ESCUELA DE CONDUCTORES DE LICENCIA TIPO E

EL Motor Diésel

LECCIÓN 2Componentes del Motor Diesel

HISTORIA DEL MOTOR DIÉSEL

El motor diésel fue inventado en el año 1893, por el ingeniero alemán Rudolf Diesel, empleado de la firma MAN, que por aquellos años ya estaba en la producción de motores y vehículos de carga rango pesado.

GENERALIDADES

El motor diésel es un conjunto de mecanismos de precisión que al trabajar sincronizadamente, transforman la energía química del combustible en trabajo mecánico.

EL MOTOR DIÉSEL

Los motores diésel o motores de combustión no necesitan de la ayuda de una chispa para encender o inflamar el combustible.

Auto combustión No tienen sistema de encendido Similar estructura con los MCI a gasolina Materiales reforzados en el motor por presiones

altas. Aceite expuesto a mayores temperaturas

PARTES PRINCIPALES DE UN MOTOR DIÉSEL Tapa de balancines:Es una tapa metálica situada por encima de la culata, cuya función principal es tapar los elementos de la distribución situados en la culata.

CULATA

Es la pieza que cierra el motor por la parte superior, posee unos orificios (admisión y escape) para permitir entrada de aire y a su vez la salida de gases combustionados al exterior.

BRIDA DE AGUA

VALVULAMULTIPLE DE ADMISION Y ESCAPE

EJE DE BALANCINES

BALANCIN

PERNO REGULADOR

Culata(Cylinder Head)

VARILLA DE EMPUJE

Culata

Junta de Culata

Para las válvulas de escape se emplean aceros austeníticos al Cr-Ni.

En las válvulas de admisión, se emplean de aceros al carbono con pequeñas proporciones de Cr, Si y Ni.

Los vástagos de las válvulas son de acero con Ni y Cr, para las altas temperaturas.Las válvulas están revestidas con estelita y los asientos son de acero endurecido.

1. Pie de válvula .2. Vástago de acero inoxidable templado (Cr-Ni) 3. Inclinación inicial de la cabeza de válvula.4. Cara de los asientos de estelita, resiste el desgaste por alta temperatura.5. Cabeza con aleación especial para altas temperaturas.

Casquillo o asiento de la válvula

Casquillo de Válvula

El casquillo de válvula, se encuentra en la cabeza de cilindro donde asienta la válvula esto es para sellar completamente la cámara de combustión.

Guías de válvulas

Las guías de válvulas mantiene las válvulas moviéndose en línea recta. El vástago de la válvula se prolonga fuera de la guía, encima de la cabeza del cilindro.

BLOQUE DE CILINDROS

Es la parte central del motor, en el se encuentran oquedades cilíndricas llamadas cilindros en cuyo interior se desplazan los pistones.

BOMBA DE AGUAORIFICIO DE AGUA

CILINDRO

BOMBA DE TRANSFERENCIA

TUNEL DE BANCADABRIDA DE AGUA

Bloque de motor(Cylinder Block)

ORIFICIO DE ACEITE

Diseño

Los bloques tienen diseños diferentes:

1. Los motores en línea, que todos los cilindros están en línea.

2. Los motores en “V”, separa los cilindros en dos filas, y el bloque

tiene forma de “V”.

Fundición de hierro con estructura perlítica. Aleado con Cr y Ni con gran resistencia al desgaste y la corrosión.

También puede ser de aleaciones de Al con Si, de menor peso y gran conductibilidad térmica.

Sus funciones son:• Contiene los pistones.• Forman las cámaras de combustión.• Disipan el calor de los pistones.

C9 Bloque

Bloque más fuerte para permitir una mayor presión del cilindro.

No posee placa espaciadora . Menor número de empaques para reducir el riesgo de fugas.

Fortalecimiento del alojamiento de la volante para una vida más larga.

Un enfriador de aceite interno para reducir el peso y ancho del motor.

