MOTOR DIESEL.

circuito luces

El transistor tiene tres terminales (el emisor, la base y el colector) y se asemeja a un triodo: la base sería la rejilla de control, el emisor el cátodo, y el colector la placa. Polarizando adecuadamente estos tres terminales se consigue controlar una gran corriente de colector a partir de una pequeña corriente de base.

En 1958 se desarrolló el primer circuito integrado, que alojaba seis transistores en un único chip. En 1970 se desarrolló el primer microprocesador, Intel 4004. En la actualidad, los campos de desarrollo de la electrónica son tan vastos que se ha dividido en varias disciplinas especializadas. La mayor división es la que distingue la electrónica analógica de la electrónica digital.

La electrónica es, por tanto, una de las ramas de la ingeniería con mayor proyección en el futuro, junto con la informática.

Ciclo del diésel

El ciclo del motor diésel lento (en contraposición al ciclo rápido, más aproximado a la realidad) ideal de cuatro tiempos es una idealización del diagrama del indicador de un motor Diesel, en el que se omiten las fases de renovado de la masa y se asume que el fluido termodinámico que evoluciona es un gas perfecto, en general aire.

Compresión, proceso 1-2: es un proceso de compresión adiabática reversible (isentrópica). Viene a simbolizar el proceso de compresión de la masa fresca en el motor real, en el que en el pistón, estando en el punto muerto inferior (PMI), empieza su carrera de ascenso, comprimiendo el aire contenido en el cilindro.

Combustión, proceso 2-3: en esta idealización, se simplifica por un proceso isóbaro. Sin embargo, la combustión Diesel es mucho más compleja: en el entorno del punto muerto superior (PMS) (en general un poco antes de alcanzarlo debido a problemas relacionados con la inercia térmica de los fluidos)

Expansión, proceso 3-4: se simplifica por una expansión isentrópica del fluido termodinámico, hasta el volumen específico que se tenía al inicio de la compresión. En la realidad, la expansión se produce a consecuencia del elevado estado termodinámico de los gases tras la combustión

Última etapa, proceso 4-1: esta etapa es un proceso isocórico (escape). Desde la presión final de expansión hasta la presión inicial de compresión. En rigor, carece de cualquier significado físico, y simplemente se emplea ad hoc, para poder cerrar el ciclo ideal. Sin embargo, hay autores que no satisfechos con todas las idealizaciones realizadas, insisten en dar un siginificado físico a esta etapa, y la asocian

El las máquinas, en ocasiones es necesario calentar previamente ciertas partes antes de poner la máquina en marcha, lo mas común es calentar el aceite

1. La principal causa de fallo de estas bujías es que se queden conectadas a la corriente con el motor en funcionamiento, el calor de la combustión se agrega al generado por la electricidad por lo que la temperatura puede llegar a producir la fusión del material de la resistencia.
2. Como estas bujías están sometidas a los gases erosivos, corrosivos e incandescentes de la combustión su vida, aunque larga, puede verse afectada por elementos nocivos de combustibles de mala calidad o con contaminantes inadecuados.

Bujías de Precalentamiento.

El las máquinas, en ocasiones es necesario calentar previamente ciertas partes antes de poner la máquina en marcha, lo mas común es calentar el aceite de lubricación o de los dispositivos hidráulicos. Esto se logra casi siempre a través de calentadores eléctricos termostatados acoplados a las partes en cuestión. Para el interés de esta página estos dispositivos son calentadores eléctricos y no bujías de precalentamiento.
Las bujías de precalentamiento o bujías incandescentes son dispositivos dotados de una resistencia eléctrica y accionados desde la llave del encendido, que se utilizan para facilitar el arranque en frío de los motores de combustión interna, especialmente los Diesel.
Estas bujías sirven para producir un punto incandescente (o muy caliente) dentro de la cámara de combustión, que es alcanzado por el aerosol del combustible inyectado. Al entrar en contacto parte del aerosol con la zona caliente de la bujía de precalentamiento, el combustible se evapora e inflama, produciendo el arranque del motor aun en condiciones de bajas temperaturas. Adicionalmente a esto, los materiales de que están hechas estas bujías tienen en su composición elementos como platino o iridio que tienen un efecto catalítico sobre el proceso de combustión.
Una vez producido el arranque, y unos segundos después, se retira la corriente eléctrica de la bujía al no ser necesaria su función ya que la cámara de combustión se ha calentado como para producir la auto inflamación del combustible sin ayuda.
Debido a la naturaleza de las cámaras de inyección directa, estas bujías de precalentamiento comúnmente no son necesarias en los motores provistos de este tipo de cámara, mientras que en los motores con inyección separada se convierten en un dispositivo indispensable para garantizar un arranque seguro en todas condiciones.
Hay dos tipos básicos de bujías de precalentamiento:

cilindro del pistón

Es el recipiente en el que se realiza la explosión de la mezcla. Al tener una pared móvil (pistón), el aumento de presión que produce la explosión en el interior hace que esta pared móvil adquiera un movimiento rectilíneo. Es decir, al quemar la mezcla, los gases aumentan violentamente de volumen, y al aumentar éste hace que el pistón se desplace a lo largo del cilindro.

