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1.
En qu se diferencias los motores de embolo de combustin interna de las instalacin
de turbinas de gas?
La principal diferencia es que la combustin en los motores de embolo, ocurre dentro del mismo
motor, en el cilindro, mientras que por otro lado, las turbinas de gas, tienen una cmara de
combustin aparte, en la cual se realiza la combustin y de ah se los gases calientes de
combustin pasan a los alabes de la turbina.
5. Por qu no se puede obtener un rendimiento trmico igual a la unidad?
El rendimiento trmicose utiliza para evaluar cun eficiente (econmico) es el ciclo terico deun motor particular. ste representa en s la relacin del calor convertido en trabajo til de losgases al calor gastado :
Donde A = Equivalente trmico del trabajo.
De acuerdo con la segunda ley de la termodinmica en una mquina trmica terica es imposiblela transformacin completa (100%) de la energa trmica en energa mecnica, pues parte delcalor introducido debe ser transmitido a la fuente fra. En el motor real, debido a una serie de
prdidas suplementarias, el porcentaje de calor convertido en trabajo til es ms bajo que en lamaquina terica imaginaria.
Con base a lo anterior podemos concluir que en condiciones de trabajo reales no es posibleobtener un rendimiento trmico igual a la unidad ya que NO toda la cantidad de calor ,introducida en la unidad de volumen de trabajo del motor se transforma en trabajo til de losgases.
Adems al utilizar esta expresin para nuestros clculos, queremos decir que supondremos que elfluido de trabajo es un gas perfecto (aire), que se hace seguir el ciclo y cuyas propiedadestermodinmicas se mantienen constantes a lo largo de l. Esta es una simplificacin, pues en
realidad las propiedades termodinmicas de la mezcla y gases de combustin son diferentes. Sinembargo la simplificacin permite sistematizar mejor el estudio del ciclo.
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6.
De qu tiempos consta el proceso de trabajo en un motor de cuatro tiempos decombustin interna?
Un motor de explosin con ciclo de 4 tiempos se compone por un cilindro, una biela, un cigeal,
al menos dos vlvulas, una buja y muchos otros componentes que hacen que todo trabaje de
forma coordinada. Para entender cmo es posible que unamezcla de gasolina y aire se convierta
en movimiento te explicamos uno a uno cada uno de los 4 tiempos de este tipo de motor de
combustin, o tambin llamado motor Otto.
Tiempo 1: ADMISIN
En el primer tiempo una mezcla de gasolina y aire va a entrar en lacmara de combustin del cilindro. Para ello el pistn baja del puntosuperior del cilindro al inferior, mientras que la vlvula (o vlvulas) deadmisin se abre y deja entrar esa mezcla de gasolina y aire al interiordel cilindro, para cerrarse posteriormente.
La gasolina es combinada con aire ya que, de por s, la gasolina sola noardera y necesita oxgeno para su combustin. La relacin terica es 1gramo de gasolina por 14,8 gramos de aire, pero depende de muchosfactores, como por ejemplo de la densidad de ese aire. Por eso en losmotores modernos una sonda lambda examina los gases sobrantes dela combustin e informa a la centralita sobre cmo ha de ser laproporcin de la mezcla gasolina/aire a suministrar por losinyectores.
Tiempo 2: COMPRESIN
En el segundo tiempo, con el pistn en su posicin ms baja y lacmara de combustin llena de gasolina y aire, la vlvula deadmisin se cierra y deja la cmara cerrada hermticamente. Lainercia del cigeal al que est unida la biela del pistn har que elpistn vuelva a subir y comprima as la mezcla.
La gasolina y el aire se comprimen dentro de una cmara hermticay, al reducirse de tal manera el espacio, las molculas chocan entres aumentando la temperatura de la mezcla. La gasolina y el aireestn listos para el tercer tiempo: la combustin.
Tiempo 3: COMBUSTIN
En el tercer tiempo, con el pistn en su posicin ms alta y
comprimiendo la mezcla de gasolina y aire, es cuando entra en
accin la buja.
Es en este preciso momento, con la mezcla comprimida y a una altatemperatura, cuando la buja genera una chispa que hace explotar
http://motos.about.com/od/principiantes-conceptos/tp/Diez-Trucos-Para-Ahorrar-Gasolina.htmhttp://motos.about.com/od/principiantes-conceptos/tp/Diez-Trucos-Para-Ahorrar-Gasolina.htm -
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violentamente esa mezcla. La combustin hace empujar el pistn hacia abajo con fuerza y la bielay el cigeal se encargan de convertir ese movimiento lineal del pistn, de arriba a abajo, en unmovimiento giratorio. Tiempo 4: ESCAPE
En el cuarto tiempo, el ltimo de este proceso y que significar lacuarta carrera del pistn y la segunda vuelta del cigeal, el pistn seencuentra en su parte ms baja de nuevo y con la cmara decombustin llena de gases quemados productos de la combustin de lagasolina y el aire.
El pistn vuelve a subir en este cuarto tiempo y al hacerlo empuja esosgases hacia arriba para que salgan por la vlvula de escape que se abrecon el fin de dejarlos salir y volver a dejar la cmara del cilindro vaca.No como durante la compresin, que permaneca cerrada.
Es ahora, con el pistn de nuevo en la parte superior cuando se inicia el ciclo de nuevo desde el
principio. El pistn volver a bajar mientras que la vlvula de admisin se abre y deja pasar unanueva mezcla de gasolina y aire, y as una y otra vez.
7.
Qu caracterizan los coeficientes de llenado y de gases residuales?
Los coeficientes de llenado caracterizan que tan bien llenamos la cmara del cilindro yconceptualmente se define como el cociente de la relacin existente entre el peso de la mezclaque se encuentra en la cmara y el peso que tericamente se ocupa si la misma se encontraracompletamente llena; por otro lado el coeficiente de gases residuales caracteriza la fraccin de losgases de entrada que no es expulsada del cilindro y conceptualmente se define como el cocienteque existe entre el peso de los gases que se alojan o quedan en la cmara al terminar el procesode escape y el peso de los gases o mezcla que ingres al cilindro en el proceso de admisin.
12.
De qu fuerzas y momentos depende la uniformidad de marcha del motor?
La uniformidad de marcha del motor, depende de todas las fuerzas mencionadas en el punto 10,
adems de los momentos generados productos de estas, pero estas fuerzas no solo producen
rotacin, tambin producen vibraciones y esto es indeseable pues sera una fuente de desgaste
demasiado rpido debido a la cantidad de ciclos que realiza un motor en un tiempo corto, adems
de que no se permitira una buena entrega de la energa mecnica obtena y seria tambin
incmodo para la persona que opera el vehculo, es por eso que se utilizan mecanismos y
elementos especiales para disminuir las vibraciones tanto como sea posible y dependiendo de qu
tan pequeas sean estas el cigeal tendr una rotacin uniforme o una rotacin no uniforme delrbol.
13.
Enumere y explique las causas de explotacin de la desuniformidad de marcha del
motor.
En los clculos tericos para equilibrio del motor la medida y la masa de las piezas del mecanismo
biela-manivela se asumen constantes. En realidad durante la fabricacin la manivela y las masas
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de la piezas se desvan de las magnitudes de clculo, a resultas de lo cual se viola el equilibrio
tericamente posible del motor dado. El funcionamiento no uniforme del motor, que provoca
vibracin y conmocin del fundamento o del marco submotor, puede ocurrir tambin por las
siguientes causas de explotacin o de produccin:
i.
A consecuencia de la violacin de las reglas de formacin de los conjuntos de las piezas delmecanismo biela-manivela, lo que lleva a la formacin de fuerzas de inercias desiguales en cada
cilindro (espacialmente en los motores rpidos). Por eso en la formacin de los conjuntos lo
mbolos y las bielas en diferentes cilindros han de escogerse con las mnimas desviaciones en
cuanto a masa. Por ejemplo, en los motores de automvil y de tractor se admite una desviacin en
cuanto a masa del mbolo y de la biela (en el conjunto) para diferentes cilindros de 0.5 a 5.0g.
Adems, las bielas se escogen no slo en cuanto a masa total, sino tambin en cuanto a
distribucin de la masa entre el pie de biela y la cabeza de biela.
ii.
A resultas de la violacin de la coaxiabilidad del rbol cigeal y de otras piezas del
mecanismo de biela-manivela, situaciones que dan lugar a la variacin desfavorable del momento
de torsin (par motor), que es anloga a la de la fuerza tangencial. Cuanto menos vara elmomento giratorio (torsin) en comparacin con su valor medio, tanto ms uniforme ser la
marcha del motor. El equilibrio de las fuerzas de inercia y de sus momentos se logra
principalmente por dos mtodos: a. la disposicin adecuada del cilindro y de la manivela del rbol
cigeal; b. empleando en el motor contrapesos.
iii.
A causa del apriete de no uniforme o del ajuste incorrecto de los cojinetes de bancada
durante la instalacin del rbol cigeal lo cual ocasiona golpeteo en el motor. Para evitar el
desplazamiento axial y el giro, los casquillos de los cojinetes de bancada se fijan por medio de
espigas o de salientes rebordeados en los casquillos y que entran en las correspondientes ranuras
fresadas en el alojamiento de la bancada y en el sombrerete del cojinete.
iv.
A consecuencia del no equilibrio de las masas giratorias, debido a lo cual el rbol cigealy el volante del motor rpido antes del ensamblaje se someten a equilibrio dinmica. La tolerancia
del ensamblaje para el no equilibrio se da por medio del valor del momento a determinado
nmero de revoluciones en la unidad de tiempo. Este factor est relacionado con la formacin de
las fuerzas de inercia que provocan esfuerzos (tensiones) de traccin en los brazos de la manivela.
v.
A efectos de la violacin del equilibrio dinmico de las piezas del mecanismo de biela-
manivela durante la reparacin y ensamble de motores rpidos, lo que tiene como consecuencia la
formacin de vibraciones y conmociones en el motor las cuales son perjudiciales para el
funcionamiento equilibrado del motor como para su vida til. Las vibraciones torsionales son
peligrosas no slo para las piezas del mecanismo de biela-manivela, sino para todas las
transmisiones mecnicas unidas elsticamente con el cigeal.vi.
