Motores Básicos

8/21/2019 Motores Bsicos

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Capacitacin FINSAMaterial del Estudiante

MOTORES BSICOS

M 07

DEPARTAMENTO DE DESARROLLO PROFESIONALFINNING SUDAMRICA


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Capacitacin FINSAMaterial del Instructor


Motores BsicosCdigo del Curso

Duracin: 24 Horas

Quines deben participar

Todos aquellos mecnicos C, B y Aque lo necesiten del rea tcnicade servicio de Finning.

Objetivo del Curso:El objetivo es que al finalizar este curso, el alumno sea capaz decomprender el motor, como funciona y como operan los sistemas encondiciones normales. Esto le permitir efectuar el servicioadecuado en caso de reparacin.

Prerrequisitos

No posee.

AudienciaMximo: 10 personasMnimo:6 personas

Contenido del Curso

Mdulo I:Fundamento de los Motores Diesel- Leccin 1: Conceptos bsicos- Leccin 2: Comparacin entre motores diesel y gasolina- Leccin 3: Terminologa y Categoras

Mdulo II: Componentes principales del motor- Leccin 1: Conjunto de bloque- Leccin 2: Conjunto de culata- Leccin 3: Conjunto de tren de engranajes

Mdulo III: Sistemas del Motor- Leccin 1: Sistema de Refrigeracin Conceptos Bsicos- Leccin 2: Sistema de Refrigeracin Refrigerantes- Leccin 3: Sistema de Lubricacin Conceptos Bsicos- Leccin 4: Sistema de Lubricacin Aceites- Leccin 5: Sistema de admisin de aire y escape- Leccin 6: Sistema de combustible- Leccin 7: Sistema de arranque

Instrucciones Especiales Habilidades FinningPro Service

Certificables: 1256

Relacionadas: 13, 170


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ndice de Contenidos

Plan del curso.................................................................................................................................4

Mdulo I: Fundamento de los motores diesel................................................................................6

Leccin 1: Conceptos bsicos............................................................................................7Hoja de Trabajo Leccin 1 Mdulo I.......................................................14

Leccin 2: Comparacin entre motores diesel y gasolina................................................15Hoja de Trabajo Leccin 2 Mdulo I.......................................................19

Leccin 3: Terminologas y categoras.............................................................................20Hoja de trabajo Leccin 3 Mdulo I........................................................25

Mdulo II: Componentes principales de un motor........................................................................26

Leccin 1: Conjunto de bloque de motor..........................................................................27Hoja de Trabajo Leccin 1 Mdulo II......................................................36

Leccin 2: Conjunto de culata..........................................................................................37Hoja de trabajo Leccin 2 Mdulo II.......................................................43

Leccin 3: Conjunto de tren de engranajes......................................................................44Hoja de Trabajo Leccin 3 Mdulo II......................................................47

Mdulo III: Sistemas del motor.....................................................................................................48

Leccin 1: Sistema de refrigeracin Conceptos Bsicos...............................................49Hoja de Trabajo Leccin 1 Mdulo III.....................................................57

Leccin 2: Sistema de refrigeracin Refrigerantes........................................................58Hoja de trabajo Leccin 2 Mdulo III......................................................63

Leccin 3: Sistema de Lubricacin Conceptos Bsicos................................................64Hoja de Trabajo Leccin 3 Mdulo III.....................................................68

Leccin 4: Sistema de Lubricacin Aceites...................................................................69Hoja de Trabajo Leccin 4 Mdulo III.....................................................73

Leccin 5: Sistema de Admisin de aire y Escape...........................................................74

Hoja de Trabajo Leccin 5 Mdulo III.....................................................80

Leccin 6: Sistema de combustible..................................................................................81Hoja de trabajo Leccin 6 Mdulo III......................................................97

Leccin 7: Sistema de Arranque.....................................................................................103


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Plan de CursoMdulo I

Leccin 1: Conceptos bsicos

Combustin Factores que controlan la combustin Cmaras de combustin Tipo de combustible Proceso de combustin- Motor Diesel y a Gasolina Transmisin de energa Tiempos del motor

Leccin 2: Comparacin de los motores- gasolina Los motores diesel no requieren chispa Diseo de la cmara de combustin del motor diesel Diseo de la cmara de combustin del motor a gasolina Los motores diesel pueden efectuar mas trabajo Otras diferencias

Leccin 3: Terminologa y Categoras Leyes mecnicas Potencia producida Eficiencia del motor

Mdulo IILeccin 1: Conjunto de bloque

Bloque del motor Cilindros Pistones Anillos de pistones Bielas Cigeal rbol de levas Conjunto de volante Varillas de empuje y levanta vlvulas Tipos de bloques de motor Camisas de cilindros

Leccin 2: Conjunto de culatas Culata Tapas de vlvulas Balancines Puentes Vlvulas Casquillos Guas de vlvulas Conjunto de resortes de vlvulas Diseo de los trenes de vlvulas


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Leccin 3: Conjunto del tren de engranajes

Finalidad Componentes Marcas de sincronizacin Ejes y engranajes de equilibrio

Mdulo IIILeccin 1: Sistema de refrigeracin Conceptos bsicos

Principio de operacin Componentes del sistema Tipos de sistemas de enfriamiento

Leccin 2: Sistema de refrigeracin Refrigerantes

Ingredientes del refrigerante Variables que afectan el enfriamiento Concentraciones apropiadas Algunos tipos de refrigerantes utilizados

Leccin 3: Sistema de lubricacin Conceptos bsicos

Finalidad Componentes

Leccin 4: Sistema de lubricacin Aceites

Seleccin del aceite adecuado Aditivos del aceite

Leccin 5: Sistema de admisin de aire y escape

Componentes Tipos de sistemas de admisin Sistemas posenfriados

Leccin 6: Sistema de combustible Conceptos bsicos

Sistemas de bombas y tuberas Sistema de inyeccin unitaria Cmaras de combustin Sistemas de inyeccin mecnico Sistema de inyeccin electrnico Condiciones de operacin Fundamentos del combustible diesel

Leccin 7: Sistema de arranque


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MODULO IFUNDAMENTO DE LOS MOTORES DIESEL

Introduccin

La potencia Diesel de Caterpillar ha cambiado la forma en que trabajamos.... desde lasembarcaciones de alta mar y las plataformas marinas hasta los camiones y equipos, losmotores diesel ayudan a realizar trabajos.

Y usted tambin puede ayudar a realizar trabajo, siempre que efecte el servicio de un motor olo repare. Las reparaciones completas y eficientes mantienen las mquinas donde debenestar.... Trabajando!!

Objetivo:

La clave para hacer bien su trabajo son los conocimientos. En este curso aprenderemos sobreel motor, la forma en que funciona, como operan los sistemas en condiciones normales, es decirlos Conceptos Bsicos.


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Leccin 1: Conceptos Bsicos

En esta leccin se revisarn los elementos bsicos necesarios para la combustin, los tipos decmaras de combustin y como influye el tipo de combustible utilizado. Se mostrar un procesode combustin de un motor Diesel y a Gasolina y la forma en que se transmite la energamediante movimientos alternativos y giratorios.

- En Clase:

a) Presentacin de diapositivas

b) Discusin y debate acerca de los temas tratados

c) Realizacin de la Hoja de Trabajo Leccin N 1


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Leccin 1: Conceptos Bsicos

Imaginemos que el motor es un reloj. Todas las piezas funcionan de forma sincronizada paramarcar puntualmente la hora. En un motor diesel, todos los componentes funcionan juntos paraconvertir la energa trmica en energa mecnica.

1. Combustin

El calentamiento del aire y del combustible produce la combustin, lo que crea la fuerzanecesaria para hacer funcionar el motor. El aire, que contiene oxigeno, es necesario paraquemar el combustible, que producir la fuerza. Cuando se atomiza el combustible se inflamafcilmente y se quema de manera eficiente.Debe quemarse rpidamente de forma controlada para producir la mxima energa trmica.

Es por esto que podemos afirmar que:Combustin = Aire + Combustible + Calor

1.a. Factores que controlan la combustin

La combustin se controla por medio de tres factores:

1. El volumen del aire comprimido

2. El tipo de combustible usado3. La cantidad de combustible mezclada con el aire


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1.b. Cmara de Combustin

La cmara de combustin est formada por:

1. Camisa del cilindro

2. Pistn3. Vlvula de admisin4. Vlvula de escape5. Tapa de cilindro

Cuando se comprime el aire, se calienta. Cuanto mas se comprime, mas se calienta, si secomprime lo suficiente se producen temperaturas superiores a la temperatura de inflamacin delcombustible.

2. Tipo de Combustible

El tipo de combustible usado en el motor afecta la combustin debido a que diferentescombustibles se consumen a diferentes temperaturas, y algunos se queman de forma mscompleta.


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La cantidad de combustible tambin es importante porque al aumentar la cantidad decombustible aumenta la fuerza producida.Cuando se inyecta combustible en un recinto cerrado que tiene una cantidad suficiente de aire,una pequea cantidad de combustible provoca grandes cantidades de calor y fuerza.

Mas Combustible = Mas Fuerza

3. Proceso de Combustin

3.a. Motor Diesel

En un motor diesel, el aire se comprime dentro de la cmara de combustin hasta que estsuficientemente caliente como para inflamar el combustible.

