El Motor Diesel y Sus Componentes
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UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIA FACULTAD DE INGENIRIA MECANICA LIMA 2013 TRABAJO SEMANAL [COMPONENTES DEL MOTOR DIESEL] PROFESOR: ING. GARIBAY CALDERÓN, JUAN ALUMNO: MOSCOL PROAÑO, MARIANO
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UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIA FACULTAD DE
INGENIRIA MECANICA
LIMA 2013
TRABAJO
SEMANAL [COMPONENTES DEL MOTOR DIESEL]
PROFESOR: ING. GARIBAY CALDERÓN, JUAN
ALUMNO: MOSCOL PROAÑO, MARIANO
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1 Motores Diesel marinos Trabajo Semanal: Componentes del motor Diesel
1 Introducción ---------------------------------------------------------------------------------------------------------- 3
2 Objetivos -------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 4
3 Importancia ----------------------------------------------------------------------------------------------------------- 4
4 Antecedentes -------------------------------------------------------------------------------------------------------- 4
5 Conceptos Básicos -------------------------------------------------------------------------------------------------- 5
5.1 Motor ------------------------------------------------------------------------------------------------------------ 5
5.2 Motor de combustión interna ----------------------------------------------------------------------------- 5
5.3 Motor Diesel --------------------------------------------------------------------------------------------------- 6
6 Funcionamiento de un motor Diesel. -------------------------------------------------------------------------- 6
7 Componentes del motor Diesel --------------------------------------------------------------------------------- 6
7.1 Bloque de cilindros o Monoblock ------------------------------------------------------------------------ 6
7.1.1 Función --------------------------------------------------------------------------------------------------- 7
7.1.2 Materiales empleados en su construcción.------------------------------------------------------ 7
7.1.3 Tipos de forma de monoblock ---------------------------------------------------------------------- 7
7.2 Culata ------------------------------------------------------------------------------------------------------------ 8
7.3 Juntas de Culata ---------------------------------------------------------------------------------------------- 9
7.4 Cilindro ---------------------------------------------------------------------------------------------------------- 9
7.5 Camisa de Cilindro ----------------------------------------------------------------------------------------- 10
7.6 Bomba de inyección --------------------------------------------------------------------------------------- 11
7.7 Inyectores ---------------------------------------------------------------------------------------------------- 11
7.8 Toberas. ------------------------------------------------------------------------------------------------------- 12
7.9 Múltiple de admisión. ------------------------------------------------------------------------------------- 13
7.10 Múltiple de escape. ---------------------------------------------------------------------------------------- 13
7.11 Válvulas. ------------------------------------------------------------------------------------------------------ 13
7.11.1 Válvula de Admisión. -------------------------------------------------------------------------------- 14
7.11.2 Válvula de Escape. ----------------------------------------------------------------------------------- 14
7.12 Árbol de levas. ---------------------------------------------------------------------------------------------- 14
7.13 Polea de árbol de levas ----------------------------------------------------------------------------------- 15
7.14 Balancines ---------------------------------------------------------------------------------------------------- 15
7.15 Cigüeñal ------------------------------------------------------------------------------------------------------- 15
7.16 Reten de cigüeñal.------------------------------------------------------------------------------------------ 16
7.17 Bancadas ----------------------------------------------------------------------------------------------------- 16
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2 Motores Diesel marinos Trabajo Semanal: Componentes del motor Diesel
7.18 Pistón o Embolo -------------------------------------------------------------------------------------------- 17
7.19 Aros o Segmentos ------------------------------------------------------------------------------------------ 18
7.20 Bielas ---------------------------------------------------------------------------------------------------------- 18
7.21 Correa de Distribución ------------------------------------------------------------------------------------ 19
7.22 Tensor --------------------------------------------------------------------------------------------------------- 19
7.23 Volante estático o de cremallera ----------------------------------------------------------------------- 19
7.24 Carter ---------------------------------------------------------------------------------------------------------- 20
7.25 Turbocargador ó Turbo ----------------------------------------------------------------------------------- 20
7.25.1 Funcionamiento -------------------------------------------------------------------------------------- 21
7.25.2 Intercooler --------------------------------------------------------------------------------------------- 22
8 Conclusiones ------------------------------------------------------------------------------------------------------- 23
9 Recomendaciones ------------------------------------------------------------------------------------------------ 24
10 Bibliografía ---------------------------------------------------------------------------------------------------------- 25
10.1 Fuentes bibliográficas ------------------------------------------------------------------------------------- 25
10.2 Fuentes electrónicas --------------------------------------------------------------------------------------- 25
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3 Motores Diesel marinos Trabajo Semanal: Componentes del motor Diesel
1 Introducción
Es innecesario tratar de resaltar la importancia del motor en el desenvolvimiento
de nuestra civilización. En realidad, el hombre, para oponerse a las fuerzas de la
Naturaleza no ha tenido más remido que ingeniárselas de modo que pudiera
oponer a ella otras fuerzas creadas, dirigidas y dominadas por él. En esta larga
historia de la fuerza contra la fuerza, el motor ha sido una de las masa importantes
conquistas del hombre y de la que todos, en general, nos beneficiamos mucho
más de lo que podemos sospechar.
