MOTORES
1. CONCEPTO GENERAL:
Es una máquina que transforma en energía mecánica cualquier forma de energía.
2. CLASIFICACIÓN DE LOS MOTORES EN GENERAL
a. MOTOR ELÉCTRICO: Es aquel que transforma la energía eléctrica en energía mecánica.
b. MOTOR DE COMBUSTIÓN INTERNA: Es aquel que transforma la energía térmica de los gases en energía mecánica.
c. MOTOR DE COMBUSTIÓN EXTERNA: Es una maquina que utiliza la energía térmica de los gases de combustión para inducir a otro gas generador de trabajo.
3. MOTOR DE COMBUSTIÓN INTERNA
a) CONCEPTO:El Motor de Combustión Interna es un conjunto de piezas, sincronizadas entre sí, que transforman la energía calorífica de los combustibles, producto de la combustión en el interior de los cilindros, en energía mecánica.
4. MOTOR DIESEL
A. DEFINICIÓN: Es aquel que utiliza para su funcionamiento el petróleo diesel o gasoil. La mezcla se efectúa en el interior de la cámara de combustión y la combustión se produce por autoencendido debido a la alta temperatura de la compresión.
B. CICLO DE FUNCIONAMIENTO: Es la serie sucesiva de operaciones que se repiten para lograr el trabajo total del motor de combustión interna. Existen motores de 2 carreras y motores de 4 carreras.
- Motores de 4 carreras: Son aquellos que utilizan 4 carreras del pistón y dos vueltas del eje cigüeñal para completar su ciclo de funcionamiento; la secuencia cíclica de éste tipo de motor es:
i. Admisión: Llenado del cilindro del motor con aire atmosférico.
ii. Compresión: Comprime el aire para elevar su temperatura a aquélla necesaria para encender y quemar el combustible eficientemente.
iii. Fuerza: Es el encendido del combustible y la expansión de los gases calientes.
iv. Escape: Es la expulsión de los gases quemados del motor al exterior.
- Motores de 2 carreras: Son aquellos que utilizan 2 carreras del pistón y una vuelta del eje cigüeñal para completar su ciclo de funcionamiento. En éste tipo de motor se conservan las cuatro fases del motor de 4 carreras pero se realiza con solo 1 giro del eje cigüeñal
C. COMPONENTES Y ACCESORIOS DEL MOTOR DIESEL.
i. BLOQUE DE CILINDROS
Es el cuerpo del motor, en su interior se montan los elementos móviles y se encuentran maquinados los conductos de lubricación y de refrigeración así como los alojamientos para otras piezas y accesorios del motor.
Su construcción está hecha a base de hierro fundido o aleaciones de aluminio, tienen gran rigidez y estabilidad dimensional.
Estructura: Generalmente el bloque del motor está constituido por las siguientes partes:
1. Bloque.
2. Cilindros
3. Bancadas principales de alojamiento del eje cigüeñal.
4. Alojamiento del eje de levas.
5. Galerías de refrigeración.
6. Conductos de lubricación
ii. CULATA DE CILINDRO
Es un elemento del motor, montado en el extremo superior de los cilindros formando así la cámara de combustión con la cabeza del pistón. Sirve como tapa de los cilindros y como alojamiento del conjunto valvular. Se fijan al bloque motor por medio de pernos o espárragos con tuercas. Se construyen de una sola pieza de hierro fundido o de aleaciones de aluminio. Su diseño es robusto, para soportar las elevadas presiones de compresión.
La culata está compuesta por las siguientes partes:
1. Conductos (lumbreras) de escape
2. Conductos (lumbreras) de admisión
3. Válvulas
4. Resortes de válvulas
5. Guías de válvulas
6. Asientos de válvulas
7. Alojamiento del inyector o de las bujías
8. Conductos de lubricación
9. Galerías de refrigeración
10. Alojamiento del termostato (opcional)
11. Tapones de cámara de agua.
12. Alojamiento del eje de levas (Cuando éste va en la culata)
13. Alojamiento de balancines
iii. VÁLVULAS
Son elementos del sistema de distribución.
a. Constitución: Las válvulas constan de las siguientes partes:
- Cabeza o parte circular de la válvula. Puede ser plana, convexa o cóncava.
