Sesión 01 - Motor Diésel (carácterística, Clasificación Y Comparación).pdf

Motores de Combustión Interna

Walter Valentín Álvarez

Unidad 1 El Motor Diésel – Características, Clasificación y Comparación

Mantenimiento de Maquinaria Pesada

Propósito • Esta unidad tiene como propósito: Definir y clasificar los motores diesel. Describir los tipos de construcción y mecanismos del motor

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Aplicaciones de motores diesel

El motor es una máquina conformada por un conjunto de piezas perfectamente sincronizadas, utiliza diferentes combustibles para su funcionamiento, transformando dicha energía en movimiento o energía mecánica con la finalidad de accionar cualquier mecanismo existente.

Tipos de motores 

Motor Eléctrico

Tipos de motores 

Motor Neumático

Tipos de motores 

Motor Hidráulico

Tipos de motores 

Motor a Reacción

Tipos de motores de combustión 

Motor de combustión interna.- Conjunto de mecanismos perfectamente sincronizados, que se encargan de transformar la energía calorífica o térmica contenida en los combustibles, en una energía mecánica o cinética de movimiento.

Tipos de motores de combustión 

Motor de Combustión externa: En este motor la combustión o expansión de los gases se realiza fuera de los cilindros, ya no se usa por ser demasiados lentos

Clasificación de los motores  

1.- Por el Combustible utilizado: Motor Otto, o de gasolina

Clasificación de los motores  

1.- Por el Combustible utilizado: Motor Diesel, o de petróleo.

Clasificación de los motores    

2.- SEGÚN EL SISTEMA DE REFRIGERACIÓN Motor refrigerado por agua. Motor refrigerado por aire. Motor refrigerado mixto.

Clasificación de los motores 2.- SEGÚN EL SISTEMA DE REFRIGERACIÓN Motor refrigerado por aire. 

Clasificación de los motores 3.- Según sus ciclos: De 2 tiempos 

Clasificación de los motores 3.-

Según sus Ciclos: De 4 tiempos.

Clasificación de los motores   

4.- SEGÚN EL NUMERO DE CULATAS Motor de una sola culata. Motor de varios culatas.

Clasificación de los motores  

5.- SEGÚN LA UBICACIÓN DEL ARBOL DE LEVAS a-Árbol de levas en el bloque del motor: OHV

Clasificación de los motores  

5.- SEGÚN LA UBICACIÓN DEL ARBOL DE LEVAS b-Árbol de levas en Culata del motor: OHC

Clasificación de los motores 

5.- SEGÚN LA UBICACIÓN DEL ARBOL DE LEVAS c- Doble árbol de levas en Culata del motor: DOHC

Clasificación de los motores

Clasificación de los motores 

6.- SEGÚN LA CARRERA DEL PISTON. Motor largo.- Carrera del pistón es mayor que el diámetro del cilindro. Motor cuadrado.- Carrera del pistón es igual al diámetro del cilindro.



Motor corto.- Carrera del pistón es menor que el diámetro del cilindro.

 

Clasificación de los motores   

7.- SEGÚN EL NUMERO DE CILINDROS Monocilíndrico. Poli cilíndrico.

Clasificación de los motores 8.- SEGÚN LA UBICACIÓN DE SUS CILINDROS A.- Motor en línea: : Tiene los cilindros dispuestos en línea de forma vertical en un solo bloque. Este motor se puede utilizar desde 2 a 8 cilindros, el motor de 4 cilindros es el mas utilizado hoy en día. 

Clasificación de los motores 

B.-Motor en V: : Cilindros repartidos en dos bloques, unidos por la bancada formando ángulos . Se utiliza desde 6 cilindros en adelante. Es ventajosa para un número d e cilindros mayor de 6, más compacta, cigüeñal, más c orto, trabaja en mejores condiciones.

Clasificación de los motores 

C- Motor horizontal u opuesto: Los cilindros van dispuestos en dos bloques que forman un ángulo de 180º colocados en posición horizontal opuestos, se unen por la bancada. La ventaja de esta disposición es que reduce la altura del motor.

