motores diésel: sistema de refrigeración y lubricación

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Función, componentes, tipos, parámetros de funcionamiento, fórmulas de cálculo, ejercicio de aplicación.

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  • 1

    UNIVERSIDAD DE LAS FUERZAS ARMADAS

    EXTENSION LATACUNGA

    CONSULTA No 5

    Asignatura: Motores Disel NRC: 2784

    Perodo: Segundo

    Estudiante: Carlos Peafiel Hernndez

    Nivel: 5 Automotriz

    Carrera: Ingeniera Automotriz

    Fecha de Realizacin: 28 de Junio de 2015

    Fecha de Entrega: 30 de Junio 2015

    CONTENIDO

    TEMA: Sistemas del motor Disel ................................................................................... 2

    SISTEMA DE LUBRICACIN................................................................................... 2

    Funcin del sistema de lubricacin ........................................................................... 4

    Componentes y funcionamiento del sistema de lubricacin ..................................... 5

    Tipos de sistemas de lubricacin ............................................................................ 11

    Parmetros de funcionamiento del sistema de lubricacin ..................................... 14

    Tipos de lubricantes ................................................................................................ 15

    Aditivos para lubricantes ........................................................................................ 18

    Caractersticas de los lubricantes respecto a su empleo en el motor ...................... 19

    Principales lubricantes en el mercado ..................................................................... 21

    Frmulas de clculo del sistema de lubricacin ..................................................... 22

    Ejercicio de aplicacin del sistema de lubricacin ................................................. 26

    SISTEMA DE REFRIGERACIN ............................................................................ 27

    Funcin del sistema de refrigeracin ...................................................................... 27

    Componentes y funcionamiento del sistema de refrigeracin ................................ 28

    Tipos de sistemas de refrigeracin ......................................................................... 32

    Parmetros de funcionamiento del sistema de refrigeracin .................................. 37

    Tipos de refrigerantes ............................................................................................. 38

  • 2

    Caractersticas de los refrigerantes ......................................................................... 39

    Principales refrigerantes en el mercado .................................................................. 40

    Frmulas de clculo del sistema de refrigeracin ................................................... 42

    Ejercicio de aplicacin del sistema de refrigeracin .............................................. 46

    INTERCAMBIADORES DE CALOR ....................................................................... 47

    CALADO DE BOMBAS DE INYECCIN .............................................................. 51

    LINK DE VIDEOS ..................................................................................................... 53

    Sistema de lubricacin ............................................................................................ 53

    Sistema de refrigeracin ......................................................................................... 53

    BIBLIOGRAFA ........................................................................................................ 53

    TEMA: Sistemas del motor Disel

    SISTEMA DE LUBRICACIN

    La lubricacin en el motor tiene como objetivo primordial impedir el agarrotamiento (es

    cuando dos cuerpos metlicos, cuyas molculas tienen tendencia a soldarse, son frotados

    por lo que se calientan y se sueldan) y disminuir el trabajo perdido en rozamiento.

    Interponiendo entre los dos metales una pelcula de lubricante, se reemplaza el rozamiento

    de los metales por el interno entre partculas de la pelcula, cuyo valor es

    considerablemente menor.

  • 3

    Las finalidades de la lubricacin en los motores de combustin interna son:

    Impedir el contacto directo entre partes acopladas en movimiento relativo

    Refrigerar las partes lubricadas

    Por ejemplo en algunos sistemas se pueden encontrar boquillas de aceite que rocan aceite

    en las partes inferiores de los pistones lo que elimina calor de la cabeza de los mismos,

    operando as ms fros.

    Ayudar al estancamiento del pistn

    El aceite ayuda a formar un sello a prueba de gas entre los anillos de pistn y las paredes

    del cilindro. El aceite reduce los escapes de gases al crter en adicin con lubricar el

    pistn y los aros

    Los factores ms importantes que influyen en la lubricacin, adems de las caractersticas

    propias de los lubricantes, son:

    El grado de pulido que poseen las superficies en contacto

    La naturaleza y dureza de los materiales que componen las partes acopladas

    El huelgo existente en el acoplamiento

  • 4

    El aceite adems acta como un agente de limpieza. Al circular, lava y limpia los cojinetes

    y otras partes del motor. El aceite recoge partculas de suciedad y de arenilla, llevndolas

    de regreso al crter. Las partculas ms grandes se depositan en la parte inferior del crter,

    las ms pequeas se quedan en el filtro de aceite cuando este es enviado nuevamente al

    motor.

    El exceso de lubricacin puede causar excesiva suciedad en las bujas, para el caso de los

    motores de encendido por chispa, y generacin de gran cantidad de humo por quemar

    aceite en todos los motores. Por el contrario una deficiencia de lubricante puede producir

    deformaciones, con estas el aumento de huelgos, y as el mal funcionamiento de motor.

    Funcin del sistema de lubricacin

    - La superficie metlica, por muy pulimentada que estn, no son completamente lisas, si

    se frotan una contra otra sometindolas, adems, a una elevada presin, se producir un

    gran desgaste de las mismas debido al rozamiento y a una elevacin de la temperatura

    con la que las molculas de ambas piezas tienden a soltarse, dando origen al fenmeno

    denominado comnmente agarrotamiento o gripado.

    - La lubricacin del motor tiene por objeto impedir el agarrotamiento y disminuir el

    trabajo perdido en rozamientos. Interponiendo entre las dos piezas metlicas una pelcula

    de lubricante, las molculas del aceite se adhieren a ambas superficies, llenando los

    huecos de las irregularidades, con lo cual, en el movimiento de ambas piezas, estas

    arrastran consigo el aceite adherido a ellas y el rozamiento entre las piezas metlicas es

    sustituido por un roce de deslizamiento interno del fluido, que es muy inferior y produce

    menos calor. Si la pelcula de lubricante interpuesta se renueva continuamente, el calor

    producido con el rozamiento es evacuado con ella.

  • 5

    - As pues la lubricacin en los motores ha de cumplir los siguientes objetivos:

    Lubricar las partes mviles con el fin de atenuar el desgaste, impidiendo el

    contacto directo de las superficies metlicas

    Refrigerar las partes lubricadas evacuando el calor de esta zona

    Aumentar la estanqueidad en los acoplamientos mecnicos. Con la pelcula de

    aceite interpuesta entre el pistn y el cilindro, mejora notablemente el sellado

    entre ambos

    Amortiguar y absorber los choques de los cojinetes.

    Componentes y funcionamiento del sistema de lubricacin

    Bombas de aceite

    - Su misin es la de enviar el aceite a presin y l una cantidad determinada. Se sitan en

    el interior del crter y toman movimiento por el rbol de levas mediante un engranaje o

    cadena. Dentro de una bomba se pueden distinguir varias partes: colador de succin (es

    el lugar por donde la bomba aspira el aceite del crter, lleva una rejilla metlica que

    impide que entren en la bomba restos o impurezas que arrastre el aceite), eje motriz (va

    unido por un pin al sistema de distribucin del motor que hace funcionar la bomba,

    arrastra una bomba de piones que aspira por el colador de succin y enva el aceite por

    la tubera de presin), tubera a presin (es la que lleva la presin de aceite al motor).

