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“ANALISIS DEL METODO PARA LA OBTENCION DE LA
ENERGIA MECANICA POR MEDIO DE LA COMBUSTION
INTERNA EN UN MOTOR ELECTRONICO DE CUATRO
TIEMPOS.”
TRABAJO DE INVESTIGACION QUE PARA OBTENER EL
TITULO DE:
INGENIERO INDUSTRIAL Y DE SISTEMAS
PRESENTA:
PEDRO DAVID GUTIERREZ RODRIGUEZ.
GENERACION: 2002 – 2005
NUM. DE CONTROL: 2275
ASESOR: ING. RAFAEL ORTEGA LOPEZ.
TAMPICO TAMPS, MEXICO.
DEDICATORIAS
Al I.M.N. José Antonio Gutiérrez M.
Por haber guiado gran parte de mi vida contribuyendo a mi formación
personal y profesional, enseñarme a levantar de mis tropiezos,
haberme ayudado incondicionalmente en todos mis proyectos....por
haberme brindado siempre una mano....por sus consejos y
comprensión....gracias Papa.
Al memoria de mi madre, Irma E. Rodríguez Aguilar.
Por estar cuidando y guiando cada uno de mis pasos para que mi vida
se iluminara y diera un gran paso en el mundo del conocimiento.
A mi Esposa, L.C.S. Aime C. López Rmz.
Por estar siempre a mi lado apoyándome en todo lo que yo haga, por
tu valioso tiempo que me has regalado, por toda tu comprensión y
sobre todo por tu gran amor. Gracias, sin ti mi mundo estaría en la
oscuridad… te amo.
A mi Bebita Irma Cecilia Gtz. Rdz.
Por haber cambiado mi vida y hacerme sentir feliz todos los días.
A mi Abuela Darvelia Morales, a mis Hermanos Erick, Josué y
Tony.
Que me apoyaron y creyeron en mí, aun en situaciones difíciles.
A la familia López Ramírez.
Por el gran apoyo moral y por su enorme confianza que me brindaron
a mi y a mi familia durante todo el ciclo universitario.
AGRADECIMIENTOS
Primeramente a Dios padre por haber permitido que acabara
este ciclo de mi vida e iluminarme por el camino del bien y por todas
las bendiciones que me ha otorgado.
Gracias a todos mis maestros, por todos los conocimientos que
me dieron a lo largo de mi carrera, por su dedicación, paciencia, y
disposición para despejar cualquier duda.
A todos mis familiares y amigos que me apoyaron y ayudaron a
forjarme como estudiante.
Quiero agradecer especialmente a las personas que hago
mención aquí abajo; los cuales me apoyaron y ayudaron con sabios
consejos y con el tiempo que me dedicaron, los cuales repercutieron
en mi persona para que yo llegara al fin de una etapa de mi vida y así
poder realizarme como estudiante:
Ing. José Antonio Gutiérrez M.
L.C.S. Aime Carolina López Rmz.
Sra. Darvelia Morales Aguilar. Sr.
Manuel Antonio López Rangel
Ing. Rafael Ortega López.
Sra. Cecilia Ramírez Escalante.
Ing. José Alejandro Salazar Escobar.
Ing. Vicente Velarde Orta.
A todos ellos... gracias.
INDICE
Análisis del método para la obtención de la energía mecánica por medio de la
combustión interna en un motor electrónico de cuatro tiempos.
Definición del problema. 9 Objetivo.
10Objetivo principal.10Planteamiento del problema.11Justificación.12
CAPITULO 1. LA DISTRIBUCIÓN DEL TRABAJO.
1.1 La combustión: mezcla de aire, combustible y una mezcla de calor. 13
1.2 Motor. 14
1.3 El motor de combustión interna. 14
1.4 Propagación de la combustión en un motor. 15
1.4.1 Volumen fijo. 15
1.4.2 Volumen variable. 16
1.5 Factores que influyen en la combustión. 16
1.5.1 La naturaleza del combustible. 16
1.5.2 El picado como fenómeno de la combustión. 17
1.5.3 Índice de octanaje. 181.6 Dosificación.
181.6.1 Vaporización.
19 1.6.2 Homogeneización.
201.7 Clasificación de los motores de combustión interna. 21
1.7.1 Motor de cuatro tiempos. 211.8 Las partes más comunes de los motores de cuatro tiempos. 221.9 Términos principales más utilizados para el estudio del motor de cuatro tiempos. 221.10 Unidades principales más utilizadas para el estudio del motor de cuatro tiempos. 231.11 Tiempos del motor. 26
1.11.1 Admisión, compresión, explosión y escape. 26
1.11.2 Diagrama practico. 27
1.11.3 Orden de explosiones. 28
1.12 Las partes principales que conforman el motor. 28
1.12.1 El monoblock o bloque de cilindros. 28
1.12.2 La culata. 29
1.12..3 Sistemas de válvulas. 30
1.12.4 Leva y árbol de levas. 33
1.12.5 Balancines. 34
1.12.6 Buzos hidráulicos. 34
1.12.7 Mando del árbol de levas. 34
1.12.8 Pistones, anillos y bielas. 35
1.12.9 Cigüeñal 36
1.12.10 Bancadas.1.12.11 Volante del motor.
361.12.12 Cárter.
361.12.13 Empaques o juntas del motor.
371.13 Equilibrio del motor. 37
CAPITULO II. SISTEMAS DE FUNCIONAMIENTO DEL MOTOR ELECTRÓNICO.
2.1 Sistema de fricción o rozamiento. 38
2.1.1 Friccion o rozamiento. 38
2.1.2 Propiedades de los lubricantes. 39
2.1.3 Esquema general de la lubricación. 41
2.1.4 Bomba de aceite. 41
2.1.5 Filtro de aceite. 43
2.1.6 Cambio de aceite. 432.2 Sistema de enfriamiento para un motor. 44
2.2.1 Refrigeración por liquido. 442.3 Sistema de inyección electrónico de combustible para un motor. 47
2.3.1 Tanque de gasolina. 47
2.3.2 Bomba de combustible. 47 2.3.3 Flotador. 49
2.3.4 Filtro de combustible. 49
2.3.5 Inyectores. 502.4 Sistema de aire aspirado para un motor. 50
2.4.1 Cuerpo de aceleración (regulador de entrada de aire). 50
2.4.2 Válvula de aire da velocidad de marcha mínima. 50
2.4.3 Filtro de aire. 512.5 Sistema de arranque de un motor. 51
2.5.1 Batería. 51
2.5.2 Motor de arranque. 52
2.5.3 Circuito del control del arrancador. 53
2.5.4 Solenoide. 53
2.5.5 Relevador. 542.6 Sistema de encendido electrónico. 54
2.6.1 Sistema de ignición directa de la chispa. 54
2.6.2 Funcionamiento del sistema. 57
CAPITULO III. MONITOREO Y CONTROL ELECTRÓNICO.
3.1 Sistema fuel injection. 59
3.1.1 Tipos de inyección de combustible. 59
3.1.2 Sistema de inyección al cuerpo de aceleración. (TBI). 60
3.1.3 Sistema de inyección multipuerto (MPFI). 603.2 La computadora. 62
3.2.1 Tipos de computadora. 62
3.2.3 Algunos tipos de computadora. 62
3.2.4 Función de la computadora. 633.3 Memoria de la computadora. 65
3.3.1 Memoria RAM (memoria de acceso aleatorio). 65
3.3.2 Memoria ROM (memoria de solo lectura). 65
3.3.3 Memoria PROM (memoria de solo lectura programable). 66
3.3.4 Memoria KAM (memoria de conservación). 66
3.3.5 Memoria KAPWR (potencia de conservación). 663.4 Clasificación de los dispositivos de entrada y salida. 67
3.4.1 Entrada. 67
3.4.2 Salida. 673.5 Sensores del motor electrónico. 68
3.5.1 Sensor de masa de aire (maf sensor) o sensor de flujo de aire (afs). 68
3.5.2 Sensor de presión absoluta del manifold (map sensor). 69
3.5.3 Sensor de temperatura del aire aspirado (mat sensor). 69
3.5.4 Sensor de presión barométrica (bps). 70
3.5.5 Sensor de temperatura del refrigerante (cts sensor). 71
3.5.6 Sensor de oxigeno (o2 sensor). 71
3.5.7 Sensor de posición de la garganta (tps sensor). 71
3.5.8 Sensor de posición del árbol de levas (cramshaft sensor). 72
3.5.9 Sensor de posición del cigüeñal (crankshaft sensor). 73
3.5.10 Sensor de detonación (knock sensor). 73
3.5.11 Válvula de recirculación de gases (EGR). 74
3.5.12 Válvula de derivación de aire (bac). 74
3.5.13 Sensor de velocidad del motor (ess). 75
3.5.14 Sensor de fuerza g (gs). 753.6 Actuadores eléctricos. 75
3.6.1 Inyector electrónico de combustible (inj). 76
3.6.2 Bomba de combustible. 77
3.6.3 Relevador de la bomba de combustible. 77
3.6.4 Regulador de presión de combustible. 77
3.6.5 Motoventilador y relevador del motoventilador. 78
3.6.6 Válvula de control de marcha mínima (iac sensor). 78
3.6.7 Válvula bypass (tabpv). 793.7 Relevadores. 793.8 Transistores. 793.9 Herramientas para monitorear el buen funcionamiento del motor electrónico. 803.10 OBDI - OBDII.
83 Anexos capitulo I.
88Anexos capitulo II.
91Anexos capitulo III.
94Conclusiones
98Glosario técnico.
100 Bibliografía. 102
DEFINICION DEL PROBLEMA.
El futuro y desarrollo de cualquier motor de combustión interna dependerá de
gran medida de la tecnología de los instrumentos electrónicos, que es como una garantía
o voto de confianza que da la actualidad. Actualmente, la mecánica y la electrónica van
de la mano y aquel motor de combustión interna que no sea capaz de lograr su mayor
eficiencia y rendimiento con menos combustible, con una potencia de al menos 2500 hp
y que además no cumpla con los estándares adecuados que impone la Agencia de
Protección Ambiental puede ser rechazado por múltiples usuarios. Por los constantes
cambios que existen hoy en día; un motor que no cuente con dicha certificación no
podrá mantenerse en el mercado, y debe ser enfocado hacia una cultura de la mejora
continua y buscar actuadores efectivos que sustenten dicho cambio, ya que no fuera así,
el motor estaría condenado al fracaso por no rendir lo suficiente durante el desempeño
del mismo.
Los actuadores de un sistema de rendimiento son un elemento imprescindible y
por demás importante en la eficiencia de la combustión, por tal motivo el presente
trabajo de investigación tratara sobre: la definición de cada una de los componentes del
motor electrónicos y mecánicos, para así mostrar como la electrónica ayuda a optimizar
el trabajo de los componentes mecánicos y ayuda a llegar a una exitosa y entera
combustión interna.
OBJETIVO.
El objetivo principal que da origen a este estudio es aportar una serie de
indicadores que servirían como guía para el análisis y comprensión de cómo obtener la
energía mecánica por medio de la combustión interna en un motor de cuatro tiempos
controlado electrónicamente.
OBJETIVO PRINCIPAL
Analizar, conocer y comprender la obtención de la energía mecánica con la
ayuda de la combustión interna por medio de cuatro tiempos para transformar el calor
generado por un combustible en trabajo, el cual se aprovechara para mover los
mecanismos y partes que conforman al motor.
Dar a conocer los diferentes componentes electrónicos que son gobernados en
tiempo y cantidad por una computadora que hace los cálculos de las necesidades del
motor; así como las características principales y sus funciones que influye la electrónica
en un motor de cuatro tiempos.
Adquirir el suficiente conocimiento y criterio para poder seleccionar, operar y
mantener el motor de combustión interna adecuado a las necesidades.
Mostrar como trabaja cada una de las partes que conforman el motor así como el
mantenimiento preventivo y correctivo que se le da para su operación eficiente.
PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA
De acuerdo con los requerimientos de este proceso de combustión, se identifica la
necesidad de conocer todos y cada uno de los componentes del motor como también así
sus funciones, que mediante un sistema de medición, comparación y ajuste de una
unidad de control electrónica, pueda el motor alcanzar el pleno rendimiento del mismo.
¿Cómo es la distribución del trabajo en un motor de combustión interna?
¿Cuáles son los sistemas de operación y como funcionan?
¿En que ayuda una computadora a la combustión interna de un motor?
JUSTIFICACION.
La presente obra se constituye una guía practica y completa para todas aquellas
personas que les gustaría tener un panorama más amplio sobre la energía de la
combustión interna dentro de la mecánica, controlada electrónicamente por sensores,
captadores y una unidad de procesamiento de información; y siendo usuarios a la vez de
estas maquinas que se encuentran generalmente en un automóvil, necesitan tener
suficiente conocimiento de las partes, el sistema y el funcionamiento para resolver
cualquier inconveniente del motor o para o poder extender los conocimientos que brinda
esta investigación de apoyo y de actualización para las personas vinculadas con el sector
automotor.
El beneficio que aquí se obtendrá es mostrar como la energía térmica se puede
transformar en energía mecánica por medio de la combustión interna en un motor de
cuatro tiempos electrónicamente controlado por una computadora que monitorea señales
procesándolas y mandando ordenes por medio de pulsos negativos a diversos
aditamentos, sensores y captadores que influyen en el proceso de la combustión interna
mediante la aportación del calor producido al quemarse un combustible, esto se utiliza
para provocar el movimiento de diversos mecanismos de los cuales se aprovecharan
como fuente de energía.
Se mostraran los mejores métodos y procedimientos generales para el
conocimiento de todas las partes del motor de combustión interna electrónico, el
funcionamiento; así como la confirmación y aplicación de los recursos necesarios para
el funcionamiento exitoso del mismo, mediante la apreciación de análisis efectivos de
cada uno de sus componentes conociendo los principales sensores electrónicos que son
utilizados para el buen funcionamiento del motor de cuatro tiempos. Esta investigación
se desarrolla con el propósito de servir para la mejora continua y para reforzar los
conocimientos del personal encargada del mantenimiento de los motores de cuatro
tiempos.
ANALISIS DEL METODO PARA LA OBTENCION DE LA ENERGIA
MECANICA POR MEDIO DE LA COMBUSTION INTERNA EN UN MOTOR
ELECTRONICO DE CUATRO TIEMPOS.
CAPITULO I
LA DISTRIBUCION DEL TRABAJO
1.1 LA COMBUSTION: MEZCLA DE AIRE, COMBUSTIBLE Y UNA FUENTE DE
CALOR.
Se puede producir energía al quemar una mezcla de aire y combustible. Por
consiguiente se tiene la necesidad de un combustible que este a su vez es quemado por
medio de una chispa o una fuente de calor que tenga la intensidad suficiente para causar
la combustión para producir energía mecánica.
El combustible que ha de utilizarse es la gasolina en su forma liquida, debemos
mencionar que en estas condiciones la gasolina es incombustible, por otra parte el vapor
de gasolina si arde; así en realidad lo que se quema dentro de un motor para producir
energía es vapor de gasolina, o más exactamente, una mezcla de vapor de gasolina y
aire.
El proceso en que la gasolina liquida se transforma en vapor le llamaremos
vaporización, en donde la gasolina se evapora a una temperatura mucho más baja que el
agua, sin embargo, el proceso de evaporación ocurre solamente en la superficie del
liquido que esta expuesta al aire, de modo que, cuando el recipiente de la gasolina no
parezca estar en ebullición el vapor de la gasolina llenara el espacio que esta arriba en la
superficie del liquido. Por lo tanto no se le ocurra arrojar un cerillo prendido en un
envase que contenga gasolina, para así verificar nuestra afirmación de que la gasolina
liquida es incombustible. Recuerde que en todo momento hay vapor sobre la superficie,
puede ser que el liquido no arda, pero no cabe duda de que el vapor si arderá y de
manera tan rápida que no habría tiempo suficiente para ver si lo que ardió fue el vapor o
el liquido.
1.2 MOTOR.
El concepto académico de motor es el de un mecanismo más o menos complejo
con el que se produce una fuerza motriz, es decir, una fuerza capaz de provocar el
movimiento de una masa. Entendido así, nuestro cuerpo está lleno de motores: son
nuestros músculos. Hay una gran analogía entre la musculatura humana y un motor de
combustión: ambos transforman la energía contenida en un combustible en fuerza
motriz. Sólo que el combustible que sirve a cada uno de esto tipos de motor para
realizar su trabajo es radicalmente distinto.
