Motor 9 Lts Scania Funcionamiento
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Motor de 9 litros Descripción del funcionamiento 101 030 1 586 747 01:01-01 2ª edición es © Scania CV AB 1998-12, Sweden
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Motor de 9 litros
Descripción del funcionamiento
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01:01-012ª edición es
© Scania CV AB 1998-12, Sweden
Índice
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Índice
Descripción del funcionamiento Tren de válvulas............................................ 3
Bloque motor................................................. 4
Camisas........................................................... 4
Tren alternativo ............................................. 6
Pistones ........................................................... 6
Bielas .............................................................. 8
Cigüeñal .......................................................... 9
Ventilación del cárter.................................... 10
Distribución ................................................. 11
Tren de distribución...................................... 11
Lubricación ................................................. 12
Bomba de aceite............................................ 12
Enfriador de aceite ........................................ 12
Purificador de aceite ..................................... 13
Filtro de aceite .............................................. 14
Conductos de aceite ...................................... 14
Turbocompresor ......................................... 16
Intercooler ................................................... 19
Ventilador .................................................... 20
Accionamiento de accesorios..................... 21
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Tren de válvulas
La finalidad del tren de válvulas es la de cerrar yabrir las válvulas de forma sincronizada con elmovimiento del cigüeñal y de los pistones.
El árbol de levas es accionado por un conjuntode piñones que lo hacen girar a la mitad derevoluciones que el cigüeñal. Para accionar lostaqués se dispone de dos levas por cada cilindro.
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La varilla empujadora descansa en un extremoen el taqué, mientras que el otro acciona elbalancín. Los balancines disponen de un tornillode ajuste en uno de los extremos. El extremoinferior de forma esférica del tornillo se apoyaen la varilla empujadora para que el taqué seajuste al movimiento del árbol de levas.
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Los asientos postizos de las válvulas estánmontados a presión en la culata. El material deque están fabricados estos asientos es muyresistente lo que hace que la vida útil de losmismos sea muy larga. En caso necesario sepueden sustituir estos asientos.
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Tren de válvulas
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Bloque motor
El bloque motor está forjado en una sola pieza,mientras que cada cilindro tiene una culataindividual (seis en total). Las camisas son detipo húmedo.
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CamisasLas camisas se pueden sustituir. Una junta deacero con retenes de goma vulcanizadosproporciona la hermeticidad necesaria entre lacamisa y la culata
La camisa sobresale un poco del bloque motor ypresiona la junta contra la culata para lograr lahermeticidad necesaria.
Las juntas de goma vulcanizadas sellan losconductos de refrigerante y aceite.
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Bloque motor
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La sección inferior de la camisa tiene ciertaflexibilidad para permitir que se dilate. La juntaestá compuesta por tres anillos de gomarepartidos en distintos niveles alrededor de lasección inferior de la camisa. Entre los dosanillos inferiores hay un orificio decomprobación que comunica con el exterior delbloque motor. En el caso de que salgarefrigerante por uno de estos orificios los anillosde estanqueidad tienen fugas. Esto sirve comoindicación de que se tienen que sustituir losanillos de estanqueidad.
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Bloque motor
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Tren alternativo
Pistones
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Los pistones están fabricados de una aleación dealuminio. Esta aleación hace que el pistón seamuy resistente y ligero, y que se dilatemínimamente y disipe el calor fácilmente.
Para que el pistón resista los altas presiones ytemperaturas de la cámara de combustión, elgrosor del material en la cabeza del pistón y enla zona de los segmentos es mayor que en elresto del pistón.
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Tren alternativo
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Un receso en la cabeza del pistón proporciona elhueco para la cámara de combustión. La cámarade combustión tiene forma cilíndrica y unaelevación en el medio.
La finalidad de este diseño es incrementar lomáximo que se pueda el movimiento de giro delaire de admisión. La turbulencia generadaprovoca que al final de la fase de compresión elaire se mezcle bien con el combustibleinyectado. De este modo la combustión es máseficiente.
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Para que el pistón se pueda mover con facilidades necesario que haya cierta holgura entre elpistón y la pared del cilindro.
Por lo que el pistón tiene dos segmentos decompresión que sellan el espacio existente ydisipan el calor del pistón.
El segmento superior está expuesto a unatemperatura y presión superior que el inferior.Las tensiones a las que se somete a la ranura delpistón son particularmente altas, por lo que parareducir el desgaste se forja la ranura en aceroforjado en el pistón.
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El segmento rascador impide que el aceite delcárter llegue a la cámara de combustión.
Dentro del segmento hay un expansor quepresiona el segmento contra la pared delcilindro. Este expansor es un muelle helicoidal.
