2. ¿En qué se diferencia un motor de cuatro tiempos de un motor de dos tiempos?El motor de dos tiempos, es un motor de combustión interna que realiza las cuatro etapas del ciclo termodinámico (admisión, compresión, expansión y escape) en dos movimientos lineales del pistón (una revolución del árbol cigüeñal). Se diferencia del motor de cuatro tiempos, en que este último realiza las cuatro etapas en dos revoluciones del cigüeñal.El motor de dos tiempos se diferencia en su construcción del motor de cuatro tiempos en las siguientes características:• Ambas caras del pistón realizan una función simultáneamente, a diferencia del motor de cuatro tiempos en que únicamente es activa la cara superior. • La entrada y salida de gases al motor se realiza a través de las válvulas (orificios situados en el cilindro). Este motor carece de las válvulas que abren y cierran el paso de los gases en los motores de cuatro tiempos. El pistón dependiendo de la posición que ocupa en el cilindro en cada momento abre o cierra el paso de gases a través de las válvulas. • El cárter del cigüeñal debe estar sellado y cumple la función de cámara de precompresión. En el motor de cuatro tiempos, por el contrario, el cárter sirve de depósito de lubricante. • La lubricación, que en el motor de cuatro tiempos se efectúa mediante el cárter, en el motor de dos tiempos se consigue mezclando aceite con el combustible en una proporción que varía entre el 2 y el 5 por ciento. Dado que esta mezcla está en contacto con todas las partes móviles del motor se consigue la adecuada lubricación.3. ¿A costa de qué se inflama la mezcla de trabajo en los motores diesel y en los motores de

carburador?

En los motores diesel, la mezcla de trabajo se inflama debido a que la temperatura del aire, al

final del proceso de compresión, supera la temperatura de auto inflamación del combustible.

Así, al inyectar el combustible a la cámara de combustión, su ignición comienza

inmediatamente. En los motores de carburador, la mezcla de trabajo se inflama a costa una

chispa que viene de una fuente externa (bujía). En este caso, a la cámara de combustión

puede entrar aire para luego inyectar el combustible, o puede entrar la mezcla ya preparada.

4. ¿Cuales ciclos teóricos (termodinámicos) se conocen y en que se diferencian entre si?

De los ciclos termodinámicos tenemos q se dividen en ciclos de potencia y ciclos de

refrigeración, en el anterior esto se aplica a los refrigeradores y bombas térmicas.

Los ciclos de potencia se aplican a los motores térmicos; tenemos entonces el ciclo de Carnot,

el ciclo Otto, el ciclo Diesel, el ciclo Stirling y Ericsson, el ciclo Brayton, el ciclo de propulsión a

chorro, el ciclo de potencia de vapor, el ciclo Rankine.

El ciclo de Carnot difiere de los otros por ser reversible y tener el mayor rendimiento.

El ciclo Otto el encendido se hace por medio de una chispa.

El ciclo Diesel el encendido se hace por medio de la compresión de la mezcla.

El ciclo Brayton es el ideal para todos los motores de turbina de gas.

El ciclo de propulsión a chorro difiere del ideal (Brayton) en que el gas no se expande

totalmente el la turbina y es empleado para accionar el compresor, el gas se termina de

expandir en la tobera.

El ciclo de potencia de vapor liquido de trabajo agua, pero es poco viable ya que es difícil

diseñar compresores que trabajen con dos fases.

El ciclo Rankine soluciona este problema utilizando un condensador.

5. ¿Por qué no se puede obtener un rendimiento térmico igual a la unidad?

R/ No se puede obtener el máximo rendimiento térmico, porque es imposible convertir todo la

energía que esta en forma de calor en trabajo útil. Siendo las leyes de la termodinámica las

que confirman que esto no se presenta en ninguna maquina térmica.

6. ¿De que tiempos consta el proceso de trabajo en un motor de cuatro tiempos de

combustión interna?

R/ Se denomina ciclo de cuatro tiempos el que precisa cuatro carreras del émbolo (dos vueltas

completas del cigüeñal) para completar el ciclo de combustión.

Primer tiempo o admisión: en esta fase el descenso del pistón aspira la mezcla carburante en

los motores de encendido provocado o el aire en motores de encendido por compresión. La

válvula de escape permanece cerrada, mientras que la de admisión está abierta. En el primer

tiempo el cigüeñal da 180º y el árbol de levas da 90º y la válvula de admisión se encuentra

abierta y su carrera es descendente.

Segundo tiempo o compresión: Al llegar al final de carrera inferior, la válvula de admisión se

cierra, comprimiéndose el gas contenido en la cámara por el ascenso del pistón. En el 2º

tiempo el cigüeñal da 360º y el árbol de levas da 180º, y además ambas válvulas se encuentran

cerradas y su carrera es ascendente.

Tercer tiempo o explosión: Al no poder llegar al final de carrera superior el gas ha alcanzado la

presión máxima. En los motores de encendido provocado, salta la chispa en la bujía

provocando la inflamación de la mezcla, mientras que en los motores diesel, se inyecta el

combustible por medio de los inyectores que se auto-inflama por la presión y temperatura

existentes en el interior del cilindro. En ambos casos, una vez iniciada la combustión, esta

progresa rápidamente incrementando la temperatura en el interior del cilindro y expandiendo

los gases de combustión que empujan el pistón. Esta es la única fase en la que se obtiene

trabajo. En este tiempo el cigüeñal da 180º mientras que el árbol de levas da 240º, ambas

válvulas se encuentran cerradas y su carrera es descendente.

Cuarto tiempo o escape: En esta fase el pistón empuja cuidadosamente, en su movimiento

ascendente, los gases de la combustión que salen a través de la válvula de escape que

permanece abierta. Al llegar al final de carrera superior, se cierra la válvula de escape y se abre

la de admisión, reiniciándose el ciclo. En este tiempo el cigüeñal da 360º y el árbol de levas da

180º y su carrera es ascendente.

10. ¿DE QUÉ COMPONENTE SE FORMA LA FUERZA SUMARIA QUE ACTÚA EN EL MECANISMO

BIELA-MANIVELA?

Durante el funcionamiento del motor las piezas del mecanismo de biela y manivela están

sometidas a la acción de diferentes fuerzas. Presión de los gases, inercia de las piezas en

movimiento alternativo, inercia de las piezas giratorias no equilibradas, peso y rozamiento.

Todas estas fuerzas, excepto el peso, cambian el valor y el sentido en función del ángulo de

giro del cigüeñal. Al calcular la resistencia mecánica de las piezas del mecanismo de biela y

manivela se suele tomar en cuenta solo las fuerzas de presión de los gases de inercia, puesto

que estas fuerzas son sensiblemente mayores que el peso y el rozamiento. A continuación se

detallarán las principales fuerzas que actúan sobre el mecanismo de biela – manivela.

Fuerza de presión de los gases: el valor absoluto de las fuerzas de presión de los gases y el

carácter de la variación de la misma en función del ángulo de giro del cigüeñal se pueden

determinar por el diagrama de indicador trazado según las lecturas del motor o construido

a base del cálculo térmico.

En ambos casos el diagrama de indicador pude ser representado, en forma desarrollada en las

coordenadas P - (fig. 1) puesto que partiendo de las coordenadas P – V se puede

reconstruirlo, sin cambiar la gráfica, en las coordenadas p – x después de sustituir en el eje de

las abscisas los valores de volumen de gas V por los valores correspondientes de traslación del

pistón x. A su vez, la traslación del pistón x está vinculada con el ángulo de giro del cigüeñal.

La presión de los gases en el cilindro del motor se transmite a todos los lados con fuerza igual

Pg = Fp (px – po) donde Fp = área del pistón.

La fuerza de inercia de las piezas en movimiento alternativo (pistón con segmentos,

bulón del pistón y parte superior de la biela): es igual al producto de la masa de estas piezas

por la aceleración de las mismas y está dirigido al sentido contrario de la aceleración.

P1 = mp jp (kgf)

Donde: mp = Gp/g = masa de las piezas en movimiento alternativo la cual convencionalmente

se considera concentrada en el eje del bulón del pistón (kgf s / m).

jp = aceleración de las piezas en movimiento alternativo (m/s2)

Gp = peso de las piezas en movimiento alternativo (kgf)

Fuerza de inercia de las piezas giratorias no equilibradas (manivela del cigüeñal y parte

inferior de la biela).

Pc = mc w2 r (kgf)

Donde: mc = Gc/g = masa de las piezas no giratorias (kgf s / m).

Gc = Peso de las piezas giratorias no equilibradas (kgf).

Fig.1

La fuerza de inercia de las piezas giratorias no equilibradas tiene valor constante para las

revoluciones dadas y siempre está dirigida por el radio de la manivela a partir del eje del

cigüeñal.

Fuerza resultante que actúa sobre el eje del cilindro: La fuerza de presión de los gases Pg

que actúa sobre el fondo del pistón y la fuerza de inercia de las piezas en movimiento

alternativo Pi están dirigidas por el eje del cilindro. La suma algebraica de estas dos fuerzas, es

la fuerza resultante Pp que actúa por el eje del cilindro y se expresa por la ecuación

Pp = Pg + Pi (kgf)

11. ¿Defina y determine la fuerza tangencial en la manivela del árbol cigüeñal?

Las fuerzas y los momentos que actúan en el motor de embolo de combustión interna se

determinan por la presión de los gases en los cilindros, por las fuerzas de inercia de las partes

móviles y por las fuerzas de rozamiento. Durante el periodo de realización del ciclo de trabajo

completo del motor la fuerza de presión de los gases, la fuerza de inercia de las masas con

movimiento de avance del mecanismo biela –manivela varía tanto en magnitud como en

sentido, Siendo este mecanismo el que recibe la presión de los gases y transforma en

movimiento de avance en movimiento giratorio por lo tanto estas piezas transmiten esfuerzos

de trabajo al árbol cigüeñal.

La fuerza tangencial es la que actúa perpendicularmente al eje de la manivela, Esta fuerza crea

el momento torcional y provoca la rotación del árbol cigüeñal. Como lo vemos en la figura la

variación de la fuerza tangencial de un cilindro durante un ciclo de trabajo del motor.

Diagrama manivela – biela

Considerando estos dos hechos, la fuerza efectiva (Pt) que produce el troqué del cigüeñal

inevitablemente es sólo una componente de la fuerza de presión (Pp) del pistón.

De la anterior figura podemos definir:

Pc = Pp

sen (α+ β )cos β

12. ¿De que fuerzas y momentos depende la uniformidad de marcha del motor?

La uniformidad de la marcha del motor dependerá de la presión e inercia ejercida por los gases

de la combustión dentro del cilindro, la fricción e inercia que se genere entre los componentes

móviles del sistema y el momento torsor generado en el árbol del cigüeñal.

13. ¿Enumere y explique las causas de explotación de desuniformidad de marcha del motor?

El funcionamiento no uniforme del motor, que provoca vibración y conmoción del fundamento

o del marco submotor, puede ocurrir por las siguientes causas de explotación o de producción:

1. En los cálculos teóricos para equilibración del motor la medida y la masa de las piezas

del mecanismo biela-manivela se asumen constantes. En realidad durante la

fabricación la manivela y las masas de la piezas se desvían de las magnitudes de

cálculo, a resultas de lo cual se viola la equilibración teóricamente posible del motor

dado.

2. Como consecuencia de la violación de las reglas de formación de los conjuntos de las

piezas del mecanismo biela-manivela, lo que lleva a la formación de fuerzas de inercias

desiguales en cada cilindro (especialmente en los motores rápidos). Por tal motivo en

la formación de los conjuntos lo émbolos y las bielas en diferentes cilindros han de

escogerse con las mínimas desviaciones en cuanto a masa. Además, las bielas se

escogen no sólo en cuanto a masa total, sino también en cuanto a distribución de la

masa entre el pie de biela y la cabeza de biela.

3. Como resultado de la violación de la coaxiabilidad del árbol cigüeñal y de otras piezas

del mecanismo de biela-manivela, situaciones que dan lugar a la variación

desfavorable del momento de torsión (par motor), que es análoga a la de la fuerza

tangencial. Cuanto menos varía el momento giratorio (torsión) en comparación con su

valor medio, tanto más uniforme será la marcha del motor. La equilibración de las

fuerzas de inercia y de sus momentos se logra principalmente por dos métodos:

a) La disposición adecuada del cilindro y de la manivela del árbol cigüeñal (autoequilibación del

motor)

b) empleando en el motor contrapesos.

4. Como causa del apriete no uniforme o del ajuste incorrecto de los cojinetes de

bancada durante la instalación del árbol cigüeñal lo cual ocasiona golpeteo en el

motor. Para evitar el desplazamiento axial y el giro, los casquillos de los cojinetes de

bancada se fijan por medio de espigas o de salientes rebordeados en los casquillos y

que entran en las correspondientes ranuras fresadas en el alojamiento de la bancada y

en el sombrerete del cojinete.

5. Como consecuencia de la no equilibración de las masas giratorias, debido a lo cual el

árbol cigüeñal y el volante del motor rápido antes del ensamblaje se someten a

equilibración dinámica. La tolerancia del ensamblaje para la no equilibración se da por

medio del valor del momento a determinado número de revoluciones en la unidad de

tiempo. Este factor esta relacionado con la formación de las fuerzas de inercia que

provocan esfuerzos (tensiones) de tracción en los brazos de la manivela.

6. Como efecto de la violación de la equilibración dinámicas de las piezas del mecanismo

de biela-manivela durante la reparación y ensamble de motores rápidos, lo que tiene

como consecuencia la formación de vibraciones y conmociones en el motor las cuales

son perjudiciales para el funcionamiento equilibrado del motor como para su vida útil.

Las vibraciones torsionales son peligrosas no sólo para las piezas del mecanismo de

biela-manivela, sino para todas las transmisiones mecánicas unidas elásticamente con

el cigüeñal.

7. Por el cese de la inyección de combustible por el inyector en uno o varios cilindros del

Diesel o de la falla del funcionamiento de las bujías en el motor de carburador,

factores que influirán tanto en el proceso de combustión (la combustión de la mezcla

de trabajo en los cilindros debe ocurrir consecutivamente una después de la otra en

iguales ángulos de giro del árbol cigüeñal) como en el orden de funcionamiento de los

cilindros del motor.

