motor diesel

Motor diésel

El motor diésel es un motor térmico de combustión interna alternativo en el cual el encendido del combustible se logra por la temperatura elevada que produce la compresión del aire en el interior del cilindro, según el principio del ciclo del diésel.

Ciclo Diesel


En el ciclo Diesel la máquina térmica presenta un encendido por compresión. El combustible se esparce dentro del cilindro a una presión alta  cuando la compresión se completa, y hay ignición sin la necesidad de una chispa. 

 PARTES DEL MOTOR DIESEL

BLOQUE

Es la estructura básica del motor, en el mismo van alojados los cilindros, cigüeñal, árbol de levas, etc. Todas las demás partes del motor se montan en él. Generalmente son de fundición de hierro o aluminio.

CIGÜEÑAL
es un eje acodado, con codos y contrapesos presente en ciertas máquinas que, aplicando el principio del mecanismo de biela - manivela, transforma el movimiento rectilíneo alternativo en circular uniforme y viceversa.

CULATAEs el elemento del motor que cierra los cilindros por la parte superior. Pueden ser de fundición de hierro o aluminio. Sirve de soporte para otros elementos del motor como son: Válvulas, balancines, inyectores, etc. Lleva los orificios de los tornillos de apriete entre la culata y el bloque, además de los de entrada de aire por las válvulas de admisión, salida de gases por las válvulas de escape, entrada de combustible por los inyectores, paso de varillas de empujadores del árbol de balancines, pasos de agua entre el bloque y la culata para refrigerar, etc.

PISTONES

Es un embolo cilíndrico que sube y baja deslizándose por el interior de un cilindro del motor.
Son generalmente de aluminio, cada uno tiene por lo general de dos a cuatro segmentos.
El segmento superior es el de compresión, diseñado para evitar fugas de gases.
El segmento inferior es el de engrase y esta diseñado para limpiar las paredes del cilindro de aceite cuando el pistón realiza su carrera descendente.

CAMISASSon los cilindros por cuyo interior circulan los pistones. Suelen ser de hierro fundido y tienen la superficie interior endurecida por inducción y pulida.
Normalmente suelen ser intercambiables para poder reconstruir el motor colocando unas nuevas, aunque en algunos casos pueden venir mecanizadas directamente en el bloque en cuyo caso su reparación es mas complicada.
Las camisas recambiables cuando son de tipo húmedo, es decir en motores refrigerados por liquido, suelen tener unas ranuras en el fondo donde insertar unos anillos tóricos de goma para cerrar las cámaras de refrigeración, y en su parte superior una pestaña que se inserta en un rebaje del bloque para asegurar su perfecto asentamiento.

SEGMENTOS
Son piezas circulares metálicas, auto tensadas, que se montan en las ranuras de los pistones para servir de cierre hermético móvil entre la cámara de combustión y el cárter del cigüeñal. Dicho cierre lo hacen entre las paredes de las camisas y los pistones, de forma que los conjuntos de pistón y biela conviertan la expansión de los gases de combustión en trabajo útil para hacer girar el cigüeñal.

Árbol de levas

Un árbol de levas es un mecanismo formado por un eje en el que se colocan distintas levas, que pueden tener distintas formas y tamaños y estar orientadas de diferente manera,para activar diferentes mecanismos a intervalos repetitivos, como por ejemplo unas válvulas, es decir constituye un temporizador mecánico cíclico.Turbocompresor

TURBOCOMPRESOR


Un turbocompresor es un sistema de sobrealimentación que usa una turbina centrífuga para accionar mediante un eje coaxial con ella, un compresor centrífugo para comprimir gases. Este tipo de sistemas se suele utilizar en motores de combustión interna alternativos, especialmente en los motores diésel.

Turbos de geometría variable (VTG) 

se diferencia del turbo convencional en la utilización de un plato o corona en el que van montados unos alabes móviles que pueden ser orientados (todos a la vez) un ángulo determinado mediante un mecanismo de varilla y palancas empujados por una cápsula neumática parecida a la que usa la válvula wastegate

Para conseguir la máxima compresión del aire a bajas r.p.m. deben cerrarse los alabes ya que disminuyendo la sección entre ellos, aumenta la velocidad de los gases de escape que inciden con mayor fuerza sobre las paletas del rodete de la turbina (menor Sección = mayor velocidad).

Intercooler

El intercooler es un intercambiador (radiador) aire-aire o aire-agua que se encarga de enfriar el aire comprimido por el turbocompresor o sobrealimentador de un motor de combustión interna.

 

BIELAS

Las bielas son las que conectan el pistón y el cigüeñal, transmitiendo la fuerza de uno al otro. Tienen dos casquillos para poder girar libremente alrededor del cigüeñal y del bulón que las conecta al pistón.
La biela debe absorber las fuerzas dinámicas necesarias para poner el pistón en movimiento y pararlo al principio y final de cada carrera. Asimismo la biela transmite la fuerza generada en la carrera de explosión al cigüeñal.