El diseño del pistón y de los segmentos esimportante para la fiabilidad del motor,lubricación y consumo de aceite y combustible.
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Tren alternativo
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Bielas
El pie de biela está diseñado en forma de cuña.Esto provoca un aumento de las superficies decojinete en el pistón y en la biela.
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La cabeza de biela tiene un corte diagonal demodo que se pueda extraer el pistón con la bielapor el cilindro. Las superficies de contacto estánranuradas para evitar que se monten de formadesalineada las tapas de cojinete de la biela en labiela.
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Cigüeñal
En las fases de compresión se reduce lavelocidad de giro del cigüeñal mientras que lasfases de combustión tienen por objetoincrementar la velocidad de giro.
Los pistones y las bielas invierten el sentido desu movimiento dos veces en cada revolución,por lo que el cigüeñal se ve expuesto a distintasfuerzas en cada revolución.
El material de que esta fabricado el cigüeñaldetermina su vida útil.Del mismo modo el diseño y el tratamiento de lasuperficie del cigüeñal debe satisfacer las exi-gencias de funcionamiento. La calidad de lasuperficie del cigüeñal es importante para preve-nir averías debido a fatiga del material.
Los apoyos y las muñequillas del cigüeñal estánendurecidas a una profundidad que permiterectificarlos varias veces.
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Los casquillos de los apoyos y de lasmuñequillas están compuestas por tres capas.La capa exterior está fabricada en acero, la capacentral en bronce de base plomo y la capainterior en plomo e indio o en plomo, estaño ycobre. La capa interior se desgasta normalmentedurante el funcionamiento del motor.
Para la regulación axial del cigüeñal se colocanarandelas de empuje en el apoyo trasero delcigüeñal. Estas arandelas se suministran endistintos grosores para mantener el juego axialdespués de un posible rectificado.
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Tren alternativo
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Ventilación del cárterEl cárter se ventila a través de la carcasa de ladistribución que conduce los vapores del cárterpor un sistema de canales a la unidad deventilación del cárter.
Los vapores del cárter contienen aceite. El aceitedel motor se deposita en las paredes de loscanales y vuelve por las mismas a la unidad deventilación del cárter introduciéndose en elcárter a través de unos orificios que seencuentran en la cubierta de la unidad.
Los canales en la unidad de ventilación delcárter y los racores de entrada y salida no debenbloquearse, ya que si no se impide la circulaciónde los vapores y del aceite por la unidad deventilación del cárter. En caso contrario, elaceite puede ser evacuado por elturbocompresor.
En el cárter se produce un cierto vacío, debido aque el racor de salida de la unidad deventilación del cárter está conectado con el ladode aspiración del turbocompresor.
Este vacío se controla por medio de unamembrana. Esta membrana cierra el racor desalida de la unidad de ventilación del cárter alturbocompresor si se produce demasiada presiónen el lado de aspiración del turbocompresor.Esta situación se puede producir a cargas delmotor elevadas.
El separador de aceite no impide que penetrencantidades mínimas de aceite en el sistema deadmisión junto con los gases del cárter. Esteaceite forma una película fina de aceite en elsistema de admisión de aire.
Nota: Ventilación del cárter de un motor de 9 litros, cortetransversal desde el exterior .
1 Entrada desde la carcasa de la distribución
2 Membrana
3 Orificio cerrado por la membrana que cierra el lado deaspiración del turbocompresor cuando el vacío producido esdemasiado grande.
4 Orificios de retorno para el aceite
5 Racor de salida hacia el lado de aspiración delturbocompresor
Tren alternativo
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Distribución
Piñones de la distribuciónLos componentes importantes como la bombade inyección y los trenes de válvulas, requierenun control de precisión. Estos componentesestán unidos al extremo trasero del cigüeñal,cerca del volante motor, donde la rotación delcigüeñal es más suave.
El piñón del cigüeñal acciona dos piñonesintermedios, uno de los cuales acciona el árbolde levas y la bomba de inyección. A su vez, elpiñón del árbol de levas acciona el compresor deaire y la bomba hidráulica.El otro piñón intermedio mueve la toma defuerza.
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1 Piñón del cigüeñal
2 Bomba hidráulica
3 Compresor de aire
4 Árbol de levas
5 Piñón intermedio
6 Bomba de inyección
7 Toma de fuerza
8 Piñón intermedio
9 Bomba de aceite
El árbol de levas y la bomba de inyección girana la mitad de revoluciones que el cigüeñal.
Para facilitar el montaje, los piñones vanmarcados en uno de los dientes o en un huecoentre los dientes.