8. Debido al suministro de diferentes cantidades de combustible a los cilindros del árbol

cigüeñal, lo cual va afectar directamente el rendimiento mecánico y la eficiencia

(economía) del motor.

9. Como causa de la incorrecta regulación de la distribución de gas o de holguras

excesivamente grandas en las articulaciones móviles del mecanismo de manivela.

10. Como consecuencia de la violación del orden de funcionamiento de los cilindros.

11. Como efecto de la regulación incorrecta del adelanto del encendido en los motores de

carburador o del adelanto de la inyección de combustible en los Diesel.

19 ¿Cómo se determina el gasto horario y especifico de combustible?

R/ Para determinar los gastos de combustible por hora. Gc.h. es necesario multiplicar el gasto en

ciclo por la cantidad de ciclos por una hora es decir para motores de 4 tiempos:

O

Se puede utilizar esta dependencia para determinar los gastos de combustible en los motores

de carburador y en los diesel, pero en último caso en el denominador en lugar de es

necesario colocar .

Los gastos de combustible referidos a 1 CV.h se denominan gasto específico para un CV

indicado por la hora gi y de determina como el cociente de la división de los gastos de

combustible Gc.h. por l potencia indicada Ni:

Colocando los valores de los gatos horarios de combustible y de la potencia indicada N i se

obtiene

En los motores de carburador, la presión indicada esta ligada con el coeficiente de llenado y

por ello, la ecuación de gasto indicado, se puede escribir de la anterior manera.

20. ¿Qué métodos existen para elevar la potencia del motor?

El motor de combustión interna de cuatro tiempos necesita mezclar una cantidad importante

de oxígeno con el combustible para permitir que la combustión se realice en el interior de la

cámara de combustión. Para aumentar la potencia es necesario conseguir aumentar el

consumo de aire mezclado debidamente con el combustible. Por tal razón podemos

aumentar la potencia solamente llevando a cabo una o todas las siguientes posibilidades, en

las cuales existe un aumento del consumo de aire:

Por aumento de la cilindrada: se consigue mayor potencia porque cuanto mayor sea la

capacidad volumétrica de un motor mayor será la cantidad de aire y combustible que

llenará las cámaras de combustión por lo tanto tendremos mayor consumo de aire.

Para aumentar la cilindrada existen tres caminos: Aumentar el diámetro del cilindro.

Aumentar la carrera del pistón. Aumentar el número de cilindros (cosa improbable). En

cualquiera de los tres casos obtendremos mayor consumo de aire a igualdad de

régimen de giro de modo que en todos ellos podemos esperar el aumento de potencia

con respecto al motor del que se parte. Ahora bien, el aumento de la cilindrada no

siempre es aplicable fácilmente en todos los motores ya que habría que modificar el

block del motor y/o el cigüeñal, para lo cual sería necesario analizar cada motor en

particular.

Por aumento de la presión media efectiva: Dadas las características básicas que

determinan el funcionamiento de un motor de explosión la cantidad de energía

calórica liberada en el momento de la explosión es tanto mayor cuanto mayor es la

temperatura absoluta alcanzada en el momento del encendido de la mezcla. Si se

obtiene una considerable elevación de la presión en el interior de la cámara de

combustión se consigue como resultado un aumento considerable de potencia en el

motor. Generalmente para aumentar la presión media efectiva se utilizan los

siguientes procedimientos: · Aumentando la relación de compresión. Aumentando la

entrada de la mezcla. Mejorando las condiciones de funcionamiento de las válvulas y

sus conductos.

Por aumento del régimen de giro: esto dará como resultado un mayor consumo de

aire, porque si en un minuto es capaz de girar 1.000 R.P.M. más rápido de lo

estipulado habrá consumido mayor cantidad de la mezcla aire-combustible y de esta

forma habremos obtenido una notable mejora en la potencia con la misma cilindrada.

Para aumentar el régimen de giro el método más usado es de aligerar las masas que

están en movimiento en el funcionamiento del motor, desde el volante de éste,

cigüeñal, bielas y pistones, hasta la distribución y las válvulas. Sin embargo esto es muy

comprometido, porque consiste en el rebaje y eliminación de todas las partes de

material que son más suceptibles de desecharse o despreciarse y que hacen que la

pieza pese menos por lo tanto que esté menos sometida a los esfuerzos de inercia

efecto que crece extraordinariamente con el aumento de rotación. Pero también

presenta el peligro de debilitar las piezas si no se hace el rebaje de material en los

lugares adecuados para lo cual existen piezas construidas en otros materiales más

livianos con mayor resistencia como son las bielas de titanio, pistones forjados más

livianos, etc

Tapa de cilindros: en esta pieza, en la que se produce la entrada, control y salida de los

gases, es donde podemos hacer más cosas y con mayor efectividad para obtener un

considerable aumento de potencia. En la tapa de cilindros se pueden hacer

modificaciones en: La cámara de combustión. Las válvulas. Los conductos de admisión

y escape.

Utilización de un turbocargador Un turbocargador es básicamente una bomba de

aire diseñada para operar utilizando la energía de los gases de escape

originariamente desperdiciadas por los motores no turbocargados. Estos gases hacen

girar el rotor de la turbina (caliente) acoplado a través de un eje al rotor del

compresor (frio), que al girar aspira un gran volumen de aire filtrado y lo pasa

comprimido

24. Describa las ventajas y fallas de las camisas amovibles.

Estas camisas se hacen por toda la longitud del cilindro.

Fig. 3. Camisas Amovibles

VENTAJAS:

Se emplean en motores de prueba, en su gran parte monocilindricos. Donde se varía el

régimen de revoluciones, se varía el volumen de trabajo del cilindro y con ello la variación de la

relación de compresión.

DESVENTAJAS:

Las camisas desgastadas no se pueden cambiar ni desmontar fácilmente, pues se tiene que

bajar todo el bloque del motor.

No se utilizan en los motores de automóviles y tractores comerciales.

Son más costosas.

25. Describa los posibles desgastes y otros daños de la superficie de trabajo del cilindro.

Uno de los desgastes que puede producirse en las paredes del cilindro es debido a los anillos

de compresión del embolo, los cuales se instalan para prevenir la irrupción de los gases en el

carter en los procesos de compresión y expansión, trabajan en condiciones en extremo

pesadas, realizando movimientos de avance y retroceso con gran velocidad y elevada

temperatura debido al contacto con los gases calientes y también por el rozamiento con las

paredes del cilindro, durante el funcionamiento la presión del anillo sobre las paredes del

cilindro aumenta, pues los gases que se penetran a través de las holguras entre el embolo y el

anillo lo aprietan contra las paredes del cilindro, además la presencia de presión del gas en las

cavidades de la ranura que aprieta los anillos contra el cilindro, ejerce presión considerable

sobre las paredes del cilindro, esta provoca elevado rozamiento y gran desgaste tanto de los

anillos como de las paredes del cilindro.

La elevadas temperaturas de funcionamiento del cilindro debido a la acción de los gases

calientes y también a consecuencia del rozamiento del embolo y de los anillos del embolo con

las paredes provocan la dilatación no uniforme del cilindro lo que puede provocar los

esfuerzos suplementarios y llevar a cabo la formación de fisuras y/o la torcedura o alabeo.

28. ¿Para que se prevé la holgura entre el embolo y la superficie de trabajo del

cilindro?

Esto se hace con al intención de prever que el embolo y el pistón roseen por la dilatación que

se produce por las altas temperaturas de trabajo, además esto nos permitirá colocar los anillos

para ayudar a un mejor sellado de la cámara, evitando el paso de aceite a la cámara y perdida

de presión en la misma.

30. Describa las particulares de construcción y de explotación de los casquetes de pared

gruesa y de pared delgada de los cojinetes de bancada y de biela.

Los cojinetes de biela se hacen con casquillos de pared gruesa o delgada con recubrimientos

de Babbit o de Plomo-Bronce. Del giro y del desplazamiento axial los casquillos del cojinete se

fijan por medio de espigas o salientes y ranuras en el sombrerete. Para que la superficie

interna del casquillo conserve la forma cilíndrica correcta necesaria para el normal

funcionamiento del cojinete. La cabeza de la biela debe tener suficiente rigidez. Por eso las

cabezas de biela se suelen hacer masivas, con nervios de rigidez y transiciones suaves hacia el

cuerpo. Para diámetros considerables de los muñones de biela, la cabeza de biela a veces se

hace con separación sesgada para facilitar el desmontaje de la biela a través del cilindro.

Para regular la holgura en el cojinete de biela en el plano de separación en la cabeza de biela

en motores de grandes medidas se colocan un juego de juntas calibradas.

En dependencia de la correlación de la longitud del casquillo y su espesor se diferencian

casquillos de pared gruesa y de pared delgada, en los cojinetes de bancada.

Los de pared delgada se hacen sólo de acero y se suelen recubrir de bronce plumboso con

espesor de 0,3 – 0,7 mm, que tolera elevadas cargas específicas sobre los cojinetes y elevada

temperatura de las superficies.

En los cojinetes con casquillos de pared gruesa, se recubren con Babbit con espesor de 20 mm,

entre las juntas se coloca una o varias empaquetaduras de latón, que sirven para regular la

holgura o juego entre el casquillo y el muñón del árbol al desgastarse el recubrimiento.

31. ¿QUÉ REQUERIMIENTOS SE PRESENTAN AL APRESTE O TENSADO DE LOS PERNOS (DE LOS

ESPÁRRAGOS) DE LOS COJINETES DE BIELA Y DE BANCADA?

Las tuercas y pernos de los cojinetes principales y de la biela, de bancada y las piezas de

sujeción de la culata de los cilindros es necesario apretar, observando una sujeción

determinada como la de la figura 5 con una llave dinamométrica o especial. El aseguramiento

de los pernos y tuercas mediante los pasadores hendidos se debe efectuar en correspondencia

estricta con las instrucciones de la fábrica productora del automóvil. Si la penetración del agua

no se puede eliminar apretando las tuercas de los espárragos que fijan la culata, la junta debe

ser reemplazada.

Para que los pernos no giren al apretar las tuercas, sus cabezas tienen un rebajo plano.

La sujeción de los diferentes elementos de la armazón entre sí (de la bancada de fundamento,

del cárter, de los cilindros, y a veces de las culatas) se realiza en la mayoría de los casos por

medio de espárragos de fuerza. La fuerza del apriete previo de los pernos debe asegurar un

empalme estrecho y superar considerablemente la magnitud de la fuerza que trata de debilitar

el empalme, la unión.

En los cojinetes de bancada para evitar el desplazamiento axial y el giro, los casquillos se fijan

por medio de espigas o de salientes rebordeadas en los casquillos y que entran en los

correspondientes ranuras fresadas en el alojamiento de la bancada y en el sombrerete del

cojinete.

Los espárragos deben distribuirse de manera que el esfuerzo de apriete se distribuya por igual

sobre la superficie de la junta. Para que los pernos no giren al apretar las tuercas, sus cabezas

tienen un rebajo plano. Los casquillos de cojinete se colocan en el lecho con un apriete tal que

asegura una adherencia estrecha de los mismos al lecho al apretar las tuercas puestas en los

espárragos de los cojinetes, por toda la circunferencia.

32.¿Qué requerimientos se presentan a los pernos de fuerza o a las tuercas de la culata del

cilindro?

La culata o tapa junto con el fondo del embolo y las paredes del cilindro forman la cámara de

combustión. El término “culata del cilindro” se emplea para los motores de automóvil y de

tractor; el término “tapa” se emplea para motores de barco y motores estacionarios.

Durante el funcionamiento del motor la culata se carga con las fuerzas de presión de los gases

y de apriete preciso de los espárragos y pernos de sujeción.

Las fuerzas de presión de los gases sobre la culata P”gas se puede determinar por el diagrama

indicador y su magnitud es.

P”gas = P gases x F (kgf.)

F= área del embolo en cm2

Al hacer una semejanza del sistema cilindro-embolo con un sistema de cilindro de pared

delgada (resistencia de materiales) los requerimientos de los pernos y el número de pernos

por cilindro se determinan por la fuerza de la presión dentro del sistema.

El número de pernos es igual a la fuerza máxima entre el límite de fluencia del perno por un

factor de seguridad.

Los anillos de pistón también juegan un papel integral en otros dos aspectos de

funcionamiento del motor. Los anillos trasfieren el calor del pistón hacia el cilindro, donde el

sistema de enfriamiento lo puede evacuar. Los anillos están en la parte superior del pistón

donde está más caliente. Ellos son el contacto primario entre el cilindro y el pistón, ya que el

pistón flota en una capa de aceite. Si los anillos no sellan correctamente contra el cilindro, la

temperatura del pistón aumenta y hay aun más recalentamiento.

El tercer pistón es el responsable de raspar el aceite de las paredes del cilindro y devolverlo

hacia el cárter a través de los pequeños orificios en el pistón, detrás del anillo. Si la compresión

del anillo tiene un escape, la muy caliente combustión de gases estaría alcanzando al tercer

anillo y convirtiendo el aceite en carbón. Una vez más, el acumulamiento de carbón hará que

el anillo se dañe. Si el anillo se daña, no puede limpiar el exceso de aceite del cilindro. Este

exceso de aceite puede caer en los anillos de compresión, se convierte en carbón y causa que

se dañen también. Todo esto puede causar que el motor explote.

Cuando hablamos de partes de motor, no hay un componente individual que se pueda dejar

de lado. Los anillos de pistón, al igual que cualquier otra parte del sistema de motor, deben ser

revisados regularmente, ya que el detalle más insignificante puede causar una fatal catástrofe

en su máquina y en su bolsillo. Todo debe ser considerado como parte de un gran paquete.

33. Describa las principales causas que violan el funcionamiento fiable de los pernos o

espárragos de biela.

Las tuercas y pernos de los cojinetes principales y de la biela, de bancada y las piezas de

sujeción de la culata de los cilindros es necesario apretar, observando una sujeción

determinada como la de la figura con una llave dinamométrica o especial. El aseguramiento de

los pernos y tuercas mediante los pasadores hendidos se debe efectuar en correspondencia

estricta con las instrucciones de la fábrica productora del automóvil. Si la penetración del agua

no se puede eliminar apretando las tuercas de los espárragos que fijan la culata, la junta debe

ser reemplazada.