    Existen distintos tipos de bombas de aceite:

    Bomba de engranajes: es capaz de suministrar una gran presin, incluso a bajo rgimen

    del motor. Est formada por dos engranajes situados en el interior de la misma, toma

    movimiento una de ellas del rbol de levas y la otra gira impulsada por la otra. Lleva una

    tubera de entrada proveniente del crter y una salida a presin dirigida al filtro de aceite.

  • 6

    Bomba de lbulos: tambin es un sistema de engranajes pero interno. Un pin (rotor)

    con cuatro dientes, el cual recibe movimiento del rbol de levas, arrastra un anillo (rodete)

    de cinco dientes entrantes que gira en el mismo sentido que el pin en el interior del

    cuerpo de la bomba, aspira el aceite, lo comprime y lo enva a una gran presin. La

    holgura que existe entre las partes no debe superar las tres dcimas de milmetro.

    Bomba de paletas: tiene forma de cilindro, con dos orificios (uno de entrada y otro de

    salida). En su interior se encuentra una excntrica que gira en la direccin contraria de la

    direccin del aceite, con dos paletas pegadas a las paredes del cilindro por medio de dos

    muelles (las paletas succionan por su parte trasera y empujan por la delantera).

  • 7

    Manmetro

    Se encarga de medir la presin del aceite del circuito en tiempo real.

    Manocontacto de presin de aceite

    Interruptor accionado por la presin del aceite que abre o cierra un circuito elctrico.

    Cuando la presin del circuito es muy baja se enciende una luz.

  • 8

    Testigo luminoso

    Indica la falta de presin en el circuito, y se enciende la luz cuando la presin baja de 05

    hg/cm2 e indica la falta de aceite.

    Indicador de nivel

    Tambin se coloca un indicador de nivel que acta antes de arrancar el motor y con el

    contacto dado. La aguja marca cero con el motor en marcha.

    Vlvula limitadora de presin

    Tambin se puede denominar vlvula de descarga o reguladora, va colocada en la salida

    de aceite de la bomba de aceite. Su misin es cuando existe demasiada presin en el

    circuito abre y libera la presin. Consiste en un pequeo pistn de bola sobre el que acta

    un muelle. La resistencia del muelle va tarada a la presin mxima que soporte el circuito.

  • 9

    Filtros de aceite

    - El aceite en su recorrido por el motor va recogiendo partculas como:

    Partculas metlicas (desgaste de las piezas)

    Carbonilla y holln (restos de la combustin)

    - El aceite debe ir limpio de vuelta al circuito y este dispone de dos filtros:

    Un filtro antes de la bomba (rejilla o colador)

    Un filtro despus de la bomba (filtro de aceite o principal)

    - El filtrado puede realizarse de dos maneras: en serie y en derivacin.

    Filtrado en serie: todo el caudal de aceite pasa por el filtro. Es el ms

    utilizado.

    Filtrado en derivacin: solo una parte del caudal de aceite pasa por el filtro.

  • 10

    - Tipos de filtro de aceite: los filtros van provistos de un material textil y poroso y van

    provistos de una envoltura metlica. Los ms usados son:

    Con cartucho recambiable

    Monoblock

    Centrifugo

  • 11

    Tipos de sistemas de lubricacin

    Se denominan sistemas de lubricacin a los distintos mtodos de distribuir el aceite por

    las piezas del motor. Se distinguen los siguientes:

    Lubricacin por cuchara y salpicadura:

    La cabeza de la biela recoge, con una cuchara, el aceite, el cual es mantenido a un nivel

    adecuado en el crter. El aceite recogido por la cuchara penetra por inercia en el cojinete

    de la biela, y una parte del mismo es lanzado contra las paredes internas del crter y del

    cilindro. Desde las paredes, el aceite va por gravedad a lubricar los soportes del eje

    cigeal y de la distribucin a travs de adecuados canales. Este sistema est abandonado

    por su poca eficiencia.

    Lubricacin forzada:

    En este sistema el aceite se pone en circulacin por medio de una o ms bombas y es

    dirigido, mediante canales y/o tuberas los puntos que deben de ser lubricados. El aceite

    que fluye de las partes ya lubricadas es recogido en el crter, desde donde es puesto

    nuevamente en circulacin por medio de la bomba. El aceite es lubricado por medio del

  • 12

    aceite que sale del cojinete del pie de la biela, lazando alrededor por la fuerza centrfuga.

    Dependiendo de las condiciones de uso se distinguen dos tipos de sistemas:

    Carter seco: Este sistema se emplea principalmente en motores de competicin y

    aviacin, son motores que cambian frecuentemente de posicin y por este motivo

    el aceite no se encuentra siempre en un mismo sitio. En estos casos es necesario

    impedir que el aceite del crter invada otras zonas, entonces e crter tiene por

    nico propsito recoger el aceite que pasa por gravedad a un tanque de derrame,

    o bien el sistema est provisto de una bomba de recuperacin (puedo o no estar

    acoplada a la bomba de circulacin), la cual manda al tanque de derrame el aceite

    que va recogiendo del crter.

    Carter hmedo: En este sistema, los motores usan un crter de aceite hmedo,

    conocido as por estar constantemente lleno de aceite. El mismo llega impulsado

    por la bomba a todos los elementos, por medio de unos conductos, excepto al pie

    de biela, que asegura su engrase por medio de un segmento, que tiene como misin

    raspar las paredes para que el aceite no pase a la parte superior del pistn y se

    queme con las explosiones. Completan el sistema un filtro de aceite, y un

    enfriador, montados por lo general a la descarga de la bomba de lubricacin. El

    enfriador se usa tan solo cuando la capacidad del crter y/o del tanque de derrame

    es insuficiente para el intercambio de calor. La presin se regula generalmente por

    medio de una vlvula y de acuerdo con las indicaciones de un manmetro montado

    en el conducto.

  • 13

    Lubricacin por dosificacin:

    El aceite contenido en un deposito se introduce en el motor por medio de una bomba

    dosificador, para as poder lubricar todo el motor. Este es el caso de alguna motocicleta

    con cojinetes de bolas o de rodetes. Este aceite est destinado a ser quemado por

    completo.

    Lubricacin por medio de mezcla aceite combustible:

    El sistema se aplica en motores de 2 tiempos y de carburacin, cuyo propio pistn se

    encarga de efectuar la compresin del fluido operante en el crter. nicamente en este

    casi se pone el aire carburado en contacto con el sistema biela-manivela y/o en

    condiciones de tener que lubricarlo.

  • 14

    Parmetros de funcionamiento del sistema de lubricacin

    Lubricacin por circulacin a presin

    Temperatura del aceite del aceite:

    Pistn: 110250 oC

    Cojinete de biela: 110115 oC

    Cojinete principal: 85100 oC

    Crter: 65 80 oC

    Ancho de malla:

    Filtro de aspiracin: 14 mm

    Filtro tamiz: 0,041 mm

    Filtro de papel: 5 um

    Filtro de laminillas: 30 um

    Capacidad de transporte:

    12,545 kg/min a 20002500 r.p.m.

    2,36,3 kg/min a 345350 r.p.m.

    Presin:

    Lado de aspiracin: 530 bar

    Lado de impulsin: 5 bar

    Presin de abertura en bar:

    Vlvula de seguridad o de descarga: 48

    Interruptor por presin de aceite: 0,30,8

    Consumo de aceite:

    0,1/100km.