Luego, el combustible es inyectado y se produce la combustin

Admisin Compresin Combustin Escape

3.b. Motor de Gasolina

En un motor de gasolina, el aire comprimido no proporciona suficiente calor como para iniciar lacombustin. La mezcla se inflama por medio de una buja que crea la combustin


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3.c. Transmisin de Energa

En ambos motores, la combustin produce energa trmica que hace que los gases atrapadosen la cmara de combustin se expandan, empujando el pistn hacia abajo.

A medida que el pistn se mueve hacia abajo, este mueve a otros componentes mecnicos queefectan un trabajo.

El funcionamiento conjunto de los componentes transforma el movimiento alternativo en unmovimiento rotativo. Cuando se produce la combustin, se produce un movimiento del pistn y

de la biela de arriba hacia abajo llamado alternativo. La biela hace girar el cigeal, que convierte

el movimiento alternativo en un movimiento circular llamado rotativo.

De esta manera, el motor transforma la energa trmica del combustible en energa til.


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4. Tiempos del Motor

4.a. Tiempo de admisin

El ciclo empieza con el tiempo de admisin. Primero, se abre la vlvula de admisin,simultneamente el pistn pasa a la posicin del punto muerto inferior PMI, dejando ingresaraire en la cmara de combustin. Este tiempo dura 180 grados, o media vuelta, la vlvula deescape permanece cerrada.

4.b. Tiempo de Compresin

Durante este, se cierra la vlvula sellando la cmara de combustin. El pistn se mueve haciaarriba hasta alcanzar el punto muerto superior PMS, el aire atrapado se encuentra comprimido ymuy caliente.La cantidad de aire comprimido se denomina relacin de compresin, en los motores dieselvaria entre 13:1 y 20:1. El cigeal ha girado 360 grados o una vuelta completa.

Relacin de Compresin = Volumen en el PMI / Volumen en el PMS


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4.c. Tiempo de Combustin

El combustible diesel se inyecta cerca del final de la carrera de compresin. Esto produce lacombustin y da comienzo al tiempo de combustin.Las vlvulas de admisin y escape se encuentran cerradas para sellar la cmara de

combustin. La fuerza de la combustin empuja al pistn hacia abajo, generando que la bielahaga girar otros 180 grados el cigeal.

El cigeal ha girado una vuelta y media desde que comenz el ciclo.

4.d. Tiempo de Escape

Es el tiempo final del ciclo. Durante este la vlvula de escape se abre a medida que el pistn semueve hacia arriba, obligando a que los gases quemados salgan del cilindro.

En el PMS, se cierra la vlvula de escape y se abre la de admisin y el ciclo vuelve a comenzar.La biela hace girar otros 180 grados el cigeal, por lo que este ha girado dos vueltas alcompletar el ciclo.

Es por esto, que el ciclo recibe el nombre de ciclo de cuatro tiempos. Este se repite una y otravez mientras que el motor est en marcha, el orden en que cada cilindro llega al tiempo decombustin se llama orden de encendido del motor.

Cuatro tiempos del pistn = Dos revoluciones del cigeal


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Hoja de Trabajo Leccin 1Conceptos Bsicos

1- Podemos afirmar que la Combustin es producto de la combinacin del Aire,

Combustible y una fuente de calor.a) Verdaderob) Falso

2- Indique cules son los factores que controlan la combustina) Volumen de aire comprimidob) Tipo de combustible usadoc) La cantidad de combustible mezclada con el aired) La temperatura del combustiblee) a, b y c son correctas.f) b y c son correctasg) Todas las anteriores

3- Indique que componente no forma parte de la cmara de combustina) Bielab) Camisa de cilindroc) Pistnd) Vlvulas de admisin y escapee) Culata de cilindrosf) Ninguno de los anteriores

4- Es posible afirmar que a mayor combustible mayor fuerzaa) Verdaderob) Falso

5- Indique el orden del ciclo del un motor---- Admisin---- Escape---- Combustin---- Compresin

6- En un motor diesel, el combustible se inflama debido a:a) Una buja que crea la combustinb) La compresin del airec) Ambas son correctasd) Ninguna es correcta

7- Es posible afirmar que los cuatro tiempos del motor se realizan en cuatro vueltas delcigeal

a) Verdaderob) Falso


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Leccin 2 : Comparacin de los Motores Diesel con los Motores de gasolina

En esta leccin se tratarn las diferencias entre los motores Diesel y los motores a Gasolina,remarcando cuales son fundamentales y cuales no tanto.

Se realizar un breve comentario sobre los motores a Gas de Caterpillar, mostrando suevolucin con el correr de los aos y la ventaja de utilizar este tipo de combustible.

- En Clase:


b) Discusin y debate en clase

c) Realizar la Hoja de Trabajo Leccin N 2


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Leccin 2 : Comparacin de los Motores Diesel con los Motores de gasolina

Al igual que los motores diesel, los motores de gasolina usan el ciclo de cuatro tiempos paraproducir la energa que efecte el trabajo. Sin embargo, existen algunas diferencias en elo

proceso:

1. Los Motores diesel no requieren chispa

Probablemente la diferencia ms evidente sea sta. Es decir el aire comprimido a una relacintan alta produce que el aire comprimido se caliente lo suficiente como para inflamar elcombustible.

2. Diseo de la cmara de combustin

2.a. Motor Diesel

Este es diferente al de los motores de gasolina. En los diesel, hay muy poco espacio entre lacabeza del cilindro y el pistn en la posicin de PMS, provocando una muy alta compresin.

Los pistones de la mayora de los motores diesel forman la cmara de combustin en sucabeza.


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2.b. Motor a gasolina

En estos la cmara de combustin est formada por el espacio entre el pistn y la culata decilindros. Este espacio es mas grande que en un motor diesel, produciendo una menor relacinde compresin.

3. Los motores diesel pueden efectuar mas trabajo

Otra diferencia importante es la cantidad de trabajo que es capaz de producir el motor a r.p.minferiores. Por lo general, los motores diesel operan normalmente entre 800 y 2200 r.p.m,proporcionando mayor par motor y mas potencia para efectuar el trabajo.

4. Otras diferencias entre el motor diesel y uno a gasolina

Los diesel consumen menos combustible para una misma cantidad de trabajo producida con losmotores a gasolina, son mas robustos y mas pesados ya que debe resistir presiones ytemperaturas de combustin mucho mayores


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Los motores encendidos por chispa funcionan con combustibles tales como el propano, metanoy etano. Estos combustibles y otros requisitos hicieron necesario efectuar modificacionesimportantes en el diseo del motor.

5. Motores de Gas CAT

Desde la segunda guerra Mundial, Caterpillar ha lanzado al mercado motores a gas, hoy en daCaterpillar produce Motores a gas para los mercados de irrigacin, industrial, cogeneracin ygrupos electrgenos.

En los ltimos aos, Estados Unidos y otros pases han establecido normas de emisionesestrictas para proteger y preservar el medio ambiente. El gas natural se ha convertido en uncombustible limpio, desde el punto de vista medioambiental y abundante.Estos motores funcionan con combustibles gaseosos tales como propano y metano, basndoseen el diseo de los motores Cat, muchos piezas de los motores de gas son iguales, pero se hanefectuado algunas modificaciones significativas, principalmente en el sistema de combustible.

Se han cambiado adems los sistemas de admisin de aire, escape, enfriamiento ycombustible para poder utilizar mezclas de aire y combustibles mas pobres, y se ha aadido unsistema de encendido por chispa de alto voltaje.

En algunos motores tambin se ha cambiado el diseo de los pistones que ahora disponen deuna cavidad profunda para facilitar la combustin. En otros motores, se dispone con pistonescon una superficie superior plana, se han aadido sensores electrnicos y dispositivos desincronizacin para mejorar el rendimiento.

En la actualidad, se dispone de motores a gas en las familias 3300, 3400, 3500 y 3600. Losmotores de gas se usan hoy en da para comprimir y transportar gas en yacimientos de gas

natural y para hacer funcionar bombas de irrigacin y plantas de cogeneracin de energaelctrica.


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Hoja de trabajo Leccin 2Comparacin de los motores diesel con los motores a gasolina

1- La principal diferencia entre un motor diesel y uno a gasolina es:

a) Los diesel consumen menos combustibleb) Son mas robustosc) Son mas pesadosd) No requieren chispa para inflamar el combustiblee) Todas las anteriores

2- La Cmara de combustin de un motor diesel es mas grande que la de un motor agasolina


3- Los motores diesel son mas robustos porque:

a) Resisten mayores presionesb) Resisten mayores temperaturasc) Todas las anteriores

4- La ventaja de los combustibles gaseosos es que es limpio desde el punto de vistamedioambiental y es abundante.


5- En los motores a gas Caterpillar, muchos componentes son los mismos salvo:

a) Sistema de admisin y escapeb) Sistema de enfriamientoc) Sistema de combustibled) Todos los anteriores


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Leccin 3: Terminologa y Categoras

En esta leccin trataremos de la Terminologa comn utilizada para describir la forma en quefunciona un motor y si lo hace de forma satisfactoria.

Existen tres categoras principales de terminologa, ellas son las Leyes Mecnicas, PotenciaProducida y Eficiencia del Motor.

- En Clase:



c) Realizar la Hoja de Trabajo Leccin N 3


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Leccin 3: Terminologa y Categoras

Los motores se describen haciendo uso de muchos trminos y frases. Algunos describen laforma en que funciona el motor, mientras que otros describe si lo hacen de forma satisfactoria.