Para que los pernos no giren al apretar las tuercas, sus cabezas tienen un rebajo plano.

La sujeción de los diferentes elementos de la armazón entre sí (de la bancada de fundamento,

del cárter, de los cilindros, y a veces de las culatas) se realiza en la mayoría de los casos por

medio de espárragos de fuerza. La fuerza del apriete previo de los pernos debe asegurar un

empalme estrecho y superar considerablemente la magnitud de la fuerza que trata de debilitar

el empalme, la unión.

En los cojinetes de bancada para evitar el desplazamiento axial y el giro, los casquillos se fijan

por medio de espigas o de salientes rebordeados en los casquillos y que entran en las

correspondientes ranuras fresadas en el alojamiento de la bancada y en el sombrerete del

cojinete.

Los espárragos deben distribuirse de manera que el esfuerzo de apriete se distribuya por igual

sobre la superficie de la junta. Para que los pernos no giren al apretar las tuercas, sus cabezas

tienen un rebajo plano. Los casquillos de cojinete se colocan en el lecho con un apriete tal que

asegura una adherencia estrecha de los mismos al lecho al apretar las tuercas puestas en los

espárragos de los cojinetes, por toda la circunferencia.

34 ¿Qué consecuencias puede tener la rotura del vástago del perno (espárrago)

de biela?

La rotura del vástago provocara grandes daños en el mecanismo biela-manivela, lo que

desencadena en una destrucción considerable de las partes móviles del motor o llegar a

destruir totalmente el motor.

39¿cómo se explica que la masa del volante disminuya al aumentar el numero de

cilindros dispuestos en una hilera?

En un diesel, actúan fuerzas y momentos que varían constantemente, los cuales transmiten a

sus apoyos y provocan la vibración tanto del motor, de sus unidades y todo el vehículo.

El desequilibrio del motor se determina por la presencia de fuerzas de inercia, cuyo valor

cambia periódicamente, de las masas en movimiento giratorio y de translación del mecanismo

de biela manivela y de los momentos engendrados por ellas , por la acción del momento

torsional de valor variable que provoca el momento de vuelco en los apoyos , cuya magnitud

es igual a la del anterior.

El problema del equilibrio del motor puede resolverse mediante una combinación tal en la

disposición y desplazamiento de las masas desequilibradas, que la resultante de las fuerzas de

inercia y del momento generado por las fuerzas de inercia se reduzcan a cero . La irregularidad

del momento torsional puede ser disminuida y restringida por unos limites determinados. El

equilibrado del motor se realiza , eligiendo el numero y la disposición de los cilindros , el

esquema del cigüeñal y la situación de los contrapesos .Para obtener los valores de calculo de

las fuerzas equilibradas para un motor de cualquier disposición de cilindros, es preciso lograr la

igualdad de las masas en los grupos de émbolos , la igualdad de las masas y la ubicación igual

de los centros de masas en las bielas , en el equilibrio estático y dinámico del cigüeñal.

El momento torsional de un motor Mtor se equilibra por el par de resistencia y el momento de

fuerzas tangenciales de inercia de las masas móviles reducidas al cigüeñal . Para cualquier

momento de tiempo

Mtor = Mres+J0dw/dt,

Donde Mres es el momento que toma en consideración la resistencia de la carga , de la fuerza

de fricción y los gastos de energía para poner en acción los mecanismos auxiliares, J0 es el

momento de inercia de las masa móviles , reducido al cigüeñal dw/dt es la aceleración angular

del cigüeñal.

El momento torsional varia interrumpidamente según el ángulo de giro del cigüeñal y depende

de la carga que tiene el motor. Para fines de comparación se determina el momento torsional

en el régimen de potencia máxima. La uniformidad del momento crece con el aumento del

numero de cilindros. La igualdad de los intervalos entre las carreras efectivas en diferentes

cilindros ejerce una influencia positiva sobre la uniformidad. Cuando se plantea el grado de

irregularidad , se encuentra el momento de inercia de la masa del volante ( en este caso toda

las masa concentrada en la llanta del volante) o con cierta aproximación . La masa del volante

ha de reducirse en primer lugar hasta el nivel , que asegura la uniformidad necesaria de

rotación en la marcha al raletin.

Sin embargo, en la practica la masa del volante se determina partiendo de las condiciones que

aseguran la puesta en marcha del grupo con la transmisión conectada. En este caso la masa del

volante resulta ser considerablemente mayor que la necesaria para obtener el grado de

uniformidad indicado.

40.describa las particularidades de diseño de los diesel.

Los motores Diesel tienen como principal particularidad, la carencia de carburador, puesto que

a la cámara de combustión no entra, una mezcla sino por el contrario la mezcla entre el aire y

combustible en este caso el diesel se realiza internamente en el motor, además este tipo de

motores por funcionar con diesel, el cual es auto inflamable no necesita de sistemas de

encendido inducido (bujías).

La relación que presentan los motores Diesel es significativamente mayor que en los motores

de encendido inducido, esto se debe a que estos motores deben alcanzar unas condiciones

que garanticen la auto inflamación del combustible.

El rango de revoluciones para los motores diesel es bastante amplio, para así asegurar en

todos los regimenes la mas completa combustión del combustible diesel con los mínimos

excesos de aire, a fin de evitar el aumento de peso del diesel, por esto los procesos de

inyección del combustible diesel de atomización, vaporización, del mezclado con el aire y de

combustión deben efectuarse en un tiempo muy corto (en el rango de las milésimas de

segundos).

Debe asegurarse una distribución uniforme del combustible por todo el volumen de la cámara

de combustión por lo tanto deben perfeccionarse los procesos de formación de la mezcla de lo

contrario resultaría en unas partes de la cámara de combustión muchísimo combustible el cual

no combustiona completamente, desmejorando la economía del combustible del diesel y en

otras partes de la cámara de combustión resulta poco combustible, el cual combustiona

completamente pero parte del aire no participa en la combustión y la presión media de los

gases en el cilindro no alcanza aquella magnitud que debería obtenerse dado el caso de

utilización completa del aire.

41. Describa las particularidades de diseño de los motores a carburador

Los motores Diesel tienen como principal particularidad, la carencia de carburador, puesto que

a la cámara de combustión no entra, una mezcla sino por el contrario la mezcla entre el aire y

combustible en este caso el diesel se realiza internamente en el motor, además este tipo de

motores por funcionar con diesel, el cual es auto inflamable no necesita de sistemas de

encendido inducido (bujías).

La relación que presentan los motores Diesel es significativamente mayor que en los motores

de encendido inducido, esto se debe a que estos motores deben alcanzar unas condiciones

que garanticen la auto inflamación del combustible.

El rango de revoluciones para los motores diesel es bastante amplio, para así asegurar en

todos los regimenes la mas completa combustión del combustible diesel con los mínimos

excesos de aire, a fin de evitar el aumento de peso del diesel, por esto los procesos de

inyección del combustible diesel de atomización, vaporización, del mezclado con el aire y de

combustión deben efectuarse en un tiempo muy corto (en el rango de las milésimas de

segundos).

Debe asegurarse una distribución uniforme del combustible por todo el volumen de la cámara

de combustión por lo tanto deben perfeccionarse los procesos de formación de la mezcla de lo

contrario resultaría en unas partes de la cámara de combustión muchísimo combustible el cual

no combustiona completamente, desmejorando la economía del combustible del diesel y en

otras partes de la cámara de combustión resulta poco combustible, el cual combustiona

completamente pero parte del aire no participa en la combustión y la presión media de los

gases en el cilindro no alcanza aquella magnitud que debería obtenerse dado el caso de

utilización completa del aire.

45. ¿CUÁLES SON LAS CONDICIONES DE TEMPERATURA DEL FUNCIONAMIENTO DE UN

MOTOR? EXPLIQUE LA NECESIDAD Y OBJETO DEL ENFRIAMIENTO, LAS CONSTRUCCIONES DE

LOS SISTEMAS DE ENFRIAMIENTO DE LOS MOTORES.

Debido al desprendimiento de gran cantidad de calor durante la combustión de combustible se

calientan fuertemente las piezas que conectan los gases calientes. El recalentamiento del

motor puede violar las condiciones normales de desarrollo del ciclo de trabajo, conducir a la

disminución del coeficiente de llenado, a la combustión detonante, al quemado del aceite y al

aumento de las pérdidas por fricción, y también al encendido por incandescencia

incontrolable. La extracción de calor por medio del aceite y su disipación natural mediante las

superficies del motor, no protegen el recalentamiento de las piezas más tensionadas en el

aspecto térmico. Hay que aclarar también que el sobreenfriamiento del motor es inadmisible,

pues puede provocar la disminución del rendimiento económico (eficiencia) debido al

aumento de las pérdidas por rozamiento y a la cesión de calor al líquido de enfriamiento, al

aumento de desgaste de los cilindros y a los émbolos, al aumento de la rigidez de

funcionamiento del motor. De tal manera el funcionamiento del motor es violado tanto con

recalentamiento, como con sobreenfriamiento. El sistema de enfriamiento debe asegurar el

grado más ventajoso de enfriamiento y la posibilidad de mantener el estado térmico del motor

en los límites admisibles.

Los sistemas de enfriamiento de los motores se construyen para refrigeración por aire, líquido

o vaporización.

Sistemas de enfriamiento líquido: Son los más utilizados y se emplean en los motores

modernos de barco, así como en los motores de transporte terrestre. El agua se utiliza para

transportar el calor; también se utiliza aceite y otros fluidos que ebullen a alta temperatura. De

acuerdo con la multiplicidad de utilización de portador de calor de los sistemas de calor se

dividen en:

Sistema de enfriamiento líquido de corriente: En este caso es necesario que la cantidad del

agua responda a determinados requisitos. En los depósitos naturales el agua contiene sales

disueltas, que se desprenden durante el calentamiento y forman incrustaciones en las

superficies enfriadas. La capa de incrustación dificulta sobremanera la disipación de calor, lo

que puede llevar al recalentamiento y a la destrucción. Además en el sistema acuoso corriente

de enfriamiento la temperatura del agua en la entrada del motor se determina por la

temperatura del medio circundante y, por consiguiente, varía en función de la estación del

año. Por ello los esquemas más sencillos de enfriamiento líquido corriente se conservaron solo

en los motores lentos de barco o estacionarios.

Sistema líquido de enfriamiento de circulación: En este sistema, una cantidad constante de

líquido de enfriamiento (agua, aceite) circula en un sistema cerrado. Después del

calentamiento en el motor el portador de calor se enfría en aparatos especiales y de nuevo se

envía a las piezas a enfriar. De acuerdo a la forma como se realiza la circulación, los sistemas

de enfriamiento se dividen en:

- Sistema de enfriamiento de termosifón: En este sistema se hace uso de la propiedad que

tiene el líquido refrigerante de ser más liviano que el frío, por la diferencia de densidades

y por lo tanto sube a la parte más alta del recipiente que lo contiene. En este sistema el

líquido no comienza a circular de inmediato cuando se pone en funcionamiento el motor,

por el contrario mientras la temperatura del motor está en un nivel bajo el líquido

permanece inmóvil; a medida que aumenta la temperatura del motor se inicia la

circulación del líquido. En este sistema la velocidad de evacuación del líquido es muy débil,

por ello este sistema de enfriamiento se usa en motores de pequeña potencia no

tensionados en el aspecto térmico.

- Sistema forzado de enfriamiento: Por medio de una bomba especial instalada en el ducto

interior (líquido frío) el líquido es impulsado hasta el motor. En este sistema además de las

bombas y los aparatos para el transporte del líquido entran también aparatos auxiliares e

instrumentos de control de medición como termómetros y manómetros para medir la

temperatura y la presión.

- Sistemas de enfriamiento aéreo: Se emplea principalmente en motores de avión, de

motocicleta, de algunos automóviles, así como en motores estacionarios de pequeña

potencia. En este sistema el calor directamente se transmite al aire que sopla, que baña

las paredes del cilindro y de la culata. La intensidad del enfriamiento aéreo depende de la

velocidad, de la densidad y de la temperatura del aire enfriador y también de las medidas

de la superficie de enfriamiento de las aletas de la culata y de la parte superior del

cilindro. Entre las fallas de este sistema hay que mencionar el elevado gasto de potencia

para el soplado de estas superficies de enfriamiento, enfriamiento no uniforme de los

cilindros en un motor multicilíndrico y también las dificultades de arranque del motor a

baja temperatura del aire circundante.

- Sistema de vaporizadores de enfriamiento: En este sistema el vapor se absorbe a

consecuencia de la vaporización del líquido que baña las piezas calientes, se emplea rara

vez (para el forzamiento de motores de gran potencia y para algunos motores

estacionarios de pequeña potencia).

51. Describa el objeto, la disposición, la conexión, y el funcionamiento de los radiadores de

aceite ¿Cómo se realiza la ventilación del Carter?

El objeto de los radiadores consiste en mantener la temperatura del aceite en los límites

requeridos al estar en funcionamiento el motor con gran carga y a una alta temperatura del

medio ambiente. Para que el motor funcione normalmente, la temperatura del aceite en el

sistema debe encontrarse dentro de los límites de 70 a 80 ºC. Si la temperatura excede de

90ºC, la calidad del aceite se empeora y por consecuencia se acelera el desgaste de las piezas

del motor al perder su optimo carácter viscoso, además aumenta el consumo de aceite; evitar

los fenómenos anteriormente descritos es la finalidad del radiador de aceite.

La disposición de los radiadores de aceite que se usan para enfriar el aceite de los motores

pueden ser de dos tipos, según el medio refrigerante, los cuales son por refrigeración por agua

y de refrigeración por aire. Los que más se han extendido son los radiadores de aceite por aire

que son seguros durante la explotación y refrigeran intensamente el aceite. Los radiadores se

hacen tubulares o tubulares laminares. Para evitar la rotura de sus tubos cuando el motor

funciona frío y cuando la temperatura del aire circundante baja, el radiador de aceite tiene una

válvula de derivación. Si la diferencia de presión es mayor de 0,12-0,2 MN/m2 (1,2-0,2 kgf/cm2

), la válvula se abre y el aceite corre sin pasar por el refrigerador.