    Lubricacin por Carter seco

    Caudales:

    Bomba de impulsin: 2936 kg/min

    Bomba de retorno: 5070 kg/min

    Cambio de aceite:

    30005000 km

  • 15

    Dispositivo automtico de dosificacin de aceite fresco

    Dimetro del embolo: 6 mm

    Carrera del embolo: 0,15 a 1,7 mm

    Numero de revoluciones mximo: 7000 1/min

    Volumen de impulsin a 5 bar:

    Ralent: 59 mm/carrera

    Carga parcial: 913 mm/carrera

    Carga plena: 4354 mm/carrera

    Tipos de lubricantes

    Lubricante mineral

    Es el ms usado y barato de las bases parafnicas o naftenicas. Se obtiene tras la

    destilacin del barril de crudo despus del gasoleo y antes que el alquitrn,

    comprendiendo un 50% del total del barril, este hecho as como su precio hacen que sea

    el ms utilizado.

    Existen dos tipos de lubricantes minerales clasificados por la industria, grupo 1 y grupo 2

    atendiendo a razones de calidad y pureza predominando el grupo 1. Es una base de bajo

    ndice de viscosidad natural (SAE 15) por lo que necesita de gran cantidad de aditivos

    para ofrecer unas buenas condiciones de lubricacin. El origen del lubricante mineral por

    lo tanto es orgnico, puesto que proviene del petrleo.

    Los lubricantes minerales obtenidos por destilacin del petrleo son fuertemente

    aditivados para poder:

    Soportar diversas condiciones de trabajo.

    Lubricar a altas temperaturas.

    Permanecer estable en un amplio rango de temperatura.

    Tener la capacidad de mezclarse adecuadamente con el refrigerante (visibilidad).

    Tener un ndice de viscosidad alto.

    Tener higroscopicidad definida, (capacidad de retener humedad).

  • 16

    Lubricante sinttico

    Es una base artificial y por lo tanto del orden de 3 a 5 veces ms costosa de producir que

    la base mineral. Se fabrica en laboratorio y puede o no provenir del petrleo. Poseen unas

    excelentes propiedades de estabilidad trmica y resistencia a la oxidacin, as como un

    elevado ndice de viscosidad natural (SAE 30). Poseen un coeficiente de traccin muy

    bajo, con lo cual se obtiene una buena reduccin en el consumo de energa.

    Existen varios tipos de lubricantes sintticos:

    1.- HIDROCRACK o grupo 3

    2.- PAO o grupo 4

    3.- PIB o grupo 5

    4.- ESTER

    1.- Hidrocrack. Es una base sinttica de procedencia orgnica que se obtiene de la

    hidrogenizacin de la base mineral mediante el proceso de hidrocracking. Es el lubricante

    sinttico ms utilizado por las compaas petroleras debido a su bajo costo en referencia

    a otras bases sintticas y a su excedente de base mineral procedente de la destilacin del

    crudo para la obtencin de combustibles fsiles.

  • 17

    2.- PAO. Es una base sinttica de procedencia orgnica pero ms elaborada que el

    hidrocrack, que aade un compuesto qumico a nivel molecular denominado Poli-

    Alfaolefinas que le confieren una elevada resistencia a la temperatura y muy poca

    volatilidad (evaporacin).

    3.- PIB. Es una base sinttica creada para la eliminacin de humo en el lubricante por

    mezcla en motores de 2 tiempos. Se denomina Poli-isobutileno.

    4.- ESTER. Es una base sinttica que no deriva del petrleo sino de la reaccin de un

    cido graso con un alcohol. Es la base sinttica ms costosa de elaborar porque en su

    fabricacin por "corte" natural se rechazan 2 de cada 5 producciones. Se usa

    principalmente en aeronutica donde sus propiedades de resistencia a la temperatura

    extrema que comprenden desde -68 C a +325 C y la polaridad que permite al lubricante

    adherirse a las partes metlicas debido a que en su generacin adquiere carga

    electromagntica, hacen de esta base la reina de las bases en cuanto a lubricantes lquidos.

    El ester es comnmente empleado en lubricantes de automocin en competicin.

  • 18

    Aditivos para lubricantes

    La base de un lubricante por s sola no ofrece toda la proteccin que necesita un motor o

    componente industrial, por lo que en la fabricacin del lubricante se aade un compuesto

    determinado de aditivos atendiendo a las necesidades del fabricante del motor o al uso al

    que va a ser destinado el lubricante en cuestin.

    Los aditivos usados en el lubricante son:

    Antioxidantes: Retrasan el envejecimiento prematuro del lubricante.

    Antidesgaste Extrema Presin (EP): Forman una fina pelcula en las paredes a

    lubricar. Se emplean mucho en lubricacin por barboteo (Cajas de cambio y

    diferenciales)

    Antiespumantes: Evitan la oxigenacin del lubricante por cavitacin reduciendo

    la tensin superficial y as impiden la formacin de burbujas que llevaran aire al

    circuito de lubricacin.

    Antiherrumbre: Evita la formacin de xido en las paredes metlicas internas del

    motor y la condensacin de vapor de agua.

    Detergentes: Son los encargados de arrancar los depsitos de suciedad fruto de la

    combustin.

    Dispersantes: Son los encargados de transportar la suciedad arrancada por los

    aditivos detergentes hasta el filtro o crter del motor.

    Espesantes: Es un compuesto de polmeros que por accin de la temperatura

    aumentan de tamao aumentando la viscosidad del lubricante para que siga

    proporcionando una presin constante de lubricacin.

    Diluyentes: Es un aditivo que reduce los microcristales de cera para que fluya el

    lubricante a bajas temperaturas.

  • 19

    Caractersticas de los lubricantes respecto a su empleo en el motor

    Viscosidad

    Esta caracterstica se considera comnmente como indicie significativo para distinguir los

    diversos tipos de lubricante.

    La viscosidad se mide por medio de unos aparatos adecuados que se llaman viscosmetros.

    La medicin consiste en medir el tiempo que tarda en fluir cierta cantidad de lubricante a

    travs de un determinado orificio de salida, o bien establecer la relacin entre el tiempo

    que tarda en fluir la misma cantidad de lubricante examen y la de un liquido patrn.

    La viscosidad de los lubricantes disminuye rpidamente al aumentar la temperatura, por

    lo tanto un lubricante resulta de mejor calidad en tanto menor sea su variacin trmica.

    En consecuencia, para valorar correctamente el comportamiento de un lubricante es

    necesario conocer la ley de variacin de su viscosidad al cambiar la temperatura. (Para

    esto se tienen grficos y tablas tabuladas). La caracterstica que seala la variacin de

    viscosidad con la temperatura es el ndice de viscosidad el cual da una idea de la

    resistencia de un aceite para variar su viscosidad con cambios notables de temperatura.

    Un ndice bajo significa que el aceite tiene una viscosidad relativamente alta abaja

    temperatura y una viscosidad baja a alta temperatura. Para motores convencionales se

    busca que este ndice sea elevado. Pero los motores que deben funcionar en climas muy

    variados necesitan aceites con que correspondan con las temperaturas de funcionamiento,

    para lo cual se le agregan aditivos para evitar la variacin de viscosidad.