Existen tres categoras principales de terminologa en este tema: leyes mecnicas, potenciaproducida y eficiencia del motor.

1. Leyes Mecnicas

Los trminos de las leyes mecnicas describen el movimiento de los objetos y los efectos de losmismos.

Dentro de estas leyes encontramos:

Friccin: es la resistencia al movimiento entre dos superficies en contacto. Por ejemplo,existe friccin entre el pistn y la pared del cilindro. La friccin produce calor, que es unode los principales contribuyentes al desgaste y a los daos de los componentes.

Inercia:es la tendencia de un objeto en reposo a permanecer en este estado o de unobjeto en movimiento a mantenerse en movimiento. El motor utiliza una fuerza parasuperar la inercia.

Fuerza: es un empuje o traccin que inicia, detiene o cambia el movimiento de unobjeto. La fuerza es producida por la combustin durante el tiempo de combustin.Cuanto mayor sea la fuerza generada, mayor ser la potencia producida.

Presin: la presin es una medida de la fuerza ejercida por unidad de rea. Durante elciclo de cuatro tiempos se produce mucha presin en la parte superior del pistn en lostiempos de compresin y combustin.

Hay tres formas de producir presin:

Aumentando la temperatura Disminuyendo el volumen Limitando el flujo

Muchos sistemas y componentes de un motor de combustin interna operan a presionesespecificas o las generan. El conocimiento y la medicin de las presiones especficas en todo elmotor puede proporcionar mucha informacin acerca de su estado.

2. Potencia producida

La potencia del motor se describe segn la cantidad de ciertas caractersticas:

Par Motor: es una fuerza de giro o torsin. El cigeal ejerce un par motor para hacergirar el volante, convertidores y dispositivos mecnicos.


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Par Motor como capacidad de transporte de carga:el par motor es tambin unamedida de la capacidad de transporte de carga del motor.La formula para el par motor es:

Par motor ( lb/pie) = 5252 . Potencia HP / r.p.m

Aumento de par:este aumento se produce cuando se reduce la carga de un motordesde la r.p.m nominales. Este aumento de par se produce hasta lograr ciertas r.p.m,despus de las cuales el par disminuye rpidamente. El mximo nivel de par alcanzadose llama para mximo.

Potencia:es un valor nominal del motor que describe la cantidad de trabajo producido

en un periodo o trabajo por unidad de tiempo.La potencia al freno es la potencia til disponible en el volante, esta es menor que lapotencia real porque se usa cierta energa para mover componentes del motor.

La formula para la potencia es:

Potencia (HP) = r.p.m . Par motor / 5252

Para convertir En Multiplique porHP mtricos Kilowats 0,7355Kilowats HP mtricos 1,3596HP (britnicos) Kilowats 0,746Kilowats HP (britnicos) 1,340

TR= aumento de par

HP+T= potencia y par motor

TC= curva del par motor

HC= curva de potencia

PT= par motor mximo

RT= par motor nominal


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Calor:es una forma de energa producida por la combustin del combustible. La energatrmica se convierte en energa mecnica por medio del pistn y otros componentes delmotor a fin de producir una potencia adecuada para el trabajo.

Temperatura:es una medida de lo caliente o lo fro que est un objeto. Normalmente semide con una escala Fahrenheit o Centgrada.

Unidad Trmica Britnica:la unidad trmica britnica o BTU, se usa para medir elpoder calorfico de una cantidad especifica de combustible, o la cantidad de calortransferida de un objeto a otro. Una BTU es la cantidad de calor necesaria paraaumentar en un grado Fahrenheit la temperatura de una libra de agua.

La BTU se usa para describir el poder calorfico de un combustible. Los combustiblescon altos valores de BTU generan ms y, por lo tanto, mas potencia. En general, el

combustible diesel tiene un mayor valor de BTU que la gasolina.

La BTU se utiliza tambin para describir el sistema de refrigeracin. Cuantas mas BTUelimina el refrigerante mas eficiente ser el sistema de enfriamiento.

Para convertir C en F:(1,8 . C) + 32

Para convertir F en C:(F 32) / 1,8


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3. Eficiencia del motor

El diseo del motor afecta el rendimiento y la eficiencia del motor

Calibre: es el dimetro interior del cilindro medido en pulgadas o milmetros. El calibredel cilindro determina el volumen de airedisponible para la combustin. Siendo todo lodems igual, cuanto mayor sea el calibre mayor ser la potencia del motor.

Carrera: la carrera es la distancia que recorre el pistn desde el PMS al PMI. La longitudde la carrera viene determinada por el diseo del cigeal. Una mayor carrera permite laentrada de mas aire en el cilindro, lo que a su vez permite quemar mas combustible,produciendo mas potencia.

Cilindrada: es el producto entre el calibre y la carrera del cilindro. Si queremosaveriguar la cilindrada total de un motor debemos multiplicar la cilindrada unitaria por elnmero de cilindros.

Relacin de compresin:es el cociente entre el volumen total (PMI) y el volumen decompresin (PMS)


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Hoja de trabajo Leccin 3Terminologa y Categoras

1- Dentro de las leyes mecnicas, que describen el movimiento de los objetos, adems de

la friccin y la fuerza podemos encontrar:a) Inerciab) Calorc) Presind) Temperaturae) Solo a y cf) Solo b y dg) Todas las anteriores

2- La presin es una unidad de fuerza ejercida por unidad de rea, es posible afirmar quelas formas de producir presin es:

a) Aumentando la temperaturab) Disminuyendo el volumenc) Limitando el flujod) Todas las anteriores

3- Unir segn corresponda:

Par Motor Describe la cantidad de trabajo por unidad de tiempo

Aumento de par Se produce cuando se reduce la carga desde las rpmnominales

Potencia Es una fuerza de giro o torsin

Calor Es una medida de lo caliente o fro que est un objeto

Temperatura Es una forma de energa producida por la combustin

BTU Mide el poder calorfico del combustible

4- La cilindrada de un motor se expresa como el producto de la carrera por el calibre


5- La relacin de compresin es el cociente entre el volumen total en el PMS dividido elvolumen total en el PMI.



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MODULO IICOMPONENTES PRINCIPALES DEL MOTOR

Objetivos:En este mdulo, el alumno podr identificar los componentes principales del motor. Para unmejor orden los dividiremos en tres grandes grupos, el conjunto de bloque, culata y tren deengranajes.De cada uno de ellos, se revisarn sus caractersticas fundamentales y su funcin


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Leccin 1: Conjunto de bloque

En esta leccin trataremos sobre cada componente del conjunto de bloque y describiremos lafuncin de cada uno de ellos.

El conjunto del bloque de motor es donde se produce la potencia. Analicemos cada uno de suscomponentes y la forma en que funcionan para operar el motor.

- En Clase:



c) Realizar la Hoja de Trabajo Mdulo II Leccin 1


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Leccin 1: Conjunto de bloque

1. Bloque de motor

El bloque de motor es la estructura que soporta todos los componentes del motor

2. Cilindros

Los cilindros son agujeros en el bloque de motor. Estos efectan varias funciones:

- Contienen a los pistones- Forman las cmaras de combustin- Disipan el calor de los pistones

3. Pistones

Los pistones realizan tres trabajos principales:

- Transmiten la fuerza de combustin a la biela y el cigeal- Sellan la cmara de combustin- Disipan el calor excesivo de la cmara de combustin

El pistn est compuesto por muchas piezas:

1. Cabeza: contiene la cmara de combustin2. Ranuras y resaltos de los anillos: sujetan los anillos de compresin y rasca aceite3. Orificio del pasador de biela4. Anillos de retencin: mantiene el perno de biela en posicin5. Faldn o pollera: soporta las cargas laterales

Hay una zona debajo de la cabeza, en donde ciertos pistones tienen canalizaciones deenfriamiento por los que circula aceite.Los pistones se construyen de diversas maneras:

- Cabeza de aluminio colado con faldn de aluminio forjado, soldado por hazelectrnico.

- Compuestos, formados por una cabeza de acero y un faldn de aluminio forjadoy empernados entre s.


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- Articulados, con cabeza de acero forjado con orificios de pasador y bujes, y unfaldn separado de aluminio colado. Las dos piezas estn conectadas por elperno de bielas.

- El tipo mas comn es el pistn de aluminio colado de una sola pieza con unabanda de hierro que lleva los anillos.

Hay dos tipos de pistones que estn relacionados con el sistema de combustible y el diseo dela cmara de combustin:

a) Los pistones de precombustin, que necesitan una buja incandescenteb) Los pistones de inyeccin directa, que no poseen bujas incandescentes

4. Anillos de los pistones

Cada uno de los `pistones tiene dos o mas anillos que encastran en la ranura del pistn. Susfunciones son:

- Sellan la cmara de combustin- Controlan la lubricacin de las paredes de los cilindros- Enfran el pistn transfiriendo el calor generado por la combustin

Hay dos tipos de anillos de pistn, los anillos de compresin (1) y anillos de control de aceite (2)

Los anillos de compresin sellan la parte inferior de la cmara de combustin impidiendo quelos gases de combustin se fuguen por los pistones.