1.3 EL MOTOR DE COMBUSTION INTERNA.
Podemos decir que existen dos grandes tipos de motores que utilizan
combustibles fósiles: los de combustión externa o exotérmicos y los de combustión
interna o endotérmicos. En los motores exotérmicos, el combustible se inflama y
explota, y es la fuerza expansiva de esta explosión la que directamente genera la fuerza
motriz. Es más sencillo entenderlo con un ejemplo: los motores a reacción utilizados en
los aviones. En ellos, el queroseno es inyectado en el aire aspirado a gran presión, lo
que produce su ignición espontánea, y la energía de la explosión es conducida por una
gran turbina hacia atrás, con lo que se genera la fuerza de empuje que permite al avión
levantarse y volar.
En los motores de combustión interna, el combustible es quemado dentro de un
recipiente, llamado cámara de combustión, por el cual se desplaza un émbolo o pistón, y
delimitado por las paredes del cilindro. El pistón está unido a una biela, y ésta hace
palanca sobre el cigüeñal, un eje acodado que convierte el movimiento lineal de vaivén
del pistón en un movimiento de rotación continuo que será el que hará girar las ruedas.
La cámara de combustión está cerrada por arriba por la culata, que es algo así
como la tapa de una olla a presión. La cámara, además dispone de al menos dos
orificios: uno por el que entran comburente y combustibles mezclados y otro por el que
salen los gases residuales resultantes de la combustión. Ambos orificios, denominados
lumbreras y que suelen ubicarse en la culata, son tapados y destapados alternativamente
por las válvulas, que son las responsables de hacer estanca la cámara de combustión y
permitir el paso de la mezcla o los gases de escape. La diferencia esencial entre los
motores exotérmicos y los de combustión interna es, pues, que en los primeros el
residuo de la combustión (gases quemados) es el responsable directo del movimiento,
mientras que en los segundos la combustión produce la energía que se transmite a otros
mecanismos que son a su vez los encargados de aportar movimiento.
1.4 PROPAGACION DE LA COMBUSTION EN UN MOTOR.
1.4.1 Volumen fijo.
Vamos a considerar un volumen de mezcla constituido por múltiples partículas
de aire –combustible. Las partículas en contacto con la fuente de calor se inflaman,
aumentando la combustión de las partículas que se encuentran en el radio de acción más
próximo de las inflamadas en el primer momento. De esta manera el propio combustible
se encarga de propagar la energía en todo volumen de la mezcla, así pues el frente de
llamas inflama el combustible que no esta en contacto directo con el aporte primario de
calor.
1.4.2 Volumen variable.
En el interior de un cilindro motor el volumen de la cámara de combustión es
variable. En el de inicio de la combustión el volumen es pequeño debido que se inflama
la mezcla cuando el pistón se encuentra antes del punto muerto superior pero a medida
que el pistón se desplaza al punto muerto inferior el volumen de la cámara de
combustión es cada vez mayor. Esto influye notablemente en la velocidad de la
combustión.
En primer lugar, al producirse el encendido, la velocidad de la combustión
aumenta muy rápidamente hasta alcanzar los 30 m/sg. Después de superar el PMS, el
volumen aumenta progresivamente y se frena el incremento de v.c. (velocidad en la
combustión) produciéndose una reacción por etapas sucesivas.
La v.c. determina la duración de la misma e interviene en el rendimiento del
motor. Se entiende como rendimiento del motor a la relación entre el trabajo producido
y la energía consumida, siendo siempre este valor inferior a 1. Las causas que provocan
que el rendimiento sea muy inferior al 100 % son:
Las pérdidas de energía en forma de calor y rozamientos.
La resistencia de los gases para vencer las diferentes fases de funcionamiento del
motor (aspiración, compresión, escape...).
La inercia de las piezas en movimiento.
1.5 FACTORES QUE INFLUYEN EN LA COMBUSTION.
1.5.1 La Naturaleza del combustible.
Teniendo en cuanta que la naturaleza del combustible utilizado va a determinar
la temperatura de la inflamación de la mezcla, será igualmente importante para
determinar la velocidad en la que se desarrolle la combustión, así pues utilizando una
mezcla de combustible formada por gasolina mas aire, con una temperatura de
inflamación de 380°c obtendremos una propagación de la llama más rápida y por tanto
una combustión mas corta, que utilizando un combustible como el alcohol mas aire con
una temperatura de inflamación mas elevada (460°C)
1.5.2 El picado como fenómeno de la combustión.
La combustión en masa provocada por el encendido libera una cantidad de
energía enorme y como consecuencia un incremento de la temperatura y presión muy
importante. Como resultado de ello se deriva una falta de lubricación entre cigüeñal y
biela que provoca un ruido característico llamado picado. Este fenómeno puede ser
originado por:
Autoencendido. Resultado de la inflamación de toda la masa gaseosa llevada a su
temperatura de inflamación, debido a una presión excesiva o a una temperatura
elevada de la mezcla. La compresión se produce sin que intervenga una bujía.
Encendido anticipado. Resultado de un encendido no iniciado por la bujía,
producido durante la fase de compresión y debido al nivel de temperatura alcanzado
por algunas partes como válvulas o electrodos al ponerse al rojo vivo. La
combustión será progresista al inicio para determinar una detonante de manera
incontrolable.
El fenómeno del picado puede ser debido también por el combustible utilizado,
no apropiado ala compresión del motor siendo necesario utilizar un combustible con un
índice de octanaje adecuado.
1.5.3 Índice de octanaje.
Es la capacidad de un carburante a resistir la detonación. Esta definido por un
numero sin unidad y obtenido por comparación del comportamiento del carburante a
testar con un compuesto de heptano detonante y octano poco detonante. Se utiliza para
ello un motor monocilindrico normalizado con niveles de compresión y avance de
encendido variables, creado por el instituto americano de investigación sobre
combustible.
Índices de octanaje de diferentes gasolinas utilizadas.
Ordinaria..........89/92
Súper................97/99
Euro súper..............95
Euro súper plus......98
1.6 Dosificación.
La dosificación perfecta es el resultado de una combustión completa de
carburante con la aportación necesaria de oxigeno. Esta determinada por la aplicación
de la ecuación química que define las proporciones de aire y gasolina para permitir su
combustión.
Se define la dosificación como la relación entre la cantidad de gasolina y la
correspondiente de aire.
D = masa gasolina / masa aire.
Más allá de los límites donde la dosificación resulta demasiada rica o demasiada
pobre la combustión resulta imposible.
Para obtener un rendimiento máximo se intenta extraer toda la energía contenida
en cada partícula de gasolina y la correspondiente cantidad de aire (D = 1/8); que
mientras para obtener la máxima potencia se busca tener una propagación de la llama lo
más rápido posible, siendo necesario entonces disponer de un exceso de gasolina (D =
1/12.5). Diremos pues que para un motor de gasolina será necesario adoptar una
solución de compromiso durante el rendimiento y la potencia. La influencia que tiene la
dosificación en la potencia y en el consumo se puede observar si se mantiene un motor
a régimen y caudal de aire constante; partiendo del límite pobre de inflamabilidad e
incrementando progresivamente la riqueza de la mezcla. El resultado es:
Un aumento rápido de la potencia.
Una estabilización de la potencia y que el enriquecimiento sea continuo.
Una perdida de potencia cada vez más acusada a medida que nos acercamos al
limite de inflamabilidad por riqueza.
1.6.1 Vaporización.
Para mezclar e inflamar la mezcla aire y gasolina es necesario que los dos
cuerpos tengan el mismo estado (gaseoso).
Para realizar la vaporización de un liquido podemos actuar sobre:
En efecto, la vaporización de un liquido no se puede llevar a cabo sin la absorción
de calor; resulta pues necesario realizara un aporte de calor latente de vaporización.
La presión. Cuanto menor sea esta, menor será la energía que deban tener las
moléculas para pasar de estado liquido a gaseoso, por lo tanto mayor será la
evaporizaron. Para reducir la presión se utiliza un difusor donde hay una zona inicial
de reducción de la sección y un posterior incremento que produce una depresión
capaz de aspirar la gasolina a través de un tubo surtidor que desemboca en el
difusor.
La superficie de evaporizaron. Lógicamente par conseguir la evaporizaron es
necesario aumentar la superficie de contacto de la gasolina con el aire y esto se
consigue al chocar el aire aspirado por la admisión con la entrada de gasolina
consiguiendo su pulverización y con ello facilitando el proceso de evaporizaron.
1.6.2 Homogeneización.
La mezcla contenida en los cilindros debe ser en todos los puntos de 1 gr. de
gasolina por 15.3 gr. de aire, de lo contrario se corre el riesgo de tener zonas ricas o
zonas pobres de gasolina dentro de la misma cámara de combustión, llevando a distintas
velocidades de progresión de frente de llamas y con ello obteniendo una combustión
incompleta. Para evitar todos estos problemas hay que partir de una buena pulverización
a base de un sistema de inyección en forma electrónica por medio de unos captadores
que detectan el estado del funcionamiento del motor y que en forma de señales
electrónicas, transmiten las señales recogidas a una unidad electrónica que se encarga de
suministrar la corriente adecuada por medio de pulsos negativos a los inyectores que
como su nombre lo indica inyectan la gasolina para que se mezcle con el aire exterior,
pasando luego por los colectores de admisión donde deberá calentarse la mezcla y
finalmente acceder a la cámara de combustión a través de la válvulas de admisión que
crearan unas turbulencias necesarias para hacer una mezcla homogénea preparada para
su combustión.
1.7 CLASIFICACIÓN DE LOS MOTORES DE COMBUSTIÓN INTERNA.
Existen diferentes criterios para la clasificación de los motores de combustión
interna de acuerdo al combustible utilizado, el tipo o disposición de las válvulas o el
sistema de enfriamiento utilizado. La clasificación más frecuente se basa en el número
de tiempos por ciclo. Los motores mas utilizados son los de cuatro tiempos. En cada
ciclo de motor, el pistón recorre dos veces la carrera de subida y dos veces la de bajada
empleando los cuatro tiempos.
1.7.1 Motor de cuatro tiempos.
Un motor es el encargado de transformar la energía térmica que le proporciona
un combustible en energía mecánica. Estos motores se llaman de combustión interna
porque realizan su trabajo en el interior de una cámara cerrada mediante la aportación
del calor producido al quemarse un combustible, en este caso la presión de los gases de
la combustión y el calor generado en su interior, provocan el movimiento de un
mecanismo que se aprovechara como fuente de energía. Este principio, utilizado desde
hace ya muchos años, continua siendo el mismo que en la actualidad, aunque
lógicamente mucho mas avanzado en cuanto a diseño y tecnología.
La combustión es el resultado de fenómenos físicos, químicos y termo
dinámicos que se producen dentro de un elemento combustible y oxigeno con el
objetivo de transformar energía química en mecánica. Para que se produzca la
combustión es necesario un elemento combustible, un comburente y un aporte de calor
en forma de chispa detonante.
La mezcla utilizada en un motor presenta el problema, además de la cantidad de
materia que interviene en la combustión, de los estados físicos de los elementos. En
efecto el aire se encuentra en estado gaseoso y la gasolina en estado líquido; será
necesario, pues transformar la gasolina en estado gaseoso para poder realizar una
mezcla homogénea. Cada mezcla combustible tiene una temperatura a partir de la cual
se inicia la combustión, por ejemplo: gasolina más aire: 380°C aproximadamente. Esta
temperatura podrá variar en función de la relación de mezcla.
1.8 LAS PARTES MÁS COMUNES DE LOS MOTORES DE CUATRO
TIEMPOS.
La culata o cabeza del motor. El monoblock.
Las válvulas de admisión y escape. Los pistones.
El árbol de levas. Los segmentos y bielas.
Los cilindros. El cigüeñal.
Los cojinetes de bancada. Colectores de admisión.
El volante. Colectores de escape.
La correa de distribución. Cárter de aceite.
1.9 TERMINOS PRINCIPALES MÁS UTILIZADOS PARA EL ESTUDIO DEL
MOTOR DE CUATRO TIEMPOS.
Punto muerto superior (pms): Cuando el pistón se encuentra en la posición
más elevada del cilindro.
Punto muerto inferior (pmi): Cuando el pistón se encuentra en la posición más
baja del cilindro.
Diámetro o calibre: Diámetro interior del cilindro generalmente en mm.
Carrera: Es la distancia que recorre el pistón, desde el punto muerto superior al
punto muerto inferior o viceversa. Una carrera de pistón corresponde a una revolución
completa del cigüeñal. En función de la longitud de carrera y diámetro diremos que un
motor es:
Cuadrado.
Súper cuadrado.
Alargado.
Ciclo: Carrera hacia abajo o hacia arriba del pistón al lo largo del cilindro.
Volumen desplazado por el pistón o cilindrada unitaria: Es el volumen que
desplaza el pistón del PMI al PMS.
Volumen de la cámara de combustión: Volumen comprendido entre la cabeza
del pistón en PMS y la culata.
Relación volumétrica: Relación entre el volumen total del cilindro y el
volumen de la cámara de combustión.
Cilindrada: Es la suma de los volúmenes de todos los cilindros de un motor. Se
expresa en cm3.
1.10. UNIDADES PRINCIPALES MÁS UTILIZADAS PARA EL ESTUDIO DEL
MOTOR DE CUATRO TIEMPOS.
Masa y peso: La masa y peso suelen confundirse a menudo. La mas es la
cantidad de materia de que esta formado un cuerpo. El peso es la medida de la fuerza en
que es atraída la masa de este cuerpo por la gravedad de la tierra. Por poner un ejemplo,
diremos que un hombre tiene la misma masa aquí que en la luna, pero su peso es mucho
menor en la luna que en la tierra. El efecto de la fuerza de la gravedad es determinante.
Fuerza: Es una forma de energía capaz de hacer cambiar el estado de reposos o
movimiento de un cuerpo. Si el cuerpo este en reposo puede ponerlo en movimiento o
deformarlo. Si el cuerpo esta en movimiento, la fuerza modifica este movimiento o lo
para. La unidad de fuerza es el newton. (N).
Si una fuerza F la aplicamos sobre un cuerpo y la desplazamos una distancia o
longitud L, diremos que ha efectuado un trabajo W.
W = F x LLa unidad de trabajo es el julio (J).
Es por definición el trabajo que produce la fuerza de 1 Newton que desplaza su
punto de aplicación 1 m en su dirección y sentido. 1 Julio = 1 Newton x 1 metro.
Potencia: La noción de potencia esta ligada a la noción de trabajo y de tiempo.
Por definición la potencia P de una maquina es igual al trabajo W desarrollado por esta
maquina dividido por el tiempo t empleado a realizarlo.
P = W : tLa unidad de potencia el Watt (vatios).
O su múltiplo el Kilovatio (KW) = 1000 Watios.
1 Vatio = 1 Julio: 1 segundo.
También suele utilizarse como unidad de tiempo el caballo (CV o HP).
1 CV = 0.7355 KW.
En el motor la definimos como la que es capaz de proporcionar un número
determinado de revoluciones por minuto.
La potencia desarrollada por un motor depende de sus características
constructivas, así como una serie de factores que inciden en el proceso de
transformación de la energía.
Par motor: Toda fuerza aplicada a un brazo de palanca origina en este un par.
En el motor de explosión, llamamos par motor al esfuerzo de giro aplicado al codo del
cigüeñal por la fuerza de la explosión que la transmite el conjunto biela – pistón. Cuanto
mayor sea la presión de empuje sobre el pistón, mayor será el par. El par máximo se
encuentra a un régimen intermedio, nunca al régimen máximo del moto; el objetivo de
los fabricantes en la actualidad es conseguir un par máximo lo mas uniforma posible a
lo largo de todos los regímenes de giro. El punto donde se consigue el par máximo es el
que consigue la mejor combustión. La unidad de par es el Newton – Metro.
Presión: Llamamos presión P, a la fuerza F que se ejerce sobre una superficie S.
Por definición P = F / SLa unidad de presión es el pascal (Pa), el Newton / m2 o el bar.
Densidad: La densidad es la masa de cada unidad de unidad de volumen de un
cuerpo. Si la masa de un cuerpo es m y su volumen v, la densidad viene dada por la
formula:
d = m / v
La unidad de densidad es el Kg / dm3.
Revoluciones: El régimen del giro del motor esta limitado por las fuerzas de
inercia originadas por el movimiento alternativo del pistón y del tiempo del que pueda
disponer para la combustión de la mezcla. El numero de revoluciones limita un llenado
correcto de los pistones y, por lo tanto el rendimiento volumétrico.