Por las consecuencias que origina el cese de la inyeccin de combustible por el inyector en
uno o varios cilindros del Diesel o de la falla del funcionamiento de las bujas en el motor de
carburador, factores que influirn tanto en el proceso de combustin (la combustin de la mezcla
de trabajo en los cilindros debe ocurrir consecutivamente una despus de la otra en iguales
ngulos de giro del rbol cigeal) como en el orden de funcionamiento de los cilindros del motor.
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vii.
Debido al suministro de diferentes cantidades de combustible a los cilindros del rbol
cigeal, lo cual va afectar directamente el rendimiento mecnico y la eficiencia (economa) del
motor.
viii.
A causa de la incorrecta regulacin de la distribucin de gas o de holguras excesivamentegrandes en las articulaciones mviles del mecanismo de manivela.
ix.
Como consecuencia de la violacin del orden de funcionamiento de los cilindros.
x.
Por efecto de la regulacin incorrecta del adelanto del encendido en los motores de
carburador o del adelanto de la inyeccin de combustible en los Diesel.
14. Cmo y para que se establece la secuencia (el orden) de funcionamiento de los cilindros
del motor?
El orden de funcionamiento de los cilindros se establece para conseguir los siguientes objetivos:
La mayor separacin posible entre cilindros que trabajan sucesivamente para distribuir los
esfuerzos de compresin que sufren los cojinetes del cigeal.
Distribuir en forma equitativa de intervalos de tiempo iguales las explosiones.
Conseguir uniformidad en la entrada de la mezcla desde el mltiple de admisin.
Disminuir las vibraciones en el rbol cigeal y en general de todo el motor para evitar
prdidas energticas y regularizar las cargas torsionales de signo cambiante que sufre dicho rbol.
El orden de funcionamiento de los cilindros del motor se establece cambiando la colocacin de las
levas en el rbol de distribucin y la disposicin mutua de los codos del cigeal.
Para obtener la mayor uniformidad del momento torsional sobre el cigeal del motor es
necesario que los procesos (tiempo) del mismo nombre se produzcan en los cilindros al cabo de
ngulos iguales de giro del cigeal. En un motor que tenga i cilindros, los procesos (tiempos) del
mismo nombre, si es de cuatro tiempos debe producirse cada 4/i rad del ngulo de giro del
cigeal, y si es de dos tiempos, cada 2/i.
Al establecerse el orden de funcionamiento del motor se consigue:
i.
Que las explosiones se sucedan a intervalos de tiempo iguales, lo que hace que el
funcionamiento del motor sea ms regular
ii.
Que la distribucin de la mezcla (o del aire) por los cilindros sea uniforme.
iii. Que el equilibrado del motor sea lo mejor posible, con lo que se disminuyen las
vibraciones.
iv.
Que los cilindros que al trabajar se suceden entre s estn lo ms lejos posible uno del
otro, para que de esta forma disminuyan las cargas sobre los cojinetes del cigeal.
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Que la amplitud de las vibraciones torsionales del cigeal sea lo menor posible, para aminorar las
tensiones de torsin adicionales (de signo variable) en sus elementos.
15.
En qu se diferencia el diagrama terico (de clculo) del ciclo del diagrama real (deindicador)?
Ciclos tericos
Para los ciclos tericos, las aproximaciones comnmente empleadas en orden de aproximacin alas condiciones reales son tres:
ciclo real ciclo de aire ciclo aire-combustible.
A estos ciclos tericos se comparan en la prctica los ciclos reales, que se obtienenexperimentalmente por medio de los indicadores; por esta razn, el ciclo real se llama tambin
ciclo indicado.
Aunque los ciclos tericos no corresponden a los ciclos reales, constituyen una til referencia parael estudio termodinmico de los motores, particularmente para comprender cuanto influyen sobresu utilizacin las condiciones de funcionamiento y para comparar entre s diversos tipos demotores.
Suposiciones de los ciclos tericos
En los ciclos ideales se supone que el fluido operante est constituido por aire y que ste secomporta como un gas perfecto. Por ello, los valores de los calores especficos se consideran
constantes e iguales al del aire a las condiciones tipo 15 de temperatura y 1 atmsfera depresin:
Cp = 0.241 Ca/kg C;Cv = 0.172 Ca/kg C;
Donde resulta:
Suponemos, adems, que las fases de introduccin y sustraccin de calor tienen una duracin biendeterminada, dependiente del tipo de ciclo (Otto, Diesel, Sabath), y que en las otras fases no hayprdidas de calor.
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Es natural, que, con estas hiptesis, los valores mximos de temperatura y presin, as como, enconsecuencia, el trabajo y el rendimiento trmico calculados para el ciclo ideal, sean ms elevadosque los correspondientes a los otros tipos de ciclos.
El ciclo ideal representa, por tanto, el lmite mximo que tericamente puede alcanzar el motor ypermite un fcil estudio matemtico basado en las leyes de los gases perfectos. A l nos referimosal emplear a lo largo de este tratado, la expresin ciclo terico.
Ciclo de aire
En el ciclo de aire, el fluido operante es tambin aire, pero se supone que los calores especficosson variables a lo largo de la gama de temperaturas en que se opera.
Las condiciones de introduccin y sustraccin del calor son iguales a las del ciclo ideal y tampocohay prdidas de calor. Como el clculo de los calores especficos medios es complicado, se usantablas que dan directamente los valores del calor y el trabajo, en trminos de energa interna yentalpa para los diversos puntos de las transformaciones isentrpicas del aire. Teniendo en
cuenta la variaciones de los calores especficos, se obtienen, para la temperaturas y presionesmximas, valores inferiores a los calculados para el ciclo ideal; por consiguiente, el trabajo y elrendimiento trmico asimismo ms bajos, pero, as y todo, son an mayores que loscorrespondientes a un ciclo real.
El ciclo aire-combustible es, entre todos los que por lo general se calculan, el ms prximo al cicloreal. En el motor de encendido por chispa, el fluido est compuesto, durante la fase de aspiracin,por la mezcla y los gases residuales de la combustin anterior; en el motor de encendido porcompresin est formado por aire y los gases residuales. Despus de la combustin, el fluido estconstituido por productos de la misma, esto es, una mezcla de CO2, CO, H2O, N2. Estos gasestienen un calor especfico medio todava ms alto que el del aire; pero adems, se cuenta con un
incremento posterior de los calores especficos, a causa de la disociacin o descomposicinqumica de las molculas ms ligeras sometidas a la accin de altas temperaturas. El aumento delos calores especficos, as como la disociacin que, por ser reaccin endotrmica, absorbe unaparte del calor de la combustin, producen un posterior descenso de la temperatura y la presinmxima en comparacin con las calculadas para el ciclo de aire.
Para el clculo del ciclo aire-combustible se recurre a tablas que contienen datos obtenidosexperimentalmente. Incluso para este ciclo se admite no slo que el calor es introducido ysustrado de manera instantnea, como en el ciclo ideal, sino que no se producen prdidas decalor.
Ciclo real
El ciclo real se obtiene experimentalmente, como ya hemos indicado, por medio de diversosaparatos indicadores, capaces de registrar el diagrama de presiones en funcin de los volmenes,en un cilindro motor en funcionamiento. El diagrama indicada refleja las condiciones reales delciclo y, por tanto, tiene en cuenta tambin adems de las variaciones ya enunciadas para el cicloaire y para el de aire-combustible en la comparacin de ciclos ideales- las prdidas de calor, laduracin de combustin, las prdidas causadas por el rozamiento del fluido, la duracin del
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tiempo de abertura de las vlvulas, el tiempo de encendido, as como de inyeccin y las prdidasdel escape.
21.
En qu se diferencia la sobrealimentacin mecnica de la sobrealimentacin de turbina
de gas?
Para entender cul es la diferencia entre sobrealimentacin mecnica y de gas se debe relacionar
el concepto de cada una de ellas.
SOBREALIMENTACIN DE GAS O TURBOALIMENTACIN: Se lleva a cabo por medio de un
turbocompresor es bsicamente un compresor accionado por los gases de escape. La misin
fundamental de la turbo alimentacin es presionar el aire de admisin para, de este modo
incrementar la cantidad que entra en los cilindros del motor, en la carrera de admisin,
permitiendo que se queme eficazmente ms cantidad de combustible.
Figura 5. Motor turbo cargado.
Sobrealimentacin mecnica: Esta se lleva a cabo por medio de un turbocompresor, que utiliza
energa mecnica del motor para su funcionamiento y tiene la misma misin que el
turbocompresor (Figura. 6).
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Figura 6. Motor con sobrealimentacin mecnica.
Segn estos conceptos se puede deducir que aunque el compresor y el turbocompresor tienen la
misma funcin, el primero utiliza energa del motor para su accionamiento, y el segundo utiliza la
energa de los gases de escape para este mismo fin.
22.
Describa el funcionamiento y la construccin del mecanismo de biela-manivela
El mecanismo de biela-manivela es el mecanismo de trabajo principal del motor de pistn. Este
mecanismo (ingenio), es capaz de transformar un movimiento rotacional en un movimiento
alternativo y viceversa el cual es el caso dado en los motores de combustin interna que trabajan
con este mecanismo; como todo sistema real, esta transformacin viene acompaada de su
respectiva prdida de energa.
Concretamente, en el motor de combustin interna, el mecanismo biela-manivela funciona de la
siguiente manera:
Debido a la fuerza originada por la presin de los gases de la combustin en la cmara de
combustin sobre la superficie frontal del mbolo, se produce en este un movimiento lineal (que a
la postre, ser alternativo), el cual se transforma en rotacional gracias a las articulaciones entre el
mbolo, la biela y la manivela en el rbol cigeal. La grfica siguiente permite un mejor
entendimiento del funcionamiento del mecanismo.
Figura 7.
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1. mecanismo de trinquete; 2. Polea de accionamiento del ventilador; 3. Pin conductor de la
distribucin de gas; 4 y 5. Arandelas de acero - babbit; 6. Casquillo del cojinete de la biela; 7. Biela;
8. Arandela del perno de biela con pasador hendido; 9. Perno de biela: 10. Buje del pie de biela;
11. Anillo de resorte de reten; 12. Pasador de mbolo; 13. mbolo; 14. Anillo rascador de aceite;
15 y 16. Anillos de compresin; 17. rbol cigeal; 18. Volante; 19. Casquillo del cojinete; 20.
Sombrerete del cojinete de bancada; 21. Sombrerete de cabeza de biela.