- Margen o espesor que presenta la válvula o su cara, para evitar que por efecto del calor se deforme o se queme.
- Cara de asiento o parte de la válvula que se apoya sobre el asiento y se produce un cierre hermético.
- Vástago o parte cilíndrica de la válvula. Se desplaza en la guía y tiene en su extremo las ranuras de fijación de los seguros.
b. Tipos: Hay diversos tipos, pero la más usada es la válvula llamada “hongo”, por la. forma de su cabeza.
Se clasifican según la función que desempeñan, en:
1. Válvulas de admisión: Es la encargada de permitir la entrada del aire puro o mezcla aire-combustible al interior de los cilindros.
2. Válvulas de escape: Permite la salida de los gases.
iv. EJE DE CIGÜEÑAL
El cigüeñal tiene la misión de transformar la fuerza del pistón transmitida por la biela en un par de fuerzas creando un momento de giro. Sobre el cigüeñal actúan grandes fuerzas centrifugas, ante las fuerzas presentes el cigüeñal debe soportar torsión y flexión, también sufre oscilaciones de torsión y sus apoyos es tan sometidos a desgastes.
a. Materiales del cigüeñal: El cigüeñal se fabrica de acero mejorado, de acero nitrurado o de hierro fundido con grafito esferoidal. Los cigüeñales de acero se forjan en estampa. La estructura fibrosa que así se logra les confiere gran resistencia. Los cigüeñales de hierro fundido con grafito esferoidal (fundición nodular) presentan buena amortiguación a las oscilaciones.
b. Constitución: Todo cigüeñal posee los muñones dispuestos en línea para su apoyo en el bloque del motor y los muñones para recibir los cojinetes de las bielas.
v. EJE DE LEVAS
Generalmente los ejes de levas son de fundición dura de coquilla, de fundición gris con gafito esferoidal o de fundición maleable negra. Otras veces son de acero forjado. Para aumentar la resistencia al desgaste, las superficies de las levas y los puntos de apoyos se templan superficialmente, excepto las de fundición dura en coquilla.
vi. BIELA
a. Misión : La biela tiene dos misiones especiales que cumplir, sirve de unión entre el pistón y el cigüeñal y transforma el movimiento rectilíneo alternativo del pistón en el movimiento rotativo del cigüeñal. Transmite la fuerza del pistón al cigüeñal y crea en éste un momento de giro. La biela esta sometida a elevadas esfuerzos: la presión del gas sobre la cabeza del pistón genera grandes fuerzas de presión a lo largo de la biela
b. Materiales empleados en las bielas. La biela debe estar dotada de gran resistencia mecánica; su masa ha de ser lo menor posible, para mantener pequeñas las fuerzas de inercia. El material más empleado es el acero mejorado (0.35% a 0,45% de carbono, aleado con cromo o manganeso y silicio, o cromo y molibdeno). Las bielas de acero se forjan en estampa. Pero también hay bielas de hierro fundido con grafito esferoidal.
vii. CILINDROS O CAMISETAS
Generalmente no son parte integral del bloque motor, son superpuestos y fijados en el bloque con pernos, espárragos y tuercas o presión . Son hechos de hierro fundido con aleaciones de aluminio.
viii. ÉMBOLOS O PISTONES
El pistón tiene tres funciones esenciales que cumplir:
a. Tiene que cerrar y obturar de modo móvil la cámara de combustión del motor respecto al cárter o caja de cigüeñal.
b. Tiene que recibir la presión de los gases formados en la combustión y a través de la biela transmitirla al cigüeñal como fuerza de torsión. Al mismo tiempo transmite a las paredes del cilindro las fuerzas laterales que aparecen.
c. Tiene que transmitir el calor cedido por los gases de combustión a la cabeza del pistón en su mayor parte y tan rápidamente como sea posible, a las paredes del cilindro y con ello al medio refrigerante empleado.
ix. COJINETES
Los cojinetes tienen la misión de servir de apoyo y guía, han de sufrir el menor rozamiento y desgaste posibles. Para hacer frente a los fuertes rozamientos sufridos por el material de los cojinetes.
x. BOMBA DE INYECCIÓN:
Tiene la misión de inyectar el combustible a alta presión en las cámaras de combustión de los diferentes cilindros del motor. La cantidad que se inyecta de acuerdo con la carga del motor deberá poderse dosificar exactamente.