Con respecto a la conexión los radiadores de aceite se colocan por lo general en el camino que

sigue el flujo de aire del sistema de refrigeración y el aceite que circula en aquel es enfriado

por la corriente contraria de aire. El conductor conecta y desconecta el radiador de aceite por

medio de un grifo o bien el radiador de aceite se conecta automáticamente con ayuda de una

válvula-termostato.

La ventilación del cárter es necesaria para expulsar el vapor de aceite y los gases que penetran

a través de las juntas no estancas de los segmentos de los émbolos. La ventilación del cárter se

efectúa con un dispositivo especial constituido por un sistema de tuberías que unen el espacio

del cárter, por un lado, con el medio ambiente a través de la boca de llenado de aceite, y por

otro lado con el carburador o con la tubería de admisión. En el lugar de succión se instala un

dispositivo para captar las gotitas de aceite del cárter. En la tubería de entrada se monta una

boca de llenado de aceite provista de fibra de aire.

Esquema de ventilación del cárter del motor GAZ-53.

1 tubuladura; 2 filtro de aire; 3 guarnición del filtro; 4 deflectores; 5 tubo de ventilación por

aspiración; 6 bandeja del cárter.

La ventilación del cárter del motor GAZ-53 de la figura se realiza por aspiración, abierta. Al

viajar el automóvil, se crea la depresión cerca del extremo del tubo de ventilación por

aspiración 5, que se encuentra en el nivel del fondo de la bandeja 6 del cárter. Esta depresión

se transmite al bloque-cárter originando la succión de los gases. El aire fresco llega a través de

la tabuladora 1 la cual sirve simultáneamente de boca de llenado del sistema de engrase. Para

evitar que vaya aspirado el polvo, la tubuladura se lleva al filtro de aire no desarmable provisto

de guarnición de caprón.

La dirección del movimiento del aire y de los gases se muestra por las flechas. En la tubuladura

y en el lugar en que los gases entran en el tubo de ventilación por aspiración están puestos los

deflectores que evitan que las salpicaduras del aceite se expulsen al motor.

52. ¿Para qué en el filtro se instala válvula de paso? ¿Cómo está construido el filtro de

purificación fina del aceite? ¿Para qué se emplea la purificación fina del aceite? ¿Adónde

ingresa el aceite que pasa a través del paquete de limpieza fina?

La eliminación rápida de todas las impurezas contenidas en el aceite no sólo permite rebajar el

desgaste abrasivo sino también detener efectivamente el proceso de envejecimiento del

mismo aceite. Por eso el motor se dota de filtros de depuración basta que eliminan del aceite

sólo las partículas más gruesas de impurezas mecánicas y sedimentos, y de depuradores

centrífugos y filtros de depuración fina que purifican el aceite eliminando partículas de

diferentes impurezas cuyo tamaño es de unas milésimas partes del milímetro.

En los filtros se instala válvula de paso para evitar que el suministro de aceite a la tubería

maestra cese en caso de quedar obstruido el elemento filtrante; dicha válvula está ubicada

entre los canales de entrada y salida (Fig. 5) del filtro. La válvula se coloca de tal forma que, si

se obstruye el filtro, el aceite pase a través de la válvula de paso al canal de salida del filtro; El

muelle de la válvula se regula para una presión de 0,08 a 0,12 MN/m2 (0,8 – 1,2 kgf/cm2).

El aceite suministrado al cuerpo del filtro, luego de pasar a través de las rendijas entre las

láminas y los separadores a través de los poros capilares del material filtrante del filtro de

depuración fina, pasa a través del tubo 15 a la bandeja del cárter; este hecho se considera un

defecto, ya que el aceite debería pasar a las superficies en rozamiento del motor.

56. ¿en qué sitio se mide la presión del aceite en la tubería principal del diesel? ¿Cuál debe

ser la temperatura del aceite en la salida del motor? ¿El tanque de aceite se puede llenar

completamente? ¿Porque antes del arranque del diesel es necesario bombear aceite? ¿Hasta

qué presión?

a) El aceite proveniente de la tubería maestra pasa, por el tubo 26 (figura 17) y por las canales

practicados en la pared del cárter de los piñones de distribución y en la brida de ajuste, a las

superficies en roce del casquillo del piñón intermedio de mando de la bomba de combustible y

a la parte cilíndrica de la brida de ajuste.

La presión y la temperatura del motor diesel se miden después del cuerpo de los filtros. Para

controlar la presión del aceite existente en la tubería maestra y la temperatura del mismo en el

cuerpo de los filtros, el tablero de instrumentos de control lleva el indicador de presión 11 y el

indicador a distancia de temperatura 10. La presión debe encontrarse dentro de los límites de

2,5 a 4,5 Kgf/cm2.

b) La temperatura normal del aceite presente en el motor Diesel debe encontrarse, al

funcionar este con régimen nominal, dentro de los límites de 80 a 90º C. Si la temperatura

excede los 90º C, la calidad del aceite se empeora y como consecuencia se acelera el desgaste

de las piezas del motor y aumenta el consumo de aceite. Para mantener la temperatura del

aceite en los límites requeridos, al funcionar el motor con gran carga y a una temperatura alta

del medio ambiente, en el sistema de engrase se emplean radiadores especiales (radiadores).

c) En el motor parado se verifica el nivel de aceite contenido en le cárter, la fijación de los

conjuntos y piezas del sistema de engrase y la falta de fugas de aceite.

El nivel de aceite en el cárter se mide con la varilla medidora pasados 15-20 min. Después de la

parada del motor. El nivel debe hallarse cercano al trazo (marca) superior de la varilla

medidora. No es conveniente llenar de aceite de modo que este supere el trazo superior para

no provocar la quemadura de los segmentos de pistón, la formación abundante de carbonilla

en las cámaras y en los fondos de los pistones, así como el aumento del consumo del aceite. Si

el nivel de aceite en el cárter no alcanza el trazo inferior, el trabajo del motor está prohibido,

ya que en este caso es posible la alteración del suministro de aceite en el sistema, alteración

que es acompañada de un desgaste intenso de las piezas en roce y de averías de los cojinetes

debido a su fusión.

d) Debe bombearse aceite en el arranque de los Diesel para asegurar la formación de la

película de aceite entre los pistones y la cámara de combustión para evitar el rozamiento entre

estos pues al apagarse este retorna al cárter quedando prácticamente estos elementos en

contacto directo sin la película que los separe.

e) A las revoluciones mínimas de la marche en vacío la presión del aceite, creada en el sistema,

no se tolera inferior a 0.8 Kgf/cm2. La válvula de reducción 3 deriva el aceite de la cavidad de

impulsión de la bomba de aceite a la bandeja del cárter al poseer el aceite una viscosidad

elevada (por ejemplo, al poner en marcha un motor Diesel frío). La válvula está ajustada para

una presión de 7-8 Kgf/cm2.

61. ¿Qué carburador se llama elemental y que composición de la mezcla carburante él

forma? ¿Qué se llama compensación de la mezcla carburante? Explique la característica de

los carburadores elemental y deseable.

El carburador elemental: ( Simple de flujo descendente), es el tipo de carburador más sencillo

que hay, está formado por:

1. El conducto de aire-emulsión, que a su vez está formado por un tubo de admisión de

aire, un difusor, cámara de mezcla y mariposa de estrangulación.

2. El conducto de combustible-emulsión, que consta de la cuba en la cual está el flotador

y la válvula cónica de cierre, calibre, tubo o canal y surtidor.

Es el más sencillo, puesto que no posee ningún otro dispositivo que asegure la composición de

la mezcla que se necesite a distinto regímenes de funcionamiento del motor. Este caso tiene

el problema de trabajar con mezclas ricas, es decir el coeficiente de exceso de aire disminuye

al aumentar la carga, la mezcla se enriquece paulatinamente.

La compensación de la mezcla es el método que se usa para crear una mezcla con la

composición necesaria para que el motor funcione en el intervalo de carga requerido.

Para corregir la característica del motor elemental se emplean los siguientes sistemas

compensadores: con frenado neumático de combustible, un calibre compensador, con

regulación del enrarecimiento en el difusor y con regulación de la sección de paso del calibre.

La característica del carburador elemental radica en la formación de la mezcla combustible

(En la dirección de la apertura de la mariposa de estrangulación y de carga) que se obtienen

mezclas deficientes para determinado funcionamiento. La característica del carburador

perfecto o deseable es que se entregue siempre la cantidad necesaria y suficiente de mezcla

y que su composición sea la optima para su funcionamiento en los distintos regímenes

(sistema compensado)

62. Que sistemas y porque es necesario agregarlos al carburador elemental para que el

satisfaga plenamente los requerimientos presentados a un carburador moderno?

El carburador es el dispositivo donde se prepara la mezcla carburante. El carburador que se

monta en un motor de automóvil debe garantizar la perfecta dosificación de la mezcla de

comestible para todos los regímenes de carga y velocidad y la estabilidad de esta dosificación

durante una larga explotación del automóvil.

Un carburador elemental comprende la cuba con el flotador, la aguja de cierre, el surtidor con

el pulverizador, el difusor, las mariposas del gas y de aire y la cámara de carburación. La cuba,

el flotador y la aguja de cierre se necesitan para mantener el nivel constante de combustible

contenido en el pulverizador.

Para que el carburador satisfaga con los requerimientos presentados a un carburador moderno

debe tener los siguientes dispositivos auxiliares:

1- circuito de marcha lenta (RALENTI).

Este es dispositivo para marcha en vació o con cargas pequeñas del motor.

Durante el funcionamiento del motor en vació o a cargas pequeñas la mariposa de gas está

cerrada casi por completo. Por eso la depresión y la velocidad de la corriente de aire en e

difusor son insuficientes para formar la mezcla carburante de la composición deseada. Al

mismo tiempo tras la mariposa del gas se crea una gran depresión. En estas condiciones se

puede conseguir que el motor funciones establemente ya que se asegura la preparación de la

mezcla carburante por el circuito de marcha lenta.

2- dispositivo dosificador principal.

Que asegura una composición empobrecida (económica) constante de la mezcla en una ancha

gamma de cargas medias. Existen de dos tipos:

* Dispositivo dosificador principal con variación de la depresión junto al surtidor de

combustible.

* Dispositivo dosificador principal con un surtidor adicional y la variación de la depresión en los

difusores.

3- dispositivo de arranque.

Al poner en marcha el motor el número de revoluciones del cigüeñal es pequeño. Po r eso la

depresión creada en la cámara de carburación es insuficiente y el circuito de marcha lenta y el

dispositivo dosificador principal no aseguren la obtención de una mezcla carburante

enriquecida deseada. En los carburadores modernos se usa una mariposa la cual se cierra,

instalada en la tubuladura de entrada, para elevar la depresión en la cámara de carburación

debido a lo cual la mezcla se enriquece a costa de una salida intensa del combustible a partir

de los pulverizadores del dispositivo dosificador principal y del circuito de marcha lenta.

4- economizar.

Este es un dispositivo que se utiliza para enriquecer la mezcla al trabajar el motor a grandes

cargas, suministrando una cantidad adicional de combustible a la cámara de carburación.

5- Bomba de aceleración.

Este es un dispositivo de enriquecimiento adicional de la mezcla al abrir bruscamente la

mariposa de gas. A veces esta bomba esta unida con el economizador.

66.Describa la construcción y el funcionamiento de la bomba de combustible de alta presión.

R/ Tiene la función de suministrar el combustible a presión a la rampa de inyección. La bomba

va atornillada a la carcasa del árbol de levas. Se trata de una bomba radial de 3 cilindros

accionada por el árbol de levas de admisión (5). Con los tres elementos de bomba decalados a

120° se mantienen reducidas las fluctuaciones de la presión en la rampa de inyección de

combustible.

Asume la función de establecer una presión de hasta 100 bares en el sistema de combustible

de alta presión.

Accionamiento

El eje de accionamiento de la bomba de combustible de alta presión es impulsado por el árbol

de levas de admisión.

En el eje de accionamiento hay una leva excéntrica, que soporta un anillo de leva. Al girar el

eje de accionamiento, la leva excéntrica con el anillo de leva establece los movimientos de

ascenso y descenso del émbolo de la bomba.

Durante el movimiento descendente se aspira el combustible del sistema de baja

presión.

Durante el movimiento ascendente se bombea el combustible hacia la rampa de

inyección.

Funcionamiento

El combustible pasa del sistema de baja hacia la bomba de alta presión. Allí recorre el émbolo

hueco de la bomba hacia la válvula de admisión.

Carrera aspirante : Durante el movimiento descendente del émbolo de la bomba

aumenta el volumen en su cilindro y la presión desciende. En cuanto la presión en el

émbolo hueco es superior a la del cilindro de la

bomba, la válvula de admisión abre y permite que el combustible refluya.

Carrera de bombeo : Con el comienzo del movimiento ascendente que efectúa el

émbolo de la bomba aumenta la presión en su cilindro y la válvula de admisión

cierra. Si la presión en el cilindro de la bomba es superior a la de la rampa de

inyección, la válvula de escape abre y el combustible es bombeado hacia la rampa de

inyección.

67. Describa la construcción y el funcionamiento de los inyectores de tipo cerrado.

El inyector es el dispositivo que permite el paso del combustible hacia la cámara de

combustión, debidamente pulverizado. Los motores Diesel de automóviles y tractores llevan

consigo el inyector de tipo cerrado en el cual la aguja de cierre se abre y se cierra bajo la

presión del combustible.

En el orifico central del pulverizador 18 entra con un juego muy pequeño (0.002 – 0.003 mm)

la aguja 17. El pulverizador y la aguja están fabricados en acero aleado y sometidos a

tratamiento térmico; estas piezas pasan por las operaciones de acabado y se seleccionan en

conjunto, y no se permite intercambiar las parejas.

El muelle 14 permite al cono de cierre 23 de la aguja 17ajustarse estrechamente a la superficie

cónica del asiento del pulverizador; en el extremo del pulverizador sale el extremo inferior de

la aguja llamado tetón el cual tiene un cono dirigido inversamente al de cierre 23.