Los anillos rasca aceite, se halla situado debajo de los de compresin, este lubrica las paredesdel cilindro, esta pelcula de aceite reduce el desgaste entre el pistn y el cilindro. Detrs delanillo de control de aceite hay un resorte expansor que permite mantener una pelcula uniforme

de aceite en la pared del cilindro.

Todos los anillos de pistones tienen una separacin entre las puntas, para impedir fugas, lasseparaciones entre puntas no deben estar alineadas al instalarse


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5. Bielas

Las bielas estn conectadas a cada uno de los pistones por medio de un perno de biela. Labiela transmite la fuerza de la combustin del pistn al cigeal.

La biela consta de varias piezas:

1. Agujero de pie de biela2. Buje del pasador de biela3. Vstago4. Tapa5. Bulones y tuercas de biela6. Cojinetes de biela

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6. Cigeal

El otro extremo de la biela hace girar el cigeal, que est ubicado en la parte inferior delbloque del motor. El cigeal transmite el movimiento giratorio al volante proporcionandoenerga adecuada para el trabajo.

El cigeal est compuesto por:

1. Muones de cojinetes de biela2. Contrapesos3. Muones de cojinetes de bancada4. Nervadura

Los cigeales para los motores en lnea generalmente solo tienen un mun de cojinetes debiela por cada cilindro, mientras que los motores en V comparten un mun de cojinetes debiela para dos cilindros.

Para el montaje, tanto del cigeal en el bloque como el de las bielas sobre el cigeal seutilizan cojinetes. El conjunto de cojinetes de bancada se colocan un parte sobre el bloque y laotra parte sobre la tapa de bancada, que estn sujetas por medio de bulones.Los cojinetes de empuje o axiales reducen al mnimo el movimiento hacia delante y hacia atrsy existen dos tipos de cojinetes de empuje, los de dos piezas o el de una sola pieza conpestaa.

7. rbol de Levas

El rbol de levas est impulsado por un engranaje que recibe el movimiento desde el cigeal,este rbol controla la apertura y cierre de las vlvulas y puede controlar la inyeccin decombustible cuando se usan inyectores unitarios de accionamiento mecnico. El rbol de levasrecibe este nombre por los lbulos ovalados o levas que posee, los componentes del tren devlvulas unidos al rbol siguen el movimiento, desplazndose hacia arriba y hacia abajo.

Todos los rboles de levas tienen:

1. Muones2. Lbulos


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Los lbulos de una leva constan de tres partes principales:

1. Circulo base2. Rampas3. Punta

La distancia del dimetro del crculo base a la parte superior de la punta se llama alzada, estadetermina cuanto se abren las vlvulas. La forma de las rampas de apertura y cierre determina

la rapidez con que se abren o cierran las vlvulas.La forma de la punta determina el tiempo que est abierta completamente la vlvula, pudiendoser:

1. Apertura rpida2. Perodo de apertura largo3. Cierre rpido4. Cierre lento


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8. Conjunto de volante

El volante es la unin entre el motor y la carga. Esta abulonado en la parte trasera del cigealy efecta tres funciones:

- Almacena energa para ganar momento entre tiempos de combustin- Hace que la velocidad del cigeal sea uniforme- Transmite potencia

El conjunto de volante consta de lo siguiente:

1. Volante2. Corona3. Caja de volante

En la parte delantera del cigeal puede haber un amortiguador de vibraciones. Losamortiguadores controlan las vibraciones de torsin o giro del cigeal

Existen dos diseos bsicos de amortiguadores de vibraciones:

- Amortiguador de goma (izquierda), que utilizan goma densa para absorver lasvibraciones

- Amortiguador viscoso (derecha), que usa aceite pesado para absorver lasvibraciones.


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9. Varillas de empuje y Levanta Vlvulas

Las varillas de empuje son de acero con asiento en ambos extremos. El rbol de levas mueve lavarilla de empuje levantando los balancines.Hay un levanta vlvulas o seguidor de levas apoyado en el lbulo de cada una de las levas. A

medida que gira el rbol, el levanta vlvulas se mueve siguiendo la forma de la leva.

A medida que gira el rbol de levas (1) el levanta vlvulas (2) sigue la forma del lbulo. Ellevanta vlvulas transmite el movimiento del rbol de levas a la varilla de empuje (3) quetransmite ese movimiento alo balancn (4) para abrir o cerrar la vlvula.

10. Bloques de motor

Los bloques de motor tienen diseos diferentes. Los motores en lnea (1) tienen todos loscilindros en fila, los motores en V (2) separan los cilindros en dos filas y el bloque tiene formade V.


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Los bloques son normalmente de fundicin gris. Los conductos de aceite y refrigerante sonparte integral del bloque.Los cilindros pueden forman parte integral permanente del bloque o matriz (1) o pueden sercamisas desmontables (2)

11. Camisas de cilindro

Las camisas de cilindros forman la pared de la camisa de agua entre el refrigerante y lospistones. Existen dos tipos de camisas de cilindro:

a) Camisas Hmedas: disponen sellos anulares para sellar la cmara deagua e impedir fugas.

b) Camisas secas: se usan a menudo para reparar o encamisar motoresde cilindros matriz en cada de que fallar alguno. Las camisas sellaman secas, porque se ajustan contra las paredes existentes delcilindro del bloque.

Las camisas de los cilindros son de hierro colado y contiene varias piezas:

1. Superficie interior2. Mampara parafuego: sella la cmara de combustin3. Pestaa: sujeta la camisa en el bloque4. Ranura de la banda de compresin: sujeta la banda o sello, lo que ayuda a ajustar la

camisa en el bloque y reducir las vibraciones5. Superficie exterior: forma la pared de la cmara de agua6. Ranuras de sellos anulares: sujetan los sellos anulares, que sellan la pared de la

camisa de agua.


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Hoja de trabajo Mdulo II Leccin 1Conjunto de bloque

1- El conjunto de bloque del motor est compuesto por varios componentes, indiquecual no pertenece a este grupo.

a) Bloque del motorb) Cilindrosc) Pistonesd) Anillose) Bielasf) Cigealg) Culatah) Ninguno de los anteriores

2- Las funciones de los pistones son:

a) Sellar la cmara de combustinb) Contener a los anillosc) Controlar la lubricacin de las paredes de los cilindrosd) Transmiten la fuerza de combustin a la biela y el cigeale) a, b y d son correctasf) Todas son correctas

3- Los anillos de compresin lubrican las paredes de los cilindros, mientras que los decontrol de aceite sellan la parte inferior de la cmara de combustin.


4- Todos los anillos de pistones tienen una separacin entre puntas, como debeninstalarse para evitar fugas?

a) Alineadosb) Sin alinearlos

5- De las siguientes informaciones, cual es la correcta:

a) La alzada es la distancia o altura desde la parte inferior hasta la punta dellbulo

b) La forma de las rampas de apertura y cierre determinan la rapidez con que se

abren o cierran las vlvulas.c) La forma de la punta determina el tiempo que est abierta completamente la

vlvula.d) Solo a y be) Solo b y cf) Todas las anteriores


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Leccin 2: Conjunto de culata

En esta leccin trataremos de los componentes de la culata y la funcin de cada uno de ellos.Tambin trataremos de la forma en que opera un motor de rbol de levas superpuesto y laforma en que el tren de vlvulas difiere respecto a un motor con varillas de empuje.

- En Clase:





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Leccin 2: Conjunto de culata

La culata y sus componentes estn diseados para asegurarse de que abran y se cierren lasvlvulas, y de que el combustible se inyecte en el momento apropiado para lograr u nrendimiento mximo del motor.

1. Conjunto de tren de vlvulas

Este conjunto se halla conformado por la culata, las tapas de vlvulas, puentes, conjuntos deresorte de vlvula, guas de vlvulas, casquillos de vlvulas, vlvulas y los balancines.

1.a. Culata

Es una pieza de fundicin separada que sella la parte superior del bloque del motor y contienelas vlvulas, el inyector o la cmara de precombustin en su lugar. Tambin contiene el tren devlvulas, ciertos componentes del sistema de combustible y conductos de agua para enfriar laspiezas.

La culata (1) est asentada en el bloque del motor con juntas (2), una placa espaciadora (3) ybulones o esprragos.

Dependiendo del diseo del motor, la culata puede ser de una sola pieza de fundicin quecubre la parte superior del bloque, o de varias piezas de fundicin que cubren uno o mascilindros cada una.

1.b. Tapas de vlvulas

Las tapas de vlvulas encajan en la parte superior de la culata y la sellan. Se deben quitar lastapas de vlvulas para llegar a los componentes del tren de vlvulas.


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1.c. Balancines

Los balancines conectan las vlvulas con el rbol de levas y convierten el movimiento giratoriodel rbol en un movimiento alternativo de las vlvulas.

Un balancn consta de los siguientes componentes:

1. Tornillo de ajuste, ajusta la luz de las vlvulas2. Tuerca de traba, traba el tornillo para mantenerlo en la posicin deseada3. Asiento de desgaste, es un inserto endurecido para impedir el desgaste del balancn4. Buje del eje de los balancines, proporciona un apoyo entre el balancn y el eje.

El balancn pivota en un eje sujeto a la culata, cuando el lbulo de la leva empieza a mover a lavarilla de empuje hacia arriba, normalmente hay un apequea luz u holgura entre el balancn yel puente de vlvulas que asegura que la vlvula pueda cerrarse completamente. Esto es la luzde vlvulas y es uno de los ajustes ms crticos que debe hacerse en el tren de vlvulas.