23.
Describa la composicin y el objeto del bloque de cilindros y de su culata en el caso dedisposicin superior y lateral de las vlvulas del mecanismo de distribucin de gas.
El bloque soporta, mediante los cojinetes, el cigeal y sirve para unir los varios grupos mecnicosadems de encerrar y proteger en su interior los rganos rotantes y el aceite lubrificante.
El bloque est provisto de enganches para fijar el motor a las estructuras de sujecin (suspensinmoto-propulsor), por lo tanto debe soportar, adems de los esfuerzos internos de las bielas,cigeal y pistones, tambin la fuerza aplicada a los soportes y estructura.
Las fuerzas que debe soportar el bloque, que es el rgano ms importante en dimensiones y masa,son numerosas y es muy complejo calcular el esfuerzo del material en los distintos puntos,teniendo en cuenta simultneamente todas estas fuerzas.
Por otra parte, y sobre todo en un mono bloque, es muy importante garantizar la mxima rigidezen cada situacin de carga, para que funcionen correctamente las bielas y el cigeal y no severifiquen deformaciones superiores a las admitidas.
Los clculos ms complejos y recientemente utilizados (clculo de los elementos finitos) permitenconstruir un ptimo mono bloque, reduciendo el peso del conjunto, pero garantizando laadecuada rigidez durante el funcionamiento (bloque con paredes finas).
Adems se pueden realizar, en el laboratorio, verificaciones estructurales muy complejas en lasque se estudia el nivel de deformacin del mono bloque bajo la accin de las diferentes cargasaplicadas. Un punto crtico son los tornillos de fijacin de los sombreretes para los cojinetes delcigeal.
Durante el funcionamiento, las fuerzas aplicadas a los cilindros y cojinetes de bancada varan suvalor y direccin. Esto hace que la tensin en los tornillos sea mayor y que se monten tornillos msresistentes.
Algunos constructores han sustituido los tradicionales sombreretes de bancada por soportescirculares de gran dimetro introducidos apropiadamente en alojamientos anulares en el bloque(bloque en tnel). En este caso los soportes, divididos por la mitad, primero se montan en elcigeal; luego el conjunto es introducido en el tnel del bloque.
El mono bloque se puede construir de distintas maneras:
- Con las camisas cilindros que formen parte integral de la fusin (camisas integradas).
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- Con las camisas cilindros insertadas (en seco o en hmedo).
- Con una solucin intermedia, con camisas cilindro integradas pero con mono bloque abierto en laparte superior.
24.
Describa las ventajas y fallas de las camisas amovibles.
VENTAJAS:
Se emplean en motores de prueba, en su gran parte mono cilndricos. Donde se vara el rgimende revoluciones, se vara el volumen de trabajo del cilindro y con ello la variacin de la relacin decompresin.
DESVENTAJAS:
Las camisas desgastadas no se pueden cambiar ni desmontar fcilmente, pues se tieneque bajar todo el bloque del motor.
No se utilizan en los motores de automviles y tractores comerciales.
Son ms costosas.
25.
Describa los posibles desgastes y otros daos de la superficie de trabajo del cilindro
Uno de los desgastes que puede producirse en las paredes del cilindro es debido a los anillos de
compresin del embolo, los cuales se instalan para prevenir la irrupcin de los gases en el crter
en los procesos de compresin y expansin, trabajan en condiciones en extremo pesadas,
realizando movimientos de avance y retroceso con gran velocidad y elevada temperatura debido
al contacto con los gases calientes y tambin por el rozamiento con las paredes del cilindro,
durante el funcionamiento la presin del anillo sobre las paredes del cilindro aumenta, pues los
gases que se penetran a travs de las holguras entre el embolo y el anillo lo aprietan contra las
paredes del cilindro, adems la presencia de presin del gas en las cavidades de la ranura queaprieta los anillos contra el cilindro, ejerce presin considerable sobre las paredes del cilindro, esta
provoca elevado rozamiento y gran desgaste tanto de los anillos como de las paredes del cilindro.
Las elevadas temperaturas de funcionamiento del cilindro debido a la accin de los gases calientes
y tambin a consecuencia del rozamiento del embolo y de los anillos del embolo con las paredes
provocan la dilatacin no uniforme del cilindro lo que puede provocar los esfuerzos
suplementarios y llevar a cabo la formacin de fisuras y/o la torcedura o alabeo.
27 Qu ventajas y fallas tienen los mbolos de aluminio y de fundicin?
Los materiales que se utilizan para hacer los mbolos de los motores de automvil deben reunirlos siguientes requisitos:
-Alta resistencia mecnica y estabilidad a altas temperaturas.
-Poca peso en comparacin con otros materiales.
-Buena conductibilidad calorfica.
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-Pequeo coeficiente de dilatacin volumtrica.
-Estabilidad a la corrosin.
-Altas propiedades antifriccin a elevada temperatura y con poca lubricacin.
-Poco coste y buena maquinabilidad.
La temperatura del mbolo depende del metal de que est fabricado. Al presente los mbolos se
suelen fabricar o de aluminio o de fundicin, tenindose en cuenta que la conductividad trmica
del aluminio es tres veces mayor que la de la fundicin. Por esto el calor recibido por un mbolo
de aluminio se evacua ms rpidamente del centro hacia la periferia y luego hacia las paredes del
cilindro.
El material del pistn debe poseer altas cualidades mecnicas y alta resistencia al desgaste, ser
ligero y disipar muy rpido el calor. Estas condiciones las renen los mbolos fabricados con
aleaciones de aluminio; sin embargo, conviene sealar, que ste material posee un gran
coeficiente de dilatacin volumtrica; para lo cual es necesario aumentar el juego existente entre
las paredes del cilindro y el pistn; provocando el empeoramiento de las cualidades mecnicas a
medida que va subiendo la temperatura.
Los cilindros fabricados en fundicin poseen un bajo coeficiente de dilatacin trmica, por lo cual
soportarn altas temperaturas sin deformarse significativamente. Se ha hecho necesario cambiar a
mbolos fabricados en aleaciones de aluminio, ya que este material permite aumentar la relacin
de compresin, debido al mayor coeficiente de termo-conductividad del aluminio y por las
menores temperaturas durante la compresin y del comienzo de la combustin.
30.
Describa las particularidades de construccin y de explotacin de los casquetes de paredgruesa y de pared delgada de los cojinetes de bancada y de biela.
Los cojinetes de biela se hacen con casquillos de pared gruesa o delgada con recubrimientos de
Babbit o de Plomo-Bronce. Del giro y del desplazamiento axial los casquillos del cojinete se fijan
por medio de espigas o salientes y ranuras en el sombrerete. Para que la superficie interna del
casquillo conserve la forma cilndrica correcta necesaria para el normal funcionamiento del
cojinete. La cabeza de la biela debe tener suficiente rigidez. Por eso las cabezas de biela se suelen
hacer masivas, con nervios de rigidez y transiciones suaves hacia el cuerpo. Para dimetros
considerables de los muones de biela, la cabeza de biela a veces se hace con separacin sesgada
para facilitar el desmontaje de la biela a travs del cilindro.
Para regular la holgura en el cojinete de biela en el plano de separacin en la cabeza de biela en
motores de grandes medidas se colocan un juego de juntas calibradas.
En dependencia de la correlacin de la longitud del casquillo y su espesor se diferencian casquillos
de pared gruesa y de pared delgada, en los cojinetes de bancada.
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Los esprragos deben distribuirse de manera que el esfuerzo de apriete se distribuya por igual
sobre la superficie de la junta. Para que los pernos no giren al apretar las tuercas, sus cabezas
tienen un rebajo plano. Los casquillos de cojinete se colocan en el lecho con un apriete tal que
asegura una adherencia estrecha de los mismos al lecho al apretar las tuercas puestas en los
esprragos de los cojinetes, por toda la circunferencia.
35.
Cul puede ser la causa del calentamiento de los cojinetes de bancada?
Los cojinetes de bancada del cigeal son del tipo de manguito dividido. Cada cojinete consta de
dos mitades, las que juntas forman un manguito para el mun. La mitad superior cuenta con un
orificio de lubricacin y va montada en su alojamiento en el bloque. La otra mitad va en la tapa de
bancada. Algunas veces ambas mitades son intercambiables. Las superficies de desgaste de los
cojinetes estn hechas de un material ms blando que el cigeal, de manera que de existir
desgaste, se puede reemplazar un econmico cojinete en lugar de un costoso cigeal.
El material blando reduce la friccin y se amolda a las pequeas irregularidades que el eje pudiera
tener, permitiendo tambin, que las partculas metlicas pequeas se incrusten en la superficie delcojinete sin que lleguen a rayar el cigeal. Cuando se instalan el cigeal, los cojinetes y las tapas,
existe un pequeo claro entre los cojinetes y los muones, de manera que el aceite que viene del
orificio en el cojinete superior de bancada circule por el claro de lubricacin para aceite; luego, el
aceite es expulsado hacia el crter.
La circulacin de aceite tambin enfra el cojinete y expulsa la suciedad y partculas extraas que
pudieran haber alcanzado ese lugar; por lo que debe haber suficiente luz para mantener la
circulacin de aceite, de otra manera ocurrir rpidamente un desgaste excesivo. Sin embargo, la
luz de aceite debe ser cuidadosamente controlada ya que, an un pequeo incremento puede
causar un gran aumento en la cantidad de aceite que puede circular a travs de los cojinetes.
Si la luz de aceite se torna excesiva, la bomba de aceite no abastecer el volumen suficiente y por
consiguiente la presin de aceite del motor decaer, tal vez alguno de los cojinetes no reciba
lubricacin en forma continua, o algunas partes del motor resulten privadas de aceite para su
lubricacin. Tanto los cojinetes de bancada como los de biela vienen en una variedad de tamaos
que pueden ser seleccionados, cuando se arma el motor, para obtener la luz de aceite ms
cercana a la ideal. Este claro permite el desgaste normal del cojinete sin una prdida de presin de
aceite.
Figura 9. Cojinete de bancada
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En la mayora de los motores uno de los cojinetes de bancada es un cojinete de empuje con
pestaas que limitan el movimiento hacia atrs y adelante del cigeal o juego libre axial. Sin
embargo, en algunos motores se utilizan arandelas de empuje separadas para cumplir la misma
funcin
36.