EL motor al que vamos a dedicar este informe y el curso en general, el motor
Diesel, tiene un papel preponderante en la historia de esta fuerza. Los motores
Diesel están presentes en las carreteras efectuando pesados y largos transportes,
están en el mar, acercando los contienes de la Tierra; están instalados en
innumerables fábricas moviendo máquinas de todo género, creando electricidad,
excavando en la tierra para edificar grandes construcciones, transportando
pasajeros en los ferrocarriles, labrando nuestros campos, elevando agua de
pozos, etc. Por tanto es de suma necesidad el conocer a fondo sus partes,
funcionamiento y mecanismos, siendo este una parte tan vital en la industria de la
ingeniería y más aún en nuestra especialidad, la ingeniería naval, siendo pues el
motor, el corazón de una embarcación, y aquel que permite su locomoción.
El presente trabajo persigue obtener un conocimiento profundo de los
componentes que conforman el motor diesel, así como su funcionamiento y
mecánica, tanto como los procesos que generan la combustión y movimiento
mecánico del motor, incluyendo un breve vistazo a su historia para el conocimiento
y cultural general del alumno.
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4 Motores Diesel marinos Trabajo Semanal: Componentes del motor Diesel
2 Objetivos
Obtener un profundo conocimiento de los componentes que conforman un
motor diesel.
Conocer el funcionamiento de las partes fijas y móviles y los procesos que
conllevan el funcionamiento del motor.
3 Importancia
La propulsión de buques mediante motores Diesel (ya sean de dos o cuatro
tiempos) es, hoy por hoy, una solución generalizada en la mayoría de los barcos;
no solo por su flexibilidad en la sala de maquinaria, su menor mantenimiento,
menor consumo de combustible, sino también por su mayor disponibilidad, alta
confiabilidad y reducción de contaminantes como el dióxido de carbono y los
óxidos de nitrógeno. Las modernas tecnologías de la combustión junto a
turbocompresores con alto rendimiento, tanto en cargas parciales como a plena
carga, han dado como resultado que podamos hablar hoy de rendimientos
mecánicos de motores diesel en torno al 50%. Desde siempre, lo que se ha
perseguido en una instalación propulsora ha sido económica de funcionamiento y
fiabilidad, por supuesto proporcionando siempre la potencia necesaria que se
ajuste al perfil operativo del buque y que redunde en una obtención de beneficio
para la empresa armadora.
4 Antecedentes
Rudolf Diesel fue el inventor de este motor del cual lleva su nombre. Nació en
Paris en el año 1858, todavía adolescente en el año 1872 fue trasladado a
Alemania donde cursó sus estudios de ingeniero.
En una época en que estaban en pleno apogeo las experiencias con los motores
de gas, publico un folleto titulado “Teoría y proyecto de un motor racional
destinado a substituir los demás motores conocidos actualmente”. Esto ocurría por
el año 1892. Su patente de invención solicitada decía textualmente:
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5 Motores Diesel marinos Trabajo Semanal: Componentes del motor Diesel
El embolo de trabajo comprime aire puro en un cilindro, de forma que la
temperatura resultante de la compresión es mucho mayor que la
temperatura de inflación del combustible que se ha de emplear. Después de
la compresión y a partir del punto muerto se efectúa la introducción gradual
del combustible.