El piñón de la bomba de inyección tiene unorificio de forma oval para ajustar el calado dela inyección (ángulo a).
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Distribución
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Lubricación
Un bomba de aceite accionada por el piñón delcigüeñal es la encargada de producir lacirculación necesaria para que el aceite llegue atodas las piezas que deben estar lubricadas ypara que fluya a través del filtro de aceite y elenfriador de aceite.
Bomba de aceiteEl aceite del cárter pasa por un filtro antes dellegar a la bomba de aceite.
El aceite luego pasa por una válvula de presiónde aceite, que regula la presión del aceitelimitando el paso del mismo para evitar que lapresión del aceite alcance valores demasiadoaltos, especialmente cuando el aceite está frío.
En el caso de que ocurriese esto se podríandañar la bomba de aceite y otros componentesdel sistema de lubricación.
Aunque la presión de aceite debe ser losuficientemente alta para que el aceite necesariopara la lubricación y refrigeración del motoralcance los puntos de lubricación.
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Enfriador de aceiteEl aceite llega desde la bomba al enfriador deaceite a través de unos conductos en el bloquemotor. Todo el aceite pasa por el enfriador deaceite en el que, con el refrigerante del sistemade refrigeración, se reduce su temperatura.
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Lubricación
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Purificador de aceiteEl purificador de aceite centrífugo tiene un rotorque gira al recibir dos chorros de aceite en labase.
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Con este movimiento centrífugo se lanzan laspartículas de suciedad contra la pared del rotordonde se quedan adheridas.
El rotor se debe desmontar y limpiar en lasrevisiones indicadas.
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Filtro de aceiteEl aceite que llega al turbocompresor debe estarmuy limpio.
Por lo que el aceite tiene que pasar por un pasode purificación adicional en el que tiene quepasar por filtro con un cartucho de papel. En elfiltro también se encuentra una válvula quepermite que llegue aceite al turbocompresor enel caso de que se bloquee el cartucho.
El filtro se debe sustituir en las revisiones talcomo se indica en el programa demantenimiento de Scania.
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Conductos de aceiteEl aceite llega a los cojinetes del árbol de levas ylos del cigüeñal a través de conductos en elbloque motor.
En el cigüeñal se encuentran un conductos paraque el aceite llegue a los cojinetes de las bielas.
El aceite necesario para la lubricación de losbalancines es conducido a través de dos de loscojinetes del árbol de levas.
Los conductos reciben aceite una vez cadarevolución del árbol de levas, asegurándose asíque llegue la cantidad correcta de aceite a losbalancines.
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Lubricación
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El aceite también se encarga de refrigerar lospistones. Para ello se dispone de unas boquillasespecíficas, una por cilindro, que proyectan unchorro en la base del pistón. En el conducto dealimentación de estas boquillas se encuentra unaválvula que cuando la presión supera 3 bares seabre y se echa aceite por las boquillas.
Cuando la presión del aceite es inferior a 3 bares (régimen bajo del motor) no se necesitarefrigerar el motor, y la válvula permanececerrada.
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Turbocompresor
El turbocompresor se encarga de aumentar lacantidad de aire que llega a los cilindros delmotor. El diseño de la cámara de combustiónjunto con la cantidad de aire y de combustibleque se inyecta, aumentan la potencia quedesarrolla el motor.
El turbocompresor se compone de una turbina yun compresor. La turbina es accionada por elsistema de escape del motor. El compresorcomprime el aire de admisión del motor.
El rotor del compresor se monta en el mismo ejeque el rotor de la turbina. El portacojinetes estásituado entre el compresor y la turbina.
El incremento de la potencia del motor provocaque aumenten los gases de escape. El aumentode los gases de escape implica que el rotor de laturbina y, por tanto, el compresor giran másdeprisa. De esta forma, se adapta la cantidad deaire a las necesidades del motor sin ningún otrodispositivo de control específico.
El rotor del turbocompresor gira muy deprisa. Amáxima potencia, la velocidad de giro es deaproximadamente 100.000 rpm. Al mismotiempo, la temperatura del rotor de la turbina essuperior a 600ºC.
Todo esto hace que aumenten las necesidades demantenimiento de los componentes que giran enlo que respecta a equilibrado, refrigeración ylubricación.
El eje se monta en dos cojinetes radiales quegiran libremente en el portacojinetes. La juntaentre el portacojinetes y la turbina y elcompresor está compuesta de anillos deestanqueidad semejantes a los segmentos depistón.
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Turbocompresor
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Para cumplir la normativa en vigor sobreemisiones a velocidad reducida del motor,algunos motores incorporan una turbina demenor tamaño que proporciona una presión decarga mayor y por tanto menos emisiones.
