martes, 10 de mayo de 2011

Re: Tecnologia del automovil


Motores

 

El automóvil ha sido propulsado desde sus inicios por diferentes tipos de motores, como por ejemplo el eléctrico, el de vapor y preferentemente el motor de combustión interna alternativo .El elevado peso del sistema de caldera y agua y la autonomía reducida del sistema eléctrico, junto con la disponibilidad de combustibles baratos hicieron que el motor de combustión interna alternativo primero el de gasolina (Ciclo Otto) y luego el motor diesel eliminasen por completo a los otros dos.

Desde 1940 se fabrican motores Wankel, de mayor rendimiento. Consisten en un rotor casi triangular que gira sobre un eje excéntrico dentro de una cámara elíptica. Consiguen una potencia mucho mayor, igual de fiable y con un par motor más constante que en un motor de pistones. Está basado en la idea original de motor de Otto, pero que no se pudo desarrollar por no existir unos materiales que aguantaran la potencia y rozamiento que generaban; además de pecar de un exceso de consumo de aceite.


Entrando en materia, decir que de entre las diferentes clases de motores que existen, nos ocuparemos de los térmicos y dentro de éstos, de los de dos y cuatro tiempos que utilizan como combustible gas-olina (motores de explosión) o gas-oil (motores de combustión).

Estos motores basan su funcionamiento en la expansión, repentina, de una mezcla de combustible y aire en un recinto reducido y cerrado. Esta expansión, puede ser explosión o combustión según se trate de un motor de gas-olina o diesel. Para que se logre, debe mezclarse el carburante con aire, antes de entrar en los cilindros en los motores de gas-olina o una vez dentro en los de gas-oil, en una proporción, aproximada, de 10.000 litros de aire por 1 de carburante.

En la combustión, la mezcla, arde progresivamente, mientras que en la explosión, lo hace, muy rápido.

Los gases procedentes de la combustión, al ocupar mayor volumen que la mezcla, producen una fuerza que actúa directamente sobre la cabeza del pistón y hace que ésta se mueva, véase figura 1.

Este movimiento producido es recogido por la biela, que está unida al pistón por su pie de biela y a éste, por medio de un bulón. En la unión de la biela y el pistón, para atenuar el rozamiento, se interponen unos casquillos. La biela se une por la cabeza de biela al cigüeñal, que es un eje de material resistente y con tantos codos como cilindros tenga el motor. Acaba el cigüeñal en una rueda o volante pesado (contrapeso) con el objeto, de que acabado el tiempo de la explosión, no pierda sentido de giro, venciendo los puntos muertos hasta que se produzca una nueva explosión. Todos estos elementos van encerrados en un bloque que por su parte inferior se cierra con una bandeja, llamada cárter. Del bloque asoman los extremos del cigüeñal al que sirve de apoyo, este punto, recibe el nombre de bancada, para que el cigüeñal no se deforme por efecto de las explosiones, se intercala otra bancada.

 

Sistema de Lubricacion 

Es el encargado de mantener perfectamente engrasadas todas y cada una de las piezas que se encuentran en contacto con otras y que están sometidas a movimiento. Sus objetivos son:  Reducir al máximo el rozamiento entre las piezas en contacto para evitar que se calienten y puedan llegar a fundirse provocando el denominado gripaje,  Refrigerar las piezas del motor. Constituido principalmente por:  Bomba de aceite, Filtro de aceite, Circuito de engrase.

Los motores modernos son lubricados ya sea mediante un sistema de circulación alimentado a presión o mediante una combinación de alimentación a presión y salpicadura. En un sistema completamente a presión, el aceite se pasa por un filtro antes de pasar a la bomba del aceite que es movida por el árbol de levas. El aceite proveniente de la bomba se divide en dos o más flujos; uno de ellos entra al filtro y regresa al deposito de aceite, un segundo flujo va hasta los cojinetes principales y mediante conductos taladros a graves de los brazos del cigüeñal hacia los cojinetes de las balas, un tercer flujo continua hasta los cojinetes del cigüeñal; puede llegar un cuarto flujo a una flecha hueca que soporta a los balancines y él levanta válvulas. El aceite que escurre por él levanta válvulas lubrica las punterías y las levas. Las paredes del cilindro reciben suficiente aceite de los sobrantes por exceso provenientes de los cojinetes de las bielas. Por esto, un cojinete de biela flojo puede sobrecargar a los anillos que controlan el aceite, como para que surja una falla en la bujía. En vista de que es costoso el barrenado del cigüeñal y de las bielas, se pueden colocar debajo de cada biela, artesas que se mantendrán llenas de aceite proveniente de la bomba. Una saliente en el extremo de la biela, se sumerge en la artesana y forma un rocío de aceite para lubricar el cojinete de la biela, las paredes del cilindro y el pasador del embolo.