Culata: Como se ve en la imagen, existen una o más válvulas de admisión, donde es inyectada la mezcla combustible-comburente. Esta mezcla es encendida por la bujía, en el caso de los motores de gasolina, o se enciende por la presión y el calor generados en la compresión de la mezcla, en el caso de los motores

Árbol de levas

Un árbol de levas es un mecanismo formado por un eje en el que se colocan distintas levas, que pueden tener distintas formas y tamaños y estar orientadas de diferente manera, siendo un programador mecánico. Los usos de los árboles de levas son muy variados, como en molinos, telares, sistemas de distribución de agua o martillos hidráulicos, aunque su aplicación más desarrollada es la relacionada con los motores de combustión interna, en los que se encarga de regular la apertura y el cierre de las válvulas, permitiendo la admisión y el escape de gases en los cilindros.
Se fabrican siempre mediante un proceso de forja, y luego suelen someterse a acabados superficiales como cementados, para endurecer la superficie del árbol, pero no su núcleo.

Funcionamiento

Dependiendo de la colocación del árbol de levas y la distribución de estas, accionarán directamente las válvulas o lo harán mediante un sistema de taqués y balancines. La primera forma requiere un simple mecanismo que suele tener menos fallos que el segundo sistema, pero requiere que el árbol de levas este colocado encima de los cilindros. En el pasado, cuando los motores no eran tan fiables como hoy, esto resultaba problemático, pero en los modernos motores de gasolina el sistema de levas "elevado", donde el árbol de levas está encima de los cilindros, es lo común. Algunos motores usan un árbol de levas por cada válvula de entrada-salida; esto es conocido como double o dual overhead camshaft (DOHC). Así, los motores en V pueden tener 4 árboles de levas.

Pistón

Se denomina pistón a uno de los elementos básicos del motor de combustión interna.
Se trata de un émbolo que se ajusta al interior de las paredes del cilindro mediante aros flexibles llamados segmentos o anillos. Efectúa un movimiento alternativo, obligando al fluido que ocupa el cilindro a modificar su presión y volumen o transformando en movimiento el cambio de presión y volumen del fluido.
A través de la articulación de biela y cigüeñal, su movimiento alternativo se transforma en rotativo en este último.
Puede formar parte de bombas, compresores y motores. Se construye normalmente en aleación de aluminio.
Los pistones de motores de combustión interna tienen que soportar grandes temperaturas y presiones, además de velocidades y aceleraciones muy altas. Debido a estos se escogen aleaciones que tengan un peso especifico bajo para disminuir la energía cinética que se genera en los desplazamientos. También tienen que soportar los esfuerzos producidos por las velocidades y dilataciones. El material mas elegido para la fabricación de pistones es el aluminio y suelen utilizarse aleantes como: cobre, silicio, magnesio y manganeso entre otros.

Válvula

Una válvula es un dispositivo mecánico con el cual se puede iniciar, detener o regular la circulación (paso) de líquidos o gases mediante una pieza movible que abre, cierra u obstruye en forma parcial uno o más orificios o conductos.1

Clasificación de válvulas atendiendo a sus usos [editar]

Válvulas industriales
Válvula de asiento
Válvula de camisa
Válvula hidráulica, caso particular de válvulas industriales.
Llave o válvula de paso, caso de válvulas en instalaciones de edificios residenciales.
Válvula de alivio de presión, para casos de bloqueo (shutt off, en inglés) o de expansión térmica.
Válvula antirretorno, usada para evitar que un fluido se mueva en sentido no deseado a lo largo de una tubería.
Válvula rotatoria, usada en los instrumentos de viento-metal.

Inyector

Un inyector es un dispositivo utilizado para bombear fluidos utilizando el efecto Venturi. Utiliza un fluido a alta presión que sale por una boquilla a alta velocidad y baja presión convirtiendo su energía potencial en energía cinética. En esta zona de baja presión se mezcla con el fluido que se quiere bombear y le imparte energía cinética (velocidad). A continuación ambos fluidos mezclados entran por otra boquilla donde la energía cinética vuelve a convertirse en potencial, dismiinuyendo la velocidad y aumentando la presión. El fluido bombeado puede ser o líquido o gaseoso y, en algunos casos puede llevar sólidos en suspensión. En todos los casos el fluido propulsor y el bombeado salen totalmente mezclados a la salida del inyector.