En el orifico central del pulverizador 18 entra con un juego muy pequeño (0.002 – 0.003 mm)

la aguja 17. El pulverizador y la aguja están fabricados en acero aleado y sometidos a

tratamiento térmico; estas piezas pasan por las operaciones de acabado y se seleccionan en

conjunto, y no se permite intercambiar las parejas.

El muelle 14 permite al cono de cierre 23 de la aguja 17ajustarse estrechamente a la superficie

cónica del asiento del pulverizador; en el extremo del pulverizador sale el extremo inferior de

la aguja llamado tetón el cual tiene un cono dirigido inversamente al de cierre 23.

El combustible procedente de la bomba llega, a través de los canales 3 practicados en el

cuerpo, la ranura anular 21 y los canales 1 a la cavidad 19. Debido a que inicialmente la presión

del combustible no es capaz de levantar la aguja la presión crecerá. Cuando la presión es

suficiente para levantar la aguja el combustible pasará por la estreche rendija anular entre el

orificio de salida del pulverizador y el tetón 24 de la aguja. El cono inverso que lleva el tetón le

da la forma cónica al combustible pulverizado para que este se mezcle bien con el aire en la

cámara de combustión.

Cuando el combustible comienza a salir del inyector se presenta un alivio en la presión que

inicialmente elevó la aguja, a raíz de esto la aguja tenderá a bajar y cerrar nuevamente el paso

de combustible. Para evitar que la aguja suba y baje la presión debe subir brusca y

rápidamente, lo cual lo logramos mediante un perfil especial de la leva del árbol de la bomba

de combustible.

Casi instantáneamente cuando la bomba deja de mandar combustible la aguja debe cerrarse

bruscamente y no debe quedar gota alguna colgando pues desmejora el proceso de la

combustión.

Para el inyector tomado como ilustración el diámetro de la aguja del pulverizador es de 6 mm,

el diámetro del orificio de salida es de 2 mm, el ángulo del cono de difusión es de 5°; todas las

piezas del inyector están sujetas en el cuerpo de acero 15, su extremo inferior lleva enroscada

la tuerca 16 del pulverizador en la cual se coloca el pulverizador 18 con la aguja 17.

El tope del extremo superior de la aguja 17 apoya en el fondo del asiento del vástago 2 y el

muelle 14 apoya con su tope inferior en el platillo del vástago 2 y con su tope superior, en el

platillo del tornillo de regulación 12 que está enroscado en la tuerca 13 fija en la rosca del

cuerpo 15 del inyector. La contratuerca 11 evita que se desenrosque el tornillo de regulación.

La regulación del inyector, que se realiza mediante el apriete del muelle 14, se lleva a cabo por

el tornillo 12. La presión alcanzada en el momento que la aguja se levanta se encuentra entre

125 y 130 Kgf/cm2.

El combustible penetrado en el juego existente entre el pulverizador y la aguja se deriva, a

través del orificio 7 practicado en la tuerca 13, el perno hueco 9 y el tubo de vaciado 8, al filtro

de depuración fina o bien al depósito de combustible.

El inyector se sujeta a la culata de cilindros mediante dos espárragos que pasan a través de los

orificios de la brida del inyector. Para crear la empaquetadura deseada, bajo la tuerca 16 de

fijación del pulverizador se coloca la junta de cobre 20. Las tuercas de fijación se deben apretar

de manera uniforme.

68. describa el objeto, la construcción y el funcionamiento de los reguladores de

revoluciones del árbol cigüeñal.

En ciertas aplicaciones se necesita una velocidad constante del motor. Con el acelerador

ajustado, sin un regulador la carga será lo suficientemente elevada para hacer que el motor

pierda velocidad o demasiado ligera y entonces el motor ganará velocidad.

Si el motor empezara a perder velocidad debido a la carga, seguirá permitiéndola a causa de

las características de la bomba. Por el mismo motivo, si la velocidad del motor aumenta debido

a la falta de carga, si la velocidad del motor aumenta debido a la falta de carga, seguirá

aumentando con el funcionamiento del motor.

De lo anterior se deduce que el objeto del regulador de revoluciones es:

Evitar los excesos de velocidad o calados del motor.

Mantener la velocidad del motor relativamente constante para cualquier posición del

acelerador seleccionada, a pesar de las variaciones de carga.

En los reguladores mecánicos el aumento de la fuerza centrífuga con la velocidad de rotación

se utiliza para facilitar el control de regulación. Estos pueden ser: de velocidad constante, de

velocidad variable o de velocidad limitada.

Regulador sencillo de velocidad constante: Se instalan en motores que necesitan funcionar

a una velocidad establecida o constante. Sus aplicaciones incluyen motores que llevan un

alternador de potencia, bombas de agua, elevadores, etc.

El regulador sencillo de velocidad constante consta de dos contrapesos pivotantes, una

horquilla y un muelle de regulación. La fuerza del muelle actúa contra el brazo de la palanca de

los contrapesos, que son empujados hacia el eje. Cuando el eje gira, la fuerza centrífuga hace

que los contrapesos se desplacen hacia el exterior y el brazo de palanca empuja la camisa. De

este modo la camisa se equilibra entre la fuerza del muelle en un extremo y la fuerza ejercida

por los contrapesos en el otro. El mecanismo del regulador se conecta a la bomba mediante la

horquilla cuyos extremos de los brazos encajan en una ranura de la camisa y el otro se conecta

a la cremallera del control de la bomba de inyección. El regulador sencillo de velocidad

constante se muestra en la figura.

Regulador sencillo de velocidad variable: Como en el caso del regulador sencillo de velocidad

constante, el de velocidad variable lleva contrapesos pivotantes, camisas deslizante y

horquilla, pero utiliza un eje flotante de empuje de la cremallera de control, cuya posición se

determina con el mando del acelerador.

69. Describa la construcción (esquema) y el funcionamiento de la bomba de cebado de

combustible

Fig. Regulador sencillo de velocidad constante

Fig. Regulador sencillo de velocidad variable

En los diesel se emplea bomba de cebado de combustible de embolo, rotativas, de piñones o

de diafragma con accionamiento o transmisión mecánica desde el motor o con un

accionamiento eléctrico independiente.

Bomba de embolo: este tipo de bomba se instala en los equipos de autotractor. Se le instala

directamente en el motor o en el cuerpo de la bomba de alta presión. El accionamiento de la

bomba comúnmente se realiza desde una de la levas de las secciones de la bomba o con un

excéntrico instalado en el árbol de la bomba de combustible o en el árbol distribuidor del

motor

Bomba rotativa: se basa en el principio de desplazamiento positivo, en el cual la bomba posee

cámaras que crecen y decrecen generando una succión en el sitio donde la cámara crece y un

aumento e la presión en donde la cámara decrece obligando al combustible a salir de la bomba

con un aumento razonable de su presión

Esta bomba está formada por un bazo con mandrilado excéntrico. Dentro del bazo alrededor

de un eje que coincide con el eje de la superficie externa gira in rotor el cual posee cuatro

ranuras longitudinales del rotor están colocadas libremente las paletas que se apoyan en un

pasador flotante y en la superficie interna del mandrilado.

Bomba de piñones y de diafragma: al igual que las rotativas se basa en el principio de

desplazamiento positivo, en el cual la bomba posee cámaras que crecen y decrecen generando

una succión en el sitio donde la cámara crece y un aumento e la presión en donde la cámara

decrece obligando al combustible a salir de la bomba con un aumento razonable de su presión.

a) Describa los dispositivos de arranque de los motores. b) ¿Qué dispositivos de arranque se

prevén en los dieseles? c) ¿Qué conjuntos principales entran en el sistema de arranque

eléctrico?

El equipo eléctrico de los tractores y automóviles comprende los sistemas, que funcionan en

paralelo, cuyas características principales son el género de corriente, la tensión y la potencia.

Dentro de los sistemas se pueden destacar los elementos principales. Fuentes y consumidores

de energía eléctrica.

En calidad de fuentes de energía eléctrica se usan los generadores y baterías de acumuladores

que aseguran el funcionamiento normal de todos los consumidores en toda la gama de

regímenes del motor.

b) En los motores de carburador y de gas las corriente de alta tensión destinada para producir

la descarga por chispa se obtiene por dos procedimientos: por el sistema de encendido por

batería y por la magneto. El sistema de encendido por batería se aplica en los motores de

automóviles y el encendido por magneto, principalmente en los motores de arranque de los

Diéseles.

c) El sistema de encendido eléctrico por batería comprende los dispositivos siguientes: batería

de acumuladores BA y generador G con relé regulador RR; bobina de encendido, ruptor

distribuidor con reguladores centrífugo y vacuoaccionado del ángulo de avance del encendido

y corrector de octano; condensador, bujía de encendido, interruptor de encendido, cables de

baja y alta tensión, resistores antiparásitos 5 y 21.

El sistema de encendido eléctrico por magneto es un aparato magnetoeléctrico, cuyas partes

principales son: generador de corriente alterna de baja tensión, ruptor y transformador de

corriente de alta tensión con distribuidor.

72. ¿Qué puede provocar la humosidad del motor? ¿Por qué es perjudicial el

polvo del aire atmosférico y que métodos existen para purificarlo?

R/ Las posibles causas de la humosidad del motor son:

Mala combustión: Se puede dar por mala sincronización, mecanismo de

ignición defectuoso (en el caso de los motores a gasolina), agarrotamiento del

inyector (queda abierto todo el tiempo), por la mala calidad del combustible y

por ingreso de aire en el sistema de combustible.

Productos de la combustión incompleta. Los productos son:

Hidrocarburos no quemados: Parafinas, olefinas, materias arómaticas.

Hidrocarburos parcialmente quemados: aldehidos, cetonas, ácidos carbónicos,

monóxido de carbono.

Productos térmicos de craqueo y productos resultantes: Acetileno, etileno, hidrógeno,

hollín, hidrógenos de carbono policiclicos.

Productos secundarios de la combustión:

Del nitrógeno del aire: óxidos azoicos.

De los aditivos del combustible: Oxidos de plomo, haluros de plomo.

De las impurezas del combustible: óxidos de azufre.

Oxidantes:

Mediante la reacción secundaria fotoquímica se forman, bajo la acción de la luz solar y a partir

de los componentes de los gases de escape, los llamados oxidantes: peróxidos orgánicos,

ozono, nitratos de peroxiacilo.

El componente principal de los gases de diesel es el hollín (60%-80%). Eso es lo que produce la

humosidad; se ve cuando sale del tubo de escape.

Quema de aceite: El aceite entra a la cámara de combustión y se quema en

ésta. El lubricante puede entrar a través de guías de válvulas desgastadas, o

por la holgura entre el émbolo y el cilindro cuando los anillos están

desgastados o cristalizados.

Ingreso de agua a la cámara de combustión: Si el sello de la culata está

defectuoso, el agua que circula por el motor puede infiltrar a la cámara de

combustión y quemarse produciendo vapor.

El polvo del aire atmosférico y arenilla es perjudicial porque actúan como abrasivos que

propician el desgaste prematuro de los pistones (émbolos), anillos y pared de los cilindros; así

como también dañaran las guías de las válvulas. Cuando el motor trabaja en forma continua

con aire sin filtrar, el polvo llegará hasta el aceite lubricante y producirá daños en los cojinetes

y otras superficies lubricadas en el motor.

Los filtros de aire se instalan de modo que todo el aire se filtre antes de que entre al motor. Se

utilizan diversos tipos de filtros de aire. Pues tienen un elemento para retener el polvo cuando

el aire pasa a través de él; también sirven como silenciadores del ruido de admisión del aire.

El polvo del aire atmosférico es perjudicial en el motor, porque, produce una pasta abrasiva al

combinarse con el aceite; produciéndose así el desgaste del grupo de émbolo de los cilindros y

los cojinetes.

Los purificadores de aire limpian el aire que ingresa al carburador, a los tubos de admisión y a

los cilindros del motor, absorbiendo además el ruido de la admisión.

Los filtros de aire se pueden dividir en de inercia, filtrantes y combinados, que tienen dos

escalones de purificación (el primero de inercia y el segundo filtrante). Si para elevar la

eficiencia de la purificación se emplea baño líquido en el escalón de inercia o humedecimiento

de las superficies de los elementos filtrantes, los filtros se llaman húmedos; si no, se llaman

secos.

73.¿qué puede provocar el funcionamiento inesperado del motor “en desbocamiento”?

mencione las posibles fallas en el sistema de lubricación, en el sistema de enfriamiento, en el

sistema de alimentación. ¿cómo distinguir las causas de fallas del motor por el color de los

gases de escape?

a) El desbocamiento del motor ocurre cuando durante el funcionamiento del motor este

supera el número de revoluciones nominal, es decir supera el número de revoluciones

máximos bajo los cuales fue diseñado, situación que puede llevar al mal funcionamiento del

motor. En desbocamiento el motor se encuentra sobrerevolucionado y acelerado.

El número de revoluciones de embalamiento supera bastante el número de revoluciones

nominal cuando disminuye la carga y por consiguiente el coeficiente de llenado ηv crece un

poco.

Si el número de revoluciones se eleva a más de ηnom la potencia no aumenta, debido a la

disminución brusca de la presión efectiva media Pe, mientras que crecen la carga dinámica

sobre las piezas principales y su desgaste. Por esto un motor cargado no se debe explotar con

un número de revoluciones mayor que el nominal, siendo intolerable hacerlo con el de

embalamiento (desbocamiento). Para excluir la posibilidad del paso del régimen de

embalamiento y facilitar la conducción del automóvil cuando el motor funciona con el régimen

nominal se instala un limitador, es decir, un regulador del número máximo de revoluciones,

que cuando disminuye la carga del motor cierra automáticamente la mariposa de gases.

Cuando se monta este limitador, si disminuye la carga del motor, el número de revoluciones

pasa un poco de ηnom, alcanzando ηxxmáx.

En sí el número de revoluciones con el cual P i=Pm es el máximo para el motor recibe el nombre

de revoluciones de embalamiento ηemb.

Pe = Pi-Pm

Es evidente que si η= ηemb, Pe = 0.

b) Las posibles fallas en el sistema de lubricación pueden ser por ejemplo:

- Que la tubería de suministro de aceite o el filtro estén parcialmente obstruidos.