  • 20

    Reduccin de la friccin

    El espesor o viscosidad del aceite es un factor importante para disminuir la friccin. Un

    aceite ms delgado (menos viscosidad) crea menos arrastre.

    Los aditivos para extremas presiones como el zinc o el fsforo, ayudan a proteger la

    superficie metlica del contacto directo. Este contacto puede ocurrir si es expulsado el

    lubricante de las superficies en movimiento.

    Disminucin del desgaste

    Debido a que cuando el vehculo no est en funcionamiento, el aceite escurre de los

    componentes, la mayor parte del desgaste ocurre en el arranque del motor. Para disminuir

    este desgaste, el aceite debe permanecer en las piezas, y adems debe fluir rpidamente a

    bajas temperaturas.

    Los aditivos de extrema presin, permiten disminuir al mximo el desgaste en esos puntos

    y resistir de ser desalojados.

    Mantener la viscosidad

    Se entiende como ndice de viscosidad, el valor que indica la variacin de viscosidad del

    aceite con la temperatura.

    Los lubricantes que resisten la tendencia natural a espesarse cuando estn fros y a

    adelgazar cuando estn calientes, tienen un alto ndice de viscosidad. Los motores que

  • 21

    funcionan en climas muy variados necesitan aceites que correspondan con las

    temperaturas ambientales.

    Para conservar la viscosidad a los aceites multigrados, se les agregan polmeros qumicos,

    los cuales son sensibles a la temperatura y modifican su frmula molecular a altas y bajas

    temperaturas

    Principales lubricantes en el mercado

    Las lneas de productos Chevron, Texaco, Ursa, Havoline, Delo, Repsol y Motorex.

    Valvoline

  • 22

    Amalie, ACdelco, Shell, Motul

    Frmulas de clculo del sistema de lubricacin

    (

    )

    = 0,32

    = ()

    0,32 =

    =

    = 3

    = (

    )

    CALCULO DE LOS COJINETES

    +

    = ()

    = ()

    = ()

  • 23

    ()

    = (1 )

    =

    =

    ()

    = (1 + )

    ()

    = 0,5( )

    = ()

    = ()

    =

    1,5

    =

    2

    = ()

    = ()

    = ( )

    =

    x =

    =

  • 24

    ()

    =2

    103

    Pmi = ()

    = Numero de tiempos del motor

    =

    = (3)

    = 2

    4

    = ()

    = ()

    ()

    =2

    103

    Pme = ()

    ()

    tma = +

    2

    = ()

    = ()

    CALCULO DE LA BOMBA DE ACEITE

    = 2

    = ()

    = ()

    = (0.008 .0.012)

    =

  • 25

    Velocidad Media Del Pistn

    = 2

    = 1.7

    Caudal Terico De Suministro De La Bomba De Aceite

    =

    (

    )

    1 = (0.85)

    CAUDAL QUE SUMINISTRA LA BOMBA DE ENGRANAJES

    = 47 2 (2

    2)

    2 =

    = ()

    = ()

    = ()

    = ()

    Dimetro Externo

    = + 2

    =

    =

    Dimetro Interno

    = 2

    =

  • 26

    Ejercicio de aplicacin del sistema de lubricacin

    En un motor de combustin interna de cuatro tiempos, en el momento de la combustin

    el pistn se desplaza con una velocidad media de 12

    , el recorrido del embolo es igual a

    = 0.08, el dimetro del mun del rbol del cigeal es = 5.5 el numero de

    cojinetes en total es igual a = 14 . (Tomar en cuenta = 0.012)

    Determinar:

    El caudal que ingresa de aceite a los cojinetes en 3

    El caudal de la bomba de aceite

    El caudal terica de suministro de la bomba de aceite si = 0.85

    Datos:

    = 4

    = 0.08

    = 14

    = 0.012

    = 5.5

    = 12

    Procedimiento:

    a) = 12

    =2

    =12

    2(0.08)= 75 . . .

    = 4500 . . .

    = . . 2.

    = (0.012)(4500)(0.055)2(14)(60)

    = 137.219 3

    b) = 1.7

    = 1.7(137.219)

    = 233.27 3

  • 27

    c) =

    =233.27

    0.85

    = 274.4283

    SISTEMA DE REFRIGERACIN

    El lquido de enfriamiento recircula desde el radiador hasta el motor. El lquido de

    enfriamiento a baja temperatura llega a la bomba, donde es absorbido y bombeado al

    block motor, que se encuentra con elevada temperatura.

    El lquido de enfriamiento fluye hasta la tapa de cilindros, donde absorbe ms calor. El

    lquido caliente es devuelto al radiador por su entrada superior. El aire que pasa a travs

    del radiador, enfra el lquido para permitir que regrese al motor a baja temperatura.

    Funcin del sistema de refrigeracin

    Durante el funcionamiento del motor, la temperatura alcanzada en el interior de los

    cilindros es muy elevada, superando los 2000 C en el momento de la combustin. Esta

    temperatura, al estar por encima del punto de fusin de los metales empleados en la

    construccin del motor, podra causar la destruccin de los mismos.

    Aunque esta temperatura sea instantnea, pues baja durante la expansin y escape de los

    gases, aun as la temperatura media es muy elevada, y si no se dispusiera de un buen

    sistema de refrigeracin, para evacuar gran parte del calor producido en la explosin, la

    dilatacin de los materiales sera tan grande que producira en ellos agarrotamientos y

    deformaciones.

  • 28

    Por lo tanto el sistema de refrigeracin tendr que evacuar el calor producido durante la

    combustin hasta unos lmites donde se obtenga el mximo rendimiento del motor, pero

    que no perjudiquen la resistencia mecnica de las piezas ni el poder lubricante de los

    aceites de engrase.

    Componentes y funcionamiento del sistema de refrigeracin

    Bomba del sistema de refrigeracin

    La bomba de agua, generalmente, est compuesta de un cuerpo, polea, eje, rotor,

    rodamientos, sello y drenaje. El eje de la bomba est soportado dentro del cuerpo de la

    bomba por los rodamientos, y tiene un rotor y un sello montados sobre el mismo eje, para

    que todo gire en conjunto.

    Los rodamientos son de bola y son del tipo de un solo anillo, y estn ensamblados

    alrededor del eje de la bomba, como dos juegos de rodamientos.

    El rotor es de tipo radial o centrfugo, segn la forma de las aspas, y est montado en el

    eje por presin. La unidad del sello del rotor est montada en el eje de la bomba pare

    evitar la fuga del lquido. El asiento del sello de la bomba tiene una empaquetadura de

    sello y una unidad de resortes para hacer presin contra el rotor.

    El engranaje rotor de la bomba est impulsado por el engranaje del cigeal, cuando giran

    juntos para impulsar la bomba a velocidad alta. El lquido refrigerante en el tanque

    inferior del radiador entra desde el puerto de entrada del cuerpo de la bomba al centro del

    rotor. La fuerza centrfuga del rotor enva el lquido bajo presin desde el puerto de salida

    hacia los ductos de refrigeracin del motor.

  • 29

    Termostato

    El termostato est instalado dentro del paso del sistema de refrigeracin, para controlar el

    caudal del lquido refrigerante y para regular las temperaturas del sistema.