A una mayor velocidad, los gases han de entrar mas rápido ya que disponen de
menos tiempo.
n = régimen motor (r.p.m.).
1.11 TIEMPOS DEL MOTOR.
En el caso de los motores de gasolina la combustión se realiza cuando el embolo
o pistón se encuentra en el punto máximo de compresión de una mezcla de aire –
combustible. En este momento la chispa que proporciona una bujía produce una
deflagración con el consiguiente aumento de temperatura y presión en el pistón que será
el encargado de realizar el trabajo motriz.
1.11.1 Admisión, compresión, explosión y escape.
El ciclo de combustión es el conjunto de operaciones que se realizan en un
cilindro desde que entra la mezcla carburada hasta que son expulsados los gases.
Cuando el ciclo se realiza en cuatro etapas, se dice que el motor es de cuatro
tiempos: Admisión, Compresión, Explosión y Escape.
Primer tiempo: Admisión. El pistón comienza un movimiento, descendente,
entre el PMS y el PMI. El cigüeñal da media vuelta mientras que el pistón, al estar
cerrada la válvula de escape y abierta la de admisión, succiona la mezcla
carburada llenando, con ella, el cilindro.
Segundo tiempo: Compresión. El pistón retorna del PMI al PMS,
permaneciendo las dos válvulas cerradas, comprime, progresivamente, la mezcla
carburada, dando el cigüeñal otra media vuelta.
Tercer tiempo: Explosión. Una vez terminada la compresión salta la chispa de
la bujía en el centro de la mezcla, que ha sido fuertemente comprimida, lo que hace que
el pistón sea despedido con fuerza a su PMI, dando el cigüeñal otra media vuelta. Este
tiempo de denomina de explosión o combustión, y las dos válvulas deben permanecer
cerradas.
Cuarto tiempo: Escape. El pistón vuelve a subir a su PMS y en su camino
limpia el cilindro de los gases resultantes del tiempo anterior, dado que la válvula de
admisión permanece cerrada y la de expulsión abierta. El cigüeñal da otra media vuelta,
cerrando el ciclo.
Este es el ciclo de cuatro tiempos, en el que por cada explosión, de un mismo
cilindro, el cigüeñal da dos vueltas completas, perdiendo gran parte de la fuerza entre
explosión y explosión. Si combinamos cuatro cilindros de tal forma que por cada media
vuelta haya una explosión, minimizaremos la perdida de fuerza.
1.11.2 Diagrama practico.
En los anteriores diagramas hemos descrito el ciclo ideal del motor de encendido
por chispa. Un motor como el anterior daría un diagrama practico como el que se
desarrolla a continuación.
Como puede verse en su recorrido (línea continua) en comparación con el
anterior (línea de trazos) no se corresponden por una serie de factores.
La combustión no es instantánea, dura aproximadamente 0.002 seg. Y no se
realiza a volumen constante. Los gases tienen una inercia y soportan perdidas de carga
(disminución de presión y velocidad) en su recorrido por los conductos de admisión.
Parte del calor generado por la compresión y la combustión se pierde a través de las
paredes del cilindro. La apertura y cierre de válvulas no se produce de manera
instantánea:
Los equilibrios de presión entre el exterior y el interior no son inmediatos.
Al final de la expansión, la presión aun no es elevada, por los tanto se crea una
contra presión en el escape que se opone a la salida del pistón.
Todas estas condiciones dan como resultado unas cifras de presión que no tienen
nada que ver con las que teóricamente habíamos calculado en el diagrama teórico. Esto
obliga a realizar una serie de modificaciones en el funcionamiento teórico para que
podamos conseguir un ciclo práctico mejor y que veremos mas adelante en el apartado
que hace mención al diagrama de la distribución.
1.11.3 Orden de explosiones.
Por orden de explosiones se entiende la sucesión de encendidos en los distintos
cilindros del motor. Se por una serie de números que señalan el orden. Cada número
determina el ordinal del cilindro, empezando por el lado opuesto al del volante.
El orden de explosión más usado es 1-3-4-2, pudiéndose variar éste, siempre y
cuando también variemos la disposición de los codos del cigüeñal.
1.12 PARTES PRINCIPALES QUE CONFORMAN EL MOTOR.
1.12.1 Monoblock o bloque de cilindros.
Es una de las piezas más importantes ya que es la base en la que se alojan las
restantes. El bloque tiene la función de alojar los cilindros (parte superior) en donde se
desplazan los émbolos y las bielas; sujetar al cigüeñal (parte inferior, también llamada
bancada); incorporar los pasos del agua de refrigeración y los conductos de lubricación.
El cilindro es la superficie donde se desliza el embolo. Puede estar mecanizado
en el mismo bloque o puede ajustarse una pieza extraíble llamada camisa. Su superficie
interna, al estar en continuo rozamiento y sometido a fuertes presiones, requiere de una
superficie perfectamente rectificada y pulida. Las características que ha de reunir el
cilindro son: resistencia al desgaste, resistencia superficial, bajo coeficiente de
rozamiento, cualidades lubricantes y conductibilidad térmica.
El bloque puede adoptar distintas formas en función del número de cilindros y su
disposición. El material empleado para su fabricación puede ser de fundición de hierro
con aleaciones de cromo, níquel y molibdeno. Se emplean también aleaciones ligeras a
base de aluminio, con las que se consigue un menor peso y una mejor conductividad
térmica.
Las camisas como ya hemos dicho son los cilindros que se fabrican
independientemente y se introducen en los orificios del bloque. Las camisas pueden ser
secas y húmedas.
Las camisas secas son tubos fabricados con paredes delgadas e introducidas a
presión a lo largo de todo el cilindro. Se denominan secas por no estar en contacto con
el agua de refrigeración. Pueden ser a presión con pestaña de asiento o sin ella.
1.12.2 La culata.
Esta es una de las partes importantes del motor ya que ha de desarrollar
múltiples funciones:
Delimitar la cámara de combustión, delimitar los conductos de los gases (admisión y escape), permitir un correcto funcionamiento de las válvulas, ubicar las bujías, contener los conductos de refrigeración del agua y del aceite y tener buena conductibilidad térmica.
Se conoce como cabeza o culata, a la parte superior del motor, que cubre el
bloque de cilindros. En la estructura, de una cabeza están instaladas las válvulas, de
admisión y de explosión. La característica principal de una cabeza, es la de soportar el
calor generado por la combustión.
Sobre la base y necesidad, de tener una cabeza o culata, que se mantenga
caliente y que soporte el constante calor, generado por las explosiones propias de su
función. Los fabricantes se la pasan diseñando constantemente, cabezas, con diferentes
características y, con diferente material.
La función y objetivo de la culata es permitir el sube y baja de las válvulas,
ajustándose exactamente en sus asientos. El objetivo es conseguir que la mezcla, aire-
combustible pueda comprimirse hasta conseguir la combustión en la cámara, resistiendo
el calor que se genera en ella.
1.12.3 Sistemas de válvulas.
Válvulas de admisión y escape de la culata: Las válvulas de los motores son
unas de las piezas de mayor esfuerzo. Las válvulas funcionan en la cámara de
combustión donde pueden encontrar temperatura de 2000 °C. La válvula de
escape tiene que abrir para que puedan pasar los gases calientes, con esto la
válvula de escape puede tener temperatura de más de 750 °C. En la culata de la
válvula la temperatura varia siendo una parte más caliente que la otra. La válvula
de admisión no esta expuesta a tanto calor como la válvula de escape, por no estar
sujeta a gases de escape y la mezcla de aire – combustible contribuye a mantenerla
fresca. Las válvulas de admisión y escape son similares aunque están hechas de
distintas aleaciones. Las válvulas tienen determinadas limitaciones:
Térmica: Temperatura en la válvula de escape de hasta 700 °C y de admisión de
hasta 400 °C.
Química: Resistir a la corrosión por estar en contacto con la combustión.
Mecánica: Cada válvula tiene que ser levantada de su asiento 2500 veces en un
minuto con el motor girando a 5000 r.p.m.
El numero de válvulas por cilindro son de dos válvulas (una de admisión y otra
de escape) hasta de tres y de cuatro válvulas (dos de admisión y dos de escape o dos de
admisión y una de escape). Esto es para conseguir mayor optimización en la entrada de
gases frescos y la evacuación de gases quemados, minimizando la emisión de sustancias
residuales. El empleo de doble número de válvulas tiene ventajas como:
El incremento de superficie valida para el flujo de gases, con lo que se puede
aumentar la capacidad del cilindro para admitir y expulsar gases.
Posibilidad de colocar la bujía en el centro geométrico de la cámara de
compresión, consiguiendo en el desplazamiento del frente de la llama un buen quemado
de la mezcla.
En un motor de cuatro tiempos, el primer tiempo es el de admisión, en el que la
válvula del mismo nombre se abre y, por la succión que ejerce el pistón en su carrera
descendente, permite la entrada de un volumen de mezcla igual al desplazamiento del
pistón; se cierra aproximadamente cuando éste llega a su punto máximo inferior y
permanece cerrada, al igual que la de escape, durante la compresión, que es el segundo
tiempo. El encendido y la expansión, o carrera de poder, constituyen el tercer tiempo y
al terminar este último, principia el cuarto tiempo, que es de escape, en el que la válvula
llamada así, se abre y permite la expulsión de los gases quemados. Los cuatro tiempos
terminan al cerrar la válvula de escape, estando el pistón aproximadamente en su punto
máximo superior por segunda vez. Válvulas constan de cabeza y de vástago:
Cabeza de la válvula: Debido al esfuerzo de que ella se requiera la cabeza de
la válvula es considerada la parte más importante de la misma. Por la acción
alterna de subir y bajar que posee el mecanismo de la válvula y la tensión del
resorte, la cabeza de la válvula esta sometida a un trabajo constante. La cabeza de
la válvula de escape recibe la explosión de los gases extremadamente calientes y la
llama que pasa entre ella y el asiento de la válvula durante el tiempo de escape.
Vástago: Todos los vástagos de los diversos tipos de válvulas tienen una
construcción similar, la diferencia principal esta en el diámetro y longitud; también que
su extremo esta ranurado o rebajado de acuerdo con el tipo de seguro utilizado. Los
vástagos mas utilizados tienen una o mas ranuras.
A continuación presentaremos algunas causas de fallas que muestran las válvulas dañadas:
Una válvula que muestra un mínimo desgaste en su asiento con marca poca
profunda, puede ser utilizada nuevamente sin rectificar el asiento, pero se debe
instalar en el mismo cilindro en que venía.
Cuando la cabeza de la válvula está acopada o acazuelada, no debe ser usada
nuevamente. Generalmente esta deformación es causada por alta temperatura de los
gases de escape, en un motor sobre-revolucionado.
Una válvula que muestra depósitos de carbón no necesita ser reemplazada
necesariamente; después de una cuidadosa limpieza y su inspección adecuada, se
podrá decidir si se debe o no instalar nuevamente.
Si existe erosión o reducción de área, ya sea en el radio del cuello o en el vástago,
reemplace la válvula.
No use una válvula que tenga grietas en la cabeza, el asiento, en el radio del cuello o
en el vástago, las grietas son causadas normalmente por altas temperaturas en el
motor. Algunas razones del sobrecalentamiento son:
trabajar el motor sobrecargado o con mezcla muy rica, ya sean en altas o bajas
revoluciones, purificador de aire sucio, que resulta en mezcla rica, las espreas de
inyección de combustión en mal estado, un ajuste insuficiente en el tren de válvulas.
No reinstale una válvula que tenga el vástago desgastado. Algunas de las causas más
comunes de desgaste de vástago son:
Lubricación insuficiente, presencia de material abrasivo, desalineamiento entre el asiento del motor, la guía y la válvula, resortes de válvula en mal estado y guía de válvula dañada o mal maquinada.
1.12.4 Leva y árbol de levas.
Una leva es una excéntrica o protusion en un eje y en el caso de un motor la
rotación de la leva en su eje hace que se abren o cierren válvulas. En un motor siempre
hay una leva por cada válvula. Colocándose, ya sea uno o dos árboles y dispuestas entre
sí en distinta posición de acuerdo con el instante de apertura de la válvula que le
corresponda.
Un árbol de levas posee por cada cilindro un número igual de levas al número de
válvulas de escape y admisión. Los árboles de levas pueden montarse dentro del
cigüeñal o en la culata de cilindros. Una leva ha sido diseñada para abrir la válvula de
un punto especificado en relación con la posición de los pistones, manteniendo entonces
la válvula abierta por el numero especificado de grados de rotación del cigüeñal. Las
válvulas se cierran por acción de un resorte, la carrera de la leva determina la porción de
levantamiento de la válvula desde su asiento.
1.12.5 Balancines.
El balancín es una pieza de acero colado provisto de dos brazos uno mas lago
que el otro, y un agujero para mantenerlo en el eje de balancines.
1.12.6 Buzos hidráulicos.
Los buzos son unas piezas cilíndricas situadas en el monoblock las cuales han
sido diseñadas para lubricar el árbol de levas y los resortes de las válvulas.
1.12.7 Mando del árbol de levas.
Durante dos vueltas del cigüeñal se realizan en cada cilindro los cuatro tiempos
del ciclo. El árbol de levas gira a la mitad de velocidad del cigüeñal, por lo tanto el
piñón del árbol de levas tiene el doble de número de dientes que el piñón del cigüeñal o
sea el doble de diámetro. Es necesario sincronizar el árbol de levas con el cigüeñal, por
ello los piñones disponen de unas marcas de fabricación que lo permiten, es decir el
árbol de levas debe estar en tal posición que las válvulas del cilindro numero 1 estén
cerradas y el cigüeñal debe estar en su punto muerto superior o sea el pistón debe estar
en lo mas alto, así el cilindro y las válvulas apenas estarían empezando el primer tiempo
que es al de admisión.
Mando por cadena: Este mando es el más frecuente, donde se enlaza el piñón
del cigüeñal por medio de una cadena con el del árbol de levas, girando ambos en el
mismo sentido, la cadena puede ser simple, doble o triple.
Mando por correa: La cadena se sustituye por una correa dentada de tejido
plástico con armadura metálica interna, que enlaza el cigüeñal con el árbol de levas, este
sistema es más silencioso que el de cadena.
1.12.8 Pistones, anillos y bielas.
Un motor de gasolina quema gasolina y obtiene energía térmica. El medio por el
cual esta energía térmica es convertida a potencia es a través de los pistones, bielas y
cigüeñal. Los movimientos de los pistones para arriba y abajo generados por la presión
de la combustión son convertidos por el cigüeñal, vía las bielas, a movimientos
rotatorios, de este modo llega la potencia que puede ser utilizada para mover el
vehículo.
Pistones: Los pistones tienen 3 ranuras en las cuales se instalan un anillo
especifico en cada una. Los anillos superiores actúan para evitar que la fuerza de la
explosión de la mezcla escape a través de la holgura entre el pistón y las paredes del
cilindro hacia dentro del motor, evitando perdida de potencia. Los últimos son los
anillos de aceite, los cuales actúan para evitar que el aceite del motor se pase a la
cámara de combustión contaminando la mezcla y emitiendo humo blanco por el escape.
Los pistones se sujetan a la biela por medio de un perno y éste a su vez se sujeta
con unos seguros metálicos, en motores de alto rendimiento es recomendable
substituirlos por unos "Teflones" porque el seguro original se puede llegar a zafar
causando daños irreparables a la camisa o cilindro del pistón.
Anillos de pistón: Los anillos de pistón consisten en anillos de compresión, los
cuales actúan para prevenir que los gases escapen a través de la holgura entre el pistón y
las paredes del cilindro, y los anillos de aceite, los cuales actúan para raspar el exceso de
aceite lubricante de las paredes del cilindro, que fluye, regresando al cárter de aceite.
Biela: Esta funciona para transmitir la fuerza recibida por el pistón al cigüeñal.
Desde que esta varilla está sometida a resistir fuerzas de compresión y fuerzas de
extensión mientras el motor está funcionando, los materiales que son usados tienen
suficiente resistencia siendo al mismo tiempo livianos de peso como los pistones.
1.12.9 Cigüeñal.
Este eje funciona para convertir los movimientos para arriba y abajo generados
por la carrera de combustión de los pistones en cada uno de los cilindros en
movimientos rotatorios. El cigüeñal también trabaja para generar movimientos
continuos para suministrar movimiento a los pistones en las otras carreras.