- Consumo excesivo de aceite el cual se reflejado en la salida excesiva de humo por el escape.

- Nivel de aceite en el motor demasiado bajo.

- Utilización de un aceite de baja calidad o grado menor.

- Fuga externa del aceite del motor.

- Bomba de aceite defectuosa o válvula de descarga atorada.

- Caudal incorrecto de la bomba de aceite.

- Presión excesiva del aceite.

Las posibles fallas en que el sistema de enfriamiento puede incurrir son:

- Nivel del sistema de refrigeración demasiado bajo.

- Radiador o sistemas de refrigeración sucios o parcialmente atascados.

- Bloqueo o restricción debido a la formación de hielo.

- La correa del ventilador patina, o se ha acoplado a un ventilador inadecuado.

- Caudal incorrecto en la bomba de alimentación.

- termostato bloqueado en posición de cerrado.

- Endurecimiento del agua.

Posibles fallas en el sistema de alimentación pueden ser por:

- El interruptor de parada está en la posición de no suministro.

- Insuficiente combustible en el depósito.

- Ingreso del aire en el sistema.

- Filtros de combustible colmados.

- tubos de suministro atascados.

- Bomba de inyección deficiente que no suministre combustible a los inyectores.

- El tubo de suministro de combustible están obstruidos.

- La bomba de extracción del combustible no funciona.

- El orificio de ventilación del depósito de combustible está obstruido.

c) Normalmente, cuando la gente ve a un camión urbano lanzando una nube de humo negro

por el escape, dice que está contaminando. En parte tienen razón, pero lo que quiero recordar

en este momento, es que a pesar de que no veamos humo o gases de un color específico, por

el escape están saliendo diversos gases "invisibles" constantemente, ósea, que no los podemos

ver. El hecho de encontrar un determinado color en el humo nos indica alguna anomalía, pero

hay que tener cuidado en lo referente al humo blanco, porque hay muchas personas que

malinterpretan su significado.

Básicamente, vamos a encontrar tres diferentes colores de gases: el negro, el azul y el blanco.

El humo negro nos está indicando un exceso de combustible, bien sea de gasolina o de Diesel

en el caso de los camiones.

El humo azul que sale por los tubos de escape nos está indicando que el aceite lubricante está

llegando hasta las cámaras de combustión. No solamente el aceite del motor puede ser el

causante de esta anomalía. Algunos componentes de las transmisiones automáticas o cajas

automáticas van conectados al vacío (succión) del motor de la misma manera que se conectan

los boosteres de los frenos. En un caso anormal, el motor puede llegar a aspirar aceite de la

caja automática y al entrar por el múltiple de admisión puede pasar hasta las cámaras de

combustión.

Dejando esta situación a un lado, diremos que las principales causas que permiten el paso del

aceite a las cámaras de combustión pueden ser: una tolerancia excesiva entre las guías de

válvulas y los vástagos de las válvulas, unos sellos de válvula en mal estado, los anillos de los

pistones, desgaste general del motor y posiblemente, cuando hay exceso de aceite en el cárter

por haberlo llenado de manera exagerada.

El humo blanco es simple y sencillamente vapor de agua. Prácticamente todos los coches del

mundo lo emiten en mayor o en menor grado, dependiendo de muchas condiciones como

pueden ser la temperatura ambiente, la cantidad de agua que pueda encontrarse en el sistema

de escape y el hecho de que el coche "duerma" a la intemperie o bajo techo. Normalmente, lo

podemos ver cuando se arranca el coche por primera vezpor la mañana y especialmente

cuando la temperatura esta fría. El humo, al hacer contacto con un piso de mosaico, deja una

pequeña capa sobre éste.

El problema de que un coche no deje de emitir humo blanco se debe a que está llegando a

penetrar agua en las cámaras de combustión. Esto puede deberse a una empaquetadura o

"junta" de cabeza en mal estado o a alguna fractura o fisura bien sea en el monoblock o en la

cabeza. Algunas veces, cuando el motor está frío no sale humo blanco, pero a medida de que

va alcanzando temperatura empieza a salir. Esto nos indica que la grieta o fractura se "abre" al

dilatarse el metal de la pieza afectada debido al calentamiento y permite entonces el paso del

agua a las cámaras de combustión.

74. con qué está limitada la máxima alimentación del combustible? explique el objeto del

regulador de revoluciones del motor. ¿cómo la cremallera de la bomba de combustible está

ligada con el regulador? explique cómo funciona el regulador de revoluciones del motor.

La máxima alimentación del combustible está limitada por el regulador de revoluciones. El

limitador de revoluciones del motor tiene por objeto:

Evitar los excesos de aumento y disminución de la velocidad.

Mantener la velocidad del motor relativamente constante para cualquier posición del

acelerador seleccionada, a pesar de las variaciones de carga.

La cremallera de la bomba de combustible está ligada con el regulador de la siguiente manera:

la fuerza del muelle (fig. 15) actúa sobre el brazo de la palanca de los contrapesos, que son

empujados hacia el eje. Cuando el eje gira, la fuerza centrífuga hace que los contrapesos se

desplacen hacia el exterior y el brazo de la palanca empuja la camisa. De este modo, la camisa

se equilibra entre la fuerza del muelle en un extremo y la fuerza ejercida por los contrapesos

en el otro. El mecanismo del regulador se conecta a la bomba mediante la horquilla cuyos

extremos de los brazos encajan en una ranura de la camisa y el otro se conecta a la cremallera

de control de la bomba de inyección.

Los reguladores mecánicos funcionan debido al principio del aumento de la fuerza centrífuga

con la velocidad de rotación, esta se utiliza para facilitar el control de regulación. Los

reguladores mecánicos pueden ser de varios tipos, los principales son:

Regulador mecánico de velocidad constante

Regulador de velocidad de velocidad variable.

75 ¿porque el regulador se llama de regimenes múltiples? ¿como se efectúa la pulverización

del combustible por el inyector? ¿de que pueden obstruirse los orificios pulverizadores?

¿Que ocurre con los inyectores en un funcionamiento prolongado del motor a pequeñas

revoluciones de marcha en vació?

Un regulador se llama de regímenes múltiples (universal) porque este empezara a actuar

sobre la mariposa del gas o la cremallera de la bomba de combustible a cualquiera que sea el

numero de revoluciones del cigüeñal; o sea, de las revoluciones mínimas a las revoluciones

máximas.

De este modo el regulador con cada nuevo ajuste de la palanca, mantendrá automáticamente

casi constante el número de revoluciones del cigüeñal prefijado por el conductor, permitiendo

el cambio de este número solo dentro de los límites pequeños. La presencia de un regulador

de regimenes múltiples en el motor permite:

1- mejorar las condiciones de conducción del tractor con las maquinas adjuntas, ya que

se puede fácil y rápidamente variar el régimen de velocidad y l a potencia del motor.

2- Aumentar el rendimiento del tractor con maquinas adjuntas merced a la Reducción

del tiempo de improductivo originando por el cambio de velocidades al efectuar la

maniobra.

3- Mantener de modo mejor el buen estado del tractor con maquinas adjuntas,

efectuando a pequeña velocidad los virajes, superaron de obstáculos y acercamientos

del tractor a las maquinas agrícolas y remolques.

4- Reducir el consumo del combustible al trabajar el tractor a una carga no plena.

Para la pulverización del combustible se utilizan los inyectores de tipo cerrado, inyector cuya

cavidad interior en el periodo comprendido entre las inyecciones del combustibles esta

separada de la cámara de combustión por medio de una aguja de cierre especial (17) cargada

por un muelle fuerte (14) esta aguja de cierre se abre bajo la presión del combustibles

(inyector con mando hidráulico de la aguja).

En el orificio central del pulverizador (18) entra con un juego muy pequeño (0.002-0.003mm)

la aguja (17). El pulverizador y la aguja se fabrican de acero aleado y se someten al

tratamiento térmico. Bajo la acción del muelle (14) el cono de cierre (23) de la aguja (23) de la

aguja (17) se ajusta estrechamente a la superficie cónica del asiento pulverizador. Del orificio

practicado en el tope del pulverizador sale del extremo inferior de la aguja; o sea, el teton (24)

que tiene un cono dirigido inversamente al de cierre (23) el inyector cuya aguja termina en

un teton se llama en un tetón.

El combustible procedente de la bomba llega, a través de los canales practicados en el

cuerpo, la ranura anular y los canales a la cavidad a la (19). Puesto que el orificio del

pulverizador esta cerrado por la aguja apretada al asiento mediante muelle. La presión creada

en la cavidad crecerá y se transmitirá a la superficie cónica de la aguja.

Cuando la presión del combustible ejercida en la aguja supera la del muelle, la guja se

desplaza hacia arriba y abre el combustible el acceso a la cámara de combustión a través de

una estrecha rendija anular practicada entre el orificio de salida del pulverizador y el tetón de

la aguja. Pasando bajo gran presión a través de la rendija, el combustible desarrolla una alta

velocidad y se pulveriza formando pequeñas partículas. El chorro de combustible pulverizado

adquiere la forma de cono lo que asegura que el combustible se mezcle bien con aire en la

cámara de combustión.

Tan pronto como la bomba deje de suministrar el combustible al inyector la presión creada en

la cavidad bajara y accionada por el muelle la aguja se apretara con el cono contra el asiento y

cerrara el orificio de salida del pulverizador. El cese de la alimentación de combustible debe ser

brusco.

Los orificios del pulverizador. Presentes en el inyector se obstruyen de deposiciones resinosas,

esto debido a que se presenta una pulverización mala y fugas de combustible, a veces en el

tope del pulverizador se ven huellas de herrumbre lo que indica la presencia del agua en el

cilindro del motor.

Si el motor trabaja a regimenes de marcha en vació la calidad de la pulverización del

combustible empeora considerablemente. Esto se debe a que la presión de inyección no

alcanza la requerida (1200-1500 Bar) y a 2000RPM y a pleno suministro de combustible.

81. ¿Qué caracteriza el número de octano del combustible?

es una medida de la calidad y capacidad antidetonante de las gasolinas para evitar las

detonaciones y explosiones en las máquinas de combustión interna, de tal manera que se

libere o se produzca la máxima cantidad de energía útil.

¿Cómo se determina?

Para determinar la calidad antidetonante de una gasolina, se efectúan corridas de prueba en

un motor, de donde se obtienen dos parámetros diferentes:

El Research Octane Number (Número de Octano de Investigación) que se representa

como RON o simplemente R y que se determina efectuando una velocidad de 600

revoluciones por minuto (rpm) y a una temperatura de entrada de aire de 125°F

(51.7°C)

El Motor Octane Number (Número de Octano del Motor) que se representa como

MON o simplemente M y se obtiene mediante una corrida de prueba en una máquina

operada a una velocidad de 900 revoluciones por minuto y con una temperatura de

entrada de aire de 300°F (149°C). Para propósitos de comercialización y distribución de

las gasolinas, los productores determinan el octanaje comercial, como el promedio de

los números de octano de investigación (RON) y el octano del motor (MON), de la

siguiente forma:

Número de octano comercial = RON + MON = R + M

2 2

Un término que indica numericamente el valor antidetonante de la gasolina. Para los números

de octano 100 o menores, se basa sobre una comparación con el isooctano de los

combustibles de la referencia (número de octano 100) y el n-heptano (0 números de octano).

El número de octano de un combustible desconocido es el porcentaje por volumen del

isooctano con el n-heptano que empareja el combustible desconocido en tendencias

antidetonantes bajo sistema especificado de condiciones. Sobre 100, el número de octano de

un combustible se basa en el grado del motor, en términos de mililitros de tetraetilo en el

isooctano que empareja el del combustible desconocido.

82. Ciclos de los motores de combustión interna. Tipos de motor que funcionan de acuerdo

con cada uno de estos ciclos.

Motor convencional del tipo Otto

El motor convencional del tipo Otto es de cuatro tiempos. La eficiencia de los motores Otto

modernos se ve limitada por varios factores, entre otros la pérdida de energía por la fricción y

la refrigeración.

En general, la eficiencia de un motor de este tipo depende del grado de compresión. Esta

proporción suele ser de 8 a 1 o 10 a 1 en la mayoría de los motores Otto modernos. Se pueden

utilizar proporciones mayores, como de 12 a 1, aumentando así la eficiencia del motor, pero

este diseño requiere la utilización de combustibles de alto índice de octano. La eficiencia

media de un buen motor Otto es de un 20 a un 25%: sólo la cuarta parte de la energía

calorífica se transforma en energía mecánica.

Motores diésel

En teoría, el ciclo diésel difiere del ciclo Otto en que la combustión tiene lugar en este último a

volumen constante en lugar de producirse a una presión constante. La mayoría de los motores

diésel tienen también cuatro tiempos, si bien las fases son diferentes de las de los motores de

gasolina. En la primera fase se absorbe aire hacia la cámara de combustión. En la segunda fase,

la fase de compresión, el aire se comprime a una fracción de su volumen original, lo cual hace

que se caliente hasta unos 440 ºC. Al final de la fase de compresión se inyecta el combustible

vaporizado dentro de la cámara de combustión, produciéndose el encendido a causa de la alta

temperatura del aire. En la tercera fase, la fase de potencia, la combustión empuja el pistón

hacia atrás, trasmitiendo la energía al cigüeñal. La cuarta fase es, al igual que en los motores

Otto, la fase de expulsión.Algunos motores diésel utilizan un sistema auxiliar de ignición para

encender el combustible para arrancar el motor y mientras alcanza la temperatura

adecuada.La eficiencia de los motores diésel depende, en general, de los mismos factores que

los motores Otto, y es mayor que en los motores de gasolina, llegando a superar el 40%. Este

valor se logra con un grado de compresión de 14 a 1, siendo necesaria una mayor robustez, y

los motores diésel son, por lo general, más pesados que los motores Otto. Esta desventaja se

compensa con una mayor eficiencia y el hecho de utilizar combustibles más baratos.

Los motores diésel suelen ser motores lentos con velocidades de cigüeñal de 100 a 750

revoluciones por minuto (rpm o r/min), mientras que los motores Otto trabajan de 2.500 a

5.000 rpm. No obstante, en la actualidad, algunos tipos de motores diésel trabajan a

velocidades similares que los motores de gasolina, pero por lo general con mayores cilindradas

debido al bajo rendimiento del gas oil respecto a la gasolina.