Figura 1. Rudolf Diesel (1858-1913)
Los motores actualmente trabajan, en líneas generales, de acuerdo con lo
indicado en esta explicación dada en la patente. Actualmente el uso del motor
diesel se ha extendido por toda la industria humana, por nombrar algunos de sus
usos, tenemos: maquinaria agrícola de cuatro tiempos (tractores, cosechadoras)
propulsión ferroviaria, propulsión marina, vehículos de propulsión a oruga,
automóviles y camiones, grupos generadores de energía eléctrica, accionamiento
industrial, propulsión aérea, etc.
5 Conceptos Básicos
5.1 Motor
Un motor es la parte sistemática de una máquina capaz de hacer funcionar
el sistema transformando algún tipo de energía (eléctrica,
de combustibles fósiles, etc.), en energía mecánica capaz de realizar
un trabajo
5.2 Motor de combustión interna
Un motor de combustión interna, motor a explosión o motor a pistón, es un tipo de máquina que obtiene energía mecánica directamente de la energía química de un combustible que arde dentro de la cámara de combustión. Su nombre se debe a que dicha combustión se produce dentro de la máquina en sí misma, a diferencia de, por ejemplo: la máquina de vapor.
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6 Motores Diesel marinos Trabajo Semanal: Componentes del motor Diesel
5.3 Motor Diesel
El motor diésel es un motor térmico que tiene combustión interna
alternativo que se produce por el auto encendido del combustible debido a altas temperaturas que produce la compresión del aire en el interior del cilindro, según el principio del ciclo del diésel.
6 Funcionamiento de un motor Diesel.
Un motor diésel funciona mediante la ignición (encendido) del combustible
al ser inyectado muy pulverizado y con alta presión en una cámara de
combustión que contiene aire a una temperatura superior a la temperatura
de autocombustión, sin necesidad de chispa como en los motores de
gasolina.
La temperatura que inicia la combustión procede de la elevación de la
presión que se produce en el segundo tiempo del motor, la compresión. El
combustible se inyecta en la parte superior de la combustión a gran presión
desde unos orificios muy pequeños que presenta el inyector de forma que
se atomiza y se mezcla con el aire a alta temperatura y presión (entre 700 y
900 °C). Como resultado, la mezcla se inflama muy rápidamente. Esta
combustión ocasiona que el gas contenido en la cámara se expanda,
impulsando el pistón hacia abajo.
Esta expansión, genera un movimiento rectilíneo a través de la carrera del
pistón. La biela transmite este movimiento al cigüeñal, al que hace girar,
transformando el movimiento rectilíneo alternativo del pistón en un
movimiento de rotación.
7 Componentes del motor Diesel
El motor diésel de cuatro tiempos está formado básicamente de las mismas
piezas que un motor de gasolina, algunas de las cuales son:
7.1 Bloque de cilindros o Monoblock
Uno de los elementos más característicos del motor es precisamente el
bloque de cilindros o el monoblock como comúnmente se le conoce, que es
quizá una de las partes más importantes en la forma constructiva y como
elemento fijo del motor, ya que es la base en la que se alojan las formas
restantes
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7 Motores Diesel marinos Trabajo Semanal: Componentes del motor Diesel
7.1.1 Función
Tiene la básica función de alojar los cilindros en la parte interior en
donde se desplazan los émbolos (pistones) y las bielas, sujetar el
cigüeñal en su parte inferior conocido como bancada, incorporar los
pasos del agua de refrigeración y los conductos de lubricación.
Figura 9. Monoblock y alguna de sus partes señaladas.
7.1.2 Materiales empleados en su construcción.
La mayoría del material empleado en el monoblock es una aleación de metales pesados utilizando como base un 90.59% hierro y para evitar el quiebre de este material se le incorpora poco menos del 20% en níquel, cromo o molibdeno, también se llegan a emplear aleaciones ligeras a base de aluminio conocido como duraluminio, con los que se consigue un menor peso y una mejor conductividad del calor así como una mayor disipación del excedente del mismo, la comprobación más básica aun monoblock será la planicidad a su cara plana, donde asienta la cabeza o culata del motor la cual será de .003° máximo.