Montaje y desmontaje de un motor

En primer lugar identificamos cuál es el motor que vamos a desmontar y cogemos el manual que le corresponde. Una vez que tengamos el manual, seguimos el orden de desmontaje que nos indica. Lo primero en hacer sería soltar todos los componentes externos del mismo: bobina, delco, alternador, motor de arranque, caja de cambios, embrague, volante motor, bomba de gasolina, colector de admisión con el carburador (todo en uno), y el colector de escape. Después de realizar el desmontaje de estas piezas, lo que nos queda es lo siguiente: la tapa de balancines, la culata, el bloque y el cárter. Todavía la distribución está montada. Llegados a éste punto o bien al principio vaciamos el aceite del motor y retiramos el filtro del aceite. Soltamos la tapa de distribución, aflojamos el tensor de la correa de distribución y retiramos la correa. Siempre que se vaya a hacer ésta operación, aunque no tenga mucha importancia de que si está en marcas o no, es conveniente coger como costumbre realizar esto poniéndolo antes en sus marcas. Luego soltamos los tornillos que sujetan tanto a la polea de distribución del árbol de levas como a la polea de distribución del cigüeñal. En nuestro caso el motor está agarrotado y no gira pero como norma siempre es necesario bloquear las poleas para poder soltarlas; tendremos mucho cuidado con las chavetas en no perderlas(las poleas tienen un único sentido de montaje). Ahora soltamos la tapa de balancines, luego los sombreretes del árbol de levas teniendo en cuenta que soltaremos progresivamente y desde el centro hacia el exterior(en forma de caracol).Luego retiramos los taques hidráulicos, se tendrá en cuenta la posición de origen de los sombreretes y taques para el montaje que si fuese necesario deberían de marcarse. Así podremos retirar el árbol de levas con mucho cuidado ya que sólo tiene una posición de salida y entrada (si nos fijamos en el árbol de levas vemos a simple vista que varía su anchura). Continuamos soltando y tenemos que soltar la culata; para esto tenemos que soltar los tornillos de la culata de dentro hacia fuera y de forma progresiva. Así, una vez soltados los tornillos retiramos la culata con especial cuidado para que no rompamos la junta culata. Le damos la vuelta al conjunto que nos queda que son el bloque y el cárter, para poder soltar los tornillos del cárter. Quitamos el cárter y nos queda a la vista el prefiltro de aceite que va con dos tornillos; así que lo soltamos. Después soltamos la bomba de aceite que está situado en el lado de la distribución. Tendremos especial cuidado al soltarlo lleva pues un retén que hace de cierre entre el cigüeñal y el bloque. En el otro lado también soltamos una tapa que hace de cierre con el cigüeñal mediante otro retén. Soltamos los sombreretes de biela que van marcadas y numeradas para saber luego como se deben de montar y en que cilindro cada uno; tendremos cuidado con los casquillos para que no se mezclen ya que éstos también deben de respetar el sitio de origen en el montaje. Sacaremos los conjuntos de pistones y bielas y las pondremos según la posición que les corresponde en los cilindros aunque estén numeradas. Después les quitaremos los segmentos; tres a cada pistón. Es muy importante no mezclar los segmentos de un pistón con los de otro, pero tampoco se han los del mismo ya que cada uno tiene su función y ubicación. Despues de sacar los segmentos en cada pistón , el de fuego, el de estanqueidad y el de rascador de aceite los limpiamos y montamos en su sitio, previa limpieza de las gargantas con un util apropiado o un segmento partido.

Luego soltaremos los sombreretes del cigüeñal que van marcadas con una flecha y numeradas para saber donde habrá que montarlas luego. Para soltar el cigüeñal los tornillos de los sombreretes desde dentro hacia afuera o en forma de caracol y progresivamente; tendremos cuidado de no mezclar los casquillos que lleva. Ya que tenemos todo desmontado habrá que limpiar todas las piezas bien con la pistola a presión bien en la lavadora; las piezas que no se van a limpiar son las siguientes: alternador, motor de arranque, embrague, caja de cambios, delco y colector de admisión con su carburador. Todo lo demás lo limpiamos. Una vez limpiados los aclaramos con agua caliente a presión y los secamos con la ayuda de aire a presión y con papel o un trapo. Más tarde lubricaremos con aceite todos los componentes que se hayan limpiado para evitar así su oxidación. Ahora proseguiremos con la medición de los componente que se nos indica en la hoja de trabajo que se nos ha facilitado. Estos componentes son los que sufren desgastes por eso su medición es muy importante ya que una anomalía de estas piezas influye en el mal funcionamiento del motor.

1. Los cilindros: En primer lugar, examinaremos los cilindros visualmente comprobando que no presente ningún desgaste anormal, es decir que no se aprecie rayas o señales de agarrotamiento. Posteriormente efectuaremos la medición, con un calibre provisto de un comparador en tres alturas distintas dentro de la carrera en los sentidos longitudinal y transversal.

2. Juego de cilindro-pistón: Metemos cada pistón en su correspondiente cilindro sin segmentos y con la ayuda de las galgas medimos la holgura.

3. Control del cigüeñal: Con la ayuda de un micrómetro, medimos el espesor de los semicasquillos axiales que son dos. Luego, cuando el cigüeñal se encuentre debidamente montado con un reloj comparador medimos el valor del juego axial. También se deben de medir los apoyos de bancada con un micrómetro. También las muñequillas de biela; los dos con micrómetro y su diámetro máximo y mínimo para ver su conicidad.

4. Control de juego entre puntos de segmento: Cogemos los segmentos de uno en uno y los vamos introduciendo cada uno en su cilindro y con unas galgas comprobamos la abertura que les queda en frío porque en caliente debería de ser cero.

5. Control del árbol de levas: colocamos el árbol de levas en unos apoyos de tal forma que pueda girar libremente, y luego con la ayuda de un reloj comparador, medimos la alzada de la leva.

6. Control de ovalamiento de los apoyos del árbol de levas con la ayuda de un micrómetro, medimos en los dos extremos para saber su diámetro máximo y mínimo y así sacar el ovalamiento.

7. También realizaremos un control visual sobre el árbol de levas, el cigüeñal y la culata. Nos aseguraremos que no presenten grietas ni golpes y también que estén excéntricas y la culata esté plana. También realizaremos un control sobre las demás piezas.


Luis Fernando Cantor Bueno 

Ing. Electronica, CRF


No hay comentarios:

Publicar un comentario