1.d. Puentes

Los puentes se usan si el cilindro tiene mltiples vlvulas de admisin y escape. En estosmotores, el conjunto de puente transmite el movimiento de los balancines a todas las vlvulasde admisin o escape de un cilindro simultneamente.

Los componentes de un puente son:

1. Asiento de desgaste2. Tornillo de ajuste, compensa las diferencias de altura de los vstagos de las vlvulas3. Tuerca de traba4. Calibre, se mueve sobre el pasador gua


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1.e. Vlvulas

Las vlvulas controlan el flujo de aire y gases de escape. Cuando se abre la vlvula deadmisin, entra aire en la cmara de combustin. Cuando se abre la vlvula de escape, losgases salen de la cmara de combustin.

Las partes de una vlvula son:

1. Ranuras de seguro, es el lugar donde las trabas agarran al vstago para mantener elresorte

2. Vstago de la vlvula, prolonga la longitud de la vlvula, se mueve dentro de unagua

3. Filete de vlvula, une la cabeza con el vstago4. Asiento de vlvula, tiene una superficie endurecida que reduce el desgaste y sella la

cmara de combustin5. Cara de la vlvula

1.f. Casquillos

Para sellar completamente la cmara de combustin, todas las vlvulas tienen un casquilloubicado en la culata de cilindros. Cuando se cierra la vlvula, el asiento de la misma hacecontacto con el casquillo de la vlvula.

En la mayora de los motores, los casquillos de las vlvulas son reemplazables.


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1.g. Guas de vlvulas

Las vlvulas se mueven hacia arriba y hacia abajo dentro de las guas de vlvulas montadas enlas culatas de cilindros. La gua de vlvulas mantienen las vlvulas movindose en lnea recta.El vstago de la vlvula se prolonga fuera de la gua por encima de la culata.

1.h. Conjunto de resorte de vlvulas

Los resortes, mantienen las vlvulas cerradas. Los resortes de las vlvulas encastran en lasvlvulas y se mantienen en posicin por medio de una combinacin de seguros (1) yretenedores o rotador (2).

Los rotadores o retenedores encajan en el extremo del vstago de la vlvula. Estos traban a losseguros en las ranuras y proporcionan un asiento para el resorte de vlvula.

Los rotadores de vlvulas giran para impedir desgastes excesivos en un lugar.

Las vlvulas, los casquillos y las guas son los componentes que mas se desgastan debido alas altas temperaturas y presiones de combustin. Todos estos componentes sonreemplazables.

2. Diseo de los trenes de vlvulas

Los distintos modelos de motor usan trenes de vlvulas de distinto diseo

1. Motor de varillas de empuje2. Motor de rbol de levas superpuesto3. Motor con rbol de levas en la culata


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Los motores que utilizan rbol de levas, levanta vlvulas, varilla de empuje y balancn sedenominan motores de varillas de empuje.

Los motores de rbol de levas superpuesto tienen un rbol (1) en la culata y levanta vlvulas (2)conectados a la parte superior del vstago de la vlvula. A medida que gira la leva, el levantavlvulas sigue el movimiento y abre la vlvula. Al continuar girando la leva, el resorte de vlvula(3) obliga a que se cierre la vlvula.Los motores de rbol de levas superpuestos no requieren varillas de empuje.

En cuanto a los motores con rbol de levas en la culata, los balancines se mueven sobre loslbulos de las levas. A medida que gira el rbol de levas, los balancines empujan y abren lasvlvulas.


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Hoja de trabajo Mdulo II Leccin 2Conjunto de culata

1- La luz de vlvulas es una holgura entre el balancn y la vlvula o puente y este sirvepara:

a) Asegurar el cierre completo de la vlvulab) Por diseo constructivoc) Todas las anteriores

2- En las partes de una vlvula, unir segn corresponda:

Ranuras del seguro Lugar donde las trabas van montadas paramantener el resorte.

Vstago Une la cabeza con el vstago

Asiento Prolonga la longitud de la vlvula

Filete de vlvula Sella la cmara de combustin

Cara de la vlvula Es la parte inferior de la vlvula

3- La ventaja de los rotadores respecto de los retenedores es impedir el desgasteexcesivo en un solo lugar.


4- Los motores con rbol de levas superpuestos poseen varillas de empuje y levantavlvulas para abrir las vlvulas de escape y admisin.


5- En los motores con rbol de levas en la culata, los balancines se mueven sobre loslbulos de las levas.



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En esta leccin, trataremos de los componentes principales del Tren de engranajes y la funcinde cada uno de ellos.

- En Clase:





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El conjunto de tren de engranajes es una serie de engranajes que transfieren la potencia delcigeal a otros componentes principales del motor.Los trenes de engranajes pueden estar ubicados en la parte delantera y trasera del motor.

El tren de engranajes sincroniza todos los componentes del motor, de modo que funcionenjuntos durante cada tiempo del ciclo de combustin.

Los componentes de un tren de engranajes son:

1. Engranaje del cigeal2. Engranaje loco3. Engranaje del rbol de levas4. Engranaje de la bomba inyectora5. Engranaje de la bomba de aceite6. Engranaje de la bomba de agua

7. Engranaje del compresor de aire

Las marcas de sincronizacinse usan para alinear los engranajes y ayudar a asegurar unasincronizacin adecuada.

El engranaje del cigeal impulsa al resto de los componentes sincronizados. El engranaje loco,tiene como funcin mantener girando al rbol de levas en el mismo sentido del engranaje delcigeal. Las relaciones de engranajes aseguran que el rbol de levas gira a la mitad develocidad del cigeal.

Ciertos modelos de motores usan ejes de equilibrio que son impulsados por el cigeal. El eje

de equilibrio elimina las vibraciones excesivas del cigeal.

Un conjunto de poleas conectado al cigeal impulsa otros componentes como ser ventilador oalternador.

Todos los engranajes de sincronizacin estn protegidos por una caja. Esta caja de losengranajes de sincronizacin sella la parte delantera de3l bloque del motor.


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Este es un ejemplo de un conjunto de eje y engranaje de equilibrio:


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Hoja de trabajo Mdulo II Leccin 3Conjunto del tren de engranajes

1- Los trenes de engranajes se ubican en:

a) Parte delanterab) Parte traserac) Ambas

2- Las marcas de sincronizacin se usan para alinear los engranajes y ayudar a aseguraruna sincronizacin adecuada


3- El engranaje loco, sirve para:a) Transmitir el movimiento del cigeal al rbol de levas, ya que estos se hallan

alejadosb) Hacer girar el rbol de levas en la misma direccin que la del cigealc) Ninguna es correcta

4- Los engranajes y ejes de equilibrio sirven para eliminar las vibraciones excesivas del:

a) Cigealb) rbol de levasc) Pistonesd) Otros engranajese) Todas las anteriores


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MODULO IIISISTEMAS DEL MOTOR

Introduccin:

En este Mdulo, se revisarn los principales sistemas del motor, comenzando por el Sistema deRefrigeracin, Lubricacin, Admisin de aire y escape, Combustible y Arranque.

Objetivos:

En el Sistema de Refrigeracin, se observarn los componentes bsicos, flujo del fluido y laspropiedades del refrigerante.

En el sistema de Lubricacin, se tratarn los componentes bsicos, flujo de fluidos ypropiedades del aceite.

En el sistema de Admisin de aire y escape, componentes bsicos y flujo del aire.

Por ltimo, en el sistema de Combustible, adems de los componentes bsicos y flujo delcombustible, se repasaran los principios de la inyeccin y propiedades fundamentales de loscombustibles.

El conocimiento de los sistemas y su operacin normal es fundamental para localizar y repararlas averas que se puedan presentar.


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Leccin 1: Sistema de Refrigeracin Conceptos Bsicos

En esta leccin el alumno podr:

- Identificar la finalidad principal del sistema de Refrigeracin

- Observar y seguir el recorrido del flujo de refrigerante por el sistema

- Ubicacin e identificacin de la funcin de cada uno de los componentes

- Reconocer los distintos tipos de sistemas de Refrigeracin

- En Clase:



c) Realizar la Hoja de Trabajo Mdulo III Leccin 1


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Leccin 1: Sistema de Refrigeracin Conceptos Bsicos

El sistema de enfriamiento de un motor sirve para mantener las temperaturas de este a un niveladecuado. Si falla el sistema de refrigeracin, se pueden producir daos considerables en el

motor.

1. Principio de operacin

El sistema de enfriamiento hace circular refrigerante por todo el motor para eliminar el calorproducido por la combustin y la friccin. Hace uso del principio de transferencia trmica pararealizar su funcin.

El calor siempre se desplaza de un punto de origen caliente a un punto de destino mas fro. Elpunto de origen y el punto de destino puede ser metal, fluido o aire. La clave es la diferencia detemperaturas relativas entre estos dos lugares, es decir, cuanto mayor sea la diferencia mayorser la transferencia trmica.

2. Componentes de un Sistema de Enfriamiento

Los componentes principales de un sistema de enfriamiento son:

1. Bomba de agua2. Enfriador de aceite3. Conductos del bloque y culata

4. Termostato y caja5. Radiador6. Tapa de presin7. Mangueras y tuberas

Adems debemos disponer de un ventilador, impulsado por correas, ubicado junto al radiadorpara aumentar el flujo de aire y mejorar la transferencia trmica.


