación con el Diesel)
• Restricción : Se debe procurar una temperatura elevada para evitar el retardo a la inflamación.
• Son mas pesados :
• Son mas caros.
Es la pieza que completa el conjunto biela manivela. Es el encargado de la
transformación final del movimiento lineal, del émbolo en movimiento rotatorio;
una operación que permite transmitir el par motor originado a los restantes
elementos mecánicos del motor. Uno de los extremos se aprovecha para mover
el vehículo y el otro para mover los restantes elementos auxiliares como son:
Sistema de distribución
Sistema de carga
Sistema de compresión y de climatización, etc.
La forma de cigüeñal depende de los factores de diseños propios para cada
vehículo.
Número de cilindros
Ciclos de trabajo
Número de apoyos, etc.
CIGÜEÑAL.-
Es el elemento móvil que se
desplaza en el interior del
cilindro y recibe la fuerza de
expansión de los gases de la
combustión para transmitirlos al
cigüeñal por medio de la biela.
El émbolo cumple una serie de
funciones.
Transmitir a la biela fuerza
de los gases hasta 75 bar
Absorber la estanqueidad de
los gases y del aceite.
Absorber gran parte del calor
producido por la combustión
y transmitirlo a las paredes
del cilindro para su evacuación
Según el desgaste se cambia o se rectifican los cilindros, estas nuevas medidas deben ser según especificaciones técnicas del fabricantes tales como son: Rectificado: (0,010; 0,020; 0,030; 0,040; 0,050; 0,060) pulgadas ASA (0,250; 0,250; 0,750; 0,100; 1.250; 1.500) Mm. ISO Al realizar una medición el cilindro de un motor se obtuvo Dx-x = 83,07 Mm. y Dy-y = 83,065 Mm. Además también se obtuvo que la conicidad es de 0,03 Mm., ovalización máxima 0,01 Mm. a 2 cm. De PMS del cilindro, conicidad máxima 0,20 Mm., diámetro nominal es 83 Mm. Qué recomienda UD? Solución: 83.07 – 83,065 = 0,005 < 0,01 Mm. Por lo tanto se recomienda limpiar, bruñir y cambiar segmentos. Los PISTONES Y ANILLOS se compran de acuerdo al cilindro, o camisa.
REPARACIÓN DEL CILINDRO.
PISTÓN O EMBOLO
• Segmentos de compresión (fuego)
• Segmentos de rascador (limpiador)
• Segmentos de lubricación ( engrase)
Materiales empleados en los segmentos.- El material
utilizado para su fabricación ha de reunir las siguientes
características:
• Buenas cualidades de resistencia mecánica
• Buenas cualidades caloríficas
• Buenas cualidades de lubricación
Para conseguirlo, se utiliza la fundición de hierro aleado con
pequeña aportaciones de silicio (Si), níquel (Ni) y magnesio (Mg). Y
para mejorar la resistencia al rozamiento se recubre con cromo (Cr)
o molibdeno (Mo), la capa expuesta al roce en el segmento de
compresión dada las condiciones más extremas de trabajo.
Medición de separación de abertura del segmento.
TIPOS DE SEGMENTOS-
Es una pieza encargada de unir
el émbolo mediante el bulón con
el cigüeñal (en su muñequilla) y
por tanto, está sometida al
esfuerzo mecánico alternativo
del émbolo en las diferentes
fases del ciclo de trabajo. Los
esfuerzos tracción, compresión y
flexión son debido a la
combustión y las fuerzas de
inercia alternativas, angulares y centrífugos
LA BIELA
Holguras.
Holguras Rango Mm. Reparaciones Mm.
Entre el bubón del émbolo y biela 0,007 a 0,02 0,04
Cojinete del cigüeñal 0,035 a 0,075 0,10
Axial 0,10 a 0,250 0,45
Paralelismo entre el cojinete del muñón y el
bulón del émbolo
0,024 a 0,150 0,20
La principal función de los cojinetes de fricción en el motor es reducir el rozamiento
entre piezas con movimiento rotatorio o ejes y piezas fijas del motor,
interponiéndose entre ambas. Considerando el conjunto émbolo-biela-cigüeñal, los
cojinetes se montan en tres lugares diferentes:
1. Entre los apoyos del cigüeñal y los alojamientos del bloque motor
2. Entre las muñequillas del cigüeñal y la cabeza o extremo más grande de la
biela.
3. Entre pie o extremo menor de la biela y el bulón o eje que une biela y émbolo
FUNCIONES DE LOS COJINETES DEL MOTOR
RGREGRTGTRh
F H I J K L M N Ñ O P Q MEJOR SERA LA CALIDAD DEL ACEITE.
GRADOS DE LOS ACEITES MONOGRADOS Y MULTIGRADO