Describa la construccin y el funcionamiento de los mecanismos de distribucin de gas.
Los mecanismos de distribucin de gas sirven para regular la admisin y por ende el llenado de loscilindros del motor de la mezcla de combustible fresca en los motores de carburador y gas, o deaire en los motores de diesel y tambin se encarga la purga de los gases de combustin.
El mecanismo de distribucin de gas debe asegurar el mejor llenado y barrido de los cilindros, asmismo como asegurar una buena limpieza a una fiabilidad suficiente, a su vez debe mantener untrabajo seguro del motor con todos los regmenes de velocidad y de carga y la alta resistencia aldesgaste y duracin de las piezas que lo constituyen. La calidad de la limpieza y del llenado delcilindro depende principalmente de la magnitud de la seccin de paso de los rganosdistribuidores de gas y de la duracin de su apertura.
Los mecanismos de distribucin pueden ser de tres tipos:
1. Vlvulas situadas en la culata de los cilindros o de vlvulas en cabeza: este tipo es de granutilizacin en motores diesel y/o carburador. La cmara de combustin es ms compacta(cilndrica, cnica o esfrica) y posee una rea de enfriamiento relativamente pequea la cualcontribuye a disminuir las prdidas de calor en el sistema de refrigeracin, todo esto aumentandoel rendimiento indicado del motor y reducir el peligro de que se produzca la detonacin. Elaccionamiento de las vlvulas superiores se realiza directamente del rbol distribuidor o a travsde piezas intermedias en forma de seguidores, varillas, balancines.
2. Vlvulas colocadas en el bloque de cilindros o de vlvulas laterales: en los motores de
carburador todas las ventajas anteriormente descritas en el tipo de vlvulas en cabeza, junto conel empleo de combustibles de alto octanaje permite elevar su rendimiento hacindolo que este seaproxime al de los motores diesel con cmara de combustibles separadas. En este tipo sesimplifica la composicin de la culata de cilindros y del mecanismo de accionamiento de lasvlvulas, disminuye el nmero de piezas del mecanismo de distribucin de gas y la altura delmotor.
3. Vlvulas dispuestas en la culata y en el bloque de cilindros o de disposicin mixta de lasvlvulas: en este caso el coeficiente de llenado puede ser hasta 5 al 7% mayor que cuando estndispuestas lateralmente. Esto se consigue aumentando el nmero de vlvulas o disponindolasformando ngulo con el eje del cilindro.
El mecanismo de distribucin de gases con las vlvulas en culata funciona como se describe acontinuacin: el cigeal pone en rotacin el rbol de distribucin por medio de los piones. Algirar el rbol de distribucin, su leva, que tiene una saliente, levanta el empujador el vstago delempujador se mueve en el bloquecrter. Con dicho empujador se levanta la varilla cuyo extremoinferior se apoya en el fondo del hueco esfrico del empujador, mientras que el extremo superiorse apoya en el tornillo regulador del balancn. El balancn puesto en el eje gira en torno a su eje ydesplaza a la vlvula hacia abajo. Con ello se abre el orificio del canal practicado en la culata decilindros y en los muelles comprimidos preliminarmente se comprimen adicionalmente. El vstago
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de la vlvula se mueve en el casquillo gua. La apertura mxima de la vlvula sucede cuando elempujador se encuentra en el vrtice de la leva. Al girar consecutivamente el rbol de distribucin,el empujador va bajando relativamente y la vlvula accionada por los muelles sube, cerrandoestrechamente al final de su carrera el orificio del canal practicado en la culata de los cilindros.Cuando la vlvula afecta el movimiento de retroceso, las piezas de transmisin retornan a laposicin inicial.
El mecanismo de distribucin de gases con las vlvulas laterales funciona de un modo anlogo aldescrito anteriormente, pero su estructura es ms sencilla, ya que faltan las varillas de losempujadores, los balancines y las piezas de montaje de estos ltimos. En este caso el mecanismode distribucin, el movimiento del empujador se transmite directamente a la vlvula.
Los mecanismos de distribucin de gas constan de las siguientes piezas:
1. Vlvulas de admisin y escape: las vlvulas funcionan en condiciones duras sometidas a laaccin de altas temperaturas, presin de los gases, fuerzas elsticas de los muelles y fuerzas deinercia de las piezas del mecanismo de transmisin. Por esto el material para las vlvulas, debeconservar elevadas propiedades mecnicas a temperaturas considerables y poseer una buena
resistencia al desgaste. Para la fabricacin de las vlvulas se emplean acero al carbono, aleados,termo resistentes, resistente a la oxidacin a altas temperaturas, en dependencia de la mximatemperatura, las vlvulas se hacen prefabricadas, forjadas o estampadas. Las vlvulas de escapede los motores de carburador se fabrican en acero. Para elevar la resistencia a la corrosin ydisminuir el desgaste de la superficie de trabajo, sus cabezas se recuren con una capa de aleacindura 33k de base cobltica o de estelita (60% Ni y 15% Cr) de 1,5 entre 2,5mm de espesor).
Para las vlvulas de admisin se utilizan los aceros al cromo y al cromo-nquel 40X, 49XH, 37C y40XHMA.
2. Muelles o resortes de vlvula: sirven para ajustar la vlvula al asiento y para mantenerla enposicin cerrada. Debe poseer suficiente rigidez con el fin de que por la accin de las fuerzas de
inercia que surgen durante el funcionamiento las piezas del mecanismo no se separen de la leva yla vlvula siente sobre el asiento sin golpe. Para los muelles se utiliza alambre especial pararesortes de 3-5mm de dimetro, de aceros 60D, 50XIX.
3. rbol distribuidor: la funcin de este es dirigir el movimiento de las vlvulas. En dependenciadel nmero de vlvulas y del esquema de su accionamiento, las levas en el rbol se disponen endeterminada secuencia, condicionada por el orden de funcionamiento adoptado para el motordado. Se hacen de aceros de aleacin, de caeros al carbono o de fundicin. Las levas y losmuones de los rboles de acero se someten a sementado y despus se templan normal osuperficialmente y los de fundicin se templan.
4. Balancn: sirve para transmitir el esfuerzo del empujador al vstago de la vlvula. Seestampan de aceros al carbono 20 y30, tambin se utilizan aceros de aleacin.
5. Taqus o levanta vlvulas: transmiten directamente el movimiento desde las levas del rbolde distribucin a las vlvulas (laterales) o a los empujadores. Perciben los esfuerzos laterales quetransmiten las levas. Se hacen de aceros aleados o de acero 45 que luego es sometido a templesuperficial.
6. Piones: para los piones de distribucin se utiliza acero 20 y 45 o fundicin gris.
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7. Seguidores: transmiten a la varilla esfuerzos axiales de la leva y asumen los esfuerzoslaterales que surgen en este.
37. Cules son los mtodos de regulacin de las fases de distribucin de gas?
La renovacin de la carga en el cilindro de trabajo del motor es decir la limpieza de los productos
de la combustin y su llenado por la porcin fresca de mezcla carburante o de aire se asegura pormedio de los rganos de distribucin de gas. En los motores de combustin interna se emplea
distribucin de gas la cual mejora la calidad de la limpieza y el llenado del cilindro depende
principalmente de la magnitud de la seccin de paso de los rganos distribuidores de gas y de la
duracin de la apertura. Los mecanismos de los procesos de distribucin de gases son los
siguientes:
Distribucin de gas de vlvula: Es el mtodo de mayor difusin, esto se debe a la estructura
relativamente sencilla y al funcionamiento fiable. Las vlvulas se emplean en calidad de rganos
de admisin y escape en los motores de cuatro tiempos y en calidad de escape en los motores de
dos tiempos. Las vlvulas se disponen o por encima o por debajo del cilindro y son accionadas porel rbol cigeal a travs del rbol de levas.
Figura 10. Esquema de instalacin de vlvula y sus
mecanismos de accionamiento: a), b), c), d). Vlvulas
superiores con accionamiento de rboles de
distribucin superiores. e) Vlvulas superiores con
accionamiento de rbol de distribucin inferior
f) Vlvula inferior: 1. Balancn; 2. Palanca; 3. Traviesa;
4. Varilla; 5 Seguidor
Distribucin de gas de distribuidor: Este puede realizarse por medio de distribuidores con
movimiento de avance o de rotacin o tambin por medio de distribuidores que realizan
simultneamente desplazamientos de avance y angular.
Figura 11. Esquemas de intercambio de gases de
distribuidor:
a) con distribuidores con movimiento de avance.b) Transversal de ranura
c) De vlvula ranura de corriente directa
d) De ranura de corriente directa.
e) Con distribuidor plano giratorio.
f) Con distribuidor cilndrico giratorio.
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1. Distribuidor con movimiento de avance
2. Distribuidor plano
3. Distribuidor cilndrico.
42. Cmo se regula la alimentacin de combustible al variar la carga en los motores Diesel?
En los motores diesel se instalan reguladores para limitar el rgimen de velocidad mxima,asegurar el funcionamiento estable del motor para una frecuencia de rotacin baja y crear, en
caso de necesidad, un rgimen de velocidad estable de trabajo en una gama que va desde una
frecuencia de rotacin al ralent (marcha muerta) mnima hasta la nominal.
Los reguladores segn el mtodo de regulacin se dividen en reguladores de un rgimen, o sea,
limitadores, de dos regmenes y para todo rgimen. Segn el procedimiento empleado para crear
el esfuerzo que se transmite al rgano de ajuste de la bomba de combustible, se dividen en
mecnicos, hidrulicos y neumticos.
Durante el trabajo de campo los grupos de mquinas agrcolas se encuentran en condiciones de
cargas que varan rpidamente y con frecuencia. Para mejorar la adaptabilidad del motor alcambio de carga exterior sus reguladores deben ser para todo rgimen. Semejantes reguladores
deben efectuar el mando automtico del suministro de combustible en todos los regmenes de
velocidad en la gama de frecuencias de rotacin del cigeal que constituyen un 35-105% de la
nominal.