7.1.3 Tipos de forma de monoblock
Pueden tener forma lineal, en V, o de pistones contrapuestos, dependiendo de la posición de los pistones.
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8 Motores Diesel marinos Trabajo Semanal: Componentes del motor Diesel
Figura 3. Distintos tipos de forma de monoblock
7.2 Culata
La culata, tapa de cilindros, cabeza del motor o tapa del bloque de cilindros es la parte superior de un motor de combustión interna que permite el cierre de las cámaras de combustión.
Figura 4. Culata de motor Ford
La culata se construye en hierro fundido, aluminio o en aleación ligera y se une al bloque motor mediante tornillos y una junta: la junta de culata. Se construye con estos elementos porque el sistema de enfriamiento debe ser rápido, y estos elementos se enfrían rápidamente.
Figura 5. Culata cortada, mostrando las válvulas y puertas de admisión y de escape, canales de refrigeración, taques, etc.
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9 Motores Diesel marinos Trabajo Semanal: Componentes del motor Diesel
7.3 Juntas de Culata
Es aquella pieza que une la culata al monoblock del motor, sirve como medio de estanqueidad del motor, ya que entre estas dos superficies circulan elementos como agua, aceite o gases, evitando así la interacción de estos circuitos. Otras de sus características se encuentran la compresibilidad, que es la adaptación del material a la rugosidad de las superficies; la recuperabilidad, es decir que luego de su montaje y compresión, recuperan parte de su espesor para sellar totalmente la rugosidad de las superficies. Se fabrican de materiales llamados elastómeros, tales como el caucho nitrílico, poliacrílico, silicona y vitón o caucho fluorado.
Figura 6.Juntas de culata
7.4 Cilindro
El cilindro es una de las piezas fundamentales del motor, ya que en el interior tiene efecto la combustión y además en él se mueve el embolo; así, pues, su misión es doble, porque actúa como cámara de expansión de los gases, y como guía del émbolo en su movimiento de vaivén.
El cilindro se cierra en su parte alta por la culata, a fin de constituir la cámara de combustión. Por su parte inferior, en motores de simple efecto, esta abierto al cárter o bancada, el cual aloja los cojinetes de apoyo del cigüeñal.
El cilindro es una pieza hecha con metal fuerte porque debe soportar a lo largo
de su vida útil un trabajo a alta temperatura con explosiones constante de
combustible, lo que lo somete a un trabajo excesivo bajo condiciones
extremas. Una agrupación de cilindros en un motor constituye el núcleo del
mismo, conocido como bloque del motor.
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10 Motores Diesel marinos Trabajo Semanal: Componentes del motor Diesel
El diámetro y la carrera del cilindro, o mejor la cilindrada, tienen mucho que ver
con la potencia que el motor ofrece, pues están en relación directa con la
cantidad de aire que admite para mezclarse con el combustible y que luego
explota, generando con ello el movimiento mecánico que finaliza con el
desplazamiento del vehículo hacia otra posición.
El cilindro de un motor de cuatro tiempos generalmente consta de dos partes Figura 7: El cilindro propiamente dicho y la camisa (revestimiento del cilindro).
Figura 7. Cilindro para motor de cuatro tiempos. -1, Culata. -2, Cilindro. -3, Camisa
7.5 Camisa de Cilindro
La camisa es un tubo cilíndrico colocado en el bloque del motor y que posibilita
la circulación de agua en su vuelta, así como una fácil sustitución en caso de
desgaste. Las medidas internas de la camisa del cilindro vienen dadas
normalmente por el fabricante.
Está en el interior torneada cilíndricamente y por el exterior tiene una ligera
conicidad, en la región baja lleva pequeñas láminas o resaltes para hacer la
estanqueidad con el cilindro mediante un empaquetado que permita la libre
dilatación axial. Si pensamos un poco en cómo se desarrollan los fenómenos
en le interior de una camisa (admisión, compresión explosión y escape).