1.12.10 Bancadas.
Las bancadas se fabrican a tolerancias exactas lo cual indican que no requieren
de rectificación para el montaje. En las bancadas se instalan metales para que corra el
cigüeñal y así proveerle una lubricación adecuada entre la superficie y el eje con la
ayuda de unas ranuras en la superficie del metal. El flujo esta controlado por el diseño
de la ranura y en muchos casos por el juego de las mitades que se separan de los
casquetes.
1.12.11 Volante del motor.
Esto es una placa redonda hecha de hierro fundido la cual es montada en la parte
posterior del cigüeñal. El cigüeñal recibe la fuerza rotacional desde la carrera de
combustión solamente, mientras que en las otras carreras, éste pierde fuerza de rotación
al como resultado, desuniformidad en la fuerza rotacional es generada. El volante del
motor funciona para apaciguar ésta desuniformidad por energía inercial.
1.12.12 Cárter.
El cárter es la pieza encargada de cerrar el motor por la parte inferior y
almacenar el aceite para el engrase de motor, esta constituido por una pieza de acero o
de aleación de aluminio, esta ultima cuando requiere refrigeración.
1.12.13 Empaques o juntas del motor.
Los empaques se utilizan para conseguir un sellado en dos partes. La función del
empaque debe desempeñarla con las máximas garantías en todas las condiciones de
trabajo del motor y conseguir que los fluidos (gases de combustión, aceite del motor,
refrigerante) se mantengan estancos tanto hacia en el exterior como hacia el interior. La
parte de la junta que soporta mas carga térmica es la que da a la cámara de combustión,
por lo que el material a la que es hecha se recubre con una chapa metálica. El amianto
(gran resistente a temperaturas altas) se utiliza en toda la superficie de la junta y toda
ella es impregnada de grafito para evitar que se pegue en las partes metálicas. Aparte, de
revestimiento superficial completo, también se utilizan serigrafiados parciales, con el fin
de aumentar la presión superficial. Además, pueden llevarse a cabo ribeteados metálicos
o con elastómeros alrededor de los orificios de paso de aceite, actualmente se están
estudiando nuevos materiales compatibles con el medio ambiente y que permitan
menores pares de apriete, menores índices de deformación, menor rozamiento
superficial y mayor resistencia a las temperaturas.
1.13 EQUILIBRIO DEL MOTOR.
Un cuerpo esta equilibrado cuando las masas que lo componen están
uniformemente repartidas alrededor de su eje de rotación. En el caso de elementos que
están sometidos a regímenes de giros importantes (cigüeñal, volante, árbol de levas,
etc.) han de estar perfectamente equilibrados, de lo contrario provocarían ruidos,
vibraciones y averías importantes. Para conseguir disminuirlas o anularlas, es
importante el diseño del cigüeñal y la razón de orden de encendido, también la
necesidad de disponer de un volante de inercia apropiado para equilibrar el giro del
cigüeñal.
CAPITULO II
SISTEMAS DE FUNCIONAMIENTO DEL MOTOR ELECTRONICO
2.1 SISTEMA DE LUBRICACION PARA UN MOTOR.
2.1.1 Fricción o rozamiento.
Aunque las superficies metálicas sean muy pulidas y parezcan lisas, en realidad
se tienen irregularidades microscópicas que producen rozamiento, siempre que un
cuerpo se mueve estando en contacto con otro objeto, existen fuerzas de rozamiento que
se oponen al movimiento relativo. Estas fuerzas son consecuencias de la adhesión de
una superficie a la otra y en las irregularidades en las superficies en roce. El rozamiento
en muchas circunstancias aumenta el trabajo necesario para operar una maquina, causa
desgaste y genera calor. Los automóviles y los aviones son diseñados
aerodinámicamente para reducir el rozamiento con el aire, que es muy grande en altas
velocidades.
Siempre que una superficie se desliza sobre otra, la fuerza de rozamiento
ejercida por cada cuerpo sobre el otro es paralela o tangente a las dos superficies. Estas
fuerzas no solo existen cuando hay movimiento, si no también cuando uno de los
cuerpos tiende a deslizarse sobre el otro. Si sobre un vidrio colocamos una moneda, la
fuerza necesaria para desplazarla es mínima, si la misma moneda la colocamos sobre
una superficie de corcho, la fuerza necesaria para mover la moneda es mayor, aunque el
peso de la moneda es el mismo, es necesario vencer la resistencia al deslizamiento, lo
cual es caracterizado por el coeficiente de rozamiento. Ahora para iniciar el movimiento
se requiere de mayor fuerza que para mantener el movimiento a velocidad constante,
por lo tanto podemos expresar la fuerza de la resistencia (F) al desplazamiento,
proporcional al coeficiente de rozamiento (μ) y al peso del cuerpo (P):
F= μ * P
Los factores que influyen en el coeficiente de rozamiento que se deben tener en
cuenta con la naturaleza, el estado, la presión y las condiciones de trabajo de las
superficies en contacto. Los tipos de rozamiento son:
Seco: Produce rozamiento directamente entre las asperezas de la superficies, con
un calentamiento intenso, provocando una fusión parcial o soldarse entre las piezas.
Fluido: Se caracteriza por una presencia permanente entre las superficies de una
capa fina de lubricante espesa , que evita el contacto entre las superficies haciendo
menor la resistencia al deslizamiento.
Semiseco: Cuando entre las dos piezas metálicas se interpone una delgada
película de aceite mono molecular, de la cual se obtiene una lubricación untuosa.
2.1.2 Propiedades de los lubricantes.
El lubricante del motor es requerido para limitar y controlar:
La fricción o rozamiento.
El contacto de metal a metal.
Sobrecalentamiento.
El desgaste.
La corrosión.
Para cumplir las funciones anteriores, se requiere del lubricante:
Una viscosidad conveniente.
Oleosidad (untuosidad); para asegurar adherencia en las bancadas y metales para
menor rozamiento y menor desgaste, cuando la lubricación
Alta resistencia de la película para evitar el contacto del metal a metal y el asimiento
cuando esta sujeto a cargas pesadas.
Que no tienda a correr a atacar cualquier parte del motor.
Sin tendencias a formar depósitos al unirse con el aire, agua, combustible, o los
productos de la combustión.
Capacidad para limpiar los residuos del motor.
Característica de no-formación de espuma.
Seguridad; no tóxico, no inflamable, o explosivo.
Bajo costo.
La lubricación bajo presión es utilizada ya que puede dosificar la circulación del
aceite y la evacuación del calor. El principio del funcionamiento es sencillo. El aceite
del cárter inferior es elevado por medio de una bomba bajo presión hacia un conducto
principal que asegura la alimentación de todos los puntos que se han de lubricar bajo
presión.
Los elementos lubricados bajo presión son: el cigüeñal, el árbol de levas y los
balancines. La lubricación ordinaria bajo presión, el aceite que proviene del conducto
principal es dirigido por conductos hacia los codos del cigüeñal. Las ranuras de los
metales y un canal oblicuo permitan la lubricación bajo presión de las cabezas de la
biela. El aceite vuelve a caer en el cárter inferior, a través de los codos. La lubricación
integral se incrementa en la lubricación por presión del eje del pistón, por el hueco que
posee en el cuerpo de la biela.
2.1.3 Esquema general de la lubricación.
Generalmente en los motores, un eje acoplado al árbol de levas, hace funcionar
la bomba de aceite. Esta succiona el aceite a través del colador y tubo de admisión que
se encuentra en la parte inferior del cárter, y lo envía al filtro de aceite; y de ahí el aceite
lo pasa a un conducto principal, el cual corre paralelo al eje de levas. Desde el conducto
principal otros conductos mas pequeños llevan el lubricante a las bancadas del
cigüeñal. Los conductos del cigüeñal llevan el aceite a presión hacia las bielas, el aceite
después baña las paredes del cilindro y regresa nuevamente al cárter.
2.1.4 Bomba de aceite.
Para obtener la presión de lubricación, una bomba de aceite es montada en el
circuito, la cual aspira el aceite del cárter y lo dirige bajo presión a través de los
conductos o canales hacia los elementos que se han de lubricar. Hay dos tipos
principales de bombas las cuales son:
Bomba de piñones: La bomba de piñones es extensamente usada debido a la
seguridad que ofrece. Consiste en dos piñones o engranajes dentro de un cuerpo
provisto de una abertura de entrada y una de salida. Uno de los dos piñones se encuentra
se encuentra montado en un eje impulsado casi siempre desde el árbol de levas y es
conocido como piñón impulsador. El otro piñón esta montado sobre un pasador fijo o un
eje corto y se denomina piñón impulsado.
A medida que los piñones giran en direcciones contrarias, el aceite es aspirado a
través de la entrada; llevado alrededor de los piñones entre los dientes y la caja de la
bomba. Esta bomba no funciona si no se encuentra humedecida internamente por el
aceite para sellar el espacio entre los piñones y la caja de la bomba; por ello se
encuentra situada en el cárter. De lo contrario la bomba debe poseer una válvula de
retención en la entrada, para que el aceite no se salga.
Bomba de paletas: Se compone de una caja o cuerpo cilíndrico, en cuyo interior
se mueve un rotor, ranurado diametralmente y arrastrado por el motor de acuerdo con el
sentido del eje. La ranura recibe dos paletas deslizantes, las cuales tienden a separarse
por la acción del resorte que las ciñe contra las paredes de la bomba. Al girar el rotor
excéntrico, la paleta va haciendo el vacío aspirando el aceite que llega por el tubo de
entrada, mientras que por la salida empuja a presión el aceite recogido. El desgaste de
este tipo de bomba se debe al rozamiento con las paredes del cuerpo de la bomba.
2.1.5 Filtro de aceite.
Los filtros son instalados en los sistemas de lubricación con el fin de eliminar
del aceite las impurezas, las cuales pueden arañar la superficies de las bancadas y causar
un desgaste mayor de lo normal en los anillo del pistón y en los cilindros. El filtro
consiste en una lámina de material textil o plástico poroso, que se dobla en forma de
acordeón. En el flujo de la bomba todo el aceite pasa por el filtro, en causa de
obstrucción del filtro, el circuito de aceite es cortado, adicionalmente posee un bypass o
válvula de seguridad, la cual puede estar en el filtro o externamente en el cárter, así
cuando existe una obstrucción del filtro origina una elevación de presión de presión en
el cartucho; la válvula de seguridad se abre y el aceite no filtrado vuelve directamente al
conducto principal, asegurando la lubricación bajo presión del motor.
2.1.6 Cambio de aceite.
Una de las operaciones más elementales del mantenimiento de un motor es el
cambio de aceite. Es elemental porque sin el cambio de aceite del motor, el motor
duraría muy poco tiempo. El mejor momento para cambiar el aceite es cuando el aceite
se encuentra en su temperatura normal después de unos minutos de encender el motor.
El aceite caliente es más fluido.
2.2 SISTEMA DE ENFRIAMIENTO PARA UN MOTOR.
El sistema de enfriamiento es de gran importancia, ya que el funcionamiento
correcto y la efectividad del motor dependen, en gran parte, del enfriamiento. Durante el
funcionamiento del motor se produce calor, debido al frotamiento de las piezas en
movimiento y a la combustión de los gases en los cilindros, la cual puede alcanzar hasta
los 2000 °C. Si se permitiera que estas temperaturas permanezcan constantes en el
motor en el funcionamiento, las propiedades lubricantes quedarían destruidas por
completo, y el motor sufriría daños considerables por efecto del intenso calor producido.
El metal antifricción de los metales de bancadas se fundirían, los pistones se pegarían a
los cilindros, los cilindros se escoriarían y el motor completo dudaría inservible. Por lo
tanto se puede deducir que el exceso de calor puede causar deterioro completo o parcial
de un motor.
El sistema de enfriamiento sirve para la importante tarea de evitar en el motor
temperaturas excesivamente elevadas y para conservar una temperatura lo
suficientemente alta para el eficaz funcionamiento del motor.
2.2.1 Refrigeración por líquido.
Los componentes del sistema de refrigeración por líquido son los siguientes:
Bomba de agua: La bomba de agua es normalmente accionada por una correa o
banda que viene de una polea del cigüeñal. Su capacidad debe ser suficiente para
proporcionar la adecuada circulación del líquido. La bomba de agua fuerza el líquido a
entrar al bloque de cilindros a medida que gira el impulsor. El líquido entra al área
central del impulsor desde la salida del radiador y es impulsado hacia fuera
centrífugamente para crear un flujo en el bloque de cilindros. El flujo del liquido regresa
ala bomba de agua a través del un desviador cuando esta cerrado el termostato y por el
radiador cuando el termostato esta abierto.
Camisas de agua: A fin de permitir que el liquido refrigerante circule alrededor
de los cilindros y demás piezas que necesiten enfriarse, es necesario asignarles un
espacio, al que se le llaman camisas de agua, las cuales rodean la cámara de
combustión, los cilindros, los asientos de las bujías, los asientos y las guías de las
válvulas y las partes en contacto con los gases resultantes de la combustión.
Radiador: El radiador se encarga de enfriar el liquido refrigerante lo suficiente
para evitar que hierva y así pueda seguir circulando por el sistema de refrigeración. El
radiador consiste en dos tanques metálicos o de plástico conectados uno contra otro, por
medio de un núcleo que consiste en una serie de tubos de tubos y aletas. El líquido fluye
desde el tanque de entrada a través de los tubos, al tanque de salida siempre que este
abierto en el termostato en el motor. El metal ideal en la fabricación del radiador es el
cobre por su facilidad de transmitir calor, pero por razones económicas se emplea el
latón.
Ventilador eléctrico: La gran mayoría de los motores utilizan ventiladores
impulsores con motores eléctricos y están montados en un soporte sujeto al radiador. Se
monta un interruptor sensible a la temperatura, para sensar la temperatura del líquido en
el motor con el cual se controla la operación del ventilador (activa o desactiva el
ventilador). Cuando el motor esta frío el interruptor permanece abierto; cuando requiere
enfriamiento el interruptor se cierra para hacer funcionar el ventilador.
Termostato: El termostato es una válvula sensible a la temperatura que se
encuentra en la parte frontal del motor. El termostato permanece cerrado hasta que el
motor alcanza una temperatura de operación. A medida que la temperatura sube, el
termostato se abre permitiendo que el líquido circule a través del radiador, cuando la
temperatura del líquido es mas baja de la temperatura de operación, el termostato se
cierra impidiendo la circulación del líquido hacia las cabezas del cilindro del motor. La
temperatura de abertura y cierre de los termostatos oscila entre los 70 ° a 90° C.
Indicadores de temperatura: Estos van montados en el tablero de instrumentos
para informar al usuario si la temperatura es normal.
Liquido refrigerante: Este es el medio utilizado para absorber calor en la
circulación entre el motor y el radiador, donde se disipa hacia a la atmósfera. El agua es
un líquido satisfactorio para la absorción y transferencia del calor, pero cuanta con
deficiencia como son un punto de ebullición rápidamente bajo y se congela
rápidamente, por lo tanto requiere al agua inhibidores para evitar la corrosión,
formación de sedimentos y para la lubricación del sello de la bomba. Por esta razón es
necesario la utilización de un liquido con base a etilenglicol para darle servicio cada año
al sistema. El anticongelante con base a etilenglicol tiene un punto de ebullición mas
alto que el agua; contiene inhibidores y aditivos necesarios para retardar la formación de
sedimentos, corrosión y posee un lubricante para el sello de la bomba de agua. Una
mezcla de 50% de agua y 50% de anticongelante concentrado proporcionaran la
protección anticongelante a –36 °C. aprox. y un punto de ebullición a 110 °C. aprox. a
una presión atmosférica de 14.7 psi.
2.3 SISTEMA DE INYECCION ELECTRONICO DE COMBUSTIBLE PARA
UN MOTOR.
El sistema de combustible utilizado en los motores de combustión interna esta
diseñado para surtir continua, adecuadamente y con la suficiente presión el combustible
en todas las condiciones de operación por medio de 4, 6, y hasta 8 inyectores
controlados electrónicamente por la computadora por medio de pulsos negativos. Y
consta de los siguientes elementos:
2.3.1 Tanque de combustible.
El tanque de combustible es uno de los elementos que más ha evolucionado, no
solamente por el aumento de su volumen, sino por la disposición interior, y sobre todo
por el diseño y los materiales empleados. El tanque, actualmente posee una válvula de
vacío en el tapón que permite el paso del aire al tanque a medida que se va consumiendo
el combustible los vapores de la gasolina salen al canister (deposito de mangueras de
vacío para el motor) y se aprovechan en el motor. La unidad del tanque combustible
incluye un tubo de toma de combustible con una malla o filtro y una unidad transmisora
al tablero indicador de combustible, operada con un flotador que mide la gasolina.