Aparte del ya indicado para calderas de vapor, se utilizan bombas de inyector para bombear diesel que podrían dañar otro tipo de bombas. También se usan inyectores para hacer disoluciones ya que los fluidos se mezclan muy eficientemente en el inyector. Como ejemplo se puede citar la carbonatación de bebidas carbónicas donde la bebida sin carbónico se inyecta a alta presión y arrastra el gas carbónico que se disuelve inmediatamente por lo que a la salida del inyector se obtiene bebida ya carbonatada.

Bloque del motor

El bloque de cilindros o bloque del motor es una pieza fundida en hierro o aluminio que aloja los cilindros de un motor de combustión interna así como los soportes de apoyo del cigüeñal. El diámetro de los cilindros determina la cilindrada del motor.


Funciones
Además de alojar los cilindros, donde se mueven los pistones, el bloque del motor soporta dos otras piezas: la culata del motor en la parte superior y el cárter en la parte inferior. La culata del motor está fijada al bloque a través de la junta de la culata, que es atravesada por tornillos de fijación enroscados en el bloque.
En el interior del bloque existen también cavidades tubulares a través de las cuales circula el agua de enfriamiento, así como el aceite de lubricación cuyo filtro también es generalmente fijo a la estructura.
Cuando el árbol de levas no es colocado en la culata existen cavidades atravesadas por las astas impulsoras de las válvulas.
El bloque tiene conexiones y aperturas a través de las cuales varios otros dispositivos son controlados a través de la rotación del cigüeñal, expresamente la bomba de agua, bomba de combustible y distribuidor (en los vehículos que los poseen).


Material
El material del que son construidos los bloques tiene que permitir el moldeado de todas las aperturas y pasajes indispensables, como también soportar las elevadas temperaturas generadas por la deflagración del combustible en el interior del bloque y permitir la rápida disipación del calor.
Los materiales más usados son el hierro fundido y el aluminio, este último más leve y con mejores propiedades disipadoras, pero de precio más elevado. Resistiendo peor al roce de los pistones los bloques de aluminio tienen los cilindros normalmente revestidos con camisas de acero.

PARTES DE LA CULATA

La culata puede ser dividida en las siguientes partes, tomandolas como las principales.
1. CÁMARAS DE COMBUSTIÓN
"Es el espacio de los motores de combustión interna en donde tiene lugar la combustión de la mezcla de aire y carburante."

La cámara debe cumplir con algunos requisitos, para ser eficiente, como son ser pequeña para reducir al mínimo la superficie absorbente del calor generado por la inflamación de la mezcla, no tener grietas o rincones que causen combustión espontánea o cascabeleo y debe poseer un espacio para la ubicación de la bujía, la cual preferiblemente debe estar en el centro geométrico de la cámara.
La forma de la cámara de combustión está estrechamente ligada al rendimiento del motor, por esto es que existen diferentes formas y tamaños que dependen también de la relación carrera / diámetro. Los elementos que se deben tener en cuenta en el diseño de una cámara de combustión son los siguientes:
- Disposición y forma de las válvulas para conseguir el más alto rendimiento volumétrico, es decir el mejor llenado de los cilindros.
- Número y forma de los conductos de admisión y escape para conseguir mayor turbulencia, ya sea con válvulas abiertas o en fase de compresión.
- Posición de la bujía para tener el menor recorrido de la llama con la misma velocidad de propagación de la combustión.
- Relación de formas entre la cámara y el pistón para obtener una combustión completa y homogénea, sin preencendido ni detonación.
- Relación de compresión y relación entre la superficie y el volumen de la cámara, la cual es muy importante para obtener un buen rendimiento termodinámico y una buena refrigeración.

Las clases más usadas de cámaras de combustión son:

1.1. Cámara Hemisferica
1.2. Cámara de Tina o Discoidal
1.3. Cámara de Cuña o Triangular
1.4. Cámara Excavada en el Pistón

Inyección indirecta en motores Diesel

La inyección de combustible es un sistema de alimentación de motores de combustión interna, y alternativo al carburador en los motores de explosión, que es el que usan prácticamente todos los automóviles europeos desde 1990, debido a la obligación de reducir las emisiones contaminantes y para que sea posible y duradero el uso del catalizador.
Este sistema es utilizado, obligatoriamente, en el ciclo del diésel desde siempre, puesto que el combustible tiene que ser inyectado dentro de la cámara en el momento de la combustión ( no siempre la cámara está sobre la cabeza del pistón).