Tipos:
a. Bomba de inyección lineal: Es una bomba de émbolo compuesta de tantos elementos como cilindros tenga el motor. Los distintos elementos son accionados por un eje de levas dispuesto en el cuerpo de la bomba, a través de taqués de rodillo.
b. Bomba de inyección rotativa: Se diferencia fundamentalmente de todas las bombas de inyección usuales en que, con un solo elemento de bomba (Bomba de alta presión formada por cuerpo del distribuidor y embolo distribuidor) se alimenta de combustible a todos los cilindros del motor.
xi. ANILLOS DE ÉMBOLOS.
En los anillos o segmentos de pistón cabe distinguir los de compresión y anillos rascadores del aceite .
Los anillos de compresión se encargan del cierre estanco del pistón en el cilindro con respecto al cárter. Con ello se evita que los gases pasen al cárter y provoquen pérdida de potencia y deterioro del aceite.
xii. VOLANTE DEL MOTOR
Es una rueda pesada, que va fijada en un extremo del cigüeñal.
Consta de las siguientes partes:
a. Superficie de fricción: Es una superficie completamente lisa, donde generalmente hace contacto el disco de embrague.
b. Cremallera: Está situada en la volante. Por medio de ella, se posibilita el arranque en algunos motores.
c. Superficie de acoplamiento: Es la parte que sirve para unirse con el cigüeñal. La volante puede estar fijada por medio de Pernos, o mediante un cono; esta última disposición no es muy usual. En algunos casos, cuando la unión es por pernos, los agujeros de conexión están distribuidos de manera que la volante tenga una sola posición de montaje.
2. CLASIFICACIÓN DE LOS MOTORES EN GENERAL
a. MOTOR ELÉCTRICO: Es aquel que transforma la energía eléctrica en energía mecánica.
b. MOTOR DE COMBUSTIÓN INTERNA: Es aquel que transforma la energía térmica de los gases en energía mecánica.
c. MOTOR DE COMBUSTIÓN EXTERNA: Es una maquina que utiliza la energía térmica de los gases de combustión para inducir a otro gas generador de trabajo.
3. MOTOR DE COMBUSTIÓN INTERNA
a) CONCEPTO:El Motor de Combustión Interna es un conjunto de piezas, sincronizadas entre sí, que transforman la energía calorífica de los combustibles, producto de la combustión en el interior de los cilindros, en energía mecánica.
4. MOTOR DIESEL
A. DEFINICIÓN: Es aquel que utiliza para su funcionamiento el petróleo diesel o gasoil. La mezcla se efectúa en el interior de la cámara de combustión y la combustión se produce por autoencendido debido a la alta temperatura de la compresión.
B. CICLO DE FUNCIONAMIENTO: Es la serie sucesiva de operaciones que se repiten para lograr el trabajo total del motor de combustión interna. Existen motores de 2 carreras y motores de 4 carreras.
- Motores de 4 carreras: Son aquellos que utilizan 4 carreras del pistón y dos vueltas del eje cigüeñal para completar su ciclo de funcionamiento; la secuencia cíclica de éste tipo de motor es:
i. Admisión: Llenado del cilindro del motor con aire atmosférico.
ii. Compresión: Comprime el aire para elevar su temperatura a aquélla necesaria para encender y quemar el combustible eficientemente.
iii. Fuerza: Es el encendido del combustible y la expansión de los gases calientes.
iv. Escape: Es la expulsión de los gases quemados del motor al exterior.