2.3.2 Bomba de combustible.
Para elevar el combustible desde el tanque al sistema de inyección, se utiliza una
bomba la cual es eléctrica. Las bombas eléctricas pueden ser de varios tipos entre ellas
el impulsor, rotor, aletas y reciprocante y todas utilizan un motor eléctrico pequeño para
mover el impulsor de la bomba.
La bomba tipo rodillo tiene una serie de rodillo colocados en ranuras, y al girar
los rodillos en el rotor son proyectados hacia fuera y entran en contacto con la carcaza,
obligando a los rodillos a moverse en las ranuras de adentro hacia fuera del rotor,
iniciando la acción de bombeo. La bomba tipo aletas deslizantes opera de forma similar
a la bomba de rodillos y se utilizan aletas para efectuar el bombeo.
Una válvula de retención impide que el combustible regrese y una válvula de
alivio la cual mantiene la presión de combustible en el nivel requerido. El exceso de
combustible es regresado al tanque, por la tubería de retorno. Varias bombas eléctricas
de combustible poseen un interruptor de seguridad activado por la presión del aceite del
motor, cuando la presión del aceite baja, el interruptor desconecta la bomba de
combustible, deteniendo el motor y previniendo daños.
La gran mayoría de bombas eléctricas son controladas por la computadora y
cuentan con un sistema llamado FIRE PREVENTION SISTEM (sistema de prevención
de incendios) el cual es un sistema integrado de prevención contra incendios, que
bloquea el flujo de combustible hacia el motor en caso de algún accidente.
Técnicamente se compone de un interruptor inercial que suspende la alimentación de la
bomba eléctrica de combustible, un recipiente de combustible resistente al fuego y una
válvula de seguridad que impide la salida del mismo por las tuberías.
2.3.3 Flotador.
Es la unidad transmisora de nivel de combustible que se encuentra montada en el
tanque mediante una placa de soporte y una arandela de cierre, y puede encontrarse
integrada a la bomba de combustible o estar separada. Cuando el flotador asciende o
desciende de acuerdo al nivel de combustible, mueve un contacto deslizante de una
resistencia variable, cuando el nivel es bajo, la resistencia es baja, por lo tanto permite
que halla un flujo pequeño de corriente y el indicador, que va montado en el tablero de
instrumentos, mostrara un nivel bajo de combustible. Cuando el nivel es alto, la
resistencia es baja y el flotador en su posición es alto, lo cual permite que exista un flujo
alto de corriente y el indicador mostrara un nivel alto de combustible.
2.3.4 Filtro de combustible.
Dos o más filtros son colocados en el conducto de combustible impide que entre
basura o humedad en los inyectores y que se tapen los conductos de combustible. Por lo
general, se instala un filtro de baja presión que es colocado en el interior del tanque y
un filtro de alta presión se instala en las tuberías, también en la parte superior de cada
inyector puede estar integrada una malla filtrante, en caso que se tape es necesario un
servicio de limpieza que incluya al inyector.
2.3.5 Inyectores.
Son dispositivos operados por computadora. Cada inyector se abre con un pulso
de 3 voltios con una duración de pocos milisegundos. A medida que aumenten las r.p.m.
del motor, el tiempo en que el inyector se abre aumenta ligeramente. La resistencia
eléctrica de los inyectores es cerca de 2.4 ohmios. El problema más común de los
inyectores es la obstrucción, aunque el oxido y suciedad al tanque de combustible puede
causar contaminación interna, la mayoría de las obstrucciones se pueden eliminar
empleando limpiador de inyectores.
2.4 SISTEMA DE AIRE ASPIRADO PARA UN MOTOR.
2.4.1 Cuerpo de aceleración (regulador de entrada de aire).
El cuerpo de aceleración es un regulador que permite la entrada de aire al
múltiple de admisión por medio de una placa que cierra y abre, y que es controlada
mediante un cable a un pedal; para que el operario pueda controlar las r.p.m. del motor.
2.4.2 Válvula de aire de velocidad de marcha mínima.
La válvula de aire de velocidad de marcha mínima se puede controlar
manualmente o por medio de la computadora. La válvula tiene un motor eléctrico que
abre y cierra para permitir el paso de aire mínimo. Cuando el motor esta frío, la válvula
se abre incrementado la velocidad de marcha mínima en vacío. A medida que se
calienta el motor, se cierra el actuador de velocidad de marcha mínima en vacío para
que disminuya la marcha mínima.
2.4.3 Filtro de aire.
El filtro es la única protección que posee el sistema de aire y es recomendable
cambiarlo muy seguido. El filtro va instalado en la parte superior del motor, aun lado
del cuerpo de aceleración.
2.5 SISTEMA DE ARRANQUE DEL MOTOR.
El sistema de arranque esta diseñado para transformar la energía eléctrica en
energía mecánica por medio de un motor de arranque. El sistema debe darle marcha al
motor a una velocidad suficiente que permita hacer funcionar los cilindros par
encenderse.
2.5.1 Batería.
Proporciona el potencial inicial al sistema de encendido durante el arranque y
después el sistema de carga proporciona la energía con el motor funcionando. Esta es la
fuente principal de toda la corriente electrónica del motor. El tipo de batería es de
plomo-acido y es un dispositivo electroquímico y tiene un voltaje para poder producir
una corriente como resultado de las reacciones químicas que producen los materiales de
la batería. El ácido o electrolito de la batería es una mezcla compuesta de 36% de ácido
sulfúrico y 64% de agua. La gravedad específica del agua es de 1.000 y el ácido
sulfúrico de 1.835. La solución de agua y de ácido sulfúrico en una batería posee una
gravedad específica de 1.265 veces más pesada que el agua pura. Cuando la gravedad
especifica del ácido es muy baja, se puede congelar en climas fríos y cuando es
demasiada alta, las rejillas de la placa se dañan.
Una batería de 12 voltios posee 6 celdas de voltios casa y están formadas de una
cantidad de placas positivas y negativas separadas por placas de aislamiento. Las placas
negativas y positivas están arregladas en forma alternada en cada celda. Todas las placas
negativas están conectadas unas con otras y de la misma manera, las placas positivas, lo
cual permite una conexión de celdas positivas y negativas. Este ensamble se encuentra
sumergido en una caja de llena de electrolito. El grupo de placas positivas en un
extremo de la celda de la batería esta conectada al borne (polo) positivo de la batería y
normalmente esta identificado por el signo + o de color rojo. El grupo de placas
negativas en un extremo de la celda de la batería esta conectada al borne (polo) negativo
de la batería y normalmente esta identificado por el signo - o de color negro.
2.5.2 Motor de arranque.
El motor de arranque es a lo que común le llamamos marcha, que en realidad es
un motor eléctrico para impulsar el motor. La conversión de energía en el motor de
arranque se produce por la iteración entre una corriente eléctrica y un campo magnético.
Un campo magnético que se forma en los dos extremos opuestos o polos de un imán, es
una región donde se ejerce una fuerza sobre determinados metales o sobre otros campos
magnéticos. Este motor eléctrico aprovecha este tipo de fuerza para hacer girar un eje,
de esta forma se transforma la energía eléctrica en un movimiento mecánico.
2.5.3 Circuito del control del arrancador.
El sistema de arranque consiste en dos circuitos separados que se encuentran
relacionados: el circuito del control del arrancador (incluye la porción de arranque del
interruptor de encendido y los alambres que conectan estos componentes al relevador o
solenoide) y la alimentación del circuito del motor (consiste en un cable grueso de la
batería al relevador, solenoide o directamente de la batería al solenoide).
2.5.4 Solenoide.
El solenoide en un motor de arranque cierra el circuito de la batería y el motor
de arranque y recorre el piñón de arranque para acoplarse con el engranaje del anillo del
volante, lo cual se logra por medio de un varillaje del embolo (cilindro) del solenoide y
la palanca de cambio en el motor de arranque. Cuando el circuito se acompleta al
solenoide, la corriente de la batería fluye a través de dos devanados separados, los
cuales producen un campo magnético combinado que tira del embolo, de modo que el
piñón de ataque se recorre para engranarse y los contactos principales en el interruptor
del solenoide se cierran, completando en el circuito del motor de arranque.
Cuando el circuito del control se abre después de que el motor arranca, no llega
corriente al devanado de frenado, la tensión del resorte de retorno hace que el embolo
retorne a la posición de descanso.
2.5.5 Relevador.
El relevador de arranque es un interruptor que conecta el arrancador a la batería,
cuando el motor se esta arrancando. El relevador se encuentra cerca de la batería, para
mantener los cables lo mas cortos posible. Cuando la bobina del arrancador se activa
por el interruptor de encendido, el núcleo móvil o embolo se pone en contacto con los
conectores internos de la batería y las terminales del arrancador, lo cual proporciona una
corriente plena de la batería al motor de arranque. Los interruptores del relevador y el
solenoide son electroimanes que se utilizan para controlar la conmutación de circuitos.
2.6 SISTEMA DE ENCENDIDO ELECTRONICO.
Los sistemas de encendido han experimentado cambios importantes,
esencialmente desde el inicio de la revolución electrónica. El sistema de encendido
obliga a la chispa a pasar a través del arco eléctrico de la bujía de electrodos con la
suficiente energía, para encender la mezcla aire combustible en la cámara de
combustión. Todos los sistemas de encendido funcionan con el mismo principio básico
de cambiar la corriente de bajo voltaje del sistema primario a la corriente de alto voltaje
en el secundario para encender las bujías. El sistema de encendido electrónico se
compone de los sigs. elementos:
2.6.1 Sistema de ignición directa de la chispa.
Bobinas de ignición: Puede ser 1, dos tres bobinas, según los cilindros del
motor, y están separadas y montadas el ensamble de un modulo (modulo DIS) cada
bobina provee la chispa para dos bujías simultáneamente, una en la carrera de
compresión y otra en la carrera de escape, ya que la energía que se requiere en la carrera
de escape es muy poco, la mayor parte de energía de la bobina es utilizada en la carrera
de compresión. Cada bujía se encuentra en serie a través del secundario de la bobina. La
bobina es un transformador de elevación de voltaje. Con el interruptor de encendido
conectado y cerrado el dispositivo de conmutación de control de bobina, hace que fluya
una corriente a través del primario a tierra.
Modulo DIS: El modulo DIS (sistema de ignición directa) es una placa
electrónica donde van montadas las bobinas, la función del modulo es monitorear las
señales de un sensor que va instalado en el cigüeñal y en base a estas señales envía una
señal de referencia a la computadora, los cuales son usados para indicar la posición del
cigüeñal, la posición de cada pistón y la velocidad del motor. Cuando se da marcha al
motor, el modulo DIS monitorea el pulso de sincronía del cigüeñal para empezar la
secuencia de encendido y debajo de 400 r.p.m., el modulo controla el avance de la
chispa por la activación de cada una de las bobinas a un intervalo predeterminado
basado solamente en la velocidad del motor. Arriba de 400 r.p.m., la computadora
controla el tiempo de encendido y lo compensa para todas las condiciones de manejo.
Bujías: El motor moderno encendido por chispa es una fuente de potencia muy
bien perfeccionada. La encontramos en una amplia gama de tamaños y opciones de
potencia, siendo su relación peso y potencia altamente conveniente. La eficiencia de
cualquier y toda su capacidad de operación, depende directamente de las cualidades de
encendido de un pequeño elemento que no cuenta con partes móviles, la cual es la bujía.
La bujía moderna es un producto de la más avanzada ingeniería que combina las
especialidades de la porcelana, metalúrgica y técnicas de la manufactura de elevada
precisión. Una bujía debe aislar una corriente eléctrica de varios miles de voltios que
entra en la cámara de combustión. Aunque la terminal se encuentre fría, el extremo
opuesto del aislador a muy poca distancia esta expuesto a temperaturas muy elevadas.
La bujía debe proporcionar un sellado eficiente a los súbitos incrementos de presión de
la combustión. Expuestos a una atmósfera altamente corrosiva, los electrodos también
deben resistir la erosión ocasionada por millones de chispas. La bujía proporciona el
salto de voltaje alta tensión que enciende la mezcla de aire y combustible que se
encuentra en la cámara de combustión.
La bujía básica consiste en un electrodo central que se encuentra separado del
cuerpo de la bujía por un aislador moldeado, que suele ser una porcelana a base de
oxido de aluminio, ya que la mica y los productos cerámicos a base de silicio son
atacados por el tetraetilo de plomo que con frecuencia se añade a la gasolina.
El perno o terminal es el extremo macho de la conexión que es de acero, y el
electrodo central se fija dentro del aislador en una masa colada especial, eléctricamente
conductora. La parte superior del aislador posee unas ranuras las cuales aumentan el
trayecto a recorrer de una corriente de fuga desde el extremo de la bujía, aumentando la
resistencia a dicha corriente. El aislador debe poseer una alta conductibilidad térmica y
a su vez tener una buena resistencia, ya que debe tolerar los cambios bruscos de la
temperatura. El extremo inferior del aislador se encuentra encajado en el cuerpo del
metal roscado, que se atornilla a la culata.
El ancho universal de las bujías es de un diámetro de 14 mm. y de 18 mm., y
puede ser de asiento recto con arandela o de asiento cónico. Las bujías varían de en
tamaño y características de funcionamiento de acuerdo con el tipo de motor, también
son clasificadas por su gama de calor, es decir, la capacidad que tienen para conducir el
calor de la punta del aislador al bloque de los cilindros. La bujía fría o de alto grado
térmico conduce el calor con rapidez y se mantienen mas frías, las bujías calientes o de
bajo grado térmico conducen el calor con lentitud y se mantienen mas calientes.
El numero de bujías que se deben instalar en un motor es igual al número de
cilindros que este tiene y se deben de cambiar a intervalos regulares, ya que la bujía
dispara cuando salta la chispa e inflama la mezcla de aire combustible. Cuando la chispa
no por cualquier razón no se produce se tiene una falla en el encendido de la bujía.
2.6.2 Funcionamiento del sistema.
Cada cilindro del motor, requiere una bobina, así cada cilindro se enciende una
vez cada revolución del cigüeñal, una vez que el pistón este en el punto muerto superior
en la carrera de compresión para producir potencia y otra cuando el pistón esta en el
punto muerto superior en la carrera de escape.
El sensor que esta instalado en el cigüeñal es un captador magnético el cual
sirve para leer las referencias de donde esta cada pistón y a cual cilindro mandar la
chispa, esto se logra por que el cigüeñal esta diseñado de tal forma que sea un generador
de pulsos negativos, por medio de ranuras o marcas de referencia, cada ranura o marca
de referencia indica la posición de cada pistón. Así el cigüeñal dispara al sensor, el cual
envía una señal primero al modulo DIS y después a la computadora, la cual procesa la
información para así abrir el circuito primario de la bobina correspondiente que sirve
para crear una chispa la cual, recibe la bujía.
CAPITULO III
MONITOREO Y CONTROL ELECTRONICO
3.1 SISTEMA FUEL INJECTION.El sistema de inyección electrónica utilizado actualmente en los motores de los
automóviles es mucho mejor que el antiguo sistema que utilizaba carburadores. Este
sistema introduce combustible atomizado directamente al motor, eliminando los
problemas de encendido en frío que tenían los motores con carburador. La inyección
electrónica de combustible también se integra con mayor facilidad a los sistemas de
control computarizado que un carburador mecánico. La inyección de combustible
multipuerto (donde cada cilindro tiene su propio inyector) entrega una mezcla de aire y
gasolina mejor distribuida a cada uno de los cilindros, lo cual mejora potencia y
desempeño.
La inyección de combustible secuencial (donde la abertura de cada inyector es
controlada de manera independiente por la computadora y de acuerdo a la secuencia de
encendido del motor) mejora la potencia y reduce emisiones a la atmósfera. Por todo
esto, podemos concluir que existen razones muy fuertes para utilizar inyección de
combustible.
3.1.1Tipos de Inyección de combustible.
Los primeros sistemas de inyección de combustible fueron sistemas mecánicos y
más complejos que los carburadores. Por lo tanto, eran muy caros y se usaron muy
poco. Chevrolet lanzó un sistema de inyección de combustible mecánico Rochester en
1957, el cual fue utilizado en Corvettes hasta 1967.
Los europeos fueron los verdaderos líderes en tecnología de inyección de
combustible. Bosch ya contaba con un sistema de inyección electrónica en algunos
modelos Volkswagen a finales de los 60´s y principios de los 70´s. A principios de los
80´s, casi todos los fabricantes de automóviles europeos utilizaban algún tipo de sistema
de inyección multipuerto Bosch.