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11 Motores Diesel marinos Trabajo Semanal: Componentes del motor Diesel
Figura 8. Camisa y su posicionamiento en el cilindro
7.6 Bomba de inyección
Es un dispositivo capaz de elevar la presión de un fluido, generalmente en los
sistemas de inyección de combustible como el Diesel, hasta un nivel lo
bastante elevado como para que al ser inyectado en el motor esté lo
suficientemente pulverizado, condición imprescindible para su combustión
instantánea.
Figura 9. Bomba Inyectora
7.7 Inyectores
La Figura 10 se muestra de manera esquemática como se monta el inyector en
el motor Diesel. Este dispositivo encargado de producir el aerosol de
combustible dentro de la cámara de combustión, es un conjunto de piezas
dentro de un cuerpo de acero que atraviesa el cuerpo metálico del motor y
penetra hasta el interior de la cámara de combustión.
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12 Motores Diesel marinos Trabajo Semanal: Componentes del motor Diesel
Figura 10.Ubicacion del inyector en la cámara de combustión.
En la Figura 11 el cuerpo del inyector aparece seccionado. Observe como una
pieza en forma de cilindro terminado en punta entra a la cámara de
combustión, esta pieza se conoce como tobera y es la encargada de pulverizar
el combustible para formar el aerosol.
Figura 11. Vista interior de la cámara de combustión.
7.8 Toberas.
Las toberas son un componente crítico del sistema de inyección. Hoy en día
los motores diesel están equipados con sistemas de alto rendimiento que
requieren una tobera que atomice el combustible bajo presiones extremas. Por
esa razón las toberas son vitales en asegurar una perfecta combustión,
emisiones reducidas y economía de combustible para un rendimiento
adecuado del motor.
Figura 12. Toberas
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13 Motores Diesel marinos Trabajo Semanal: Componentes del motor Diesel
7.9 Múltiple de admisión.
El múltiple de admisión es una especie de tubería por la cual es admitido el
aire y va hacia las válvulas por las cuales cuando se abren, el aire entra a la
cámara de combustión para ser quemado con la gasolina
Figura 13. Múltiple de admisión
7.10 Múltiple de escape.
El múltiple de escape es otra especie de tubería por la cual es conducido y
de una manera son expulsados los gases de gasolina y el aire quemados.
Figura 14. Múltiple de escape.
7.11 Válvulas.
Para entender el funcionamiento de las válvulas, primero hay que saber que
una válvula es un mecanismo que regula el flujo de la comunicación entre
dos partes de una maquina o sistema. En el motor Diesel las hay de dos
tipos.
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14 Motores Diesel marinos Trabajo Semanal: Componentes del motor Diesel
7.11.1 Válvula de Admisión.
La de admisión, como lo dice su nombre admite aire a la cámara de
combustión, esta para que no se fugue el aire tiene un movimiento recto en
el cual baja para admitir y sube para cerrar, esto lo hace porque cuenta con
un resorte y para que no se salga con seguros
7.11.2 Válvula de Escape.
Al igual que la de admisión cuenta con lo mismo, solo que esta sube para
que se escapen los gases de la cámara de combustión y cierra para que al
admitir no se escape nada.
Figura 15. Válvulas
7.12 Árbol de levas.
El árbol de levas es un tipo tubo o engrane el cual tiene varios topes ( levas ) de
forma triangular este es el que hace que se muevan los balancines para darle un
movimiento a las válvulas.
Figura 16. Árbol de levas.
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15 Motores Diesel marinos Trabajo Semanal: Componentes del motor Diesel
7.13 Polea de árbol de levas
Esta polea es la que esta enlazada con la del cigüeñal con la banda de
distribución para que tengan una sincronización y estén a tiempo tanto los
pistones como las válvulas y estos no golpeen entre sí, esta polea de árbol
de levas tiene como dientes de engrane para acoplarse a la banda de
distribución
Figura 17. Polea de árbol de levas
7.14 Balancines
Los balancines son metales curvos los cuales son los que mueven las
válvulas y pueden subir y bajar para que sea admitido aire en la cámara de
combustión junto con el gasoil.