Alto flujo de refrigerante y aceite para prolongar la vida del motor.

Diseño serpentente de alta resistencia para reducir el ruido.

Cojinetes de bancada

Orificio:El cigüeñal gira dentro de los cojinetes de bancada, que están

bien sujetos en orificios ubicados en la parte inferior del bloque.

PISTÓN

Se encuentra en el interior del cilindro y va unido a la biela, este recibe la fuerza de expansión de los gases lo que obliga al mismo hacer un movimiento lineal alternativo.

C9 PistónDiseño articulado de dos piezas

• Corona de acero más resistente que el aluminio.• Permite más flexibilidad en la posición del anillo.• Excelentes características de desgaste

Temperaturas que soporta el pistón

¨ Ovalado fuera de especificaciones

Competencia¨ Ajuste exactoCaterpillar

Cada uno de los pistones tiene dos o más anillos que encajan en ranuras en el pistón.

Funciones:1. Sellan la cámara de

combustión.2. Controlan la lubricación de

las paredes de los cilindros.3. Enfrían el pistón

transfiriendo el calor generado por la combustión.

Anillo de Pistón(Ring)

Tipos1. Anillos de compresión: Sellan la parte inferior de la cámara de combustión impidiendo que los gases de combustión se fuguen por los pistones.

2. Anillos de control de aceite: Lubrican las paredes de la camisa del cilindro al moverse el pistón hacia arriba y hacia abajo, la película de aceite reduce el desgaste en las camisas del cilindro y en el pistón.

Resorte de expansión: Detrás del anillo de control de aceite se encuentra un resorte de expansión que permite mantener una película uniforme de aceite en la pared del cilindro.

Superficies endurecidas: Los anillos tiene esta superficie endurecida para prolongar la duración de los anillos.

BIELA

Se encuentra situada entre el pistón y el cigüeñal.

Las bielas están conectadas a cada uno de los pistones por medio de un pasador de biela. La biela transmite la fuerza de combustión del pistón al cigüeñal.

Biela(Conecting Rod)

Partes de la biela

1. Agujero de biela.2. Buje del pasador

de biela.3. Vástago.4. Tapa5. Tuercas y pernos

de biela.6. Cojinete de Biela

CIGÜEÑAL

Transforma el movimiento alternativo del pistón en movimiento giratorio, transmitiendo el mismo al sistema de transmisión.

Muñón de bielaContrapeso

Muñón de apoyo

Taladros de equilibrado

Pernos de volante

Muñón de bancada

Orificios de lubricación

Orificio de lubricación

Transforma el movimiento alternativo del pistón en un movimiento giratorio usado para efectuar

el trabajo.

Cigüeñal(Crankshaft)

El material empleado en los cigüeñales forjados es el acero al carbono con contenidos variables de Cr, Ni, Co y Mo.

El material empleado en los cigüeñales fundidos son aleaciones especiales a base de Cr, Ni y Mo o Cr, Ni y Cu.

Diseño

Los cigüeñales para los motores en línea tienen solo un muñón de cojinete de biela por cada cilindro.Los motores en “V” comparten un solo muñón de cojinetes de biela entre dos cilindros.

VOLANTE DE INERCIA

Se encuentra atornillado a un extremo del cigüeñal quedando fuera del bloque de cilindros, su finalidad es acumular la inercia de giro del cigüeñal.

Es la unión del motor con la carga; esta empernado en la parte trasera del cigüeñal.

Funciones:

1. Almacena energía para ganar momento entre tiempos de combustión.

2. Hace que la velocidad del cigüeñal sea constante.

3. Transmite potencia.

Volante(Flywheel)

Partes

1. Volante.

2. Corona.

3. Caja de volante.

CÁRTER

Es la pieza que cierra al motor por su parte inferior, deposito de aceite y alojamiento de la bomba de aceite.