Para evitar que el turbocompresor se pase derevoluciones a velocidad elevada, la turbinatiene incorporada una pequeña válvula dedescarga.
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Turbocompresor sin válvula de descarga
Turbocompresor con válvula de descarga
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Cuando la presión de la carcasa del compresores muy elevada, la válvula de descarga se abre.Los gases de escape pasan por la turbina a travésde un tubo de derivación y se reduce lavelocidad de giro del turbocompresor.
Por tanto, la función de la válvula de descarga esla de evitar que el turbocompresor se pase derevoluciones y evitarle trabajo al motor.
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1 Aire de admisión
2 Aire que va al motor
3 Gases de escape del motor
4 Salida de los gases de escape
5 Cámara de presión
6 Tubo de derivación
7 Compresor
8 Turbina
9 Válvula de descarga
Turbocompresor
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Si el filtro del aire está bloqueado, el vacíoaumenta demasiado en el conducto de admisión.En ese caso se podrían aspirar las partículas deaceite del portacojinetes hacia el compresor y deallí hasta el motor.
Si el anillo de estanqueidad del lado delturbocompresor está desgastado, los gases deescape tendrán un tono azulado con el motor aralentí.
Si el tubo de drenaje de aceite delturbocompresor resulta dañado, podríanproducirse fugas de aceite de las juntas debido ala presión del aceite.
Si hay cuerpos extraños en la turbina o elcompresor, como por ejemplo un grano de arenao virutas de metal, pueden resultar dañados losálabes del rotor. Esto afecta al equilibrio y puededesgastar los cojinetes. La potencia del motordisminuye y, si el motor no está apagado, sepueden producir daños por sobrecalentamientodebido a que se suministra menos aire. Elindicador de temperatura del refrigerante nodetecta este tipo de sobrecalentamiento.
Nota: No intente nunca alinear un álabe que estédañado. Si lo hace, los álabes se pueden rompenmientras está funcionando el rotor, haciendo queel turbocompresor se averíe completamente, loque además puede dañar el motor.
Aunque las fugas que haya en el tubo entre elpurificador de aire y el turbocompresor seanmínimas, pequeñas partículas de suciedadpodrían contaminar el rotor del turbocompresor.La presión de carga disminuye, lo que resulta enun aumento tanto de la temperatura de los gasesde escape como de la cantidad de humo. Estocausa además un desgaste innecesario del motor.
Las fugas de gases de escape entre la culata y elturbocompresor también producen unadisminución de la presión de carga.
Turbocompresor
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Intercooler
El aire de salida del turbocompresor esconducido por un tubo hacia un intercooler queestá montado delante del radiador.
El aire de admisión es enfriado por el airecircundante y un ventilador; finalmente pasa porel intercooler. Una vez enfriado es conducido alos colectores de admisión, que distribuyen elaire a los distintos cilindros.
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Intercooler
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Ventilador
Accionamiento delventiladorEl ventilador es accionado por el cigüeñal.
Los golpes que reciben las bielas procedentes dela combustión producen oscilaciones torsionalesen el cigüeñal. Estas oscilaciones son másfuertes a regímenes determinados.
Durante la rotación el extremo trasero delcigüeñal y el volante motor giran a unavelocidad constante. El extremo delantero delcigüeñal aumentará y reducirá su velocidad degiro muchas veces en cada rotación en relacióncon el volante motor.
Estas oscilaciones pueden provocar ruidos enlos piñones y en casos extremos, pueden inclusollegar a romper el cigüeñal.
Para evitar esto se monta un amortiguador devibraciones que reduce las vibraciones en elextremo delantero del motor. Sobre la carcasacerrada del amortiguador de vibraciones enforma de anillo se monta un anillo de acero. Lacarcasa está montada en el cigüeñal.
Utilizando un aceite de viscosidad alta se frenael movimiento entre el anillo y la carcasa. Así sereducen las oscilaciones en el extremo delanterodel cigüeñal ya que el anillo tiende a girar a unavelocidad constante.
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Ventilador
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Accionamiento de accesorios
La correa de accesorios impulsa la bomba de refrigerante, el compresor del aire acondicionado y elalternador.
La correa es una correa trapezoidal y se ajusta su tension a través del soporte del alternador.
Motor de 9 litros con aireacondicionado
1 Alternador y tensor de correa
2 Comnpresor del aire acondicionado
3 Cigüeñal
4 Bomba del líquido refrigerante
Motor de 9 litros sin aireacondicionado
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1 Alternador y tensor de correa
2 Cigüeñal
3 Bomba del líquido refrigerante
Accionamiento de accesorios
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