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La bomba de aguaconsta de una turbina con paletas curvas dentro de una caja. A medida que

gira la turbina, las paletas empujan el lquido hacia el exterior a travs del conducto de salida.

Este diagrama muestra una bomba de agua tpica de un motor, generalmente sta se hallamontada en la parte delantera del motor.

El enfriador de aceiteconsta de un haz de tubos dentro de una caja. El refrigeranteproveniente de la bomba de agua ingresa al enfriador.En este ejemplo, el refrigerante circula por los tubos, eliminando el calor procedente del aceitedel motor que rodea los tubos.

El enfriador de aceite elimina el calor del aceite lubricante, lo que conserva las propiedades delubricacin de este ltimo.


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El posenfriadorelimina el calor del aire de admisin. El refrigerante circula del enfriador deaceite al bloque del motor, o, si el motor est equipado con un turbocompresor, puede pasar a uposenfriador.

El posenfriador tiene una construccin similar a la de un radiador, con tubos y aletas. El airecomprimido procedente del turbocompresor pasa por encima de las aletas y transfiere calor alrefrigerante que pasa por los tubos.

El refrigerante, procedente del enfriador de aceite o posenfriador, pasa al bloque del motor ycircula alrededor de las camisas de los cilindros, eliminando el calor procedente de los pistones,aros y camisas. Estas cavidades se las denomina camisas de agua.

El refrigerante pasa por los conductos del bloque a la culata, absorbiendo calor de los asientosy de las guas de las vlvulas.

Una vez que el refrigerante sale de la culata, este ingresa en la caja del termostato. Eltermostatoacta como polica de transito del sistema de enfriamiento, la funcin deltermostato es asegurar una temperatura adecuada de operacin. Para esto, el termostatodesva el flujo del refrigerante por el radiador o por u n tubo de derivacin de regreso a labomba de agua.

Cuando el motor est fro, el termostato est cerrado. El refrigerante vuelve a la bomba de aguasin pasar por el radiador, esto ayuda a calentar el motor.A medida que se calienta el motor, aumenta la temperatura del refrigerante hasta alcanzar latemperatura de apertura del termostato. Al abrirse el termostato, todo el refrigerante pasa alradiador.

Se debe probar el termostato durante el mantenimiento del sistema de enfriamiento yreemplazarse si es necesario. Las temperaturas de apertura estn estampadas en el


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termostato, en caso de reemplazarlo, asegrese de usar el recomendado para el motor paramantener las gamas de operacin normales del motor.

Si se abre el termostato, el refrigerante circula por los tubos o mangueras hasta la partesuperior del radiador. Hasta ese momento el refrigerante ha estado absorbiendo calor de todos

los componentes, en el radiador sucede lo opuesto.

Los radiadoresestn montados donde el flujo de aire es mximo y la transferencia trmica esmejor. En el radiador el refrigerante circula de arriba hacia abajo, los tubos y aletas disipan elcalor.

La tapa de presindetermina la presin existente en el sistema de enfriamiento durante laoperacin. Los sistemas de enfriamiento a presin permiten prevenir la ebullicin delrefrigerante a mayores altitudes.Al subir por encima del nivel del mar, desciende la temperatura de ebullicin, si el sistema noestaba a presin, el refrigerante puede hervir produciendo daos considerables en el motor.

La tapa del radiador mantiene la presin del sistema de enfriamiento por dos vlvulas. Si ladiferencia entre la presin del sistema y la presin atmosfrica excede la presin de apertura de

la tapa, se abre una vlvula de salida (izquierda). Esto deja escapar una pequea cantidad deaire, reducindose la presin del sistema hasta que se estabiliza.

Al parar el motor y empezarse a enfriar, la presin dentro del sistema disminuye por debajo dela presin atmosfrica. La vlvula de entrada de la tapa se abre, dejando pasar aire al radiador.Esto iguala y estabiliza las dos presiones.

Es posible utilizar una variedad de tapas de presin dependiendo de la altitud de operacin delmotor. La presin nominal est estampada en cada una de las tapas.

Los ventiladoresayudan al radiador a la transferencia trmica, estos aumentan el flujo de aireque pasa por las aletas y los tubos del radiador.

Los ventiladores pueden ser de dos tipos:

1. Ventiladores de succin, que extraen el aire por el radiador

2. Ventiladores sopladores, que impulsan el aire por el radiador


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Las correasson utilizadas para impulsar al ventilador, la bomba de agua u otros componentes.Si las correas de un ventilador estn poco tensas, puede disminuir la velocidad del ventilador, loque disminuye el flujo de aire a travs del radiador.

3. Tipos de Sistemas de enfriamiento

Los sistemas a menudo son modificados para cumplir con la necesidad especial de la aplicacindel motor. A continuacin trataremos los distintos casos.

3.1. Escape enfriado por agua

A veces se aade un mltiple de escape enfriado por agua a un sistema de enfriamiento paraenfriar los gases de escape cuando son expulsados.

En motores marinos, se usa un escape enfriado por agua para mantener mas fros los espaciosalrededor del motor.

En este tipo de sistema, el refrigerante circula por una caja que rodea los conductos de losgases de escape.

3.2. Elemento acondicionador de refrigerante

Otra opcin que puede haber presente es el de un elemento acondicionador. Se puede conectaren paralelo dicho elemento. La funcin principal es inhibir la corrosin por medio de inhibidoresque se disuelven en el sistema durante la operacin


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3.3. Camiones de transporte

En este caso los motores cambian continuamente de velocidad. Como la bomba de agua escomandada, ya sea por engranajes o poleas, la bomba de agua tambin vara su velocidad.

Es por esto que adems de una bomba de agua, enfriador de aceite, conductos de refrigerante,termostato, radiador, tapa , ventilador y mangueras de conexin, los sistemas de los camionesposeen una tubera de derivacin adicional (1) que une la parte superior del radiador con labomba de agua. Este sistema brinda un flujo constante de refrigerante y protege a la bomba deagua contra daos de cavitacin.

A medida que el camin cambia de velocidad, la bomba de agua impulsada tambin cambia develocidad. Sin embargo, el flujo de refrigerante no cambia de velocidad tan rpidamente, lo quecausa una diferencia de presin en la bomba de agua.

La tubera de derivacin proporciona lquido suficiente al lado de entrada de la bomba paramantener la presin.

3.4. Sistemas de enfriamiento marinos

Los motores marinos tienen varios componentes exclusivos del sistema de enfriamiento debidoa que el calor del motor se transfiere al agua, en vez de al aire.

Los sistemas marinos utilizan:

i) Sistema de intercambiador de calorj) Sistema de enfriamiento de la quilla

El flujo de refrigerante bsico es igual, pero el intercambiador o el enfriador de la quilla ocupanel puesto del radiador.

3.4.a. Sistema de enfriamiento de la quilla

Los componentes de un sistema de enfriamiento de la quilla incluyen los mismos componentesque un sistema convencional. Existe una bomba de agua, conductos de refrigerante y un tanquede compensacin o expansin que contiene el termostato. En vez de un radiador, el refrigerantecircula por un enfriador de la quilla


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El enfriador de quilla consiste en una serie de serpentinas, que pueden formar parte integral delcasco del barco o montarse en canales y soldarse al casco.El refrigerante pasa del tanque de expansin (1) a la bomba de agua (2), atravesando el motor yla serpentina de enfriamiento de la quilla (3), donde el agua del mar enfra el fluido.

3.4.b. Sistema de intercambiador de calor

Este sistema incluye una bomba de agua, conductos de refrigerante, un mltiple de escapeenfriado por agua y un tanque de expansin o compensacin que contiene el termostato. Elsistema de agua natural tiene una bomba de agua natural, tubos y mangueras que transportanel agua de mar a la bomba y al intercambiador de calor.

El intercambiador de calor es bsicamente una caja hueca llena de tubos. El refrigerante delmotor circula por los tubos y estos ltimos estn rodeados por agua de mar que absorbe el calordel refrigerante.

En aplicaciones marinas se utilizan varillas de zinc para reducir la corrosin. El zinc es muchomas susceptible a la corrosin que otros metales del sistema de enfriamiento.Cuando el zinc se expone al agua de mar, este se corroe en lugar de otro metal. Este procesose llama Corrosin Galvnica y los electrodos de zinc se llaman nodos de sacrificio. Lasvarillas deben comprobarse frecuentemente y reemplazarse segn sea necesario.


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Hoja de trabajo Mdulo III Leccin 1Sistema de refrigeracin Conceptos bsicos.

1- El sistema de enfriamiento sirve para mantener la temperatura adecuada detrabajo del motor


2- El termostato tiene como funcin controlar

a) La temperatura mnimab) La temperatura mximac) Ambas temperaturas

3- En un sistema de enfriamiento, siempre debe existir un salto trmico entre laparte inferior y superior del radiador para mejorar la transferencia trmica.


4- En un radiador el flujo de refrigerante es de abajo hacia arriba, los tubos y aletasdisipan el calor.


5- La tapa de presin mantiene la presin del sistema mediante dos vlvulas. Estasse abren o cierran dependiendo:

a) Relacin entre la presin interna y la atmosfricab) Solo de la presin internac) Solo de la presin atmosfrica

6- Los ventiladores de succin impulsan el aire a travs del radiador, mientras quelos ventiladores sopladores extraen el aire del radiador.