Clasificación de los motores 

D.- Motor radial. Este tipo de motor era usado en las avionetas antiguas, los cuales podían producir grandes revoluciones y gran cantidad de fuerza; también se le conocía como motores tipo estrella

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Curva caracteristica:

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Clasificación de los motores 

Motor Wankel ó rotativo

Clasificación de los motores 9.- SEGÚN LA DISPOSICIÓN DE VÁLVULAS.  Tipo cabeza en L.- 2 válvulas ubicadas en el bloque del motor.  Cabeza en I.- Las válvulas están montadas en la culata del cilindro sobre el cilindro.  Cabeza en F.- Las válvulas de admisión ubicadas en la culata, las válvulas de escape ubicadas Monoblock.  Cabeza en T.- Válvulas ubicadas en Monoblock, en sentido contrario una de la otra.

Clasificación de los motores   



10.- Según la cámara de Combustión a) Motores de inyección Indirecta con precámara. b) Motores de inyección indirecta con cámara de turbulencia. c) Motores con inyección directa.

Clasificación de los motores 11.- Por el sistema de Alimentación de Aire  a) De aspiración natural.  b) De Aspiración forzada..

Ciclo de Funcionamiento del motor Diesel 1.

El proceso de combustión y la forma que operan la cámara de combustión y sus componentes.

2.

Forma en que el motor usa los movimientos alternativos y giratorios para transmitir energía.

3.

Forma en que se produce la combustión durante un ciclo de cuatro tiempos.

Proceso de Combustión Combustión: • El calentamiento conjunto del aire y del combustible produce la combustión, lo cual crea la fuerza necesaria para hacer funcionar el motor. El aire, que contiene oxigeno, es necesario para quemar el combustible, ya que el combustible produce la fuerza. Aire + Combustible + Calor = Combustión

Proceso de Combustión Factores que controlan la combustión: 1. El volumen de aire comprimido: Cuando se comprime el aire, se calienta, si se comprime lo suficiente se produce temperaturas superiores a la inflamación del combustible. 2.

Tipo de combustible: Afecta la combustible debido a que diferentes combustibles se consumen a diferentes temperaturas y alguno se queman de forma más completa.

3.

Cantidad de Combustible: Es importante porque al aumentar la cantidad de combustible aumenta la fuerza producida. Más combustible = Más fuerza

Proceso de Combustión La Cámara de combustión esta formada por: 1. 2. 3. 4. 5.

Camisa del Cilindro. Pistón. Válvula de admisión. Válvula de escape. Cabeza del cilindro.

Movimientos alternativos y giratorios del motor. • El funcionamiento conjunto de los componentes transforma el movimiento alternativo en movimiento giratorio. Cuando se produce la combustión se produce un movimiento del pistón y de la biela de arriba a bajo llamado alternativo. La biela hace girar el cigüeñal, que convierte el movimiento alternativo en un movimiento circular llamado movimiento giratorio. Esta es la forma en que el motor transforma el calor de la combustión en energía útil.

Ciclo de cuatro tiempos 1. Tiempo de Admisión. 2. Tiempo de Compresión. 3. Tiempo de Combustión. 4. Tiempo de Escape.

Ciclo de cuatro tiempos Tiempo de Admisión. El ciclo empieza con el tiempo de admisión. Primero se abre la válvula de admisión. Simultáneamente, el pistón se mueve hacia a bajo a la posición de punto muerto inferior o PMI.

Ciclo de cuatro tiempos Tiempo de Compresión: Durante el tiempo de compresión, se cierran las válvulas de admisión y escape, sellando la cámara de combustión. El pistón se mueve hacia arriba, hasta el punto más alto en la camisa del cilindro, llamado punto muerto superior o PMS.

Ciclo de cuatro tiempos Tiempo de Combustión: El combustible diesel se inyecta cerca del final de la carrera de compresión y da comienzo al tiempo de combustión. Las Válvulas permanecen cerradas para poder sellar la cámara de combustión. La fuerza de la combustión empuja el pistón hacia abajo, lo que hace que la biela haga gira al cigüeñal otros 180°. El cigueñal ha girado una vuelta y media desde que empezó el ciclo.

Ciclo de cuatro tiempos Tiempo de Escape: El tiempo de escape es el tiempo final del ciclo. Durante el tiempo de escape se abre la válvula de escape a medida que el pistón se mueve hacia arriba, obligando a los gases quemados a salir del cilindro. En el PMS, se cierra la válvula de escape y se abre la válvula de admisión, y el ciclo vuelve a empezar. La biela hace girar al cigüeñal otros 180°. El cigueñal a girado dos vueltas al completar el ciclo.