A mediados de los 80´s, los fabricantes de automóviles americanos comenzaron la transición a sistemas de inyección utilizando inyección al cuerpo de aceleración (Throttle body injection, TBI).
3.1.2 Sistema de Inyección al cuerpo de aceleración (TBI).
La inyección al cuerpo de aceleración (TBI) es muy similar a un carburador pero
sin tanta complejidad. TBI no depende de vacíos del motor o venturis para la cantidad
de combustible a entregar. El combustible es inyectado directamente al múltiple de
admisión en lugar de ser jalado por la generación de vacío como en un carburador.
Un sistema de inyección TBI está compuesto por un cuerpo de aceleración, uno o
dos inyectores y un regulador de presión. La presión de combustible es generada por
una bomba eléctrica. Es un sistema relativamente sencillo y no causa muchos
problemas, pero no tiene las ventajas que tiene un sistema multipuerto o secuencial.
3.1.3 Sistema de Inyección Multipuerto (MPFI).
El siguiente paso después de TBI fue el de inyección multipuerto (MPFI). Los
motores con inyección multipuerto cuentan con un inyector independiente para cada
cilindro montados en el múltiple de admisión o en la cabeza, encima de los puertos de
admisión. Por lo tanto un motor 4 cilindros tendrá 4 inyectores, un V6 tendrá 6
inyectores y un V8 ocho inyectores.
Los sistemas MPFI son más caros debido a la cantidad de inyectores pero el tener
inyectores independientes para cada cilindro representa una diferencia considerable en
desempeño. El mismo motor con sistema MPFI producirá de 10 a 40 caballos de fuerza
(HP) más que con el sistema TBI debido a su mejor distribución de combustible entre
cilindros.
Todo sistema de inyección electrónica requiere de sensores varios que detecten
los valores importantes que deben ser medidos, para que con esta información se pueda
determinar a través de una computadora el tiempo de actuación de los inyectores y con
ello inyectar la cantidad exacta de combustible, regular el aire, ajustar el tiempo de
encendido, leer la temperatura, la presión de aceite, la cantidad de gasolina.
La implantación de la tecnología de microprocesadores en los equipos
involucrados en las tareas de medida y protección, que se instalan para realizar la
gestión y mantenimiento del servicio, se ha traducido en los últimos tiempos en una
disminución de los requerimientos de potencia que deben dar los sensores de medida a
dichos equipos. A continuación, se verán cada uno de los componentes electrónicos, así
como su función y sus características.
3.2 LA COMPUTADORA.
3.2.1 Tipos de computadora.
Para identificar la computadora se han utilizado una gran variedad de nombres,
en diferentes manuales se menciona de forma distinta, por ello es conveniente relacionar
los términos comúnmente utilizados.
Modulo de control de potencia de control (PCM).
Modulo de control electrónico (ECM).
Ensamble de control electrónico (ECA).
Ensamble del microprocesador (MPA).
Unidad central de proceso (CPU).
Controlador del motor de tablilla sencilla (SEBC).
Control electrónico del motor (EEC).
Control de comando por computadora (CCC).
3.2.2 Algunos tipos de computadora.
Los motores actuales cuentan con una variedad de computadoras, las cuales
controlan uno o más sistemas, algunas de ellas son:
Computadora de control del motor: Controla el sistema de inyección de
combustible y el sistema de encendido dando respuesta a los sensores: adicionalmente
puede controlara ala válvula EGR, relevador, ventilador del radiador, relevador de la
bomba de combustible y autodiagnóstico.
Computadora de control de temperatura automático: Monitorea la
temperatura ambiente, temperatura del refrigerante del motor, controla la temperatura y
el flujo de aire del motor.
Computadora de instrumentación: Monitorea los sensores de información que
operan en el automóvil y las muestra en el tablero de instrumentos.
3.2.3 Función de la computadora.
La computadora de los motores electrónicos de combustión interna opera en tres
pasos:
Entrada: Los interruptores y sensores monitorean las condiciones y son
transmitidas a la computadora en señales eléctricas.
Procesamiento: Utiliza los datos de entrada de los sensores e interruptores y la
memoria almacenada en la computadora para decidir que actuadores deben activarse.
Salida: La computadora produce un voltaje de salida para activar los actuadores.
Las computadoras actuales poseen una lógica indistinta, lo cual significan que se
pueden ajustar automáticamente a las diferentes condiciones del manejo. Quiere decir
que el sistema pude entender situaciones no claras, a diferencia de las computadoras
antiguas que solo podían distinguir entre 0 y 1 o i y SI y NO. El sistema puede ajustarse
a condiciones que están entre un SI y un NO no claros. Dentro de la computadora cada
sección es responsable de parte de la acción que tiene lugar. Loa componentes
principales y sus funciones son:
Regulador de voltaje: Reduce el voltaje de entrada a la computadora y lo
mantiene a nivel preciso, ya que en la computadora no pueden existir fluctuaciones de
voltaje.
Reloj: Produce pulsos estables de un bit de longitud. Este pulso constante sirve
como señal de referencia con la cual se comparan otras señales.
Memoria intermedia: Es una memoria de almacenamiento temporal y se va
liberando de acuerdo a los requerimientos.
Convertidor analógico: Convierte las señales de voltaje analógico a los sensores
de forma digital, para que el microprocesador pueda interpretar.
Microprocesador: Es el circuito cerrado integrado donde se analizan los datos
recibidos de los sensores e interruptores y memoria de la computadora, para generar
señales de salida y hacer funcionar los actuadores. Es un chip donde están
implementadas las funciones lógicas y aritméticas de una computadora.
Memoria: Circuito integrado que almacena los datos que utiliza.
Tablero del circuito impreso: Es un tablero plano que contiene ranuras para
circuitos integrados y conexiones para distintos componentes electrónicos e interconecta
los componentes.
Conector múltiple: Es un conector eléctrico multiterminales que conecta la
computadora a un arnés.
3.3 MEMORIA DE LA COMPUTADORA.
La computadora almacena información o datos en los circuitos de memoria en
forma digital. La información dada por los sensores e interruptores para decidir lo que
deben hacer los dispositivos de salida.
Las clases de memoria en las computadoras de motor son: RAM, ROM, PROM,
KAM y KAPWR.
3.3.1 Memoria RAM (Ramdom acces memory - memoria de acceso aleatorio).
Dispositivo de almacenamiento de datos que posee la propiedad de que el tiempo
necesario para acceder aleatoriamente a un dato seleccionado es independiente de la
posición de este y del tiempo del último acceso. Los datos vienen de los sensores de
entrada y los interruptores.
3.3.2 Memoria ROM (Read only memory - memoria de solo lectura programable).
Dispositivo para almacenar datos de forma permanente. La programación de este
dispositivo es de fabrica, basándose en la marca y modelo del automóvil.
3.3.3 Memoria PROM (Programable read only memory - memoria de solo lectura
programable).
Chip de circuito integrado a gran escala para almacenamiento de datos digitales,
puede borrarse mediante luz ultravioleta y puede ser reprogramado. La información es
de tipo permanente y también es programada de fábrica.
Los datos almacenados son específicos para el tamaño del motor, tipo de
transmisión, sistema de combustible, relación de cambios, etc. En caso de daño puede
ser reprogramada o cambiada por una nueva.
3.3.4 Memoria KAM (Memoria de conservación).
Una cantidad de ubicaciones energizadas por la batería en la computadora le
permite le permite almacenar fallas de entrada durante la operación normal. El acceso a
estas fallas se puede en el modo autodiagnóstico. La memoria de conservación es
también el sistema que adapta los datos de calibración para compensar los cambios en el
sistema del motor debido al desgaste normal.
3.3.5 Memoria KAPWR (Potencia de conservación).
La batería suministra ala computadora potencia de conservación, lo cual permite
que la computadora retenga información de servicio en la memoria, aunque el motor se
quede apagado por un largo periodo.
3.4 CLASIFICACION DE LOS DISPOSITIVOS DE ENTRADA Y SALIDA.
3.4.1 Entrada.
Interruptores: Indican una condición de encendido o apagado.
Sensor de resistencia variable: La resistencia del sensor cambia de acuerdo a
una variación de presión o temperatura, por lo tanto el voltaje del sensor cambia
también.
Potenciómetro: Es una resistencia variable con un contacto deslizable accionado
por el movimiento de una parte. Un ejemplo es el medidor de combustible.
Sensor generador de voltaje: Genera su propia señal de voltaje, un ejemplo de
ella es el sensor de oxigeno.
Generador de pulsos magnéticos: Genera una señal de voltaje, utilizando un
campo magnético y una parte en movimiento, por ejemplo el sensor del árbol de levas.
3.4.2 Salida.
Relevador: La computadora activa un relevador para manejar una corriente más
grande.
Solenoide: La computadora activa un solenoide y este actúa sobre otro
dispositivo.
Transistor de comunicación: La computadora energiza la base del transistor
para manejar una corriente más grande, es un efecto similar al solenoide pero
electrónico.
Modulo de control: La computadora envía señales de voltaje al modulo de
control que amplifica la corriente ara operar el dispositivo de salida.
3.5 SENSORES DEL MOTOR ELECTRONICO.
Todos los sensores sensan alguna condición de operación del automóvil, que
envían ala computadora por medio de una señal de voltaje. Los sensores envían un
voltaje a la computadora para informarle sobre el funcionamiento del motor,
temperatura o cualquier otra característica o comportamiento del mismo.
Existen sensores activos y sensores pasivos. Los activos no necesitan de
alimentación para poder funcionar; es el caso de algunos sensores de oxigeno. Y los
sensores pasivos, necesitan de alimentación para poder funcionar; es el caso del sensor
de posición del cigüeñal.
3.5.1 Sensor de masa de aire (maf sensor) o sensor de flujo de aire (afs).
Es un detector de flujo de aire, electrónicamente mide la cantidad de aire que
ingresa al motor por medio de una rejilla o alambre caliente. La medida de la masa o
flujo de aire, se obtiene utilizando un hilo muy delgado de platino o un elemento
laminado de cobre. En el se aplica una corriente para calentar el elemento y el aire que
fluye sobre el elemento tiende a enfriarlo, de ese modo cambia la resistencia eléctrica
del elemento. En respuesta un amplificador electrónico aumenta la corriente para
mantener la temperatura del elemento y resistencia constante. La computadora
interpreta estas modificaciones de corriente de acuerdo como ocurren los cambios en el
flujo de masa de aire, lo cual determina la cantidad de tiempo por lo cual se deben
mantener activos los inyectores.
3.5.2 Sensor de presión absoluta del manifold (map sensor).
Este sensor mide la presión del manifold como un porcentaje, de la presión
atmosférica normal, y envía la información a la computadora, para que esta ajuste el
tiempo de encendido.
3.5.3 Sensor de temperatura del aire aspirado (mat sensor).
Este sensor esta montado en el manifold de admisión, los cambios en el valor de
su resistencia, se basan en los cambios de temperatura el sensor de temperatura del aire
que aspira el motor, es un parámetro muy importante de información que debe recibir la
computadora, información que generalmente se la toma conjuntamente con el caudal de
aire de ingreso. Estas dos informaciones le dan a la computadora una idea exacta de la
masa o densidad del aire que ingresa al motor y con ello se puede inyectar un caudal
exacto de combustible, para que la mezcla esté en su medida ideal.
Cuando la computadora solamente recibe la cantidad de aire como información,
las moléculas del mismo podrían estar muy condensadas (cuando está frío el aire), por
lo tanto se tendrá un número mayor de moléculas de aire que se mezclen con la cantidad
de moléculas del combustible inyectado; en cambio, si el aire está muy caliente, el
número de moléculas será mucho menor en el mismo volumen aspirado, mezclándose
con la misma cantidad de moléculas de combustible que se inyecta, empobreciéndose la
mezcla que ingresa a los cilindros del motor.
Por estas razones, la información de la cantidad o volumen del aire aspirado, mas
la temperatura del mismo, identifican exactamente a una masa o densidad, que significa
una medición exacta de la cantidad de moléculas del aire.
El sensor de temperatura del aire está localizado convenientemente, de tal manera
que el flujo de aire ingresado sea detectado rápidamente al chocar con él y pueda
detectar rápidamente cualquier variación en la temperatura. Su estructura es similar a la
del sensor de temperatura del refrigerante, pero el encapsulado es más fino, pudiendo
ser plástico o la "pastilla" NTC está solamente protegida por un sencillo "enrejado", el
cual permita al aire chocar directamente sobre el sensor.
3.5.4 Sensor de presión barométrica (bps) o sensor de presión atmosférica (baro).
Este sensor mide la diferencia de presión, entre la atmósfera y el manifold de
admisión. Y permite el ajuste de la entrega de combustible y avance del encendido de
acuerdo a la altura sobre el nivel del mar.
3.5.5 Sensor de temperatura del refrigerante (cts -coolant temperature sensor) o
sensor de temperatura del refrigerante del motor (ect).
Este sensor se encuentra ubicado cerca de la conexión de la manguera superior,
que lleva agua del motor al radiador; su función es monitorear la temperatura dentro del
motor; de esta manera; la computadora al recibir la señal de que el motor alcanzo la
temperatura de trabajo; procede a ajustar la mezcla y el tiempo de encendido.
3.5.6 Sensor de oxigeno ( o2 sensor).
Este sensor es un compuesto de zirconio / platinun; su función es olfatear los
gases residuales de la combustión; esta ubicado, frecuentemente en el manifold de
escape, o cerca de el; solo funciona estando caliente, por esta razón hay algunos que
utilizan una resistencia para calentar; en estos casos el sensor lleva mas de un
conector. Tiene la particularidad de generar corriente, variando el voltaje de 1 voltio
(promedio 0.5), en cuanto siente residuos altos o bajos de oxigeno interpretando como
una mezcla rica o pobre, dando lugar a que la computadora ajuste la mezcla, tratando de
equilibrar una mezcla correcta. (14.7 partes de aire por 1 de gasolina).
3.5.7 Sensor de posición de la garganta (tps sensor).
Este sensor internamente tiene una resistencia, que varia de acuerdo a la posición
de la garganta. Una garganta totalmente abierta da una lectura de aprox. 5 voltios. La
señal que se envía a la computadora se obtiene de este sensor llamado comúnmente
potenciómetro eléctrico, el cual está alojado en el cuerpo de la mariposa de aceleración
y el cual recibe el movimiento de la aleta a través del mismo eje, de tal manera que la
resistencia variable del potenciómetro esté relacionada de acuerdo a la posición en la
cual se encuéntrela mariposa.
A este potenciómetro se lo alimenta con una tensión de referencia, la cual
generalmente es de 5 Voltios, provenientes de un regulador de voltaje de la misma
computadora. Cuando la mariposa de aceleración se encuentra en su posición de reposo,
la cantidad de tensión que se envía como señal será de unas cuantas décimas de voltio y
esta señal se irá incrementando paulatinamente, de acuerdo al incremento en el
movimiento de la mariposa, hasta llegar al tope de la escala, la cual nos dará un valor
cercano a los 5 voltios de la referencia.
Esta señal variable de tensión eléctrica se dirige de regreso a la computadora, el
cual identifica esta tensión como una posición exacta de la mariposa de aceleración.
3.5.8 Sensor de posición del árbol de levas (camshaft -sensor)
Este sensor monitorea a la computadora, la posición exacta de las válvulas.
Opera como un Hall-effect switch, esto permite que la bobina de encendido genere la
chispa de alta tensión. Este sensor se encuentra ubicado frecuentemente en el mismo
lugar que anteriormente ocupaba el distribuidor (recuerde que este es un componente
del sistema de encendido directo DIS; lo que quiere decir que el motor no puede estar
usando los dos componentes). Se podría decir que este sensor reemplaza la función del
distribuidor.
3.5.9 Sensor de posición del cigüeñal (crankshaft sensor).
Este sensor también opera como un Hall-effect switch, monitorea la posición del
cigüeñal, y envía la señal al modulo de encendido indicando el momento exacto en que
cada pistón alcanza el máximo de su recorrido, (TDC). Frecuentemente se encuentra
ubicado en la parte baja del motor, al lado derecho cerca de la polea del cigüeñal
(incrustado en el bloque de cilindros, o a un lado de la polea principal).
3.5.10 Sensor de detonación (knock sensor).
Este sensor es usado para detectar la detonación del motor; opera produciendo
una señal cuando ocurre una detonación; el uso de este sensor es frecuente en los
vehículos deportivos o equipados con turbo. La computadora utiliza esta señal para
ajustar el tiempo de encendido, y evitar el desbalance de la mezcla aire - gasolina.