BalancinesLos balancines conectan las válvulas con el árbol de levas y convierte en movimiento giratorio del árbol de levas en un movimiento alternativo en las válvulas.

Componentes:

1. Tornillo de ajuste.2. Contratuerca.3. Asiento de desgaste.4. Buje del eje del balancín.

Tipos de balancines

Es impulsado por un engranaje del cigüeñal.

Controla la apertura de las válvulas.

Controla la inyección de combustible cuando se usan inyectores.

Árbol de Levas(Camshaft)

Muñones de cojinetes (1) y lóbulos (2).

Árbol de levas

Partes

1. Circulo de la base.

2. Rampas.

3. Puntas.

Forma de los lóbulos de las levasLas formas de las rampas de apertura y cierre determina la rapidez con que se abre y se cierran las válvulas.

La forma de la punta determina cuanto tiempo esta abiertas las válvulas.

1. Apertura rápida.2. Periodo de apertura largo.3. Cierre rápido.4. Cierre lento.

Alza de levas

La distancia del diámetro del circulo

de la base a la parte superior de la punta se llama alzada, esta determina cuanto se abre las válvulas.

Fundamentos de Motor Diesel

CALCULO DE CILINDRADADE MOTOR

Punto muerto superior (PMS)(Top Dead Center). Posición del embolo que muestra el menor volumen(Volumen de espacio libre).

Punto muerto inferior (PMI) (Bottom Dead Center). Posición del émbolo que muestra el mayor volumen

Carrera(Stroke) Distancia entre el PMS y PMI

• Volumen de desplazamientoVolumen desplazado por el émbolo cuando se mueve entre el PMS y el PMI.

TDC

BDC

¿Que es la cilindrada? Cilindrada, denominación que se da a la suma del

volumen útil de todos los cilindros de un motor alternativo. Es muy usual que se mida en centímetros cúbicos (c/c).

La cilindrada unitaria (cm3), es el volumen generado por el desplazamiento del pistón

en una carrera.

V = s x c = (p x c x r2 ) = [p x c x (d2/4)],

V = cilindrada unitaria en cm3 (volumen del cilindro)s = superficie del círculo en cm2 = p x r2p = 3,1416 r2 = radio del círculo al cuadrado en cm c = carrera del pistón en cm d = diámetro del pistón en cm

CILINDRADA DEL MOTOR

EJEMPLOCalcular la cilindrada unitaria (volumen) de un cilindro de un motor, con los siguientes parámetros:Carrera del pistón = 90 mmDiámetro = 84 mmV = s x cs = p x r2s = 3,1416 x (42 mm)2s = 5541,8 mm2V = 55416 mm2 x 90 mmV = 498760 mm3Para transformar los mm3 en cm3 dividir entre 1000.V = 498760 : 1000 = 498,760 cm3V = 498,760 cm3

CILINDRADA TOTAL

La cilindrada total es el producto de la cilindrada unitaria por el número de cilindros del motor (Vt = V x n), siendo:

Vt = cilindrada total (volumen total)

V = cilindrada unitaria (volumen del cilindro)n = nº de cilindros Del

motor

EJEMPLOCalcular la cilindrada total de un motor de cuatro cilindros con los parámetros

anteriores. Para hallar la cilindrada total (Vt ) se multiplica la cilindrada unitaria ( V ) para el número de cilindros que tenga el motor.

Vt = V x nVt = 498,760 cm3

Vt = 995 cm3 Vt = 1995 cm3

Piezas de Nivel I - Motor Desgaste rápido ( no

reutilizables ) Anillos de pistón Cojinetes de bancada y biela Guías de válvulas Cojinetes del turbo Sellos del turbo

Desgaste más lento ( reutilizables) Pistones Camisas Válvulas Árbol de levas

Piezas de Nivel II - Motor

Vida útil más larga Bloques Culatas Cigüeñales Bielas

Piezas de Nivel III - Motor

¿Preguntas?