    El rango de temperatura ms apropiado para el lquido refrigerante es desde los 80C a

    los 90C (176 a 194F). Para mantener esta temperatura, el termostato cierra el paso del

    lquido cuando la temperatura est demasiado baja y causa un incremento de la

    temperatura a un nivel apropiado. Adems, si la temperatura del lquido refrigerante est

    demasiado alta, el termostato se abre para permitir la circulacin por el radiador para el

    enfriamiento.

    El termostato sin bloqueo, es incapaz de abrir o cerrar el paso del desvo, pero su

    estructura es sencilla.

    De los otros termostatos, que s pueden abrir o cerrar el paso del desvo, el de bloqueo

    completo, puede cerrar por completo el paso del desvo.

    El bloqueo parcial, puede tener un rea de paso mucho ms grande. Adems, cuando se

    cierra el paso principal, se permite la fuga de una pequea parte del lquido al lado del

    desvo. Hay algunas otras caractersticas, pero uno de los termostatos ms usados es el de

    bloqueo completo.

    Los motores pequeos tienen un termostato, pero los motores grandes tienen tasas

    volumtricas altas del caudal del lquido refrigerante, y para cerrar el paso principal

    cuando un termostato falla, por lo general se instala de dos a cuatro termostatos, cuando

    se utilizan termostatos mltiples. Se utiliza dos tipos diferentes para temperaturas

  • 30

    diferentes de apertura de la vlvula y para la sobrepresin del lquido refrigerante, debido

    al cambio de la temperatura del lquido. De esta manera, se evita la oscilacin del motor.

    Embrague del ventilador

    La velocidad de rotacin del embrague del ventilador est controlada automticamente

    por la temperatura del aire que ha pasado por el radiador.

    Las siguientes son las ventajas del uso del embrague del ventilador:

    Se reduce la energa consumida por el ventilador.

    Se acorta el tiempo requerido para la operacin del calentador del motor, hasta

    que el motor llegue a una temperatura apropiada.

    Se reduce el ruido del ventilador.

  • 31

    Radiador

    El radiador tiene tanto un tanque superior como uno inferior, para aumentar al mximo el

    efecto del enfriamiento por el aire, lo cual hace que la superficie del ncleo de

    enfriamiento sea lo ms gran posible.

    El ncleo est dividido en los tubos de lquido y una aleta de aire. El tipo de aleta puede

    ser de placa o corrugada pero en la mayora de los motores diesel, se utiliza aletas

    corrugadas.

    La tapa del radiador es la tapa del suministro de lquido, y a la vez, un dispositivo de

    control de la presin dentro del sistema de refrigeracin. Cuando la temperatura es alta,

    el lquido se expande y el aire por encima del lquido se comprime, por lo que se aplica

    presin.

    An cuando la temperatura del lquido refrigerante est por encima de los 100C (212F),

    el lquido no hierve, y la diferencia de temperatura, con relacin a la atmsfera ambiental

    es muy grande.

    Por esta razn, el efecto refrigerante es muy grande y el ncleo del radiador puede ser de

    un tamao menor, ms liviano y con una superficie menor.

    Una tapa del radiador a presin, tiene una vlvula de presin y una vlvula de vaco, para

    mantener la presin especificada dentro del sistema de refrigeracin.

    Las dos vlvulas tienen resortes para un sellado firme. Si la presin dentro del sistema de

    refrigeracin exceda la presin especificada, la vlvula de presin empuja al resorte de la

    vlvula, y se abre para liberar la presin interna.

    De la misma manera, si se enfra el lquido refrigerante, el vapor dentro del sistema de

    refrigeracin puede condensarse, y si se reduce el volumen del lquido refrigerante, la

    presin dentro del radiador se volver negativa. En estos momentos, se abre la vlvula de

    vaco, para permitir la entrada de aire desde el exterior, y para evitar la deformacin del

    radiador.

  • 32

    Tipos de sistemas de refrigeracin

    Los sistemas actualmente empleados para la refrigeracin de los motores, tanto de

    gasolina como Diesel, son los siguientes:

    Refrigeracin por aire

    Refrigeracin por agua o mixtos

    Refrigeracin por aire

    Este sistema consiste en evacuar directamente el calor del motor a la atmsfera a travs

    del aire que lo rodea. Para mejorar la conductibilidad trmica o la manera en que el motor

    transmite el calor a la atmsfera, estos motores se fabrican de aleacin ligera y disponen

    sobre la carcasa exterior de unas aletas que permiten aumentar la superficie radiante de

    calor. La longitud de estas aletas es proporcional a la temperatura alcanzada en las

    diferentes zonas del cilindro, siendo, por tanto, de mayor longitud las que estn mas

    prximas a la cmara de combustin.

    La refrigeracin por aire a su vez puede ser:

    Directa

    Forzada

    Refrigeracin directa

    Se emplea este sistema en motocicletas, donde el motor va situado expuesto

    completamente al aire, efectuandose la refrigeracin por el aire que hace impacto sobre

    las aletas durante la marcha del vehculo, siendo por tanto mas eficaz la refrigeracin

    cuanto mayor es la velocidad de desplazamiento. En la figura inferior se puede ver un

  • 33

    motor de motocicleta de la marca BMW, con dos cilindros horizontales refrigerados por

    aire.

    Refrigeracin forzada

    El sistema de refrigeracin forzada por aire es utilizado en vehculos donde el motor va

    encerrado en la carrocera y, por tanto, con menor contacto con el aire durante su

    desplazamiento. Consiste en un potente ventilador movido por el propio motor, el cual

    crea una fuerte corriente de aire que canalizada convenientemente hacia los cilindros para

    obtener una eficaz refrigeracin aun cuando el vehculo se desplace a marcha lenta. Este

    sistema de refrigeracin fue utilizado por la marca Volkswagen en su mtico escarabajo,

    tambin lo utilizo Citron en su no menos mtico 2CV y GSA.

    Ventajas de este sistema:

    La sencillez del sistema. Se obtiene un menor peso muerto del motor al eliminar los

    elementos de refrigeracin

    Menor entretenimiento del sistema. Se consigue al eliminar posibles averas en los

    elementos auxiliares de refrigeracin.

  • 34

    El motor ocupa menor espacio. Factor importante, a tener en cuenta en vehculos

    pequeos y sobre todo en motocicletas, donde el espacio destinado al motor es reducido.

    No esta sometido a temperaturas criticas del elemento refrigerante, como ocurre en los

    motores que emplean el sistema de refrigeracin por agua, en el que se puede producir la

    ebullicin o congelacin del agua. En este sistema se puede dimensionar las aletas o

    canalizar el aire convenientemente para que el caudal de aire, que atraviesa el motor,

    asegure una eficaz refrigeracin y mantenga una temperatura optima en el motor.

    Disminuye las prdidas de calor por refrigeracin. Estas perdidas suelen ser un 18%

    menores que en la refrigeracin por agua, obteniendose, por tanto, un mayor rendimiento

    trmico.

    Inconvenientes:

    Los motores refrigerados por aire son ms ruidosos que los refrigerados por agua. Esto es

    debido a que el paso del aire por las aletas de refrigeracin origina un pequeo

    amplificador sonoro. En los refrigerados por agua, la capa lquida que circunda las

    camisas hace de amortiguador de los ruidos internos.