Motor de dos tiempos

Con un diseño adecuado puede conseguirse que un motor Otto o diésel funcione a dos

tiempos, con un tiempo de potencia cada dos fases en lugar de cada cuatro fases. La eficiencia

de este tipo de motores es menor que la de los motores de cuatro tiempos, pero al necesitar

sólo dos tiempos para realizar un ciclo completo, producen más potencia que un motor cuatro

tiempos del mismo tamaño.

El principio general del motor de dos tiempos es la reducción de la duración de los periodos de

absorción de combustible y de expulsión de gases a una parte mínima de uno de los tiempos,

en lugar de que cada operación requiera un tiempo completo. El diseño más simple de motor

de dos tiempos utiliza, en lugar de válvulas de cabezal, las válvulas deslizantes u orificios (que

quedan expuestos al desplazarse el pistón hacia atrás). En los motores de dos tiempos la

mezcla de combustible y aire entra en el cilindro a través del orificio de aspiración cuando el

pistón está en la posición más alejada del cabezal del cilindro. La primera fase es la

compresión, en la que se enciende la carga de mezcla cuando el pistón llega al final de la fase.

A continuación, el pistón se desplaza hacia atrás en la fase de explosión, abriendo el orificio de

expulsión y permitiendo que los gases salgan de la cámara.

Motor Wankel

En la década de 1950, el ingeniero alemán Félix Wankel completó el desarrollo de un motor de

combustión interna con un diseño revolucionario, actualmente conocido como Motor Wankel.

Utiliza un rotor triangular-lobular dentro de una cámara ovalada, en lugar de un pistón y un

cilindro.La mezcla de combustible y aire es absorbida a través de un orificio de aspiración y

queda atrapada entre una de las caras del rotor y la pared de la cámara. La rotación del rotor

comprime la mezcla, que se enciende con una bujía. Los gases se expulsan a través de un

orificio de expulsión con el movimiento del rotor. El ciclo tiene lugar una vez en cada una de las

caras del rotor, produciendo tres fases de potencia en cada giro.

El motor de Wankel es compacto y ligero en comparación con los motores de pistones, por lo

que ganó importancia durante la crisis del petróleo en las décadas de 1970 y 1980. Además,

funciona casi sin vibraciones y su sencillez mecánica permite una fabricación barata. No

requiere mucha refrigeración, y su centro de gravedad bajo aumenta la seguridad en la

conducción. No obstante salvo algunos ejemplos prácticos como algunos vehículos Mazda, ha

tenido problemas de durabilidad.

Motor de carga estratificada

Una variante del motor de encendido con bujías es el motor de carga estratificada, diseñado

para reducir las emisiones sin necesidad de un sistema de recirculación de los gases

resultantes de la combustión y sin utilizar un catalizador. La clave de este diseño es una

cámara de combustión doble dentro de cada cilindro, con una antecámara que contiene una

mezcla rica de combustible y aire mientras la cámara principal contiene una mezcla pobre. La

bujía enciende la mezcla rica, que a su vez enciende la de la cámara principal. La temperatura

máxima que se alcanza es suficiente como para impedir la formación de óxidos de nitrógeno,

mientras que la temperatura media es la suficiente para limitar las emisiones de monóxido de

carbono e hidrocarburos.

83. detonación. su influencia en el funcionamiento del motor.

Es sumamente conveniente y deseable aumentar la relación de compresión del motor hasta

determinado límite, definido por la clase de gasolina empleada.

Sin embargo, al superarse la relación de compresión admisible para una clase dada de

gasolina, varía el desarrollo del proceso de combustión, adquiriendo un carácter más o menos

explosivo. En estos casos después de que aparece la chispa comienza el proceso de

combustión, que se difunde con velocidades corrientes para la combustión normal,

determinadas por el traslado y la difusión del calor. La elevación de las temperaturas de la

mezcla combustionada provoca el crecimiento de su presión y el aumento del volumen. En una

parte de la mezcla carburante, que suele ser la más alejada de la fuente de inflamación, a

consecuencia de la termotransferencia y de la compresión de esa parte de la mezcla por la

mezcla que ha ardido, la presión y la temperatura crecen, y la preparación química de esta

parte de la mezcla para la combustión termina antes de que a ella alcance a llegar el frente de

flama. Esta parte de la mezcla se autoinflama y prácticamente arde instantáneamente, sus

temperaturas y presiones crecen muy bruscamente, superando las temperaturas y presiones

medias de toda la masa de gases que se hallan en la cámara de combustión.

La presión instantáneamente creciente de una pequeña parte dela mezcla no alcanza a

igualarse, a nivelarse, y en la cámara de combustión se forman ondas de choque, que se

mueven con velocidades supersónicas y que provocan el movimiento oscilatorio de toda la

masa de productos de la combustión recluidos en la cámara.

Tal proceso de combustión con autoinflamación instantánea incontrolable, que lleva

aparejados un crecimiento local brusco de las temperaturas y presiones y formación de ondas

de choque, se llama combustión detonante o detonación.

b) La detonación trae consigo algunos síntomas que se manifiestan externamente tales como:

Humosidad de los gases de escape; como consecuencia de la acentuada disociación de la

combustión y el aflujo de calor en el proceso de expansión provocados por la elevación local

instantánea de la temperatura.

Chamusqueamiento de los fondos y bordes de los cilindros y destrucción de los cojinetes;

producto de la detonación fuerte y prolongada.

Disminución de los indicadores de economía (eficiencia) y de potencia del motor por la

elevación de las temperaturas de las paredes de la culata de cilindro, del émbolo y del plato de

la válvula de escape, lo que produce la disminución del llenado de los cilindros.

d) La aparición de la combustión detonante principalmente es resultado de la clase de gasolina

incorrectamente seleccionada para el motor de carburador con determinada relación de

compresión. Sin embargo además de esto, en la aparición y la intensidad de combustión

detonante ejerce también influencia una serie de otros factores tales como:

Clase de gasolina (valor octánico)

Construcción de la cámara de combustión

Diámetro del cilindro del motor

Composición de la mezcla carburante

Número de revoluciones del árbol cigüeñal y carga del motor

Formación de carbonilla en la culata del bloque y en el émbolo

Adelanto del encendido

Temperatura del agua de enfriamiento y de la mezcla carburante

Algunos factores acentúan la capacidad antidetonante del combustible; como es el adicionar

antidetonantes para elevar el índice de octano de la gasolina. Antidetonante se llama a las

sustancias que no son combustibles y se añaden a las gasolinas en muy pequeñas cantidades

(fracciones porcentuales) para elevar sus cualidades antidetonantes. Algunos de estos

antidetonantes son el tetraetilo de plomo (TEP) Pb (C2H5)4 y el ciclopentadienil tracarbonilo de

manganeso (CTM) MnC5H5 (CO)3

84. ¿qué procesos ocurren con el fluido motor durante el funcionamiento del motor?

El conjunto de procesos que se realizan en los cilindros en determinadas secuencias se

conocen como ciclo de trabajo, el cual lleva el siguiente orden:

El combustible y el aire en determinadas proporciones se mezclan bien fuera del cilindro

formando la mezcla carburante, la cual entra al cilindro (admisión), después de lo cual se

somete a compresión. La compresión de la mezcla es necesaria para aumentar el trabajo

durante el ciclo, ya que, durante ella se amplían los límites de temperatura y presión en los

cuales transcurre el ciclo. La compresión previa crea también mejores condiciones para la

combustión.

Durante la admisión compresión en el cilindro se realiza un mezclado complementario. La

mezcla carburante se inflama por la acción de una chispa eléctrica de alta tensión debida a lo

cual se da una rápida combustión de la mezcla, se leva bruscamente la temperatura y la

presión en el cilindro, produciéndose el desplazamiento del pistón en el cilindro. Luego,

durante el proceso de expansión, los gases a alta temperatura producen trabajo útil. La

presión y la temperatura de los gases durante este proceso descienden. Después de esto sigue

el proceso de limpieza del cilindro de los productos de la combustión (escape), y se repite el

ciclo de trabajo.

Este tipo de formación de mezcla es característico de los motores de carburador.

En el caso de los motores Diesel, el cilindro se llena inicialmente sólo de aire, el cual se

comprime durante lo cual, al cilindro a través de un inyector bajo elevada presión se inyecta

combustible. Durante lo cual, se atomiza el combustible finamente y se mezcla con el aire

comprimido; las partículas de combustible contactando con el aire caliente se vaporizan

formando una mezcla con el aire. La autoinflamación de la mezcla se realiza a resultas de la

elevada compresión del aire.

Los procedimientos posteriores se realizan de la misa manera que en los motores de

carburador.

89. ¿De que componente se forma el balance térmico de un motor de combustión interna?

El calor que se desprende durante la combustión del combustible no puede ser

completamente transformado en trabajo útil, pues incluso en el motor teórico parte del calor

introducido inevitablemente debe ser cedida a la fuente fría. En el motor real la perdida es

mayor en comparación con el motor teórico. Por eso el aumento de la economía ( eficiencia )

del motor real es posible solo a costa de la Reducción de las perdidas, y para ello es necesario

establecer en que se gasta el calor que no se ha convertido en trabajo útil, es decir determinar

el balance térmico del motor.

Calor de combustible. El calor Qc que puede desprenderse durante la combustión completa del

combustible. Gch = gasto de mayor , ha = poder calorífico

Qc = Gch . ha

Calor convertido en trabajo útil Ge. El calor transformado en trabajo puede ser determinado

por medio del equivalente térmico de 1CV.h , equivalente a 632 Kcal. por medio de la potencia

del motor Ge .

Ge = 632. Ne Kcal./h

Calor transmitido a las paredes .

Calor arrastrado con los gases de escape .

Calor perdido a consecuencia de la imperfección química de la combustión.

Otras perdidas del motor.

91. Describa el sistema de suministro de combustible en los diesel

El sistema de combustible del Diesel debe conservar una reserva de combustible necesaria

para el funcionamiento del Diesel durante un intervalo de tiempo dado. Se realizar la limpieza

del combustible de las impurezas mecánicas y del agua para asegurar una dosificación

uniforme del combustible en dependencia del régimen de funcionamiento dado, su

distribución por los cilindros y el suministro oportuno a ellos en los momentos establecidos del

ciclo de trabajo en correspondencia con el orden de funcionamiento del motor. La elevada

presión, necesaria para la inyección del combustible al cilindro en el intervalo de tiempo dado,

para la pulverización y distribución del combustible por el volumen de la cámara de

combustión, se crea por medio de las bombas de alta presión.

Existen dos tipos principales de sistemas de alimentación de combustible para motores Diesel:

los sistemas con inyección por bomba y los sistemas acumuladores. El suministro de

combustible al cilindro se realiza por medio de conjuntos y dispositivos que se unen bajo la

denominación común de “equipo de alimentación de combustible”.

Sistemas de inyección de combustible por bomba.

La bomba de cebado de combustible succiona el combustible del tanque a través del receptor

de combustible y del filtro de limpieza basta y lo envía a través del filtro de limpieza fina a la

bomba de combustible de alta presión. Al elevarse la presión antes del filtro de limpieza fina

por encima de lo establecido, el combustible de exceso se deriva al tanque de combustible a

través de la válvula de paso y del tubo de evacuación. Si la presión en el canal de alimentación

de la bomba de combustible llega a ser mayor que la admisible, el combustible de exceso se

evacua al tanque a través de la válvula. La presión del combustible se revisa por medio del

manómetro.

La bomba de combustible envía el combustible por los conductos de alta presión a los

inyectores. El combustible inyectado a través de los inyectores se pulveriza en las cámaras de

combustión. El combustible que se infiltra a través de las holguras en los cuerpos de los

pulverizadores de los inyectores y en las secciones de la bomba de alta presión, por unos tubos

se lleva al tanque de combustible.

Para expulsar del sistema de combustible el aire que se desprende del combustible y para

eliminar los tapones de aire, se tienen los tapones roscados en el cuerpo de la bomba de

combustible de alta presión, en los filtros de limpieza fina y en los inyectores.

Durante paradas prolongadas del Diesel el combustible fluye de las tuberías a través de las

estanqueidades, y para llenar el sistema de combustible antes del arranque del Diesel

paralelamente a la bomba de cebado de combustible 18 se instala la bomba de cebado de

combustible con accionamiento manual o eléctrico independiente. Esta bomba se desconecta

después de que se llena el sistema con combustible por medio del grifo de tapón 16. En

algunos sistemas la bomba de cebado de combustible con accionamiento eléctrico

independiente sirve al sistema tanto antes del arranque como durante el funcionamiento del

motor.

El sistema de alimentación con acumulador es realmente una modificación importante del

sistema con inyección por bomba convencional con una serie de artefactos que se encarga

realizan un mejor control de la inyección en los aspectos de presión y cantidad de combustible

inyectado.

95. DESCRIBA EL SISTEMA DE ALIMENTACIÓN DE LOS MOTORES DE CARBURADOR.

En los sistemas de alimentación del motor de carburador entran los dispositivos para

alimentarlo con aire (filtro de aire, los ductos de aire) y el sistema de combustible.

Los filtros de aire que se emplean en los motores se pueden dividir en : de inercia, filtrantes,

combinados que tienen dos escalones de purificación: primero, de inercia y el segundo,

filtrante. Si para elevar la eficiencia de la purificación se emplea baño liquido en el escalón de

inercia o humedeciendo de la superficie de los elementos filtrantes, los filtros se llaman

húmedos; si no se emplea liquido se llama secos. En la siguiente figura se muestra el esquema

de un filtro de aire de un motor de carburador de automóvil. El aire de debajo del espacio del

capot del automóvil o de fuera ingresa al filtro por arriba a través del embudo o garganta 5 . en

la sección de paso 3 el movimiento de la corriente de aire se acelera. Pasando sobre el aceite

vertido sobre el reservorio 2, la corriente de aire gira bruscamente y se dirige a la cavidad con

empaque de caprolactamo 4. Las partículas pesadas de polvo , no alcanzan a cambiar de

dirección del movimiento , caen en el aceite y se retienen en el. Las participas mas pequeñas

se filtran en el empaque de caprolactamo. El aire limpio por el tubo 1 se dirige al carburador.