Figura 18. Balancines
7.15 Cigüeñal
Es un eje acodado, con codos y contrapesos presente en
ciertas máquinas que, aplicando el principio del mecanismo de biela -
manivela, transforma el movimiento rectilíneo alternativo en circular uniforme
y viceversa.
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16 Motores Diesel marinos Trabajo Semanal: Componentes del motor Diesel
Es la pieza de mayor importancia en el motor Diesel y se ha de construir
dándole unas dimensiones o gruesos relativamente grandes. Es el
encargado de transmitir la energía producida
Figura 19. Cigüeñal
7.16 Reten de cigüeñal.
El reten de cigüeñal es un tipo de acople el cual sella la parte circular que
sale del bloque para girar del lado de la combustión.
Figura 20. Reten del cigüeñal
7.17 Bancadas
Las bancadas son piezas que tienen una parte en forma de medio circulo las
cuales retienen al cigüeñal,
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17 Motores Diesel marinos Trabajo Semanal: Componentes del motor Diesel
Figura 21. Bancadas
7.18 Pistón o Embolo
El pistón es el elemento del motor que se desplaza dentro del cilindro con
movimiento lineal alternativo, sirviéndole al cilindro de guía.
Sobre la cabeza del pistón se produce la combustión o fuerza de expansión
de gases, esta fuerza empuja el pistón hacia abajo en su carrera
descendente y, a su vez, el pistón transmite el movimiento a la biela a través
del bulón y la biela del cigüeñal.
Figura 22. Pistón
El pistón es una pieza del motor sometida a condiciones de presión muy
altas, inercias de aceleraciones y desaceleraciones al pasar por los puntos
muertos, el lugar donde la velocidad es cero y variaciones de temperaturas
muy bruscas.
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18 Motores Diesel marinos Trabajo Semanal: Componentes del motor Diesel
Figura 23. Pistón, bulón, tornillo y cojinete
7.19 Aros o Segmentos
Son aros elásticos abiertos situados encajetados del pistón, que hacen la
estanqueidad entre el cilindro y el pistón. Son encargados de transmitir la
mayor parte del calor de la combustión recibido por el pistón y cederla al
cilindro donde lo disipa el sistema de refrigeración.
Figura 24. Aros
7.20 Bielas
Las bielas son metales los cuales van sujetados con un seguro o bulón los
pistones para subir y bajar le den movimiento al cigüeñal. Está sometido a
esfuerzos de tracción y compresión. Transmite el movimiento articulando a otras
partes de la máquina. En un motor de combustión interna conectan
el pistón al cigüeñal.
Actualmente las bielas son un elemento básico en los motores de combustión
interna y en los compresores alternativos. Se diseñan con una forma específica
para conectarse entre las dos piezas, el pistón y el cigüeñal. Su sección
transversal o perfil puede tener forma de H, I o +. El material del que están hechas
es de una aleación de acero, titanio o aluminio. En la industria automotor todas
son producidas por forjamiento, pero algunos fabricantes de piezas las hacen
mediante mecanizado.
Figura 25. Biela
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19 Motores Diesel marinos Trabajo Semanal: Componentes del motor Diesel
7.21 Correa de Distribución
La correa de distribución, banda de distribución o dentada , es uno de los más
comunes métodos de transmisión de la energía mecánica entre un piñón de
arrastre y otro arrastrado, mediante un sistema de dentado mutuo que posee tanto
la correa como los piñones, impidiendo su deslizamiento mutuo.
Se emplea muy frecuentemente en motores Otto y diésel de 4 tiempos entre
el cigüeñal y el árbol de levas, en motores de motocicletas y maquinaria industrial,
de forma general, es una correa de goma que normalmente enlaza un generador
de movimiento con un receptor de la misma por medio de poleas o piñones.
Figura 26. Correa
7.22 Tensor
En cuanto a este el tensor lo tienen por las poleas de distribución este como lo
dice su nombre solo es para tensar la banda de distribución para que quede justa
y pueda haber movimiento de la banda.