El grado de irregularidad que sufre la regulacin ejerce una influencia sustancial sobre el
rendimiento econmico de la unidad. El funcionamiento con grado elevado de irregularidad hace
que vare considerablemente la velocidad angular de los ejes de algunos rganos funcionales con
respecto de la velocidad ptima. El grado en que se altera la uniformidad de la regulacin durante
el ajuste para la frecuencia nominal de rotacin, ha de estar dentro de los lmites de 4-8% y sedesigna en dependencia de las singularidades de funcionamiento de los motores. En toda gama de
trabajo de los regmenes parciales de velocidad el grado de irregularidad tiene que estar dentro de
los lmites de 10-12%. La tolerancia de ajuste, para el rgimen nominal de velocidad, con la cual
empieza a funcionar el regulador, no debe superar el 1,5%.
Para asegurar el funcionamiento estable del motor durante sobrecargas se efecta una correccin
especial de la caracterstica exterior del motor.
Con este objetivo, la mayora de las veces se emplean los correctores de muelle que regulan el
suministro de combustible. Su principio de funcionamiento, como regla, consiste en que al bajar la
frecuencia de rotacin, el esfuerzo del muelle del regulador llega a ser mayor que la fuerza
reducida de inercia de los pesos, y la diferencia entre estos esfuerzos se transmite a travs del
mecanismo de regulacin al tope. Si en vez de tope rgido se instala un tope con un muelle, la
diferencia de esfuerzos provocara la comprensin del muelle del tope y asegurara un
desplazamiento adicional de la cremallera en direccin del aumento de la alimentacin.
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Para corregir el suministro de combustible se emplea tambin el corrector de perfil: En este caso
para reducir la frecuencia de rotacin por debajo de la nominal, el desplazamiento adicional del
rgano de mando se determina por un perfil especial. La forma del perfil se elige tal que se
obtenga un desplazamiento requerido de la cremallera en funcin de la frecuencia de rotacin.
43 cules sistemas de enfriamiento existen en los motores?
Sistema de refrigeracin
En un motor puesto en marcha la temperatura media de los gases en el transcurso del ciclo seencuentra entre los 800C y 900C. Parte del calor se deriva a las piezas del motor causando queestas piezas eleven su temperatura. Si estas piezas no se mantienen a una temperatura adecuada(ni muy calientes, y ni muy fras) provocarn un funcionamiento inaceptable del motor. Paraobtener el estado trmico requerido el motor va acompaado de un sistema de enfriamiento elcual bien puede utilizar como refrigerante un lquido (agua, soluciones anticongelantes, o algnotro lquido que presente las mejores propiedades trmicas y que sea de fcil adquisicin) o gascomo el aire.
Sistema de Refrigeracin por AguaEn este caso el agua, llena las camisas de agua del bloque-crter y de la culata de cilindros, baalas paredes de los cilindros y de las cmaras de combustin arrastrando consigo el calor. El aguaque lleva el calor es pasada luego por el radiador para ceder el calor al aire por medio de laconveccin forzada, despus de pasar por el radiador vuelve a las camisas de agua del cilindro y serepite el ciclo. La temperatura del agua refrigerante debe encontrarse entre los 80C y los 95C.
Sistema de refrigeracin por termosifnEn este caso se aprovecha el gradiente de densidad del agua que se genera debido a la diferenciade temperaturas en las camisas de agua que es mayor a la temperatura del agua que estdisminuyendo al pasar a travs del radiador.
Este sistema de refrigeracin presenta una circulacin lenta del agua lo cual puede provocar unaintensa evaporacin de sta y requiere que se compruebe varas veces el nivel del agua.
Sistema de refrigeracin forzadaEn este caso la circulacin del agua es provocada por medio de una bomba centrfuga, la cual ennuestro medio se conoce como la turbina.
En este sistema la cantidad de agua que fluye en la unidad de tiempo depende del nmero derevoluciones del rbol cigeal, debido a que la temperatura del aire ambiente es muy variable alo largo de todo el ao en algunas partes del mundo se utilizan dispositivos como el termostato,
cortinas y persianas del radiador para que no se pueda presentar un enfriamiento excesivo delmotor.
En el caso de que se pueda presentar un enfriamiento excesivo el termostato deriva una corrientede agua caliente proveniente de las camisas del cilindro y la hace pasar directamente hacia labomba sin pasar al radiador, evitando de esta manera el sub-enfriamiento; este sistema es muyparecido al que se utiliza en las neveras NO-FROST.
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Si el sistema de refrigeracin est comunicado a la atmsfera se le conoce como abierto; y si noest conectado a la atmsfera se le conoce como cerrado.
Para un sistema de refrigeracin hermticamente cerrado puede presentarse fugas en los tubosdebido a una recalentamiento que ocasiona la evaporacin del agua; y en caso de un enfriamientocuando se para el motor puede ocasionar una depresin en los tubos debido a la condensacin delvapor que lleva al deterioro de estos.
El sistema cerrado de refrigeracin debe funcionar a una presin ms alta que la atmosfrica paraque su temperatura de saturacin tambin se eleve y as hacer algo difcil la formacin del vapor.
Sistema de refrigeracin por aireLa extraccin de calor excesivo del motor se realiza mediante una corriente de aire forzadoalrededor de los cilindros y sus respectivas cabezas.
Para los motores de poca potencia como el de las motocicletas el aire forzado se obtiene por lacontracorriente del aire producida en el viaje. Para los motores de automvil y tractores tal
corriente de aire resulta insuficiente y se necesita de un ventilador, el cual consume una granpotencia del motor si la comparamos con la potencia que consume la bomba de agua en elsistema de refrigeracin por lquido.
Las superficies externas de las culatas y de los cilindros tienen aletas para poder aumentar el reaefectiva de transferencia de calor por conveccin forzada.El aire se fuerza a pasar por los cilindros mediante unos deflectores los cuales, primeramenteconducen el aire hacia las zonas ms calientes.
Para los motores en (V) la refrigeracin puede realizarse forzando el aire a pasar a travs de la (V)por medio de un ventilador axial. Tambin la refrigeracin puede realizarse forzando el aire a lo
largo de las dos filas de cilindros por la parte exterior valindonos de dos ventiladores axiales, ascomo de sistemas de succin del aire por uno o dos ventiladores axiales situados en el espacio dela (V).La gran ventaja del sistema de refrigeracin por aire se puede notar en lugares donde el agua esbastante escasa.
44. Qu ventajas tiene el sistema cerrado de enfriamiento del motor? Para que en el
esquema de enfriamiento se prev tubo de escape del vapor?
Debido al desprendimiento de gran cantidad de calor durante la combustin del combustible, las
piezas (cilindros, pistones, vlvulas) que estn en contacto con dichos gases se calientan
fuertemente.
Este recalentamiento de las piezas del motor y por ende el calentamiento de esta mismo como
conjunto puede violar las condiciones normales y ptimas del desarrollo del ciclo de trabajo,
conducir a la disminucin del coeficiente de llenado, propiciar la combustin detonante, favorecer
el quemado del aceite, aumentar las prdidas por rozamiento, en fin a desmejorar el rendimiento
del motor. Para evitar tales situaciones y para mantener al motor en rangos de temperaturas
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aceptables se disean sistemas especiales para la extraccin forzada del calor de dichas piezas
calentadas, tal ingenio recibe el nombre de sistema de enfriamiento.
El sistema de refrigeracin con circulacin forzada del agua es desconectado de la atmsfera por
medio del dispositivo especial en el cual estn reunidas las vlvulas de vapor y de aire, a este
sistema se le denomina cerrado.
Una de las ventajas ms notables del sistema cerrado de refrigeracin radica en que la
evaporacin del agua (lquido refrigerante) y, por lo tanto, su consumo y deposicin de la costra
disminuyen, todo esto debido a que este sistema de refrigeracin funciona a una presin que es
un poco ms alta que la atmosfrica por lo tanto la temperatura de ebullicin del agua se eleva.
Otra ventaja del sistema de refrigeracin cerrado radica en que posee un termostato que gobierna
una vlvula. La funcin de dicho sistema es variar la circulacin del lquido refrigerante por uno de
los dos circuitos de circulacin del agua; por el circuito primario, que comunica al depsito
superior del radiador es succionada el agua por la bomba centrfuga y lo impulsa a las camisas de
agua del bloque crter y luego a las camisas de agua de las culatas de cilindros; luego el lquidocaliente pasa a la camisa de la tubera de admisin calentando la mezcla carburante. El circuito
secundario es utilizado cuando la temperatura del fluido refrigerante es inferior,
aproximadamente, a 67 C; la vlvula del termostato estar cerrada y, como consecuencia, el
lquido procedente de la camisa de la tubera de admisin, sin pasar por el radiador, llega por la
manguera 6 figura 7 al bloque de cilindros del compresor y luego a la culata de cilindros del mismo
y de esta ltima pasa por la manguera 5 a la bomba de agua que lo impulsa a las camisas de agua
del bloque crter y de las culatas de cilindros del motor. Adems de esto la otra ventaja radica e
que la temperatura del lquido contenido en el sistema se regula por medio de una persiana de
hojas y de lminas gobernada desde la cabina del conductor.
45.
Cules son las condiciones de temperatura del funcionamiento de un motor? Explique
la necesidad y el objeto del enfriamiento, las construcciones de los sistemas de enfriamiento de
los motores.
Debido al desprendimiento de gran cantidad de calor durante la combustin de combustible se
calientan fuertemente las piezas que conectan los gases calientes. El recalentamiento del motor
puede violar las condiciones normales de desarrollo del ciclo de trabajo, conducir a la disminucin
del coeficiente de llenado, a la combustin detonante, al quemado del aceite y al aumento de las
prdidas por friccin, y tambin al encendido por incandescencia incontrolable. La extraccin de
calor por medio del aceite y su disipacin natural mediante las superficies del motor, no protegenel recalentamiento de las piezas ms tensionadas en el aspecto trmico. Hay que aclarar tambin
que el sobreenfriamiento del motor es inadmisible, pues puede provocar la disminucin del
rendimiento econmico (eficiencia) debido al aumento de las prdidas por rozamiento y a la
transferencia de calor al lquido de enfriamiento, al aumento de desgaste de los cilindros y a los
mbolos, al aumento de la rigidez de funcionamiento del motor. De tal manera el funcionamiento
del motor es violado tanto con recalentamiento, como con sobre enfriamiento. El sistema de
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enfriamiento debe asegurar el grado ms ventajoso de enfriamiento y la posibilidad de mantener
el estado trmico del motor en los lmites admisibles.
Los sistemas de enfriamiento de los motores se construyen para refrigeracin por aire, lquido o
vaporizacin.