Ciclo de cuatro tiempos Al final de escape se completa todo el proceso. Durante este tiempo, el cigüeñal ha completado dos giros de 360 grados. En un conjunto, los tiempos de admisión, compresión. combustión y escape se denomina un ciclo. De ahí viene el “ciclo de cuatro tiempos”. Los motores Cat usan este el ciclo de cuatro tiempos y el ciclo se repite varias veces, siempre que el motor este en marcha. El orden de llegada al tiempo de combustión se llama orden de encendido del motor. Cuatro tiempos del motor = Dos revoluciones del cigüeñal

Orden de encendido • El orden de explosión u orden de encendido es la secuencia que sigue el orden de los cilindros al realizar su tiempo de combustión en un motor de combustión interna multicilíndrico. • Esto se consigue a través del funcionamiento de la bujía en un motor de gasolina; o por la actuación de la inyección de combustible en un motor Diésel. Cuando se diseña un motor, el elegir correctamente el orden de encendido es de vital importancia para reducir de esta manera las posibles vibraciones que se formen por su funcionamiento, y se consigue de esta manera un funcionamiento suave, una reducida fatiga del metal, una mayor comodidad y una vida útil del motor más larga.

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Ignición • En un motor de gasolina, un orden de encendido correcto se consigue a través del emplazamiento apropiado de los cables de la distribución en su distribuidor. En un motor moderno con unidad de control de motor e inyección directa, la ECU se encarga de que exista una secuencia correcta. Especialmente en coches que equipan distribuidor, el orden de explosión se encuentra grabado en alguna parte del motor, normalmente en la culata, en el colector o en la tapa de balancines. 54

Varios órdenes de explosión para diferentes configuraciones del motor

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Diferencia del motor Diesel y motor de gasolina

Diferencia del motor Diesel y motor de gasolina Motor Diesel 1. Son más pesados. 2. No requieren de chispa. 3. Relación de compresión es alta 13 : 1 a 20 : 1 4. Consumen combustible de forma más eficiente. 5. Pueden efectuar más trabajo. 6. La cámara de combustión esta justo encima del pistón.

Motor de Gasolina 1. Son livianos. 2. Requieren de chispa. 3. Relación de compresión baja 8:1 y 11:1 4. La cámara de combustión está formada en la cabeza del cilindro.

Terminología •

1. 2. 3. 4. 5. 6.

Algunos de las especificaciones básicas que un fabricante hace en un motor que afectan el rendimiento del motor son: Calibre. Carrera. Desplazamiento. Ratio de compresión. Punto muerto superior. Punto muerto inferior.

Calibre • El calibre es el diámetro interior del cilindro medido en pulgadas o milímetros. • Esto determina el volumen de aire disponible para la combustión. • Mayor calibre, mayor potencia.

Carrera • Es la distancia que recorre el pistón desde el punto muerto superior al punto muerto inferior, y lo determina el diseño del cigüeñal.

Cilindrada • Se define como el área del calibre por la carrera.

Punto muerto superior y Punto muerto inferior Punto Muerto Superior: (PMS o TDC) Es la posición cuando el pistón esta en el punto más alto dentro del cilindro. Punto Muerto Inferior: ( PMI o BDC) Es la posición cuando el pistón esta en el punto más bajo dentro del cilindro.

Relación de compresión • El ratio de compresión de un motor está determinado por el desplazamiento del cilindro y el volumen de la carrera de combustión. Para calcular el ratio de compresión use la expresión superior.

Fuerza fuerza es todo agente capaz de modificar la cantidad de movimiento o la forma de los materiales

COPYRIGHT C (1998) VICKERS, INC.

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Trabajo

•

Definición: Producto de la fuerza ejercida sobre un cuerpo por su desplazamiento

Potencia W

W COPYRIGHT C (1998) VICKERS, INC.

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Par motor

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Torque: Recibe el nombre de torque a partir del término inglés (torque), derivado a su vez del latín torquere (retorcer). Se denomina momento de una fuerza (respecto a un punto dado).

Lever Arm: brazo de palanca

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