Frecuentemente se encuentra ubicado en la parte baja del monoblock al lado derecho.
Este sensor es diseñado de un material piezoeléctrico, alojado en un cuerpo
metálico y localizado en la parte superior del bloque de cilindros, lugar en donde se
obtiene el golpe del pistoneo. Este material tiene la característica de generar una tensión
eléctrica con el golpe que detecta, señal que se dirige a la computadora, el cual corrige
este punto retardándolo, hasta que no recibe señal, para luego adelantarlo nuevamente, y
así sucesivamente, manteniendo con ello unas condiciones exactas de funcionamiento.
Este sensor, por lo tanto, se ha instalado en los sistemas modernos de Inyección,
sistemas que trabajan en conjunto con el Sistema de Encendido y logran una perfecta
definición de la combustión y con ello la mayor potencia del motor y con la menor
contaminación de los gases de escape. En algunos motores de doble fila de cilindros,
como son por ejemplo los casos de motores en "V" o motores de pistones antagónicos
se instalan a dos sensores, los cuales informan individualmente de cada lado del motor.
3.5.11 Válvula de recirculación de gases (EGR).
Esta válvula recircula los gases del múltiple de escape al múltiple de admisión
con la finalidad de enfriar la temperatura de combustión. Así, también para reducir las
emisiones de oxido de nitrógeno, se circula una pequeña cantidad de gas de escape por
la válvula EGR hacia el múltiple de admisión. Los sistemas EGR se componen de la
válvula EGR operada por vacío que admite gas de escape en el múltiple de admisión y
una manguera que esta conectada a una fuente de vacío con lumbrera. Un interruptor
térmico de vacío se une a un tubo que se introduce en el radiador o más comúnmente, en
el pasadizo del anticongelante cerca del termostato. El interruptor térmico detecta la
temperatura del funcionamiento del motor y no permite que la EGR funcione hasta que
se llegue a la temperatura correcta.
3.5.12 Válvula de derivación de aire (bac).
La función de esta válvula suple de aire de admisión al motor, para compensar la
marcha mínima cuando el motor se encuentra frío.
3.5.13 Sensor de la velocidad del motor (ess).
Este sensor monitorea la velocidad del vehículo, para hacer ajustes en la relación
de la mezcla aire – combustible, y es que el motor requiere de menos energía cuando se
encuentra detenido, que cuando esta en movimiento. Cuenta con tres cables: uno es de
alimentación de 12 voltios, otro es de señal y uno más de tierra. La señal de giro es
transmitida por el cable del velocímetro del motor.
3.5.14 Sensor de fuerza g (gs).
Detecta la aceleración o desaceleración y las fuerzas naturales.
3.6 ACTUADORES ELECTRICOS.
Los actuadores están diseñados para cumplir la orden de la computadora. En la
computadora existen unos transistores de potencia, los cuales proporcionan el voltaje
necesario para operar los actuadores cuando la computadora energiza la base del
transistor. Los actuadores son dispositivos capaces de generar una fuerza a partir de
energía eléctrica. La computadora hace funcionar a estos dispositivos, que pueden ser
un relevador, un motor o un solenoide; y a través de ellos envía una señal de salida
necesaria para activar un elemento final. Cuando estos actuadores se utilizan en forma
de solenoides, sirven para controlar una señal d vacío, aire de purga, control de flujo de
combustible, etc.; utilizados como relevadores, sirven para conectar y desconectar
dispositivos eléctricos de amperaje elevado (por ejemplo, bombas eléctricas de
combustible o ventiladores eléctricos de enfriamiento) incluso pueden utilizarse como
motores. A continuación describiremos los actuadores mas importantes que operan en el
motor
3.6.1 Inyector electrónico de combustible (inj).
En los sistemas de inyección de combustible, se utilizan inyectores de
combustible electrónicamente controlados, el cuerpo del inyector contiene un solenoide
eléctrico, resorte, boquilla y un filtro. Una conexión de combustible conecta al inyector
al riel o galería de inyectores. Los inyectores se instalan en orificios o aperturas en el
múltiple de admisión, muy cercanas alas válvulas de admisión. El combustible es
suministrado bajo una presión constante de aproximadamente 40 psi de acuerdo al
diseño. Un sello de empaque troidal impide la fuga entre el cuerpo del inyector y el
múltiple. La punta del inyector esta diseñada para dividir el combustible en un rocío
muy fino. El ángulo del inyector, el patrón del rociado y la distancia de la válvula de
admisión son características muy importantes en el diseño, las cuales varían de un motor
a otro.
Una señal eléctrica de la computadora del motor envía a los inyectores pulsos de
activado o desactivado, la válvula en la tobera (punta) se encuentra sobre su asiento y no
hay combustible. Cuando el solenoide se energiza se levanta la válvula de su asiento,
permitiendo que el combustible fluya. La computadora determina cuanto tiempo activo
debe permanecer activo el inyector (ancho de pulso), basadas en las varias entradas
sensores. Un inyector trabaja en milésimas de segundo. En marcha mínima un inyector
puede estar activo por 3 milésimas de segundo, con un máximo de 9 milésimas de
segundo con el acelerador al máximo.
3.6.2 Bomba de combustible.
La bomba de combustible es un motor eléctrico que se localiza en el tanque de
gasolina. Un relevador cierra el circuito de la bomba, para que esta funcione y presurice
las líneas de alimentación de combustible; entonces comenzara a funcionar el sistema de
inyección de combustible, cuando lo requiera la computadora.
3.6.3 Relevador de la bomba de combustible.
La bomba eléctrica de combustible es controlada por la computadora. Sin
embargo la bomba, la bomba no es controlada directamente debido a que consume una
corriente muy alta; en lugar de esto la computadora controla el regulador asociado a la
bomba de combustible, el cual regula el voltaje del sistema. Una vez energizado por la
computadora, este relevador hace funcionar a la bomba de combustible.
3.6.4 Regulador de presión de combustible (prc).
Ajusta la presión de combustible de acuerdo al vacío de en el múltiple de
admisión o a la presión atmosférica. El regulador de presión posee un resorte calibrado
en el combustible actuando por el otro lado. El diafragma opera una válvula que
controla la apertura de la tubería de retorno de combustible. Con un alto vacío en el
múltiple de admisión del motor en marcha mínima, la válvula de la tubería de retorno se
encuentra bien abierta y mayor cantidad de combustible regresara al tanque de
combustible. Con un vacío bajo en el múltiple (mariposa totalmente abierta), la apertura
de la válvula se reduce y menos combustibles regresara al tanque de combustible. El
equilibrio entre la presión del combustible en un lado del diafragma y la presión del
resorte y el vacío en el otro lado, mantienen el combustible a la presión requerida.
3.6.5 Motoventilador y relevador del motoventilador.
El ventilador es el que localiza en el radiador. Por medio del relevador del propio
motoventilador, la computadora lo pone a funcionar. Pero para que la computadora
pueda hacer esto, debe recibir la señal que le envía el sensor de temperatura; este le
indica la temperatura del anticongelante del sistema de enfriamiento; y así, se controla
la temperatura en que opera el motor.
3.6.6 Válvula de control de marcha mínima (iac sensor).
Este actuador, se considera uno de los brazos actuadores de la computadora,
tiene la función de recibir órdenes de la computadora para alterar o corregir las
revoluciones del motor. La función de este actuador consiste en administrar la entrada
de aire, La estructura (housing) donde se posiciona este actuador, tiene dos agujeros
ubicados a cada lado del papalote o mariposa de aceleración formándose lo que
podríamos llamar un by pass o puente, el actuador cierra y abre el pasaje, siguiendo
ordenes de la computadora, dejando que el aire del exterior debidamente controlado,
pase a través de estos agujeros. Con el uso este actuador se pega en cualquier posición;
si deja abierto el agujero, el motor aumentara sus revoluciones.
Debemos agregar que si, el tornillo de regulación, esta mal ajustado, el trabajo de
este actuador será inútil.
Igualmente; cuando reemplace este actuador, debe seguir al pie de la letra las
especificación de instalación, de lo contrario dañara el actuador (estos actuadores son
ajustables de nuevos, el ajuste trata en todo momento de no presionarlo contra el hoyo o
agujero donde se aloja).
3.6.7 Válvula bypass (tabpv).
Esta válvula es solenoide controlado por la computadora (ECM) moviendo un
vástago que mueve la placa de aceleración, controlando la cantidad de aire que pasa.
3.7 RELEVADORES.
Los relevadores se utilizan para abrir y cerrar circuitos en forma automática. Los
relevadores automáticos incluyen los controlados por el calor, presión, vacío y corriente.
3.8 TRANSISTORES.
Un transistor es un dispositivo de conmutación de estado sólido que se utiliza
para controlar la corriente en un circuito. Funciona de la misma forma que un relevador,
excepto que no posee partes móviles. Se utiliza en corrientes relativamente pequeñas,
para controlar corrientes mas grandes. Un transistor permite que la corriente pase o se
detenga. El transistor es utilizado en los reguladores electrónicos de voltaje para
controlar el voltaje en las computadoras.
3.9 HERRAMIENTAS PARA MONITOREAR EL BUEN FUNCIONAMIENTO
DEL MOTOR ELECTRONICO.
En el sistema electrónico del motor; es necesario inspeccionar cuidadosamente
todos sus componentes y sus sistemas. Los conectores eléctricos de tipo enchufe pueden
encontrarse corroídos impidiendo el flujo de corriente, en algunas ocasiones se puede
restaurar simplemente desconectando y volviendo a conectar.
Las herramientas más usuales para monitorear si algún sensor, actuador o
relevador este trabajando en óptimas condiciones, son:
Voltímetro digital y analógico. Amperímetro.
Luz de prueba. Ohmiómetro.
Multimetro. Tacómetro.
Bomba de vacío manual. Medidor de presión de combustible.
Osciloscopio. Explorador de la computadora
(scanner).
Voltímetro digital: Este voltímetro tiene una entrada de alta impedancia (10
millones de ohmios o mas), lo cual permite la conexión a circuitos con flujo de corriente
muy pequeños sin afectar la lectura de voltaje. Los voltímetros con muy baja
impedancia de entrada toman potencia del circuito bajo prueba y producen indicaciones
de voltaje menores de lo que realmente son. Una desventaja que poseen, es que los
medidores digitales, solamente muestran los voltajes y reproducen las lecturas, por lo
tanto ocurren lagunas entre muestras.
Voltímetro analógico: Este voltímetro utiliza una aguja que se desplaza sobre
una escala para mostrar sus lecturas. Sus beneficios consisten en una mejor medición
cuando hay fluctuaciones de voltaje, cuando ocurre una cambio de voltaje transitorio, se
muestra en el medidor analógico como un movimiento de la aguja.
Amperímetro: La corriente es medida con un amperímetro. A diferencia con el
voltímetro, el amperímetro se debe colocar en serie con la carga para leer la corriente
que fluye, lo cual quiere decir, que hay que desconectar la carga y reconectar con la
corriente que va a través del amperímetro. Es necesario seguir la polaridad, utilizar un
amperímetro que pueda manejar la corriente separada, de lo contrario puede dañar el
amperímetro. Nunca se debe conectar un amperímetro en paralelo, ya que puede dañar
el circuito o el medidor.
Luz de prueba: Aunque una luz de prueba puede ser un dispositivo de baja
tecnología cuando se habla de sistemas avanzados electrónicos, es muy útil para
detectar tierras en los arneses del alambrado.
Ohmiómetro: Se utilizan para medir resistencia de dispositivos eléctricos o
electrónicos. Para medir resistencia a los componentes de un circuito, la alimentación de
energía debe suprimirse. La conexión de un ohmiómetro a un circuito de potencia,
puede dañar el medidor o el circuito. Se utiliza también para verificar la continuidad en
un alambre o arnés. Cuando se verifica la continuidad de un alambre la lectura debe
estar muy cercana a cero.
Multimetro: Se utiliza para probar una gran variedad de componentes eléctricos.
Posee varias posiciones de prueba que permite medir el voltaje, resistencia y corriente.
Los multimetros se encuentran de forma analógica y digital. Es recomendable siempre
utilizar un multimetro digital de alta impedancia cuando se prueban los componentes
eléctricos de los sistemas de control por computadora. La alta impedancia protege los
componentes electrónicos a las corrientes excesivas.
Tacómetro: El tacómetro es muy útil para comprobar las velocidades del motor.
El tacómetro mide la cantidad de pulsos de ignición primarios por minuto y convierte
matemáticamente en rotaciones por minuto del cigüeñal
Bomba de vacío manual: Es un aditamento muy útil para probar el sensor map,
válvula EGR y actuadores controlados por vacío.
Medidor de presión de gasolina: Todas las localizaciones de fallas en el sistema
de inyección de combustible empiezan con una prueba de presión de combustible.
Osciloscopio: Sirve para probar los patrones y formas de onda de voltajes mas
bajos que los encontrados en los sistemas de ignición. Debe tenerse en cuenta que el
osciloscopio no puede usarse para analizar la ignición primaria o secundaria.
Explorador, scanner o rastreador: Una de las herramientas esenciales para la
localización de fallas o de afinación es el explorador de diagnostico. Un explorador se
conecta al diagnostico de la computadora (ALDL, conector de autoevaluacion o enlace
de diagnostico de línea de ensamble) por medio de los conector tradicional (OBDI) o
por el conector genérico (OBDII) y traduce el código de la computadora en información
digital de lo que la computadora esta haciendo, observando o calculando
3.10 OBDI - OBDII.
Con frecuencia escuchamos decir: voy a llevar mi carro a la computadora, para
saber que le falla. Se entiende, que; lo que uno quiere, es leer (scanner) los códigos de la
computadora del vehículo, para saber que, cual, o cuantos sensores tiene malos.
¿Pero que tan confiable, es este tipo de Diagnostico?
OBD II (On Board Diagnostics Second Generation) Diagnostico a Bordo
segunda generación.
Sabemos que los vehículos vienen equipados con computadoras, también
sabemos que las computadoras han evolucionado estos últimos años, de tal manera que
la capacidad de procesamiento de los últimos adelantos en computación, no tenían
porque, ser ajenos a los vehículos.
La diferencia entre OBD II y los sistemas computarizados anteriores a 1996
OBD I; consiste elementalmente, en que el sistema OBD II, es un sistema que
generaliza la forma de leer los códigos de la computadora de a bordo, lo que quiere
decir que no necesita adaptadores para hacer la conexión, sin importar si los vehículos,
sean de fabricación nacional o extranjera; ni tampoco andar rastreando por todo el
vehículo, tratando e ubicar el bendito conector, que sirve para apagar la luz de:
"chequear el motor", "servicio rápido". "check engine", etc.
A partir de enero de l996, se requiere que los vehículos vendidos en los estados
unidos; sean compatibles con OBD II. La mayoría de fabricantes de los estados unidos,
ya venían equipando sus vehículos con OBD II desde l994.
La Agencia de protección ambiental; es la que impone normas y regulaciones
para la protección del medio ambiente. Los sistemas OBD II, reúnen los requisitos,
adecuados, para monitorear y detectar fallas, permanentes o intermitentes, que podrían
hacer que un vehículo contamine el medio ambiente.
El sistema OBD II almacena una gran cantidad de códigos generales de
problemas, junto con códigos específicos de los fabricantes. Antes de continuar
debemos aclarar, un motor controlado por una computadora, es similar al viejo motor no
computarizado, debido a que el principio de combustión interna es el mismo, (pistones,
bujías, válvulas cigüeñal, árbol de levas, etc.) Igualmente los sistemas de carga,
arranque y encendido son similares.
Los códigos obtenidos, deben ser interpretados, en forma especifica, recurriendo
al manual del vehículo, ya que, cada fabricante, programa su computadora con sus
propios códigos. Esto podría ser un inconveniente, pero la ventaja es, que en la red
(web) existen direcciones de fácil acceso, que tienen a disposición del visitante, bancos
de datos de estos códigos; totalmente gratis.
En otras palabras, cualquier persona, puede acceder a la lectura de códigos de su
vehículo; y encontrar la interpretación en la red. Para esto no necesita experiencia previa
(este conector se encuentra, ubicado a un lado de la columna de dirección, abajo del
tablero de control). Las normas exigen, que en el caso de no encontrarse el conector en
esta ubicación, el fabricante deberá pegar una etiqueta en este lugar indicando, en que
lado se encuentra. Hasta aquí estamos de acuerdo, en que el sistema OBD II facilita la
forma de acceder a los códigos que almacena la computadora de a bordo.