Sistemas de inyección

En un principio se usaba inyección mecánica pero actualmente la inyección electrónica es común incluso en motores diésel.
Los sistemas de inyección se dividen en:
Inyección multipunto y monopunto: Para ahorrar costes a veces se utilizaba un solo inyector para todos los cilindros, o sea, monopunto; en vez de uno por cada cilindro, o multipunto. Actualmente, y debido a las normas de anticontaminación existentes en la gran mayoría de los países, la inyección monopunto ha caído en desuso.
Directa e indirecta. En los motores de gasolina es indirecta si se pulveriza el combustible en el colector de admisión en vez de dentro de la cámara de combustión ó sea en el cilindro. En los diésel, en cambio, se denomina indirecta si se inyecta dentro de una precámara que se encuentra conectada a la cámara de combustión ó cámara principal que usualmente en las inyecciones directas se encuentran dentro de las cabezas de los pistones.

Inyección directa en motores Diesel

Las constantes mejoras que vienen registrándose en el sistema de inyección de los motores Diesel han desembocado de momento en el llamado "Motor Diesel de Inyección Directa a alta presión". Esta es una nueva tecnología de origen europeo que ya se comercializa con excelentes resultados. En las versiones iniciales emplea un inyector operado directamente por un árbol de levas y situado sobre el centro de la cámara de combustión para inyectar el gasóleo o diesel uniformemente. La inyección es controlada por un dispositivo electrónico que consigue la máxima eficiencia del combustible. Estas características proporcionan al motor la rápida ignición al comienzo de combustión propia de los sistemas de inyección indirecta, así como la combustión a alta presión durante el período principal de propagación, característica de los sistemas de inyección directa.

En la anterior tecnología de los motores Diesel una bomba de inyección - distribuidor crea la presión necesaria para inyectar el gasóleo. Los nuevos TDI tienen un sistema de inyección innovador, en el que cada cilindro tiene su propia bomba – integrada en el inyector (bomba inyectora). La presión actúa mecánicamente sobre levas adicionales incorporadas en el árbol de levas, lo cual supone una enorme ventaja: una muy alta presión de hasta 2050 bar es dirigida al orificio de salida de cada inyector (1000 bar era la presión normal). Esto proporciona gases de escape limpios y más rendimiento (115 PS en vez de 110 PS) y par (285 Nm en vez de 235 Nm). El sistema también mejora la atomización de gasóleo, que mejora la ignición, inhibiendo la combustión rápida al comienzo del ciclo de combustión, y reduciendo el ruido y las emisiones de NOx. El gasóleo se distribuye también más uniformemente, favoreciendo una combustión uniforme y mejorando el rendimiento.

Una nueva versión denominada "common rail" utiliza una sola bomba que envía gasóleo a cada inyector a 1350 bares de presión, en tanto que el tiempo de inyección se dosifica electrónicamente desde cada inyector.

Estos motores suelen ir equipados con doble válvula para la admisión y el escape, que incrementa el volumen de aire que entra en los cilindros y disminuye la resistencia a la evacuación de gases en la fase de escape. Este diseño mejora el coeficiente de resistencia a la admisión - escape aproximadamente un 50 por ciento en comparación con la tecnología convencional de dos válvulas por pistón. El rendimiento resulta así mejorado, y los humos negros y partículas resultan disminuidos debido a que el gasóleo se quema en presencia de más aire. Los pistones son ahora especialmente ligeros y resistentes, al fabricarse con una nueva tecnología de compuesto de aluminio infiltrado de aire.

Comparador de carátula:

Este instrumento no entrega valores de mediciones, sino que entrega variaciones de mediciones (de ahí su nombre) su exactitud está relacionada con el tipo de medidas que se desea comparar, existiendo con resoluciones de 0,01 y 0,001 mm. Por supuesto que el de mayor exactitud es más costoso.
Su construcción es similar a un reloj. Consta de una barra central en la que está ubicado el palpador en un extremo y en el otro posee una cremallera que está conectada a un tren de engranajes que amplifican el movimiento, finalmente este movimiento es transmitido a una aguja que se desplaza en un dial graduado.
La ventaja de este instrumento es que sirve para un gran número de mediciones como por ejemplo: planitud, circularidad, cilindricidad, esfericidad, concentricidad, desviación, desplazamiento, etcétera.
Para fijar un comparador de carátula se emplea generalmente un brazo articulado con base magnética.