    La refrigeracin es irregular. Esto es debido a la influencia de la temperatura ambiente

    que produce un mayor calentamiento al ralent, cuando el vehculo no se mueve o circula

    muy lento. Estn sometidos, por lo tanto, a un mayor peligro de gripaje lo que obliga a un

    mayor juego de montaje entre sus elementos.

    Debido a la mayor temperatura en los cilindros, la mezcla o aire aspirado se dilata. Con

    esto se reduce el llenado y, por tanto, la potencia til del motor en un 6%

    aproximadamente.

    Refrigeracin por agua

    Este sistema consiste en un circuito de agua, en contacto directo con las paredes de las

    camisas y cmaras de combustin del motor, que absorbe el calor radiado y lo transporta

    a un depsito refrigerante donde el lquido se enfra y vuelve al circuito para cumplir

    nuevamente su misin refrigerante donde el lquido se enfra y vuelve al circuito para

    cumplir su misin refrigerante. El circuito se establece por el interior del bloque y culata,

  • 35

    para lo cual estas piezas se fabrican huecas, de forma que el lquido refrigerante circunde

    las camisas y cmaras de combustin circulando alrededor de ellas.

    La circulacin del agua por el circuito de refrigeracin puede realizarse por "termosifn"

    (apenas se ha utilizado) o con circulacin forzada por bomba centrfuga.

    Circulacin del agua por termosifn

    Este sistema como se ha dicho antes, no se utiliza desde hace muchos aos. El sistema

    est basado en la diferencia de peso entre el agua fra y caliente, de forma que el agua

    caliente en contacto con los cilindros y cmaras de combustin pesa menos que el agua

    fra del radiador, con lo cual se establece una circulacin de agua del motor al radiador.

    Funcionamiento

    El agua caliente entra por la parte alta del radiador donde se enfra a su paso por los tubos

    y aletas refrigerantes en contacto con el aire de desplazamiento. El agua fra, por el

    aumento de peso, baja al depsito inferior del radiador y entra en el bosque, donde al irse

    calentando va ascendiendo por el circuito interno para salir otra vez al radiador.

    La circulacin del agua en el sistema es autoregulable, ya que al aumentar la temperatura

    del motor, aumenta tambin la velocidad de circulacin por su circuito interno,

    independientemente de la velocidad de rgimen del motor.

  • 36

    Inconvenientes del sistema

    El sistema es sencillo y econmico, pero, debido a la pequea velocidad del agua en el

    circuito, se requiere un gran caudal, un gran volumen de lquido y mucha superficie

    radiante en el radiador. Esto hace que el sistema requiera piezas muy voluminosas, que

    ocupan gran espacio muerto en el motor, solucin que no es posible en los automviles

    actuales.

    Circulacin de agua por bomba

    Este es el sistema mayormente utilizado desde hace muchos aos, ofrece una refrigeracin

    ms eficaz con menor volumen de agua, ya que, debido a las grandes revoluciones que

    alcanzan hoy da los motores, necesitan una evacuacin ms rpida de calor, lo cual se

    consigue forzando la circulacin de agua por el interior de los mismos.

    Constitucin y funcionamiento del sistema

    Este sistema tiene una bomba centrfuga intercalada en el circuito de refrigeracin y

    accionada por el propio motor. La bomba centrfuga activa la circulacin del agua en su

    recorrido con una velocidad proporcional a la marcha del motor.

    En su funcionamiento, la bomba aspira el agua refrigerada de la parte baja del radiador y

    la impulsa al interior del bloque a travs de los huecos que rodean las camisas y cmaras

    de combustin. El refrigerante sale por la parte superior de la culata y se dirige otra vez

    al radiador por su parte alta, donde es enfriada nuevamente a su paso por los paneles de

    refrigeracin. Con esta circulacin forzada, el agua se mantiene en el circuito a una

    temperatura de 80 a 85 C, con una diferencia entre la entrada y la salida de 8 a 10 C,

    controlada por medio de una vlvula de paso (termostato) que mantiene la temperatura

    ideal de funcionamiento sin grandes cambios bruscos en el interior de los cilindros, que

    podra dar lugar a dilataciones y contracciones de los materiales.

    El sistema de refrigeracin del motor se aprovecha tambin para la calefaccin interna del

    habitculo del vehculo. Para ello, se intercala en serie, a la salida del agua caliente de la

    culata, un intercambiador de calor que trabaja como radiador, calentado el aire del

    vehculo.

  • 37

    Como se puede apreciar en los esquemas anteriores se dispone tambin de un ventilador,

    en este caso movido por el propio motor trmico. Este ventilador, adems de forzar el

    paso del aire a travs del radiador para obtener una refrigeracin ms eficaz del agua sobre

    todo a marcha lenta, tambin suministra una corriente de aire al motor para refrigerar los

    elementos externos adosados al mismo, como son: el alternador, bujas, colectores de

    escape, etc.

    Debido a la utilizacin del agua y del aire para refrigerar el motor, se le denomina tambin

    a este sistema como una refrigeracin "mixta".

    Parmetros de funcionamiento del sistema de refrigeracin

    Refrigeracin del motor

    Desviar la cantidad de calor excedente de la combustin: 1/3 del calor de combustin.

    Mantener determinadas temperaturas de servicio: 8095oC

    Refrigeracin por bomba de circulacin

    Vlvula de descarga (refrigeracin a presin)

    Abre a 0,40,9 bar

    Temperatura de ebullicin: 108116 oC

    Vlvula de presin abre a 0,050,1 bar depresin

    Termostato Vlvula principal

    Comienzo de la apertura: 7979 oC

    8 mm de carrera a 9194 o

  • 38

    Estrangulador (vlvula de bola)

    Volumen de paso: 0..10 l/h

    Vlvula de cortocircuito abierta

    Carrera: 67,5 mm a 78 oC

    Ventilador

    Potencia necesaria: 3...5% Pe

    Numero de revoluciones de desconexin: 2530%

    Conecta a una temperatura del aire de refrigeracin de:

    62oC

    Refrigeracin por soplante

    Velocidades

    Aire en el rodete del soplante aproximadamente: 100 m/s

    Aire de refrigeracin: 2030 m/s

    Elevacin de la temperatura del aire:

    7080 o

    Potencia necesaria para la soplante

    46% de la potencia efectiva

    Volumen de transporte

    5000 l/min

    Superficie de la aletas por cm3 de cilindrada

    1030 cm2

    Tipos de refrigerantes

    Por su composicin qumica

    Los inorgnicos, como el agua o el NH3: Amonaco

    Los de origen orgnico(hidrocarburos y derivados):

    Los CFC, Clorofluorocarbonos, perjudiciales para la capa de ozono

    Los HCFC.Hidrocloroflurocarbonados

    Los HFC.

    Los HC: Hidrocarburos (alcanos y alquenos)

    Las mezclas, azeotrpicas o no azeotrpicas.

  • 39

    Por su grado de seguridad

    GRUPO 1: no son combustibles ni txicos.

    GRUPO 2: txicos, corrosivos o explosivos a concentraciones mayores de 3,5 %

    en volumen mezclados con el aire.

    GRUPO 3: txicos, corrosivos o explosivos a concentraciones menores o iguales

    a 3,5 % en volumen.