¿Pero si usted cree, que después de leer los códigos e interpretar, el significado de
estos, soluciono su problema?, se equivoca. Por que, aquí es donde se vera la paciencia,
experiencia, y capacidad del mecánico. Los códigos obtenidos con el lector electrónico,
solo pueden servir de referencia; debido a lo siguiente:
La computadora del sistema OBD II tiene comunicación, con el modulo de
encendido, y con el modulo de la transmisión, lo que significa, que para efecto, de
activar uno de sus actuadores, se vale de la información que tienen estos módulos. Si
usted por alguna razón (por presumido) cambio el tipo de llantas de su vehículo, la
computadora, recibirá datos contradictorios, entre las vueltas de la transmisión y la
revolución de las llantas.
Recuerde que el sistema OBD II, lo que pretende es optimizar el consumo de
combustible, y para esto se vale de sensores colocados en diferentes partes relacionadas
al funcionamiento del vehículo, cualquier alteración de las partes del vehículo engañara
a los sensores y por lo tanto la información que recibe la computadora será falsa, y falsa
será la interpretación y decisión, que origine una orden a cualquiera de los actuadores.
La computadora del sistema OBD II controla, el suministro de combustible, la velocidad
de marcha en vacío, el avance por vacío y los controles de emisiones, en algunos casos
las computadoras de abordo controlan la transmisión, los frenos y el sistema de
suspensión.
Los sensores son pequeños dispositivos, que miden las condiciones de operación,
y las traducen en señales que la computadora pueda entender. Por ejemplo sensores
térmicos, (sensor de temperatura), potenciómetros (sensor de posición de la válvula
reguladora de aire), generador de señales (sensor de oxigeno).
Los actuadores, son dispositivos eléctricos, que pueden ser activados por la
computadora, entre estos se incluyen los solenoides y relevadores.
Recuerde, los, sensores, actuadores, generadores de señales y potenciómetros, no
son baratos, si usted decide cambiarlos, debe estar seguro, de que realmente están
defectuosos; y que la falla no venga, de una mala conexión, cableado flojo o un mal
funcionamiento del motor, originado por falla mecánica básica (bujías, cables, tapa,
rotor, empaques, bombas, bandas o correas, etc.).
En conclusión el sistema OBD II, generaliza y facilita la forma de leer códigos
almacenados en la computadora de a bordo, pero es el mecánico el encargado de
analizar estos códigos para discernir, y encontrar la razón u origen del problema de un
motor.
Los sistemas computarizados de los vehículos actuales, aparte de controlar, las
operaciones del motor, también pueden ayudarle a encontrar problemas. Estas
computadoras han sido programadas, con habilidades especiales de prueba. Estas
pruebas verifican los componentes conectados a la computadora, que se usan, para
suministro de combustible, control de velocidad de marcha en vacío, sincronización de
encendido, sistemas de emisiones y cambios de marcha en la transmisión.
Recuerde, la computadora de control del motor, ejecuta pruebas especiales que
dependen del fabricante, motor, año del modelo etc. no existe una prueba universal, que
sea la misma para todos los vehículos.
Así mismo, con este sistema, puede borrar los códigos almacenados, y apagar la
luz de advertencia, después de atender los servicios requeridos. Solo tenga en cuenta,
que los llamados códigos duros, representan problemas, que volverán a manifestarse
encendiendo la luz, si usted no soluciona el problema.
ANEXOS
Capitulo I. La distribución del trabajo.
El motor de cuatro tiempos.
Los cuatro tiempos del motor de combustión interna.
El bloque de cilindros o el monoblock. La culata o cabeza del motor
Válvulas de admisión y escape. Arbol de levas.
Pistones, anillos y bielas. Cigüeñal.
Volante del motor. Carter de aceite.
Empaques o juntas del motor.
ANEXOS
Capitulo II. Sistemas del motor electronico.
Sistema de lubricación para un motor:Aceite para el motor. Filtro de aceite. Bomba de aceite
Sistema de inyección electrónico de combustible: Bomba de combustible. Filtro de combustible. Inyectores.
Sistema de enfriamiento para un motor:Bombas de agua para el motor. Ventilador para el motor.
Regulador de entrada de aire. Filtros de aire.
Válvula de aire de velocidad de marcha minima.
Sistema de arranque del motor:Bateria de 12 volts. Motor de arranque.
Solenoides. Relevador. Motor de arranque.
Sistema de encendido electronico. Bujias.
Bobinas de ignicion directa.
Cables para bujias.
ANEXOS
CAPITULO III. MONITOREO Y CONTROL
ELECTRÓNICO.
MOTOR ELECTRÓNICO Y SUS COMPONENTES
ELECTRÓNICOS.
CONCLUSIONES
GLOSARIO TECNICO
TIPOS DE COMPUTADORAS PARA UN MOTOR
ELECTRÓNICO
SENSOR DE TEMPERATURA DE REFRIGERANTE.
SENSOR MAP.
VÁLVULA IAC. SENSOR MAF.
SENSOR DE OXIGENO. SENSOR DE
POSICIÓN DEL CIGÜEÑAL.
SENSOR DE DETONACIÓN.
SENSOR TPS.
VÁLVULA EGR.
SOFTWARE PARA EL SCANNER O EXPLORADOR PARA
MOTORES ELECTRÓNICOS DE COMBUSTIÓN INTERNA.
CONCLUSIONES
CONTROLAR ES UN PARÁMETRO REAL CON OTRO
PREVIAMENTE PROGRAMADO, CON EL FIN DE
DETERMINAR SI EXISTE ALGÚN DESVÍO Y APORTAR LA
INFORMACIÓN NECESARIA PARA DETECTAR CUALES
SON LAS POSIBLES CAUSAS Y PODER CORREGIR ASÍ,
CIERTAS ACCIONES. DE MANERA SENCILLA, PODEMOS
DECIR QUE CONTROLAR ES EL PROCESO DE
MONITOREAR CIERTAS FUNCIONES, PARA ASEGURAR
QUE SE CUMPLAN TAL COMO FUERON PLANEADAS Y
CORREGIR CUALQUIER DESVIACIÓN SIGNIFICATIVA.
EN EL MOTOR ELECTRÓNICO DE CUATRO TIEMPOS, EL
CONTROL ES IMPORTANTE PORQUE ES EL ENLACE
ENTRE EL FUNCIONAMIENTO DE LOS SISTEMAS QUE
GARANTIZAN EL BUEN FUNCIONAMIENTO DEL MOTOR
Y, POR LO TANTO LA SEGURIDAD DE LOS OPERARIOS,
EL PROCESO DE CONTROL SE REALIZA EN TRES
PARTES:
1. MEDICIÓN. SE REFIERE ALA MEDICIÓN DEL
DESEMPEÑO REAL DE CADA UNO DE LOS
DISPOSITIVOS CLAVE. PARA ELLO, LA COMPUTADORA
DEBE RECIBIR INFORMACIÓN A TRAVÉS DE
DIFERENTES SENSORES UBICADOS EN LUGARES
ESTRATÉGICOS. LA INFORMACIÓN DE ESTOS
SENSORES SE UTILIZA PARA MEDIR EL
FUNCIONAMIENTO DE DOS O MAS SISTEMAS.
2. COMPARACIÓN. EL DESEMPEÑO ACTUAL DE UN
DETERMINADO DISPOSITIVO, DEBE SER COMPARADO
CON UNA NORMA ESTÁNDAR PREVIAMENTE
DETERMINADO POR EL FABRICANTE ES UN PROCESO
QUE SE LLEVA A CABO EN UNA COMPUTADORA O
UNIDAD DE CONTROL ELECTRÓNICO (ECU).
3. AJUSTE. LA COMPUTADORA SE ENCARGA DE
DETERMINAR EL GRADO DE VARIACIÓN ENTRE EL
DESEMPEÑO REAL Y LA NORMA. AL GRADO DE LA
VARIACIÓN SE LE CONOCE COMO RANGO DE
VARIACIÓN ACEPTABLE. LAS DESVIACIONES QUE SE
EXCEDEN ESTE RANGO SE VUELVEN SIGNIFICATIVAS,
Y DEBEN SER ATENDIDAS INMEDIATAMENTE.
EN ESTE TRABAJO DE INVESTIGACIÓN SE RECOPILO
TODA LA INFORMACIÓN NECESARIA PARA CONOCER
COMO INTERVIENEN LOS ELEMENTOS DE ACTÚAN EN
EL PROCESO DE CONTROL Y MONITOREO DE UN
MOTOR ELECTRÓNICO DE CUATRO TIEMPOS, TALES
COMO LOS COMPONENTES MECÁNICOS, SENSORES,
ACTUADORES, INTERRUPTORES Y LA UNIDAD LÓGICA
O COMPUTADORA. EXPLICAMOS COMO TRABAJA UN
SENSOR Y CUALES SON SUS SEÑALES TÍPICAS QUE
GENERA. EXPLICAMOS COMO FUNCIONAN TODOS SUS
SISTEMAS Y COMO SON MONITOREADOS, ASÍ COMO LA
INFORMACIÓN QUE APORTAN A LA COMPUTADORA
PARA PODER REALIZAR LA COMBUSTIÓN
EFIZCAMENTE.
GLOSARIO TÉCNICO
ABERTURA. ESPACIO QUE EXISTE ENTRE LOS ELECTRODOS DE LAS BUJÍAS.
TOLERANCIA QUE SE DA AL CONTACTO DE LOS PLATINOS (PUNTOS).
AHOGAMIENTO. PROBLEMA DE COMBUSTIÓN, QUE OCURRE CUANDO LA MEZCLA
CONTIENE DEMASIADA GASOLINA; EN OCASIONES DA LUGAR A QUE SE FORMEN
DEPÓSITOS DE COMBUSTIBLE EN LOS ELECTRODOS DE LAS BUJÍAS, LO CUAL DIFICULTA
EL ENCENDIDO.
ANILLO DE COMPRESIÓN. ANILLO METÁLICO, QUE SE COLOCA EN LAS RANURAS
SUPERIORES, DEL PISTON, Y EVITAN QUE LOS GASES DE LA COMBUSTIÓN, SE PASEN AL
CARTER DEL ACEITE. LA MAYORÍA DE PISTONES LLEVAN DOS ANILLOS DE
COMPRESIÓN ANILLO DE ACEITE.
ANTICONGELANTE. ADITIVO QUE DISMINUYE EL PUNTO DE CONGELACIÓN DE UN
LÍQUIDO ARANDELA DE PRESIÓN ANILLO HENDIDO O DENTADO QUE SE COLOCA
DEBAJO DE UNA TUERCA PARA IMPEDIR QUE ESTA SE AFLOJE.
A/F RELACIÓN AIRE COMBUSTIBLE. PROPORCIÓN DE AIRE Y COMBUSTIBLE, POR
EJEMPLO UNA RELACIÓN A/F DE 14:1 INDICA QUE HAY 14 VECES MAS AIRE QUE
COMBUSTIBLE EN LA MEZCLA. LA RELACIÓN IDEAL TÍPICA ES 14.7 : 1
CABALLO DE FUERZA. UNIDAD DE POTENCIA O DE TRABAJO. EN EL SISTEMA INGLES
EQUIVALE A 33,000 PIES LIBRA DE TRABAJO POR MINUTO Y SU ABREVIATURA ES HP. EN
EL SISTEMA MÉTRICO EQUIVALE AL ESFUERZO REQUERIDO PARA LEVANTAR A 1 M DE
ALTURA EN UN SEGUNDO, 75 KG. DE PESO.
CAMPO MAGNÉTICO. ESPACIO SUJETO A LA FUERZA MAGNÉTICA INDUCIDA POR UN
IMÁN.
COMPRESIÓN. AUMENTO DE LA PRESIÓN DE UN GAS POR REDUCCIÓN DE SU VOLUMEN.
DENSIDAD. PESO DE UN VOLUMEN DADO DE UN LÍQUIDO, COMPARADO CON EL PESO
DE UN VOLUMEN IGUAL DE AGUA. SE MIDE CON UN DENSÍMETRO
EJE MOTRIZ. EJE O FLECHA QUE SUJETA LAS RUEDAS MOTRICES ELECTRODO POSTES,
O PLACAS QUE TIENEN DIFERENTE POTENCIAL ELÉCTRICO ' POSITIVO O NEGATIVO.
FILTRO. MATERIAL QUE RETIENE LAS PARTÍCULAS SÓLIDAS, CONTENIDAS EN EL AIRE,
ACEITE, O COMBUSTIBLE
FRICCIÓN. RESISTENCIA AL MOVIMIENTO QUE OPONEN DOS CUERPOS QUE ESTÁN EN
CONTACTO, LA FRICCIÓN PRODUCE CALOR Y ABSORBE FUERZA.
GARGANTA. NOMBRE GENÉRICO DE LA CAVIDAD, O DEL VÉNTURI DEL CARBURADOR
GAS. ESTADO FÍSICO DE LA MATERIA, EN EL CUAL LAS MOLÉCULAS ESTÁN MUY
SEPARADAS. TANTO EL AIRE, COMO LAS EMISIONES DE ESCAPE DEL MOTOR, SON UNA
MEZCLA DE GASES, ESTOS NO TIENEN FORMA NI VOLUMEN, PERO POSEEN LA
PROPIEDAD DE EXPANDIRSE HASTA LLENAR EL RECIPIENTE QUE LOS CONTENGA
GASOLINA.
GRADOS CELSIUS O CENTÍGRADOS. LA ESCALA DE CELSIUS SE USA EN EL SISTEMA
MÉTRICO DECIMAL PARA MEDIR LA TEMPERATURA. SE BASA EN LOS CAMBIOS DE
ESTADO DEL AGUA, CONGELAMIENTO, DE LÍQUIDO A SÓLIDO SON LOS 0º Y EL PUNTO
DE EBULLICIÓN, DE LÍQUIDO A VAPOR SON LOS 100º C, SIEMPRE EN CONDICIONES
NORMALES DE PRESIÓN Y TEMPERATURA.
GRADOS FAHRENHEIT. ESCALA DE TEMPERATURA UTILIZADA EN EL SISTEMA INGLES
EN LA CUAL EL PUNTO DE CONGELACIÓN DEL AGUA CORRESPONDE A 32 GRADOS Y EL
DE EBULLICIÓN A 212 GRADOS.
HIDROCARBURO. COMPUESTO QUÍMICO TAL COMO EL PETRÓLEO, CUYOS ELEMENTOS
SON HIDROGENO Y CARBONO.
INDUCCIÓN. PRODUCCIÓN DE ELECTRICIDAD EN UN EMBOBINADO, CUANDO ESTE
PASA POR UN CAMPO MAGNÉTICO
KILOVATIO. UNIDAD DE POTENCIA DEL SISTEMA INTERNACIONAL EQUIVALE A 1000
VATIOS Y SU ABREVIATURA ES KW
MEZCLA. MATERIA INFLAMABLE COMPUESTA DE AIRE Y GASOLINA.
MONÓXIDO DE CARBONO. GAS COMPUESTO DE CARBONO Y OXIGENO, QUE FORMA
PARTE DE LOS GASES DE ESCAPE, ORIGINADOS COMO CONSECUENCIA DE LA
COMBUSTIÓN.
MOTOR DE COMBUSTIÓN INTERNA. SISTEMA QUE TRANSFORMA EN MOVIMIENTO, LA
ENERGÍA GENERADA AL EXPANDIRSE LOS GASES PRODUCIDOS POR LA COMBUSTIÓN
DE UNA MEZCLA CARBURANTE.
PRESIÓN ATMOSFÉRICA. PESO O PRESIÓN DE LA ATMÓSFERA TERRESTRE.
RELACIÓN DE COMPRESIÓN. DIFERENCIA QUE EXISTE EN EL VOLUMEN DEL CILINDRO
CUANDO EL PISTÓN ESTA EN PMI (PUNTO MUERTO INFERIOR), Y CUANDO ESTA EN PMS
(PUNTO MUERTO SUPERIOR).
TACÓMETRO. INSTRUMENTO QUE MIDE LAS RPM DEL MOTOR.
TORSIÓN FUERZA TORSIONAL GIRATORIA QUE SE MIDE EN PIES-LIBRA O NEWTON-
METROS
VACIÓ. AUSENCIA TOTAL O PARCIAL DE AIRE, PRESIÓN INFERIOR A LA ATMOSFÉRICA.
VÁLVULA. ELEMENTO MECÁNICO QUE SE INSTALA EN UN CONDUCTO PARA PERMITIR
U OBSTRUIR LA CIRCULACIÓN DE UN FLUIDO.
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