- Motores de 2 carreras: Son aquellos que utilizan 2 carreras del pistón y una vuelta del eje cigüeñal para completar su ciclo de funcionamiento. En éste tipo de motor se conservan las cuatro fases del motor de 4 carreras pero se realiza con solo 1 giro del eje cigüeñal
C. COMPONENTES Y ACCESORIOS DEL MOTOR DIESEL.
i. BLOQUE DE CILINDROS
Es el cuerpo del motor, en su interior se montan los elementos móviles y se encuentran maquinados los conductos de lubricación y de refrigeración así como los alojamientos para otras piezas y accesorios del motor.
Su construcción está hecha a base de hierro fundido o aleaciones de aluminio, tienen gran rigidez y estabilidad dimensional.
Estructura: Generalmente el bloque del motor está constituido por las siguientes partes:
1. Bloque.
2. Cilindros
3. Bancadas principales de alojamiento del eje cigüeñal.
4. Alojamiento del eje de levas.
5. Galerías de refrigeración.
6. Conductos de lubricación
ii. CULATA DE CILINDRO
Es un elemento del motor, montado en el extremo superior de los cilindros formando así la cámara de combustión con la cabeza del pistón. Sirve como tapa de los cilindros y como alojamiento del conjunto valvular. Se fijan al bloque motor por medio de pernos o espárragos con tuercas. Se construyen de una sola pieza de hierro fundido o de aleaciones de aluminio. Su diseño es robusto, para soportar las elevadas presiones de compresión.
La culata está compuesta por las siguientes partes:
1. Conductos (lumbreras) de escape
2. Conductos (lumbreras) de admisión
3. Válvulas
4. Resortes de válvulas
5. Guías de válvulas
6. Asientos de válvulas
7. Alojamiento del inyector o de las bujías
8. Conductos de lubricación
9. Galerías de refrigeración
10. Alojamiento del termostato (opcional)
11. Tapones de cámara de agua.
12. Alojamiento del eje de levas (Cuando éste va en la culata)
13. Alojamiento de balancines
iii. VÁLVULAS
Son elementos del sistema de distribución.
a. Constitución: Las válvulas constan de las siguientes partes:
- Cabeza o parte circular de la válvula. Puede ser plana, convexa o cóncava.
- Margen o espesor que presenta la válvula o su cara, para evitar que por efecto del calor se deforme o se queme.
- Cara de asiento o parte de la válvula que se apoya sobre el asiento y se produce un cierre hermético.
- Vástago o parte cilíndrica de la válvula. Se desplaza en la guía y tiene en su extremo las ranuras de fijación de los seguros.
b. Tipos: Hay diversos tipos, pero la más usada es la válvula llamada “hongo”, por la. forma de su cabeza.
Se clasifican según la función que desempeñan, en:
1. Válvulas de admisión: Es la encargada de permitir la entrada del aire puro o mezcla aire-combustible al interior de los cilindros.
2. Válvulas de escape: Permite la salida de los gases.
iv. EJE DE CIGÜEÑAL
El cigüeñal tiene la misión de transformar la fuerza del pistón transmitida por la biela en un par de fuerzas creando un momento de giro. Sobre el cigüeñal actúan grandes fuerzas centrifugas, ante las fuerzas presentes el cigüeñal debe soportar torsión y flexión, también sufre oscilaciones de torsión y sus apoyos es tan sometidos a desgastes.
a. Materiales del cigüeñal: El cigüeñal se fabrica de acero mejorado, de acero nitrurado o de hierro fundido con grafito esferoidal. Los cigüeñales de acero se forjan en estampa. La estructura fibrosa que así se logra les confiere gran resistencia. Los cigüeñales de hierro fundido con grafito esferoidal (fundición nodular) presentan buena amortiguación a las oscilaciones.
b. Constitución: Todo cigüeñal posee los muñones dispuestos en línea para su apoyo en el bloque del motor y los muñones para recibir los cojinetes de las bielas.
v. EJE DE LEVAS
Generalmente los ejes de levas son de fundición dura de coquilla, de fundición gris con gafito esferoidal o de fundición maleable negra. Otras veces son de acero forjado. Para aumentar la resistencia al desgaste, las superficies de las levas y los puntos de apoyos se templan superficialmente, excepto las de fundición dura en coquilla.