7- En los sistemas de refrigeracin que se utilizan en camiones de transporte, hay

una tubera de derivacin adicional que comunica la parte superior del radiadorcon la entrada de la bomba y tiene como funcin:

a) Brindar un flujo constante de refrigerante.b) Proteger la bomba de agua contra daos por cavitacinc) Ambas son correctas


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Leccin 2: Sistema de Refrigeracin Refrigerantes

En esta leccin trataremos de los ingredientes del refrigerante, presentando sus ventajas ydesventajas. Tambin observaremos cual/ es son las variables que afectan el enfriamiento,como as tambin, las concentraciones apropiadas a utilizar en un sistema de Refrigeracin.Por ltimo, presentaremos algunos tipos de refrigerantes utilizados en los equipos Caterpillar ysus cualidades principales.

- En Clase:





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Leccin 2: Sistema de Refrigeracin - Refrigerantes

En esta leccin trataremos los ingredientes del refrigerante, las concentraciones recomendadasde anticongelante y acondicionador y los factores que determinan la gama de operacin de unrefrigerante.

1. Ingredientes del refrigerante

El refrigerante es una mezcla de agua, anticongelante y acondicionador de refrigerante. Cadaelemento tiene una finalidad distinta y juntos protegen el motor contra recalentamiento, lacongelacin y la corrosin.

1.1. Agua

El agua es el ingrediente principal de todos los refrigerantes porque transfiere el calor mejor quecualquier otra sustancia. Pero el agua presenta algunas desventajas como refrigerante:

a) Hierve con facilidadb) Se congelac) Es muy corrosiva para los metales

Es por esto que se aaden anticongelante, o etilenoglicol, para aumentar el punto de ebulliciny disminuir el punto de congelamiento del agua.

1.2. Anticongelante

Se usa anticongelante, o etilenoglicol, para aumentar el punto de ebullicin y disminuir el puntode congelamiento del agua.

La cantidad de etilenoglicol afecta el punto de ebullicin, cuanto mas anticongelante, mayorser el punto de ebullicin.

Si se congela el refrigerante, no puede fluir. Por lo tanto, no se puede enfriar el motor, ademsel refrigerante congelado se puede expandir y rajar las piezas de fundicin

La proteccin contra el congelamiento vara dependiendo de la concentracin deanticongelante.

1.3. Acondicionador de refrigerante

El acondicionador impide la corrosin revistiendo todos los componentes del sistema. El

revestimiento fino impide que el agua y la erosin por cavitacin ataquen al metal.


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2. Variables que afectan el enfriamiento

Bsicamente existen tres variables que afectan la gama de operacin del refrigerante

2.1. Altitud de operacin y presin del sistema

La altitud y la presin del sistema afectan de la siguiente manera:

a) Al aumentar la altitud disminuye el punto de ebullicin del agua

b) Al aumentar la presin del sistema aumenta el punto de ebullicin del agua

sta es la razn por la que la mayora de los sistemas de enfriamiento funcionan a presin.

2.2 Temperatura de operacin

Existen tres factores que influyen en la gama de temperaturas de operacin del refrigerante:

c) Altitud

d) Presin del sistema

e) Concentracin de anticongelante

Es crtico impedir la ebullicin del refrigerante. Si hierve, se forman burbujas de vapor, estas notransfieren bien el calor provocando recalentamiento.Cuando se rompen las burbujas de vapor, pueden eliminar pequeas partculas de metal de loscomponentes y luego all ocurre un fenmeno de corrosin conocido como Erosin por

cavitacin.


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3. Concentraciones apropiadas

Para proteger el motor de forma adecuada, las concentraciones de anticongelante yacondicionador deben estar en la proporcin correcta.

3.1. Concentracin de anticongelante

Para prevenir problemas del sistema de enfriamiento debe mantenerse una concentracin deanticongelante apropiada.

Al mezclar el refrigerante, mantenga la concentracin de anticongelante entre 30 y 60 %. Lasconcentraciones inferiores al 30% no proporcionan una proteccin adecuada, mientras que lasconcentraciones superiores al 60% empiezan a reducir las propiedades de disipacin del calor yprovoca la precipitacin del slice que destruye los sellos.

3.2. Concentracin de acondicionador de refrigerante

La concentracin de acondicionador recomendado es de 3 a 6%

Si la concentracin es inferior a 3%, los componentes del motor tales como las camisas de loscilindros se pueden corroer o producir problemas de erosin por cavitacin.

Demasiado acondicionador puede producir la precipitacin de slice y reduce la transferenciatrmica.

4. Algunos tipos de refrigerantes utilizados

4.1. Refrigerante/ anticongelante para Motores Diesel (DEAC)

Es recomendada su utilizacin en sistemas de enfriamiento que utilizan anticongelante/refrigerante convencional de servicio pesado.

El DEAC es un anticongelante / refrigerante que posee las siguientes caractersticas:

- Tipo alcalino- Monofsico- A base de glicol etilnico

El DEAC contiene inhibidores de corrosin inorgnicos y agentes antiespumantes, es mezclado

con agua destilada en una concentracin de 50/50.


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4.2. Refrigerante Larga Vida (ELC)

Este refrigerante es recomendado para las siguientes aplicaciones:

- Motores Diesel de trabajo pesado- Aplicaciones automovilsticas

El ELC comparado con otros refrigerantes convencionales posee aditivos totalmente diferentes,este es formulado con la correcta cantidad de aditivos para proveer una mejor proteccin contrala corrosin de los metales del sistema de refrigeracin

El ELC tiene una vida til de 12000 horas de servicio o seis aos, no requiere la frecuenteadicin de aditivos. Solo se le coloca un Extendedor ,si es necesario, a las 6000 horas detrabajo.El ELC es un producto prediluido, por lo que no requiere agregado de agua y provee unaproteccin al congelamiento de 37 C (- 34 F)


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Hoja de trabajo Mdulo III Leccin 2Refrigerantes

1. Indique que afirmacin es correcta, la altitud y la presin del sistema afectan de lasiguiente manera:

a) Al aumentar la altitud aumenta el punto de ebullicin del aguab) Al aumentar la presin del sistema disminuye el punto de ebullicin del aguac) Ninguna es correcta

2. La erosin por cavitacin puede producirse por:

a) Altas temperaturasb) Refrigerante hirviendoc) Concentraciones indebidasd) Elevada altitud de operacin

e) Todas las anteriores

3. La concentracin de refrigerante recomendada es entre 30 y 60 %.


4. La concentracin de acondicionador recomendada es mayor a 6% para que el punto decongelamiento sea el adecuado


5. El ELC es un refrigerante/ anticongelante que se mezcla con agua en una concentracinde 50 /50.


6. El ELC tiene una vida til de:

a) 6000 horasb) 12000 horasc) 3 aos

d) 6 aose) Solo a y cf) Solo b y dg) Todas las anteriores


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Leccin 3: Sistema de Lubricacin Conceptos bsicos

En esta leccin trataremos de los componentes del sistema de lubricacin y su funcin.Tambin se realizar un seguimiento del flujo de aceite por el motor.

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Leccin 3: Sistema de Lubricacin Conceptos bsicos

La finalidad principal del sistema de lubricacin es hacer circular el aceite por todo el motor. Elaceite limpia, enfra y protege las piezas mviles del motor contra el desgaste.

1. Componentes del sistema

El sistema de lubricacin consta de:

1. Colector, crter o sumidero de aceite2. Campana de succin3. Bomba de aceite4. Vlvula de alivio de presin5. Filtro de aceite con vlvula de derivacin6. Enfriador de aceite del motor con vlvula de derivacin7. Conducto principal de aceite8. Directores de aceite de enfriamiento de pistones9. Respiradero del crter10. Tuberas y tubos de conexin

1.1. Crter de aceite:tambin llamado colector o sumidero, sirve para almacenar elaceite del motor, disipa el calor del aceite a la atmsfera y se encuentra ubicado enla parte inferior del bloque.

1.2. Campana de succin y rejilla de entrada:del crter, el aceite atraviesa la rejilla de

entrada y pasa a la campana de succin. La rejilla impide la entrada de piezasgrandes en el sistema, mientras que la campana de succin transporta el aceite a labomba.

1.3. Bomba de aceite: la bomba produce flujo y hace circular el aceite por todo el motor.La bomba es impulsada por el cigeal a travs de un engranaje de la bomba deaceite.

1.4. Vlvula de alivio:est ubicada normalmente cerca de la bomba de aceite y protegeal sistema de lubricacin contra las presiones elevadas.

1.5. Filtro de aceite y vlvula de derivacin:el aceite circula del enfriador al filtro, elsistema puede usar uno o mas filtros dependiendo del diseo. Los filtros eliminan los


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residuos y las partculas de metal del aceite. La vlvula de derivacin se abre bajodos condiciones:- Aceite muy espeso, debido a bajas temperaturas- Filtros obturados

La apertura de la vlvula de derivacin se realizar para dejar pasar aceite sin filtrar hacia

el sistema para proteger y lubricar las piezas.