Figura 27. Ubicación del tensor y la correa
7.23 Volante estático o de cremallera
El volante hace girar al cigüeñal, este es parte de la marcha o el encendido,
este volante cuando gira hace que el cigüeñal se mueva y así empieza a
través de la banda de distribución empieza a moverse las válvulas y así
empieza a funcionar todo y enciende el motor
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20 Motores Diesel marinos Trabajo Semanal: Componentes del motor Diesel
Figura 28. Volante
7.24 Carter
El cárter es una de las piezas fundamentales de una máquina, especialmente
de un motor. Técnicamente, el cárter es una caja metálica que aloja los
mecanismos operativos del motor. Es el elemento que cierra el bloque, de
forma estanca, por la parte inferior, y que cumple adicionalmente con la
función de actuar como depósito para el aceite del motor. Simultáneamente,
este aceite se refrigera al ceder el calor exterior.
Figura 29. Carter
7.25 Turbocargador ó Turbo
El sistema más utilizado de sobrecalentamiento en los motores Diesel de 4
tiempos para automoción es el turbocompresor.
Este dispositivo aprovecha la velocidad de salida de los gases de escape para
hacer girar una turbina acoplada en el extremo de un eje, en el otro extremo se
monta el compresor centrífugo que eleva la presión del aire en el conducto de
admisión.
Para hacer girar el compresor se utiliza la energía residual de los gases de
escape, por lo que no absorbe potencia del motor.
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21 Motores Diesel marinos Trabajo Semanal: Componentes del motor Diesel
La presión obtenida varia con la región del motor, de tal forma que el turbo no
empieza a soplar hasta superar un determinado número de revoluciones, sin
embargo, con altos regímenes se hace necesario limitar la presión mediante
un válvula reguladora.
La presión hace que aumente la temperatura del aire ocupando mayor
volumen, en estas condiciones empora el llenado. Este inconveniente se
soluciona disponiendo un intercambiador de calor que refriega el aire después
de su paso por el turbocompresor ya antes de ser admitido en el cilindro.
Figura 30. Turbocargador
7.25.1 Funcionamiento
El funcionamiento de un turbocompresor consiste en una turbina movida por
los gases de escape de un motor de explosión, en cuyo eje se fija
solidariamente un compresor centrífugo que toma el aire a presión atmosférica
después de pasar por el filtro de aire y luego lo comprime para introducirlo en
los cilindros a mayor presión que la atmosférica. Este aumento de la presión
consigue introducir en el cilindro una mayor cantidad de oxigeno que el
volumen normal que el cilindro aspiraría a presión atmosférica, obteniendo el
motor más potencia que un motor atmosférico de cilindrada equivalente, para
las mismas cantidades de combustible.
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22 Motores Diesel marinos Trabajo Semanal: Componentes del motor Diesel
Figura 31. Funcionamiento de un Turbocargador
7.25.2 Intercooler
El intercooler es un intercambiador (radiador) aire-aire o aire-agua que se
encarga de enfriar el aire comprimido por el turbocompresor de un motor de
combustión interna.
El aire, al ser comprimido, se calienta y pierde densidad; es decir: en un mismo
volumen tenemos menos masa de aire, por lo que es capaz de quemar menos
combustible y, en consecuencia, se genera menos potencia. Además, al
aumentar la temperatura de admisión aumenta el peligro de detonación,
picado, o autoencendido y se reduce la vida útil de muchos componentes por
exceso de temperatura, y sobreesfuerzos del grupo térmico.
Figura 32. Intercooler
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23 Motores Diesel marinos Trabajo Semanal: Componentes del motor Diesel
8 Conclusiones
Comparados con los motores a gasolina, la principal ventaja de los motores
diésel es su bajo costo de operación, debido al precio del combustible que
necesita para funcionar.
Existe una creciente demanda del mercado por motores de este tipo
Este sistema brinda una gran ventaja, ya que se consigue un menor
consumo de combustible, mejorando las prestaciones del mismo; menor
ruido (característico de estos motores) y una menor emisión de gases
contaminantes.
Las desventajas iniciales de estos motores (principalmente valor de
adquisición, costos de mantenimiento, ruido y menos prestaciones) se
están reduciendo debido a mejoras tecnológicas que se han hecho con el
tiempo, en su diseño original sobre todo en inyección electrónica de
combustible y mejoras en sistema de alimentación de aire forzado con
accesorios como el turbocompresor
.El uso de una precámara para los motores de automóviles, se consiguen
prestaciones semejantes a las de los motores de gasolina, pero se presenta
el inconveniente de incremento del consumo de combustible, con lo que la
principal ventaja de estos motores prácticamente desaparece.