Sistemas de enfriamiento lquido: Son los ms utilizados y se emplean en los motores modernos
de barco, as como en los motores de transporte terrestre. El agua se utiliza para transportar el
calor; tambin se utiliza aceite y otros fluidos que ebullen a alta temperatura. De acuerdo con la
multiplicidad de utilizacin de portador de calor de los sistemas de calor se dividen en:
Sistema de enfriamiento lquido de corriente: En este caso es necesario que la cantidad del
agua responda a determinados requisitos. En los depsitos naturales el agua contiene sales
disueltas, que se desprenden durante el calentamiento y forman incrustaciones en las superficies
enfriadas. La capa de incrustacin dificulta sobremanera la disipacin de calor, lo que puede llevar
al recalentamiento y a la destruccin. Adems en el sistema acuoso corriente de enfriamiento la
temperatura del agua en la entrada del motor se determina por la temperatura del mediocircundante y, por consiguiente, vara en funcin de la estacin del ao. Por ello los esquemas ms
sencillos de enfriamiento lquido corriente se conservaron solo en los motores lentos de barco o
estacionarios.
Sistema lquido de enfriamiento de circulacin: En este sistema, una cantidad constante de
lquido de enfriamiento (agua, aceite) circula en un sistema cerrado. Despus del calentamiento
en el motor el portador de calor se enfra en aparatos especiales y de nuevo se enva a las piezas a
enfriar. De acuerdo a la forma como se realiza la circulacin, los sistemas de enfriamiento se
dividen en:
- Sistema de enfriamiento de termosifn: En este sistema se hace uso de la propiedad que
tiene el lquido refrigerante de ser ms liviano que el fro, por la diferencia de densidades y por lo
tanto sube a la parte ms alta del recipiente que lo contiene. En este sistema el lquido no
comienza a circular de inmediato cuando se pone en funcionamiento el motor, por el contrario
mientras la temperatura del motor est en un nivel bajo el lquido permanece inmvil; a medida
que aumenta la temperatura del motor se inicia la circulacin del lquido. En este sistema la
velocidad de evacuacin del lquido es muy dbil, por ello este sistema de enfriamiento se usa en
motores de pequea potencia no tensionados en el aspecto trmico.
- Sistema forzado de enfriamiento: Por medio de una bomba especial instalada en el ducto
interior (lquido fro) el lquido es impulsado hasta el motor. En este sistema adems de las
bombas y los aparatos para el transporte del lquido entran tambin aparatos auxiliares e
instrumentos de control de medicin como termmetros y manmetros para medir la
temperatura y la presin.
- Sistemas de enfriamiento areo: Se emplea principalmente en motores de avin, de
motocicleta, de algunos automviles, as como en motores estacionarios de pequea potencia. En
este sistema el calor directamente se transmite al aire que sopla, que baa las paredes del cilindro
y de la culata. La intensidad del enfriamiento areo depende de la velocidad, de la densidad y de la
temperatura del aire enfriador y tambin de las medidas de la superficie de enfriamiento de las
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aletas de la culata y de la parte superior del cilindro. Entre las fallas de este sistema hay que
mencionar el elevado gasto de potencia para el soplado de estas superficies de enfriamiento,
enfriamiento no uniforme de los cilindros en un motor multicilndrico y tambin las dificultades de
arranque del motor a baja temperatura del aire circundante.
- Sistema de vaporizadores de enfriamiento: En este sistema el vapor se absorbe a
consecuencia de la vaporizacin del lquido que baa las piezas calientes, se emplea rara vez (parael forzamiento de motores de gran potencia y para algunos motores estacionarios de pequea
potencia).
51.
Describa el objeto, la disposicin, la conexin y el funcionamiento de los radiadores de
aceite. Cmo se realiza la ventilacin del crter?
El objeto de los radiadores consiste en mantener la temperatura del aceite en los lmites
requeridos al estar en funcionamiento el motor con gran carga y a una alta temperatura del medio
ambiente. Para que el motor funcione normalmente, la temperatura del aceite en el sistema debe
encontrarse dentro de los lmites de 70 a 80 C. Si la temperatura excede de 90C, la calidad del
aceite se empeora y por consecuencia se acelera el desgaste de las piezas del motor al perder suoptimo carcter viscoso, adems aumenta el consumo de aceite; evitar los fenmenos
anteriormente descritos es la finalidad del radiador de aceite.
La disposicin de los radiadores de aceite que se usan para enfriar el aceite de los motores pueden
ser de dos tipos, segn el medio refrigerante, los cuales son por refrigeracin por agua y de
refrigeracin por aire. Los que ms se han extendido son los radiadores de aceite por aire que son
seguros durante la explotacin y refrigeran intensamente el aceite. Los radiadores se hacen
tubulares o tubulares laminares. Para evitar la rotura de sus tubos cuando el motor funciona fro y
cuando la temperatura del aire circundante baja, el radiador de aceite tiene una vlvula de
derivacin. Si la diferencia de presin es mayor de 0,12-0,2 MN/m2 (1,2-0,2 kgf/cm2), la vlvula se
abre y el aceite corre sin pasar por el refrigerador.
Con respecto a la conexin los radiadores de aceite se colocan por lo general en el camino que
sigue el flujo de aire del sistema de refrigeracin y el aceite que circula en aquel es enfriado por la
corriente contraria de aire. El conductor conecta y desconecta el radiador de aceite por medio de
un grifo o bien el radiador de aceite se conecta automticamente con ayuda de una vlvula-
termostato.
Funcionamiento del radiador de aceite del motor diesel SMD-14 (figura 9): es un conjunto no
desarmable que consta de tubos de acero (3) de seccin ovalada y de dos depsitos: uno inferior
(7) y otro superior (5). El inferior est separado por dos tabiques (8) y el superior por uno solo.Para aumentar la superficie de refrigeracin cada tubo lleva enrollado una espiral de cinta fina de
acero. Los topes de los depsitos terminan en orejetas por cuyo medio el radiador de aceite se
sujeta con pernos (4) a los montantes del radiador de agua.
El aceite procedente del cuerpo de filtros pasa por una tubera de aceite (6) al depsito inferior (7)
y despus de recorrer los tubos del radiador, se deriva por la tubera de aceite (1) al cuerpo de
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filtros. Movindose por los tubos del radiador que va soplando por fuera con aire, el aceite se
enfra en 10-12C estando completamente abierta la persiana.
La ventilacin del crter es necesaria para expulsar el vapor de aceite y los gases que penetran a
travs de las juntas no estancas de los segmentos de los mbolos. La ventilacin del crter se
efecta con un dispositivo especial constituido por un sistema de tuberas que unen el espacio delcrter, por un lado, con el medio ambiente a travs de la boca de llenado de aceite, y por otro lado
con el carburador o con la tubera de admisin. En el lugar de succin se instala un dispositivo
para captar las gotitas de aceite del crter. En la tubera de entrada se monta una boca de llenado
de aceite provista de fibra de aire.
Figura 10. Esquema de ventilacin del crter del motor GAZ-53. 1. tubuladura; 2. Filtro de aire; 3.
Guarnicin del filtro; 4. Deflectores; 5. Tubo de ventilacin por aspiracin; 6. Bandeja del crter.
La ventilacin del crter del motor GAZ-53 de la figura 10 se realiza por aspiracin, abierta. Al
viajar el automvil, se crea la depresin cerca del extremo del tubo de ventilacin por aspiracin 5,
que se encuentra en el nivel del fondo de la bandeja 6 del crter. Esta depresin se transmite al
bloque-crter originando la succin de los gases. El aire fresco llega a travs de la tubuladura 1 la
cual sirve simultneamente de boca de llenado del sistema de engrase. Para evitar que vaya
aspirado el polvo, la tubuladura 1 se lleva al filtro de aire 2 no desarmable provisto de guarnicin
de caprn 3.
La direccin del movimiento del aire y de los gases se muestra por las flechas. En la tubuladura 1 y
en el lugar en que los gases entran en el tubo de ventilacin por aspiracin 5 estn puestos losdeflectores 4 que evitan que las salpicaduras del aceite se expulsen al motor.
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-52 para qu se instala en el filtro una vlvula de paso? Cmo est construido el filtro de
purificacin fina del aceite? Para qu se emplea la purificacin fina del aceite? A dnde
ingresa el aceite que pasa a travs del paquete de limpieza fina?
La finalidad de una vlvula de paso en el filtro, se realiza con la finalidad de que en caso que el
filtro quede completamente obstruido por la cantidad de partculas que se encuentran en este,siga fluyendo aceite al sistema, dicha vlvula est ubicada en los canales de entrada y salida del
filtro este mecanismo est conformado por un resorte de presin que regula la presin a la cual la
vlvula permite el paso a travs de ella, en lugar de ser por el filtro.
La purificacin fina del aceite, se realiza para evitar el paso de partculas muy pequeas de
contaminantes o partculas de acero provenientes de los diferentes elementos en movimiento del
motor.
53
Para qu sirve el termostato? Cmo se instala el filtro de aceite en el motor Diesel?
Cul debe ser el nivel de agua en el sistema de enfriamiento?
El termostato es una vlvula sensible a la temperatura que se encuentra en la parte frontal del
motor. El termostato permanece cerrado hasta que el motor alcanza una temperatura de
operacin. A medida que la temperatura sube el termostato se abre, permitiendo que el lquido
refrigerante circule a travs del radiador. Cuando la temperatura del lquido es ms baja de la
temperatura de operacin, el termostato se cierra impidiendo la circulacin del lquido
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refrigerante hacia las cabezas de los cilindros y al calefactor interior del automvil. El desviador
proporciona un conducto para que el lquido refrigerante regrese a la bomba.
Figura 12.
El termostato es un instrumento que sirve para acelerar el calentamiento del agua durante el
arranque del motor y mantener automticamente su temperatura entre los lmites determinados.
Figura 13.
En la mayora de los motores de automviles se usan los termostatos lquidos.
Los filtros de aceite se disponen en los sistemas de lubricacin para extraer cualquier
contaminante slido que pueda producir abrasin, o que destruya la calidad de engrase del aceite.
Los procedimientos y los medios de purificacin del aceite pueden dividirse en una serie de gruposque se diferencian segn los siguientes indicios de trabajo caractersticos:
2
destino especial y resultado cualitativo de la purificacin.
3
Esquema de conexin al contorno de circulacin.