COJINETES

Se puede definir como un apoyo para una muñequilla. Debe ser lo suficientemente robusto para resistir los esfuerzos a que estará sometido en la carrera de explosión.
Los cojinetes de bancada van lubricados a presión y llevan un orificio en su mitad superior, por el que se efectúa el suministro de aceite procedente de un conducto de lubricación del bloque.

VÁLVULAS
Las válvulas abren y cierran las lumbreras de admisión y escape en el momento oportuno de cada ciclo. La de admisión suele ser de mayor tamaño que la de escape.
En una válvula hay que distinguir las siguientes partes:
· Pie de válvula.
· Vástago.
· Cabeza.

Cilindrada, denominación que se da a la suma del volumen útil de todos los cilindros de un motor alternativo. Es muy usual que se mida encentímetros cúbicos (cc). Se calcula en forma siguiente:}


cilindra unitaria=volumen total/numero de cilindros


volumen total= pi X radio al cuadrado X carrera X numero de cilindros.

La relación de compresión es el término con que se denomina a la fracción matemática que define la proporción entre el volumen de admisión y el volumen de compresión.

		Fórmula para Calcular la Relación de Compresión Teórica V1 + V2 V1
			V1 = Capacidad en centímetros cúbicos de la cámara de combustión de la culata. V2 = Capacidad del cilindro, con el pistón en su punto muerto inferior

donde

• d = diámetro del cilindro
• s = carrera del pistón desde el punto muerto superior hasta el punto muerto inferior
• Vc = volumen de la cámara de combustión.
• RC = es la relación de compresión y es adimensional.

a)   Escala de Celsius: Esta escala fue creada por Anders Celsius en el año 1742, construyo un termómetro basándose en la propiedad de dilatación del mercurio con la temperatura y fijo como puntos extremos el 0 para la fusión del hielo y el 100 para la ebullición del agua a nivel del mar. La ecuación de esta en relación a °F es°C=5/9(°F-32)

                                                                           

b)  Escala de Fahrenheit: Esta escala fue propuesta por Gabriel Fahrenhit en el año 1724 el encontró un estado térmico más frío que la solidificación del agua consistió en una mezcla de sal (cloruro de amonio) con agua y ese punto coloco el 0 (cero). Al hervir esta mezcla también alcanza un valor superior a los 100 ° C.

Al establecer la correspondencia entre ambas escalas, se obtiene la ecuación siguinte :  °F= 9/5°C+32

    

c) Escala Kelvin: Lord Kelvin estudiando la relación entre volumen y temperatura para un gas cualquiera propone que el cero absoluto o sea el valor más bajo en °C que se lo podía lograr seria la “desaparición” de un gas al enfriarse, sabemos que esto no es posible; el menor volumen al que podía llegar un gas al enfriarse y  sus moléculas se encuentran en estado de reposo. Tiene la siguiente ecuación:      T °K= °C + 273

d) Escala Rankine: Otra escala que emplea el cero absoluto como punto más bajo. En esta escala cada grado de temperatura equivale a un grado en la escala Fahrenheit. En la escala Rankine, el punto de congelación del agua equivale a 492 °R, y su punto de ebullición a 672 °R.

R=5/4 °C

PRESION
la presión (símbolo p)^1 2 es una magnitud física escalar que mide la fuerza en dirección perpendicular por unidad de superficie, y sirve para caracterizar como se aplica una determinada fuerza resultante sobre una superficie.


FACTORES DE CONVERSION


1 bar=1atm=1 kg/cm2=14.7psi=29,92 " hg


15" hg=-50 kpa


velocidad lineal del cilindro 


distancia recorrida por el piston en determinado tiempo


VL= rpm X 2 X carrera (m)/60

DIAGRAMA DE DISTRIBUCION

admisión = 180º + AAA + RCA


compresion = 180º - RCA - AI


trabajo = 180º + AI - AAE


escape = 180º + AAE +RCE

TRASLAPE

es el punto en donde la valvula de escape esta cerrando y la valvula de admision comienza a abrir, el cruce valvular es el punto en donde la valvula de escape y valvula la de admision tienen la misma altura de apertura, y esto se denomina en grados de circunferencia

COEFICIENTE DE LLENADO

La cantidad de aire que se introduce al cilindro en el ciclo de admisión.

 Fórmula:

CLL=Volumen mezcla admitida / cilindra unitaria

PAR MOTOR

la fuerza circular aplicada a una distancia determinada

pm= fuerza media efectiva X semicarrera (m)

fme= presión media efectiva X área del pistón

POTENCIA = rpm X par (kgfm) / 716,2

factores de conversion

1hp=0,745 kw= 1,014 cv

POTENCIA ESPECIFICA

relaccion obtenida entre le potencia de un motor y la cilindrada total

potencia especifica = potencia maxima en cv (kw) / cilindrada total (li)

CONSUMO ESPECIFICO

combustible consumido por hora (gramo) / potencia desarrollada

consumo en gramos= volumen cm3 X densidad

PLANC

HP= planc/33.000

p= presion media efectiva (110 psi)

l= carrera dada en pies

a= area del cilindro en pulgadas 

n=numero de cilindros

c= numero de combustiones (2t=rpm   4t=rpm/2 )

rpm 

industrial: 1800

automotriz :2500