Dentro de estos, podemos encontrar dos tipos de sistemas:

- Sistema de filtracin de flujo completo:el 100% del aceite atraviesa el filtro, ademsposeen una vlvula de derivacin

- Sistema de filtracin de derivacin:usa dos filtros de aceite, el 90% del flujo deaceite atraviesa el filtro normal y el 10% atraviesa el filtro de derivacin.El filtro de derivacin es de menor micronaje para atrapar partculas extremadamentepequeas. Estos sistemas usan tambin vlvula de derivacin.

Los componentes principales del sistema son:1. Filtro primario (normal)2. Filtro de derivacin3. Bomba de aceite4. Motor o componente


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1.6. Enfriador de aceite y vlvula de derivacin:los enfriadores eliminan el calor delaceite proveniente de la bomba. El enfriador posee una vlvula de derivacin queacta de forma anloga a de que se encuentra montada en el filtro de aceite.

1.7. Conducto de aceite:en ciertos motores turbo comprimidos, el aceite pasa del filtro

al turbocompresor por una tubera de entrada y retorna al crter por una tubera desalida. En otros motores, el aceite limpio sale de los filtros y entra al conductoprincipal de aceite. Desde el conducto principal, el aceite circula por todas las piezasmviles del motor, incluido los cojinetes de bancada (1) y cigeal.

Los cigeales Caterpillar tienen conductos de aceite perforados que suministran aceitea los cojinetes de biela y bancada.

El aceite llega a las paredes de los cilindros al salir proyectado de los cojinetes de bielasy salpicarse en la parte inferior de la cabeza del pistn.

El aceite atraviesa conductos para lubricar todas las piezas mviles incluido en tren devlvulas, la caja de la bomba inyectora, la unidad de avance de la sincronizacin entreotros y se drena a crter a travs de conductos.

Las tuberas de aceite, los conductos y los cojinetes limitan el flujo de aceite, que creauna presin de aceite. La mayor parte de la presin es creada por los cojinetes debancada, por lo que la lectura de presin de aceite en un manmetro es consecuenciade esta restriccin normal.

1.8. Surtidores de enfriamiento de los pistones:pulverizan el aceite en la parte inferiorde cada pistn y contribuyen a la lubricacin de las paredes de los cilindros.

1.9. Respiradero del crter:ventean los gases de combustin que se fugan por losanillos de los pistones para mantener presiones estables dentro del crter.


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Hoja de trabajo Mdulo III Leccin 3Sistemas de lubricacin Conceptos bsicos

1- La lubricacin del motor sirve para:

a) Disminuir la friccin entre las piezas en movimientob) Hacer circular el aceite por todo el motorc) Ambas son correctas

2- La vlvula de derivacin, del filtro y del enfriador, se abre bajo ciertascondiciones:

a) Aceites espesosb) Aceites bajo condiciones de baja temperaturasc) Filtros obturadosd) Todas las anteriores

3- La bomba de aceite entrega presin constante para lubricar todos loscomponentes del sistema


4- La mayor parte de la presin de aceite es creada por los cojinetes de bancada, yel resto se crea en los otros cojinetes y conductos.


5- La lubricacin a los cojinetes de biela y bancada se hace a travs de losconductos del cigeal



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Leccin 4: Sistema de Lubricacin Aceites

En esta leccin trataremos la viscosidad, el ndice de viscosidad y el Nmero de Base Total,indicando funciones de cada uno y dando una breve descripcin de los tipos de aceites.

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Leccin 4: Sistema de Lubricacin Aceites

1. Seleccin del aceite adecuado

Los motores requieren el aceite adecuado, de la viscosidad adecuada y en una cantidadadecuada para poder operar bien. El aceite debe lubricar, limpiar y enfriar los componentes delmotor en una variedad de condiciones de operacin. El aceite debe circular en climas fros ypoder resistir el calor sin diluirse ni descomponerse.

1.1. Clasificacin SAE

La Society of Automotive Engineers (SAE) ha desarrollado un sistema de clasificacin paradescribir la capacidad de resistencia de un aceite en condiciones extremas sin descomponerse.El aceite se describe segn su tipo y viscosidad.

1.2. Tipo de aceite

El tipo de aceite describe las caractersticas de rendimiento, tales como detergencia,dispersancia y resistencia a la descomposicin.El tipo de aceite se identifica con letras alfabticas tales como CE o CF-4. Los distintos modelosde motor requieren diferentes tipos de aceite, asegrese de usar el tipo de aceite recomendadopara el motor.

1.3. Viscosidad

La viscosidad describe la resistencia al flujo de un aceite bsico. El flujo est relacionadodirectamente con lo bien que el aceite recubre y protege las piezas.

La viscosidad vara con la temperatura, cuanto mayor sea la temperatura menor ser la

viscosidad y mas diluido el aceite.

1.4. ndice de viscosidad

El ndice de viscosidad es una medida de la capacidad de un aceite bsico de resistir loscambios de viscosidad con los cambios de temperatura.

- Un aceite con un alto ndice de viscosidad cambia menos la viscosidad a medida quecambia la temperatura


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- Un aceite con bajo ndice, cambia mas la viscosidad a medida que cambia la temperatura.

Es importante que el aceite no se diluya demasiado a altas temperaturas, ya que noproporcionar suficiente proteccin contra el desgaste.

2. Aceites de Mltiples viscosidades

Los aceites de mltiples viscosidades o multigrados han sido alterados qumicamente paraampliar su gama de operacin.

Se mezcla una base de menor viscosidad con un aditivo que espesa el aceite a medida queaumenta la temperatura.

A medida que se deterioran los aceites multigrados, la viscosidad retorna a la menor viscosidaddel aceite bsico.

La etiqueta de un aceite indica informacin sobre el tipo y la viscosidad del aceite.

2.1. Peso o grado de viscosidad

SAE clasifica el aceite segn las siglas SAE seguidas de un nmero. El nmero describe elgrado de viscosidad.

Los aceites de una sola viscosidad tienen un solo nmero. Los aceites de mltiplesviscosidades tienen dos nmeros.Los nmeros inferiores indican que el aceite es menos espeso y los mayores significan que elaceite es mas espeso.


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2.2. Aceites para invierno y verano

Los nmeros de los grados de viscosidad con una W se consideran aceites de invierno,probados para tener la viscosidad correcta a 8 F.

Los nmeros sin la W se consideran aceites para climas clidos, probados para tener laviscosidad correcta a 210 F.

3. Aditivos de aceite

Los aceites bsicos son producidos normalmente refinando petrleos crudos. El aceite base noproporciona suficiente proteccin y lubricacin para los motores actuales de alto rendimiento.

Se han formulado ciertos aditivos de aceite para mejorar y reforzar el aceite.

3.1. Aditivo de aceites comunes

Dentro de esta clasificacin podemos encontrar a:

a) Detergentes, que ayudan a mantener limpio el motor.b) Agentes antidesgaste , que reducen la friccinc) Los dispersantes, que mantienen la s partculas contaminantes en suspensind) Los agentes de alcalinidad, que neutralizan los cidos en el aceitee) Inhibidores de oxidacin, que impiden que se oxide el aceite al estar expuesto al

aire, la oxidacin produce cidos orgnicos y materia carbonosaf) Disminuidores del punto de fluidez, que mantienen el aceite fluido a bajas

temperaturas. Los aceites derivados del petrleo contienen cera, que cristaliza abajas temperaturas, los cuales son impedidos por estos agentes.

g) Los mejoradores de viscosidad, que impiden que el aceite se diluya demasiado aaltas temperaturas

3.2. Nmero de base total

El aditivo de aceite ms comn es el NBT, el NBT se produce aadiendo agentes alcalinos a labase.Cuanto ms alcalino sea el aceite, mayor ser el NBT y ms cido tendr que neutralizar. Lacantidad de aditivo alcalino en un aceite viene indicada por el NBT, los combustibles dieselpueden contener azufre.Al consumirse el combustible, el azufre contribuye a formar cidos, altamente corrosivos y quecontaminan el aceite.

Los aditivos de alcalinidad contenidos en el aceite neutralizan estos cidos. Esto impide que elcido sulfrico corroa las piezas de metal.

Con el tiempo, los aditivos del aceite se degradan y disminuye la capacidad de lubricacin delaceite. Si no cambia el aceite con frecuencia, este se oxidar, los aditivos se agotarn y sepuede formar lodos.


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Hoja de trabajo Mdulo III Leccin 4Aceites

1- La viscosidad describe la resistencia a fluir que tiene un aceite.


2- La viscosidad del aceite lubricante vara con:

a) Variacin de la temperaturab) Variacin de presinc) Ambas son correctas

3- La viscosidad vara con la temperatura:

a) Cuanto mayor sea la temperatura mayor ser la viscosidad

b) Cuanto mayor sea la temperatura menor ser la viscosidad.c) A menor viscosidad, mas diluido estar el aceited) Solo a y be) Solo a y cf) Solo b y c

4- Los aceites de viscosidades mltiples consta de:

a) Aceite base de menor viscosidad y aditivo espesanteb) Aceite base de mayor viscosidad y aditivo de dilucin

5- El uso de un aceite multigrado se justifica cuando:

a) La temperatura ambiente es elevadab) Cuando la diferencia de temperaturas entre estaciones es ampliac) La temperatura ambiente es muy baja


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Leccin 5: Sistema de admisin y escape Conceptos Bsicos

Al trmino de esta leccin, el alumno podr identificar los componentes principales del sistemade Admisin y Escape, conociendo la funcin de cada uno de ellos y el flujo de aire y gases delsistema.

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