vi. BIELA
a. Misión : La biela tiene dos misiones especiales que cumplir, sirve de unión entre el pistón y el cigüeñal y transforma el movimiento rectilíneo alternativo del pistón en el movimiento rotativo del cigüeñal. Transmite la fuerza del pistón al cigüeñal y crea en éste un momento de giro. La biela esta sometida a elevadas esfuerzos: la presión del gas sobre la cabeza del pistón genera grandes fuerzas de presión a lo largo de la biela
b. Materiales empleados en las bielas. La biela debe estar dotada de gran resistencia mecánica; su masa ha de ser lo menor posible, para mantener pequeñas las fuerzas de inercia. El material más empleado es el acero mejorado (0.35% a 0,45% de carbono, aleado con cromo o manganeso y silicio, o cromo y molibdeno). Las bielas de acero se forjan en estampa. Pero también hay bielas de hierro fundido con grafito esferoidal.
vii. CILINDROS O CAMISETAS
Generalmente no son parte integral del bloque motor, son superpuestos y fijados en el bloque con pernos, espárragos y tuercas o presión . Son hechos de hierro fundido con aleaciones de aluminio.
viii. ÉMBOLOS O PISTONES
El pistón tiene tres funciones esenciales que cumplir:
a. Tiene que cerrar y obturar de modo móvil la cámara de combustión del motor respecto al cárter o caja de cigüeñal.
b. Tiene que recibir la presión de los gases formados en la combustión y a través de la biela transmitirla al cigüeñal como fuerza de torsión. Al mismo tiempo transmite a las paredes del cilindro las fuerzas laterales que aparecen.
c. Tiene que transmitir el calor cedido por los gases de combustión a la cabeza del pistón en su mayor parte y tan rápidamente como sea posible, a las paredes del cilindro y con ello al medio refrigerante empleado.
ix. COJINETES
Los cojinetes tienen la misión de servir de apoyo y guía, han de sufrir el menor rozamiento y desgaste posibles. Para hacer frente a los fuertes rozamientos sufridos por el material de los cojinetes.
x. BOMBA DE INYECCIÓN:
Tiene la misión de inyectar el combustible a alta presión en las cámaras de combustión de los diferentes cilindros del motor. La cantidad que se inyecta de acuerdo con la carga del motor deberá poderse dosificar exactamente.
Tipos:
a. Bomba de inyección lineal: Es una bomba de émbolo compuesta de tantos elementos como cilindros tenga el motor. Los distintos elementos son accionados por un eje de levas dispuesto en el cuerpo de la bomba, a través de taqués de rodillo.
b. Bomba de inyección rotativa: Se diferencia fundamentalmente de todas las bombas de inyección usuales en que, con un solo elemento de bomba (Bomba de alta presión formada por cuerpo del distribuidor y embolo distribuidor) se alimenta de combustible a todos los cilindros del motor.
xi. ANILLOS DE ÉMBOLOS.
En los anillos o segmentos de pistón cabe distinguir los de compresión y anillos rascadores del aceite .
Los anillos de compresión se encargan del cierre estanco del pistón en el cilindro con respecto al cárter. Con ello se evita que los gases pasen al cárter y provoquen pérdida de potencia y deterioro del aceite.
xii. VOLANTE DEL MOTOR
Es una rueda pesada, que va fijada en un extremo del cigüeñal.
Consta de las siguientes partes:
a. Superficie de fricción: Es una superficie completamente lisa, donde generalmente hace contacto el disco de embrague.
b. Cremallera: Está situada en la volante. Por medio de ella, se posibilita el arranque en algunos motores.
c. Superficie de acoplamiento: Es la parte que sirve para unirse con el cigüeñal. La volante puede estar fijada por medio de Pernos, o mediante un cono; esta última disposición no es muy usual. En algunos casos, cuando la unión es por pernos, los agujeros de conexión están distribuidos de manera que la volante tenga una sola posición de montaje.