El sistema de combustible del motor de carburador suele componerse del deposito de

combustible, de la bomba de combustible, de uno o dos filtros, de los ductos de combustible y

del carburador. En el caso de que el deposito de combustible este ubicado muy por encima del

carburador, no se necesita bomba de combustible. La bomba de combustible se emplea en el

sistema de suministro forzado de combustible.

En la inmensa mayoría de los motores de carburador se emplea bomba de diafragma de

combustible. El diafragma de la bomba se pone en movimiento por medio de un balancín 6 y

el vástago 21 desde la excéntrica instalada en el árbol de distribución del motor. Al moverse el

diafragma hacia abajo el combustible a través de la válvula de admisión se cierra, y el

combustible a través de la válvula de salida 13 se dirige hacia el carburador. El balancín 6

puede desplazar el diafragma solo hacia abajo. Hacia arriba el diafragma es desplazado por la

acción de un resorte 11; este desplazamiento, y por consiguiente también la carrera de

inyección se determinan por la presión de inyección, es decir depende del gasto de

combustible en el carburador. Para el bombeo manual de combustible entes del arranque del

motor se tiene una palanca especial 8 que permite desplazar el diafragma estando inmóvil la

excéntrica.

A la depuración del combustible en los motores de carburador no se presenta requerimientos

tan rígidos como en los diesel; sin embargo, la contaminación de los elementos del sistema de

combustible puede llevar a falla del funcionamiento.

Por esta razón el sistema de alimentación de combustible de los motores de carburador

siempre se conecta un filtro de combustible. Para este fin se suele emplear filtros

sedimentadotes. La depuración del combustible de impurezas mecánicas se efectúa por medio

de dispositivos filtrantes de mallar, de juegos de placas o de elementos porosos. La depuración

del combustible del agua y de impurezas mecánicas mas finas se efectúa en el sedimentador.

96. DESCRIBA EL SISTEMA DE ALIMENTACIÓN DE LOS MOTORES DE CARBURADOR.

El sistema de alimentación de los motores de carburador comienza en la parte superior del

bloque del motor donde se encuentra un mecanismo encargado de suministrar o permitir el

acceso del aire para formar la mezcla aire-combustible (el carburador), este mecanismo es

regulado de forma mecánica. La regulación del aire se realiza mediante una compuerta o

válvula de forma especial ( mariposa de estrangulación) encargada de controlar la cantidad de

aire que ingresa o pasa por dicho conducto según su ángulo de apertura, conducto que

además posee una estrangulación (vénturi) en la que desemboca la tubería que viene del

depósito de combustible, en dicha estrangulación se crea una depresión que causa un efecto

de eyección que succiona el combustible que va mezclándose con el aire a medida que este va

pasando y circula por la tubería de admisión antes de entrar al cilindro para iniciar el proceso

de combustión.

101. ¿Cómo está construido los motores turbo-pistón?

Los motores de combustión interna al terminar cada ciclo, desechan una buena cantidad de

gases de la combustión, los cuales aún poseen una buena cantidad de energía térmica; este

calor es aprovechado para aumentar la potencia del motor; este procedimiento se denomina

sobrealimentación y es el fundamento de los motores de turbo pistón.

Y esto se puede realizar con sobrealimentación mecánica o gaseosa.

102. Describa las características de los motores de combustión interna ¿Ellas que

revelan?

Respuesta:

Las características esenciales que definen a los motores de explosión de combustión interna

son:

a) FORMA DE REALIZAR LA CARBURACION: El llenado de los cilindros se realiza con la mezcla

aire-combustible, la cual se prepara en el exterior de los cilindros por medio del carburador, o

los sistemas de inyección, para después ser comprimida en el interior de los mismos. Debido a

esta forma de carburación los motores necesitan consumir combustibles ligeros y fácilmente

vaporizables, para que la mezcla se realice en perfectas condiciones de carburación y para

obtener así una rápida combustión.

b) RELACION DE COMPRESION Y POTENCIA: Debido a los combustibles utilizados, la relación de

compresión en estos motores no puede ser elevada, ya que está limitada por la temperatura

alcanzada por la mezcla durante la compresión en el interior del cilindro, la cual no puede ser

superior a la temperatura de inflamación de la mezcla. Estas relaciones de compresión limitan

la potencia de estos motores. Sin embargo, la preparación de la mezcla fuera del cilindro, con

tiempo suficiente durante la aspiración y compresión para obtener una buena carburación de

la misma, permite una rápida combustión, con lo que se puede obtener un elevado número de

revoluciones en el motor.

c) FORMA DE REALIZAR LA COMBUSTION: Otra de las características esenciales de estos

motores es la forma de realizar su combustión (volumen constante). Esta se produce cuando el

embolo se encuentra en el punto de máxima compresión y se realiza de una forma rápida, por

capas como si fuera una explosión, pero sin que los gases puedan expansionarse o sea,

aumentar su volumen. Esto hace que la presión y la temperatura interna se eleven

extraordinariamente al final de la combustión y se alcancen presiones considerables (40 a 70

kgf/cm2) que ejerce un empuje notable sobre el pistón, desplazándolo para realizar el trabajo

motriz.

d) FORMA DE ENCENDIDO: Estos motores se caracterizan por la forma de encendido, el cual se

produce por ignición de la mezcla a través de una chispa eléctrica, que hace expansionar los

gases una vez iniciada la combustión.

104. Características de velocidad del motor durante el funcionamiento con

regulador de dos regímenes y con regulador de regimientes múltiples

Respuesta:

Para el caso de regulador de dos regímenes este asegura el funcionamiento del diesel en

revoluciones máximas y mínimas. En las máximas controlara los excesos o cantidades de

combustible a disminuir los gastos específicos y horarios bajando las revoluciones y la

potencia a un rango o nivel más estable por fuera de los niveles extremos. En las mínimas

asegura la marcha en vacío o ralentí la cual dependerá del estado térmico del motor con el

cual su presión media será igual a su presión indicada (Pm = P i). De allí que el motor diesel sea

más eficiente al manejar temperaturas altas que las temperaturas del inicio de la marcha, así,

su presión media también ascenderá, entonces. El funcionamiento estable del motor estará

dado por su característica de suministro de combustible que lo mantendrá dentro de un rango

limitado de presiones durante la marcha en vació. Para revoluciones intermedias estas son

controladas por el pedal o acelerador.

En el caso de regulador de regímenes múltiples este es un dispositivo mecánico el cual se

compone de eslabones , topes y resortes los cuales se controlan conjuntamente por una

palanca que actúa sobre las cremalleras de la bomba de inyección, imprimiendo diferentes

números de revoluciones ya predeterminadas, de esta manera se obtienen diferentes

marchas para diferentes posiciones de la palanca donde su característica de velocidad externa

estará compuesta por un sin número de gammas de regulación.

CÁLCULO TÉRMICO Y BALANCE TÉRMICO DE MCI

1. Durante el proceso de expansión con un suministro de 1Kg de aire efectúa un trabajo igual a 90kJ. Determinar la variación de la temperatura del aire del proceso despreciándose la dependencia de la capacidad calorífica respecto de la temperatura.

Solución:Datos suministrados:

Q=120 kJm=1kg (deaire )W =90kJΔT =?Cv=(Cte a Tamb = 27º .C ) =0 ,718 kJ /kg º K

Solución:

Q−W = ΔU =m .ΔuQ−W = m .Cv .ΔT

ΔT = Q−Wm .Cv

=(120−90 )kJ

(1kg ). (0.718 kJ /kg º C )=41.8 º C

ΔT = 41.8 º C

3) El poder calorífico del combustible para motor diesel es de 42000 kJ/kg. Determinar el trabajo que se puede obtener al utilizarlo en un motor térmico con rendimiento del 45%. Solución: hi = Li / Hu (Ecuación 33 de conferencia Motores de Automóvil y de Tractores) Donde hi, es el rendimiento indicado. Li, es el trabajo indicado. Hu, calor del combustible que podría desprenderse de la combustión completa. hi = Li / Hu Despejando Li Li = hi x Hu Li = 0.45 x 42000 kJ/kg 7. ¿Qué cantidad de calor hay que suministrar a 1Kg de aire, que tiene una temperatura de 20°C, para que su volumen a presión constante aumente dos veces? Determinar la temperatura del aire al final del proceso. Considérense constante la capacidad calorífica del aire.Datos:m = 1 Kg; T1 = 20ºC = 293K; P = const; V2 = 2V1

P1V 1

T 1

=P2V 2

T 2

P1V 1

T 1

=P12V 1

T21T1

= 2T2

Entonces T2= 2*293K = 586K

Q=mC p ∆ T=1Kg∗1.018 KJKG

∗(586−293 ) K=298.3KJ

La capacidad calorífica del aire fue tomada a la temperatura promedio de 439.5K, e igual a 1.018 KJ/Kg

Δu=cv ΔT=400kJ /kg

⇒ ΔT=400kJ /kg0 ,834 kJ /kg .K

=479 ,6K

Se tiene que la temperatura final es:T 2=T 1+ ΔT=643K+479 ,6K=1122 ,6K

Aplicando la ecuación de estado para gases ideales:

PV=nRuT, como V=const

Ru : es la constante universal de los gases

Se tiene que:

PT

=const

P1T 1

=P2T 2

⇒P2=T 2P1T 1

=1122 ,6643

1,6Mpa=2 ,79Mpa

Pv=RT

R : es la constante del gas

R=0 ,2870 kJ / kg .K , para el aire

v=RTP

v=(0 ,2870kPa.m3 /kg .K ) (643K )

(1600kPa )=0 ,115m3 /kg

9) Se expande adiabáticamente 1 kg de aire, que tiene una temperatura t1=20°C y una presión p1=0.8Mpa. hasta la presión p2= 0.2 Mpa. Determinar los parámetros de estado al final del proceso de expansión, el trabajo del proceso y la variación de la energía interna del gas.

a) b)

Figura 3. a) Esquema del proceso; b) Diagrama TS del aireDatos:m=1KgT1=20ªCP1=0.8MpaP2=0.21Mpa

Determinar:

Q=0

4

3

1

2

S

T

P2=0 .21 MPa

P1=0 .8 MPa

m=1Kg aireT 1=20 ° CP1=0 .8 MPaP2=0 .21 MPa

W =?ΔU=?T 2=?V 1=?V 2=?

Parámetros de estado final del proceso de expansiónw=?Variación de la energia del gas=? De la primera ley de la termodinámica:

Q+W =ΔU

Pero como es un proceso adiabático, Q = 0. Entonces

W =ΔU

El cambio de entropía en un gas ideal, y siguiendo la figura _b es:

Δs=s2o−s1

o−R ln(P2P1) (1)

Pero al ser este un proceso isentrópico, Δs=0

Como se conoce el estado 1, se despeja de la ecuación 1 So2

s2o=s1

o+R ln(P2P1 ) (2)

Tenemos que P1 = 0.8Mpa = 800kpa P2 = 0.21Mpa = 210kpa

Para un gas ideal tenemos que se cumple que: T1 = 20 °C= 293.15 K

Y además PV =mRT

Pero

R=RU

M aire

=8.314

KJKmol K

28 .97Kg

Kmol

⇒R=0 .287KJKg K

Entonces, la entropía estándar en el estado 1 es (tablas del aire): @ T1 = 293.15 K So

1 = 1.679 kj / kg K

Reemplazando en la ecuación 2:

s2o=1 .679KJ

Kg K+(0 .287KJ

Kg K ) ln(0 .210 .8 )s2

o=1 .295KJKg K

Entonces de aquí se tiene que

@ So2 1.295 kj /kg K ⇒ T2 = 199.877 K

De la primera ley

W =ΔU=m (u2−u1)

Donde:

@T1 = 293.15 K ⇒ u1= 209.158 kj/kg

@T2 = 199.877 K ⇒ u2 = 142.474 kj/kg

Entonces el trabajo realizado que es equivalente a la variación de energía interna del sistema es:

W =ΔU=1Kg (209 .158−142 .474 ) KJKg

W =ΔU=66 .684 KJ

Ahora bien, los volúmenes 1 y 2 del sistema están dados por la ecuación de los gases ideales:

PV=mRT

V =mRTP

⇒V 1=mRTP

=(1Kg )(0 .287KPa

Kg K) (293 .15 ) K

800KPa=0 .105m3

⇒V 2=mRTP

=(1Kg )(0 .287KPa

Kg K )(199 .877 ) K

210KPa=0.273m3

BIBLIOGRAFIA

CALCULO DE MOTORES DE AUTOMÓVIL Y TRACTOR; Conferencias,

Ing. Iván Caneva Rincón; Universidad del Atlántico 1996.

MOTORES DE AUTOMÓVIL Y TRACTOR; Conferencias, Ing. Iván

Caneva Rincón; Universidad del Atlántico 1996.

MOTORES DE AUTOMOVILES, TRACTOR TIPO EMBOLO Y COMPOUND; Conferencias, Ing.

Iván Caneva Rincón; Universidad del Atlántico 1996.

GUIA PRACTICA DE MECANICA AUTOMOTRIZ; Juan Carlos Vargas. Intermedio Editores,

Circulo de Lectores. Bogotá 2003.

INTERNET:

http://www.inicia.es/de/vuelo/SIF/SIF38.html

http://www.msi-motor-service.com/ks/sp/produkte/oelpumpen.asp

http://www.transporte.cu/ignicion/cd2002/motor_co/lubricac.htm

http://www.msi-motor-service.com/ks/sp/produkte/filter.asp

http://www.asifunciona.com/mecanica/af_motor_gasolina/af_motor_gasolina_4.htm

http://html.rincondelvago.com/el-motor-diesel_1.html

PRIMER PARCIAL

Elaborado por:

PAOLO ANDRES AMATO HERNANDEZ

Código Estudiantil: 702081294

Presentado al profesor del área de Motores Térmicos:

Ing. IVÁN CANEVA RINCON

UNIVERSIDAD DEL ATLÁNTICO

FACULTAD DE INGENIERÍA

PROGRAMA DE INGENIERÍA MECÁNICA

BARRANQUILLA – COLOMBIA

2012