    Por sus presiones de trabajo

    Baja

    Media

    Alta

    Muy alta

    Por su funcin

    Primario: si es el agente transmisor en el sistema frigorfico, y por lo tanto realiza

    un intercambio trmico principalmente en forma de calor latente.

    Secundario: realiza un papel de intercambio trmico intermedio entre el

    refrigerante primario y el medio exterior. Realiza el intercambio principalmente

    en forma de calor sensible.

    Caractersticas de los refrigerantes

    Punto de congelacin. Debe de ser inferior a cualquier temperatura que existe en

    el sistema, para evitar congelamientos en el evaporador.

    Calor especfico. Debe de ser lo ms alto posible para que una pequea cantidad

    de lquido absorba una gran cantidad de calor.

  • 40

    Volumen especfico.- El volumen especfico debe de ser lo ms bajo posible para

    evitar grandes tamaos en las lneas de aspiracin y compresin

    Densidad. Deben de ser elevadas para usar lneas de lquidos pequeas.

    La temperatura de condensacin, a la presin mxima de trabajo debe ser la menor

    posible.

    La temperatura de ebullicin, relativamente baja a presiones cercanas a la

    atmosfrica.

    Punto crtico lo ms elevado posible.

    No deben ser lquidos inflamables, corrosivos ni txicos.

    Dado que deben interaccionar con el lubricante del compresor, deben ser miscibles

    en fases lquidas y no nocivas con el aceite.

    Los refrigerantes, se aprovechan en muchos sistemas para refrigerar tambin el

    motor del compresor, normalmente un motor elctrico, por lo que deben ser

    buenos dielctricos, es decir, tener una baja conductividad elctrica.

    Principales refrigerantes en el mercado

    Refrigerante Motorex

  • 41

    Havoline Extended Life Anti-Freeze/Coolants

    Delo Extended Life Coolant/Antifreeze

    Zerex

  • 42

    Freezetone

    Frmulas de clculo del sistema de refrigeracin

    Superficie de enfriamiento del radiador ():

    =

    = ( )

    = (

    2. )

    = ()

    Densidad del aire (

    ):

    =

    = ()

    = (

    . )

    = ()

    Volumen de entrega de aire por medio del radiador al evacuar (

    ):

    =

    = ()

  • 43

    Superficie frontal de la pared del radiador ():

    =

    = (

    )

    Cantidad total de calor consumido en 1 seg ():

    =

    .

    = (

    )

    = .

    Cantidad de calor que se pierde necesariamente cuando el motor funciona y entrega

    al sistema de refrigeracin ():

    = (+) (

    )

    =

    =

    = ()

    =

    = ()

    =

    Cantidad de calor que se produce en la combustin ():

    =

    = ()

  • 44

    = (

    )

    = (

    3)

    Calor extraido por el agua de refrigeracin ():

    = ( )

    = ()

    = (

    )

    2 =

    1 =

    Cantidad de circuitos que se necesitan para evacuar el calor (

    ):

    =

    . ( )

    1 = ()

    Volumen de agua necesario para refrigerar el sistema (Litros):

    =

    .

    = ().

    Cantidad de calor cedido por hora (

    ):

    = . ( )

    = ()

    = (1

    )

    (2 1) = ()

  • 45

    Nmero de caloras absorbidas o eliminadas por el medio refrigerante (

    ):

    = ( . ( + ( )))

    =

    = ()

    = ()

    =

    Coeficiente de transmisin de calor:

    =

    + .

    = (

    )

    Magnitud de superficie de enfriamiento ():

    =

    ( )

    Caudal de aire necesario para refrigerar el radiador (

    ):

    = .

    Dimetro del rotor o rueda de alabes del ventilador ():

    =

    Volumen del radiador ():

    =

    = (2)

    = ()

  • 46

    Compacidad calorfica del radiador (

    ):

    =

    = (2)

    Ejercicio de aplicacin del sistema de refrigeracin

    Determinar la superficie frontal de la pared del radiador si se sabe que el coeficiente de

    termotransferencia = 150 y el calor que se entrega el motor al sistema de refrigeracin

    es 53.5 , la variacin de la temperatura = 30. Tomar en cuenta que la velocidad

    y la presin del aire frente al radiador es de 16

    y = 0.15 .

    Datos

    = 16

    = 150

    = 0.15

    = 15.63

    = 30.

    = 53.5

    Procedimiento

    =

    =53500

    (150)(30)

    = 11.889

    = . 10

    6

    .

    =(0.15)106

    (287)(325.5)

    = 1.07

    3

  • 47

    =

    =15.63

    1.07

    = 14.67 3

    =

    =14.67

    16

    = 0.91 2

    INTERCAMBIADORES DE CALOR

    Un intercambiador de calor es un dispositivo diseado para transferir calor entre dos

    medios, que estn separados por una barrera o que se encuentren en contacto. Son parte

    esencial de los dispositivos de calefaccin, refrigeracin, acondicionamiento de aire,

    produccin de energa y procesamiento qumico.

    Un intercambiador tpico es el radiador del motor de un automvil, en el que el fluido

    caloportador, calentado por la accin del motor, se enfra por la corriente de aire que fluye

    sobre l y, a su vez, reduce la temperatura del motor volviendo a circular en el interior del

    mismo.

    Los intercambiadores de calor pueden clasificarse segn como sea:

    Intercambiador de contacto indirecto alternativo, por rueda de inercia.

    Intercambiadores de contacto directo: son aquellos dispositivos en los que los

    fluidos sufren una mezcla fsica completa.

    Intercambiadores de contacto indirecto:

    Alternativos: ambos fluidos recorren un mismo espacio de forma alternada, la

    mezcla entre los fluidos es despreciable.

    De superficie: son equipos en los que la transferencia de calor se realiza a travs

    de una superficie, cilndrica o plana, sin permitir el contacto directo.

  • 48

    Existen dos tipos de intercambiadores de contacto indirecto

    Los cambiadores de flujo paralelo (intercambio lquido - lquido)

    Los cambiadores de flujo cruzado (intercambio lquido - gas)

    Clasificacin de los intercambiadores de calor de superficie

    Los intercambiadores de flujos paralelos, se utilizan generalmente para el intercambio

    trmico lquido-lquido, mientras que los de flujos cruzados se utilizan generalmente en

    el intercambio lquido-gas.

    Intercambiadores de calor tubulares

    El cambiador indirecto ms simple es el cambiador de tubos concntricos; consta de dos

    tuberas concntricas, una en el interior de la otra, circulando los dos fluidos por el espacio

    anular y por la tubera interior. Los flujos pueden ser en el mismo sentido (corrientes

    paralelas) o en sentido contrario (contracorriente).

  • 49

    Transmisin de calor por conduccin

    La conduccin es la forma en que tiene lugar la transferencia de energa a escala

    molecular. Cuando las molculas absorben energa trmica vibran sin desplazarse,

    aumentando la amplitud de la vibracin conforme aumenta el nivel de energa. Esta

    vibracin se transmite de unas molculas a otras sin que tenga lugar movimiento alguno

    de traslacin. En la transmisin de calor por conduccin no hay movimiento de materia.

    La conduccin es el mtodo ms habitual de transmisin de calor en procesos de

    calentamiento/enfriamiento de materiales slidos opacos. Si existe una gradiente de

    temperatura en un cuerpo, tendr lugar una transmisin de calor desde la zona de alta

    temperatura hacia la que est a temperatura ms baja. El flujo de calor ser proporcional

    al gradiente de temperatura.