En cuanto al uso de turbocompresores, en los motores diesel lentos de
grandes cilindradas, la sobrealimentación mejora el proceso de intercambio
de gases y proporciona aire en cantidad suficiente para quemar el gran
volumen de combustible que se inyecta, sobre todo con cargas altas.
En los motores Diesel rápidos, con cilindradas moderadas, interesa obtener
una buena relación peso potencia. La sobrealimentación unida al alto
régimen de giro que alcanzan, hace que estos motores obtengan muy buen
rendimiento con un bajo consumo, por lo que son cada vez más empleados.
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24 Motores Diesel marinos Trabajo Semanal: Componentes del motor Diesel
9 Recomendaciones
Se recomienda el uso del turbocargador ya que ofrece grandes ventajas
frente a motores que no lo tienen, debido al proceso de sobrecalentamiento
que permite realizar.
A parte de mantener los valores de potencia iguales a cualquier altura de
uso sobre el nivel del mar.
Se puede aumentar la potencia máxima obtenida de un motor, sin tener que
diseñar otro de mayor cilindrada, por lo que reduce los gastos de diseño.
Se obtienen mayores valores de par motor ,con valores de rozamientos
internos ( cilindrada y número de cilindros) , similares a motores de
menores prestaciones .
En motores diesel introduce ventajas en el ciclo haciéndolos mas suaves.
Permite aumentar la potencia de un motor existente, sin la necesidad de
hacer mayores cambios.
Contribuye al rescate de la energía, ya que usa como medio propulsor los
gases de escape del motor.
Añade poco volumen y peso al motor, lo que permite encajarlo a un
vehículo sin modificaciones externas.
Debido a que depende de la presión entre los gases de escape y el medio
ambiente se auto-ajusta a cualquier altitud sobre el nivel del mar.
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25 Motores Diesel marinos Trabajo Semanal: Componentes del motor Diesel
10 Bibliografía
10.1 Fuentes bibliográficas
DE JUAN-PÉREZ J, ISASI J. "EL MOTOR DIESEL EN LA INDUSTRIA
NAVAL" DYNA. FEBRERO 2000. Vol. 75-1 p.39-42
Juan Villata Esquius. El Motor Diesel. BARCELONA Ceac 1996
10.2 Fuentes electrónicas
Soluciones para la industria naval. Catalogo
http://ecatalog.weg.net/files/wegnet/WEG-soluciones-para-la-industria-naval-
50023629-catalogo-espanol.pdf
Motores
http://mantenimientoamotoresgasolinaydiesel.blogspot.com/2012/08/descarga-
gratis-libros-para-motores.html
Wikipedia
http://es.wikipedia.org/wiki/Motor_di%C3%A9sel
EL monoblock Gustavo Cardelas Velázquez
http://www.oocities.org/mx/ollin_tlatoa/topicos/topico18012005_2.html
Culata
http://es.wikipedia.org/wiki/Culata_(motor)
Junta de culatas
http://www.slideshare.net/blanquiweb/juntas-de-culata
Inyectores
http://www.sabelotodo.org/automovil/inyectores.html
Toberas
http://www.bosch.com.mx/content/language1/html/13454.htm
Cilindro
http://es.wikipedia.org/wiki/Cilindro_(motor)
Busos
http://espanol.answers.yahoo.com/question/index?qid=20080502100812AAEVPow
Bomba de inyección
http://www.sabelotodo.org/automovil/bombainyeccion.html
Árbol de levas
http://es.wikipedia.org/wiki/%C3%81rbol_de_levas
Bulón
http://es.wikipedia.org/wiki/Bul%C3%B3n
Cigüeñal
http://apriliaclub.clictopics.com/t28-el-ciguenal-y-partes
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26 Motores Diesel marinos Trabajo Semanal: Componentes del motor Diesel
Motor diesel
http://www.youtube.com/watch?v=XxG7DXrCt_c
Biela
http://es.wikipedia.org/wiki/Biela