4
Principio de purificacin empleado.
Por su destino especial y resultado cualitativo las depuraciones pueden ser: previa, basta y fina.
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Los aparatos de depuracin previa eliminan las partculas con una dimensin de 120 a 150 mm,
los de depuracin basta con una dimensin superior a 50 mm; la alineacin de impurezas de
dimensiones menores la realizan los aparatos de depuracin fina.
Segn el esquema de conexin al contorno de circulacin los aparatos para depurar el aceite
(depuradores) pueden dividirse, en dependencia de la cantidad de aceite que circule a travs deestos, en aparatos de circulacin (filtrados) parcial y de circulacin (filtrados). En los motores de
tractor moderno se emplean principalmente el esquema de filtrado total. Los filtros se dividen en
flujo total y filtros de desvo total que corresponde al filtrado parcial.
Entre las operaciones principales del sistema de refrigeracin figuran las siguientes; 1) llenado de
agua o de lquido refrigerante del sistema 2) lavado del sistema de refrigeracin, 3) engrase de los
cojinetes de la bomba de agua y del ventilador, 4) apriete de la sujeciones y de los prensa estopas,
5) reglaje de la tensin de las correas y del ventilador.
El sistema se debe llenar obligatoriamente de agua limpia y dulce. El agua dura que contiene
muchas sales minerales disueltas no se puede utilizar sin ablandamiento previo, ya que durante eltrabajo del motor las sales, se depositan en las paredes de las piezas, baadas por agua, formando
capas de costra dura; reduciendo la conductividad trmica y empeorando la circulacin del agua.
El nivel de agua contenida en el radiador se debe comprobar peridicamente durante el trabajo.
54.
A dnde ingresa el aceite del filtro? Cmo se suministra el aceite a los muones delrbol cigeal? Cmo se lubrican las camisas de cilindro, los mbolos, los aros de mbolo?Cmo se lubrica el pasador en el pie de la biela y en los resaltes del mbolo?
a. El filtro de aceite cuyo esquema se muestra en la figura siguiente, funciona como sigue:
El aire cargado de impurezas es aspirado por el motor y pasa en primer lugar por un filtrocentrfugo, en el que por medio de aletas y aumentando su velocidad por estrechamiento de laseccin de paso se le obliga a girar. La fuerza centrfuga hace que las partculas de cierto tamaose dirijan contra las paredes por las que caen y son retenidas en un depsito de decantacin. Deesta forma el aire queda cargado de slo pequeas partculas y se dirige por un tubo hasta hacerleincidir en una masa de aceite contenido en un pequeo depsito situado al final del referido tubo.Al chocar con la masa de aceite las partculas se incrustan en l y cambiando de direccin se hacepasar por una malla metlica, donde son retenidas las gotas de aceite que se producen por elimpacto de la vena de aire en el aceite y las posibles partculas que no han quedado retenidas enl. Las gotas retenidas en el filtro de aceite se agrupan, escurren y, cargadas de impurezas caen enel depsito, donde junto con las impurezas retenidas en l, se sedimentan y se va acumulando lasuciedad. Es por lo que, pasado un cierto tiempo de funcionamiento es preciso, adems demantener el nivel de aceite, limpiar el filtro, cambiar el aceite del filtro y eliminar las partculasadheridas a las paredes del filtro.b. El aceite se suministra a los muones del rbol cigeal por un proceso llamado barrenadocruzado.c. La lubricacin inicia en este sistema por la ranura del anillo inferior donde se aloja elsegmento (anillo) de aceite, este lleva incrustado un serpentn (resorte), el cual tiene comofuncin mantener lubricante en todo momento; esta ranura tiene unos orificios por donde sale elaceite hacia el anillo y hacia la camisa, con el movimiento ascendente y descendente del pistn
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este anillo va dejando una capa de aceite pegada a la camisa la cual lubrica los otros anillos y susranuras. La lubricacin entre anillos y ranuras del pistn es vital para que estos flecten confacilidad en todo momento del movimiento, ya que estos tienen movimiento dependiendosobretodo de la presin existente en cada tiempo, o sea: ellos estn en una posicin en elmomento de admisin y escape y al existir gran presin en compresin y en combustin, seexpanden.Y uno de los puntos a lubricar vitales para la larga duracin del conjunto es la camisa, all seencuentran unas pequeas ranuras maquinadas por todo el cilindro llamado bruido, estascanales tienen como objetivo mantener aceite y hacerlo descender segn su inclinacin pararegenerar la capa cada cierto tiempo, dependiendo de la velocidad del motor principalmente.
Debido a que siempre debe haber aceite en todos los puntos que pasa el anillo, hay ciertacantidad de aceite que queda en la parte superior y se quema en la combustin y es indicativo debuena salud que esto pase en volmenes ya calculados por el fabricante. Hay que recordar que siesta pelcula no existe para que se consuma, el anillo tocara la camisa eliminando el bruido y laterminara desgastando en la parte superior junto con anillo y pistn.d.
A travs de un colador, se aspira el aceite de un depsito (crter) por medio de una bomba
y se enva a una canalizacin principal en el crter, desde donde se reparte a los diferentesrganos del motor (pie de la biela y en los resaltes del mbolo). Con la interposicin de filtros yenfriadores, y controlando la presin y la temperatura con un posterior retorno al depsito.
55.
Cmo se lubrican los muones y las levas de los arboles distribuidores? Indique cmo
se suministra el aceite a la transmisin de las bombas de aceites y de cebado de combustible?
El conjunto de aparatos que aseguran el ingreso continuo de aceite a los conjuntos de rozamiento
y su limpieza constituyen el sistema de lubricacin. En dependencia del tipo de motor se emplean
diferentes tipos de lubricacin.
En la mayora de los motores modernos se emplea el sistema de lubricacin forzada el cual
permite regular la cantidad de aceite que entra a las superficies rozantes, es decir efectuar un
suministro racional de aceite a las piezas con la intensidad necesaria de circulacin.
En los sistemas forzados de lubricacin entran los siguientes elementos principales:
1.
una bomba que asegura la circulacin del aceite
2.
aparato reductor (vlvula), que sirve para regular la presin de aceite.
3.
aparatos para la limpieza del aceite (filtros)
4.
aparatos para el enfriamiento del aceite.5. aparatos auxiliares para el llenado y salida del aceite, instrumentos de medicin, aparatos
para la ventilacin y vlvulas de seguridad.
A los cojinetes de bancada y de biela, muones y levas, el aceite se suministra bajo presin del
ducto principal. El aceite se suministra por separado a cada cojinete de bancada, el cual por
canales en los codos y muones del rbol se dirige a los cojinetes de la biela, o el aceite se
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suministra a la cavidad interna del rbol y por canales radiales en los muones llega a los cojinetes
de bancada y de biela.
En dependencia de donde se halla la mayor cantidad de aceite el sistema de lubricacin se llama
de crter hmedo o seco.
El sistema de lubricacin con crter hmedo de reserva para el aceite sirve la parte inferior de la
bancada. De la bandeja es succionado el aceite con una bomba. Luego bajo presin, creada por la
bomba, el aceite pasa a travs del filtro de filtrado fino que luego pasa por el enfriador de aceite e
ingresa al ducto principal. Del ducto el aceite se suministra a las superficies en rozamiento.
Pasando por los conjuntos de lubricacin, el aceite caliente fluye de retorno a la bandeja. La
presin se limita en el ducto de aceite por medio de una vlvula reductora, la cual al elevarse la
presin por encima del establecido se abre y deja pasar aceite a la bandeja. Para controlar la
presin en el sistema se tiene un manmetro.
Figura 14.
57 mencione las principales caracterstica tcnicas de un motor.
Las principales caractersticas son las que identifica si un motor es adecuado para un trabajo o sino, adems de indicar cules son los requerimientos para su uso.
- Par motor, En general, cuanto mayor sea la cilindrada del motor mayor ser el par del motor. Unpar motor elevado permite una aceleracin ms fuerte. Por otro lado, un par motor elevado
permite que se desplace un peso mayor, motivo por el que los vehculos diesel con frecuencia se
emplean para la traccin de, remolques o cargas grandes.
-La potencia, es el trabajo efectuado en un cierto tiempo. Por este motivo, esta depende del par
motor, pero tambin de la velocidad de rotacin del motor. Cuanto ms rpido gire el motor,
mayor ser la potencia.
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-Consumo especifico de combustible, es la cantidad de combustible que necesita un motor para
suministrar una determinada unidad de potencia por unidad de tiempo. El consumo especfico es
una forma de expresar el rendimiento del motor, en el sentido que relaciona consumo con
prestaciones. Cuanto menor sea el consumo especfico de un motor, mejor es su rendimiento.
60.
Qu carburador se llama elemental y qu composicin de la mezcla carburante lforma? Qu se llama compensacin de la mezcla carburante? Explique las caractersticas de loscarburadores elemental y deseable.
Carburador elemental: (Simple de flujo descendente) es el tipo de carburador ms sencillo quehay. En el esquema se muestran los elementos fundamentales de un carburador y permiteapreciar los principios de su funcionamiento.
Los rganos esenciales del carburador elemental son:
La cubeta o cuba de nivel constante, que impide al orificio por donde fluye la gasolina sufrir lasconsecuencias del diferente nivel constante entre el depsito y el carburador y que vara con la
posicin del coche. La constancia del nivel se consigue con un flotador que abre y cierra el orificiode entrada de la gasolina mediante una vlvula de aguja. Generalmente la posicin del flotador sepuede regular para evitar que un nivel errneo de gasolina conduzca a la inundacin delcarburador o a fallos del motor, segn est demasiado alto o demasiado bajo.
El difusor, que est dotado de un estrangulamiento en tubo de Venturi. Dicho estrangulamientosituado en correspondencia con el surtidor, sirve para generar la depresin necesaria para aspirarpor su interior el carburante que luego entra en los cilindros mezclado con aire, La forma de laseccin estrangulada del difusor debe estudiarse con atencin, para evitar que se formen en elseno de la columna de aire movimientos turbulentos que dificultaran la entrada del combustible yno permitiran el paso de la cantidad necesaria de aire, con la subsiguiente reduccin delrendimiento volumtrico del motor. Tambin la velocidad mxima dentro de la seccin
estrangulada debe estar comprendida dentro de unos lmites muy concretos, por lo general entre100 y 300 m/s. En la zona no estrangulada y hasta la vlvula de admisin es donde se realiza lanebulizacin completa y la atomizacin de la mezcla del aire y carburante.