    Transmisin de calor por conveccin

    Cuando un fluido circula alrededor de un slido, por ejemplo por el interior de una tubera,

    si existe una diferencia de temperatura entre ambos, tiene lugar un intercambio de calor

    entre ellos. Esta transmisin de calor se debe al mecanismo de conveccin. El

    calentamiento y enfriamiento de gases y lquidos son los ejemplos ms habituales de

    transmisin de calor por conveccin. Dependiendo de si el flujo del fluido es provocado

    artificialmente o no, se distinguen dos tipos: forzada y libre (tambin llamada natural). La

    conveccin forzada implica el uso de algn medio mecnico, como una bomba o un

    ventilador, para provocar el movimiento del fluido. Ambos mecanismos pueden provocar

    un movimiento laminar o turbulento del fluido.

  • 50

    Radiador

    La parte del sistema de enfriamiento por lquido de los motores de combustin interna

    encargada de disipar el calor al medio se conoce como radiador. Este radiador es un

    intercambiador de calor de tubos y aletas, donde el refrigerante caliente procedente del

    motor entrega el calor a la corriente de aire generada por el movimiento del vehculo o

    forzada por la hlice del ventilador.

    Est constituido por un grupo de tubos de cobre paralelos, separados, dotados de aletas, y

    colocados conectando dos tanques y por cuyo interior circula el refrigerante. Las aletas

    aumentan notablemente la superficie de disipacin de calor de los tubos.

    Por entre las aletas se fuerza una corriente de aire que las enfra y con ello tambin enfra

    el refrigerante circulante en los tubos.

    El refrigerante proveniente del motor entra al radiador por el tanque superior y regresa a

    este desde el tanque inferior ya fro. Una tapa especial sirve para mantener el sistema

    cerrado y presurizado para evitar que el refrigerante hierba cuando el motor se calienta

    por trabajo intenso a temperaturas superiores a los 100 grados celsius, y adems para

    permitir que el lquido pueda pasar al tanque de reserva cuando se dilate al calentarse, y

    regrese al radiador cuando se enfre en las paradas.

    El rea frontal del radiador depender de la cantidad de calor que ser necesaria disipar y

    esta a su vez, de la potencia del motor, por lo que en un vehculo, el radiador est

    especialmente diseado para esto y sus dimensiones y caractersticas no deben cambiarse.

  • 51

    CALADO DE BOMBAS DE INYECCIN

    Puesta a punto de la bomba lineal en el motor Diesel

    Para hacer la puesta a punto, se recurre a las marcas del comienzo de la inyeccin que se

    encuentran en el motor y en la bomba de inyeccin. Normalmente se toma como base la

    carrera de compresin del cilindro n 1 del motor, pero por razones especficas de los

    motores pueden aplicarse tambin otras posibilidades. Por esta razn deben tenerse en

    cuenta los datos facilitados por el fabricante del motor.

    En el motor Diesel, la marca del comienzo de la alimentacin se encuentra generalmente

    en el volante de inercia, en la polea de la correa trapezoidal o en el amortiguador de

    vibraciones (damper). En la bomba de inyeccin, el comienzo de la alimentacin para el

    cilindro de bomba n 1 tiene lugar cuando la marca practicada en la mitad no mvil del

    acoplamiento o bien en el variador de avance coincide con la raya marcada en el cuerpo

    de la bomba. En las bombas abridadas, las marcas estn en la rueda dentada del

    accionamiento y en el pin insertable.

    La posicin, la disposicin y la designacin de los cilindros del motor son indicadas por

    el fabricante de ste y han de tenerse en cuenta en cualquier caso. El cilindro de bomba

    n 1 es el ms prximo al accionamiento (polea) de la bomba de inyeccin. Antes del

    montaje ha de hacerse coincidir, en sentido de giro, la marca de comienzo de alimentacin

    de la bomba de inyeccin con la raya marcada en el cuerpo, o bien se ajustar el comienzo

    de la alimentacin segn el mtodo de rebose a alta presin.

  • 52

    Puesta a punto de la bomba rotativa en el motor Diesel

    En una bomba de inyeccin de distribucin rotativa, el comienzo de inyeccin est en

    relacin directa con la carrera del pistn interno. El control se efecta en la cabeza

    hidrulica desmontando el tapn obturador. Un valor de desplazamiento del pistn

    (precisado con una ficha tcnica) determina con exactitud el comienzo de la inyeccin.

    Desmontar el tornillo del tapn obturador situado en la parte trasera de la cabeza

    hidrulica, colocar el soporte del reloj comparador y fijar el adaptador especfico. Montar

    en el extremo del eje de accionamiento la tuerca de sujecin del pin con una

    contratuerca para permitir la rotacin de la bomba mediante una llave. Desconectar del

    circuito el sistema de salida en fro y girar el eje de accionamiento en el sentido normal

    de rotacin para determinar con precisin el punto muerto inferior del pistn de la bomba.

    Una vez en esta posicin, colocar el comparador ejerciendo una precarga de 1 a 2 mm

    sobre este. Ajustar la escala del comparador a cero. Girar a continuacin el eje de

    accionamiento (siempre en el mismo sentido de rotacin) para llevar la chaveta de eje

    justo delante del eje de la salida que corresponde al inyec-tor del cilindro motor nmero

    1. Por medio del cigeal, girar el motor para llevar el pistn del cilindro nmero 1 al

    PMS fin de compresin, ya sea por una marca en la polea, por una marca en el volante

    motor o bien, que es lo ms frecuente, por la colocacin de un pasador de calado.

    Presentar la bomba de inyeccin en el motor alineando la chaveta de arrastre con el pin.

    Colocar los tornillos o tuercas de fijacin sin apretarlos y ajustar la bomba en rotacin

    hasta que la escuadra del comparador indique el valor suministrado por el fabricante (ver

    fichas tcnicas de la bomba en cuestin).

  • 53

    LINK DE VIDEOS

    Sistema de lubricacin

    https://www.youtube.com/watch?v=Kqn78ZarDqw

    https://www.youtube.com/watch?v=_9eTtgI_ZcE

    Sistema de refrigeracin

    https://www.youtube.com/watch?v=ouBjQBp8utk

    https://www.youtube.com/watch?v=_E_GnlRotdM

    BIBLIOGRAFA

    "Manual de la tcnica del automvil" (BOSCH) ISBN 3-934584-82-9

    'Motores de combustin interna', Dante Giacosa, Ed. Hoepli

    'Manual de la tcnica del automvil', BOSCH. ISBN 3-934584-82-9

    'Internal Combustion Engines', R. K. Singal. Katson Books, 2012. ISBN 978-93-

    5014-214-1

    'Enciclopedia CEAC del Motor y el Automvil', VVAA.

    'The Book of Basic Machines', U.S. Navy Training Manual, 2013. ISBN 978-1-

    62087-465-3

    'Basic Mechanical Engineering', R. K. Rajput, Laxmi Publications Ltd, 2009.

    ISBN 978-93-80386-36-2

    'Manual de Automviles', M Arias-Paz, varias ediciones.

    'The Romance of Engines', Takashi Suzuki, Ph.D., SAE 1997. ISBN 1-56091-

    911-6