El surtidor o atomizador que desemboca a un nivel superior al de la gasolina y sirve para llevar elcombustible a la zona de depresin del difusor. El caudal del surtidor depende del valor de ladepresin y de su propio dimetro. Est constituido por un pequeo tornillo hueco cuyo orificio hasido concienzudamente calibrado, atornillado en un lugar fcilmente accesible al conductoportador del carburante desde la cuba de nivel constante. El dimetro del orificio, denominadodimetro del surtidor, es una de las caractersticas del carburador y suele expresarse encentsimas de milmetro. Variando el dimetro del surtidor se puede enriquecer o empobrecer la
mezcla y modificar, dentro de ciertos lmites, las prestaciones y el consumo del motor. La forma yla precisin con que se ha perforado el surtidor tienen mucha importancia, ya que ambas cosasinfluyen sobre el caudal y la atomizacin del combustible.
La vlvula de mariposa, situada en la zona no estrangulada del difusor, es el rgano que permite almotor adaptarse a la carga haciendo variar el peso de mezcla introducida. El mando de lamariposa no es otra cosa que el pedal del acelerador que acta sobre ella mediante un sistema devarillas.
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Funcionamiento del carburador elemental
En el carburador de un solo surtidor la cantidad de gasolina aspirada es igual a la tericasolamente a un determinado rgimen de revoluciones del motor. Por debajo de dicho rgimen lacantidad aspirada es inferior a la terica (mezcla pobre), mientras que por encima es superior(mezcla rica).
El carburador elemental no est en condiciones de satisfacer las exigencias de un buenfuncionamiento del motor por los siguientes motivos:
1. La dosificacin de la mezcla no es constante, ya que vara con las revoluciones del motor ycon la temperatura y la presin atmosfricas.
2. No permite aceleraciones rpidas, ya que a causa de la mayor densidad de la gasolinarespecto al aire, cuando se acelera bruscamente la gasolina se queda atrs (Por inercia) y la mezclase empobrece, permaneciendo as durante un cierto tiempo, despus del cual vuelve a lanormalidad,
3. No permite la marcha al mnimo, pues la velocidad del aire en el difusor queda tanlimitada que no puede aspirar la gasolina y menos atomizarla.
4. No facilita la puesta en marcha en fro, ya que con el motor fro la vaporizacin delcombustible queda tan reducida que la mezcla resulta excesivamente empobrecida, aun cuando larelacin entre la proporcin de aire y combustible alcance valores superiores al estequiomtrico.Para arrancar en fro es necesario disponer de una mezcla especialmente rica.
Las enmiendas del carburador elemental consisten en dispositivos idneos para hacer variar lacomposicin de la mezcla en condiciones especiales de funcionamiento del motor.
La composicin de la mezcla carburante que el carburador entrega o suministra es rica, a medida
que se aumenta la carga de trabajo disminuye el coeficiente de aire y aumenta el de combustible.La compensacin de la mezcla carburante es el mtodo que utiliza para crear una mezclacombustible con la composicin necesaria para que el motor funcione con el intervalo de cargarequerido.
Como ya se mencion, la caracterstica del carburador elemental radica en la formacin de lamezcla combustible (en la accin de la apertura de la mariposa de estrangulacin y de carga) quese obtienen mezclas diferentes para determinado funcionamiento.
El carburador perfecto o deseable, se caracteriza porque siempre entrega la cantidad de mezclaaire-combustible necesario y suficiente, adems su composicin debe ser ptima para sufuncionamiento en los distintos regmenes.
61.
Qu sistemas y por qu es necesario agregarlos al carburador elemental para que el
satisfaga plenamente los requerimientos presentados por el carburador moderno?
El carburador es el dispositivo donde se prepara la mezcla carburante. El carburador que se monta
en un motor de automvil debe garantizar la perfecta dosificacin de la mezcla de comestible
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para todos los regmenes de carga y velocidad y la estabilidad de esta dosificacin durante una
larga explotacin del automvil.
Un carburador elemental comprende la cuba con el flotador, la aguja de cierre, el surtidor con el
pulverizador, el difusor, las mariposas del gas y de aire y la cmara de carburacin. La cuba, el
flotador y la aguja de cierre se necesitan para mantener el nivel constante de combustiblecontenido en el pulverizador.
Para que el carburador satisfaga con los requerimientos presentados a un carburador moderno
debe tener los siguientes dispositivos auxiliares:
1-
circuito de marcha lenta (RALENTI).
Este es dispositivo para marcha en vaci o con cargas pequeas del motor.
Durante el funcionamiento del motor en vaci o a cargas pequeas la mariposa de gas esta
cerrada casi por completo. Por eso la depresin y la velocidad de la corriente de aire en e difusor
son insuficientes para formar la mezcla carburante de la composicin deseada. Al mismo tiempo
tras la mariposa del gas se crea una gran depresin. En estas condiciones se puede conseguir que
el motor funciones establemente ya que se asegura la preparacin de la mezcla carburante por
el circuito de marcha lenta.
2-
Dispositivo dosificador principal.
Que asegura una composicin empobrecida (econmica) constante de la mezcla en una ancha
gamma de cargas medias. Existen de dos tipos:
- Dispositivo dosificador principal con variacin de la depresin junto al surtidor de
combustible.
- Dispositivo dosificador principal con un surtidor adicional y la variacin de la depresin
en los difusores.
3-
dispositivo de arranque.
Al poner en marcha el motor el nmero de revoluciones del cigeal es pequeo. Po r eso la
depresin creada en la cmara de carburacin es insuficiente y el circuito de marcha lenta y el
dispositivo dosificador principal no aseguren la obtencin de una mezcla carburante enriquecida
deseada. En los carburadores modernos se usa una mariposa la cual se cierra, instalada en los
tubos de entrada, para elevar la depresin en la cmara de carburacin debido a lo cual la mezcla
se enriquece a costa de una salida intensa del combustible a partir de los pulverizadores del
dispositivo dosificador principal y del circuito de marcha lenta.
4-
Economizar.
Este es un dispositivo que se utiliza para enriquecer la mezcla al trabajar el motor a grandes
cargas, suministrando una cantidad adicional de combustible a la cmara de carburacin.
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5-
Bomba de aceleracin.
Este es un dispositivo de enriquecimiento adicional de la mezcla al abrir bruscamente la mariposa
de gas. A veces esta bomba est unida con el economizador.
65.
Cules son los requerimientos principales que se presentan al combustible para los
motores? Cules mtodos de formacin de la mezcla y formas de la cmara de combustin se
emplean?
La forma de las cmaras influye notoriamente en la potencia y rendimiento del motor, por lo que
existen cuatro tipos de cmaras con diseos variados.
Tipos de cmaras de combustin
En primer lugar, hallamos las cmaras en forma cilndrica, ms frecuentes por su bajo costo y
buenas prestaciones, con las que la chispa de la buja est en contacto directo con la totalidad de
la mezcla.
Las cmaras en forma de baera o en cua presentan angulacin en uno o dos de sus lados, en los
cuales se alojar la buja (dispuesta lateralmente), presentando vlvulas en la culata y eliminando
la turbulencia de la mezcla, dando le mayor durabilidad a las bielas.
Finalmente las hemiesfricas, en forma de cpula, presentan vlvulas laterales y buja dispuesta en
la cspide, generando un menor recorrido de la chispa y un mayor nivel de llama, por lo que
conlleva a una muy alta potencia.
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Factores que influyen a la combustin
Tres son los factores que influyen en el fenmeno de combustin y stos son:
1. La temperatura
La temperatura de la cmara de combustin es fundamental para generar una buena combustin.Generalmente a mayor temperatura se tiene una mejor combustin, sin embargo esto afecta lasemisiones de xidos de nitrgeno (NOx) las cuales se incrementan al tener mayores temperaturas.Las temperaturas bajas generan una mala combustin y generalmente provocan altas emisionesde hidrocarburos no quemados (HC) y de monxido de carbono (CO).
2. La turbulencia
Se refiere a la forma en la cual se mezclan el aire y el combustible. En este sentido los fabricanteshan tratado por diferentes medios de incrementar la turbulencia, algunas veces a travs del diseodel mltiple de admisin, de la cabeza del pistn, de la forma de la cmara, etc.
3. El tiempo de residencia
Se refiere al tiempo que la mezcla aire combustible permanece dentro de la cmara decombustin. En este tiempo, la mezcla aire combustible debera quemarse completamente.
Formacin de la mezcla
El combustible es succionado del tanque de combustible por la bomba la cual se encuentrageneralmente dentro del tanque, pasando por el filtro de combustible.
La bomba incrementa la presin y enva el combustible a travs de la lnea de combustible hacia elregulador donde se controla la presin a la cual ser inyectado. El regulador se encarga de enviarel combustible hacia el inyector el cual se encuentra encima del cuerpo de aceleracin donde se
tiene la vlvula de aceleracin la cual est acoplada al pedal del acelerador. La posicin de estavlvula definir la potencia demandada, la cantidad de combustible necesaria ser definida por lacomputadora (la cual toma la seal de la posicin de la vlvula de aceleracin y de la temperaturadel motor entre otras) y suministrada a travs del inyector. La cantidad de combustible que no searequerida se enva al tanque a travs de la lnea de retorno.
66.
Describa la construccin y el funcionamiento de la bomba de combustible de altapresin.
En los sistemas de inyeccin de bomba, la alimentacin de combustible al cilindro delmotor a travs de los inyectores se efecta por medio de las bombas de combustible de altapresin, las cuales alcanzan una presin nominal de 420 kg-f/cm2 en los motores Diesel y de hasta
160 kg-f/cm2 en la inyeccin de gasolina. En estos sistemas se suele emplear equipo decombustible dividido, compuesto de bombas de mbolos buzos de alta presin y de diferentesinyectores, unidos con aquellas por medio de tubos de acero de pared gruesa.
En caso de que se requiera crear una presin de inyeccin sumamente elevada (mayor de1000 kg-f/cm2) con frecuencia se emplea equipo de combustible no dividido, las denominadasbombas-inyectores, que unen la bomba de alta presin y el inyector. En este caso no hay tubera
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de alta presin. La bomba-inyector se instala directamente en la culata (tapa) del cilind