MOTORES DIESEL

El motor diesel es un motor térmico de combustión interna alternativo en el cual el encendido del combustible se logra por la temperatura elevada que produce la compresión del aire en el interior del cilindro, según el principio del ciclo del diesel. También llamado motor de combustión interna, a diferencia del motor de explosión interna comúnmente conocido como motor de gasolina.

fue inventado y patentado por el alemán Rudolf Diesel en 1892, del cual deriva su nombre. Fue diseñado inicialmente y presentado en la feria internacional de 1900 en París como el primer motor para "biocombustible", como aceite puro de palma o de coco. Diesel también reivindicó en su patente el uso de polvo de carbón como combustible, aunque no se utiliza por lo abrasivo que es. El motor diesel existe tanto en el ciclo de 4 tiempos (4T - aplicaciones de vehículos terrestres por carretera como automóviles, camiones y autobuses

Como de 2 tiempos (2T - grandes motores de tracción ferroviaria, de propulsión naval, y algunos camiones y autobuses en EE.UU.

Un motor diesel funciona mediante la ignición (encendido) del combustible al ser inyectado muy pulverizado y con alta presión en una cámara (o pre cámara, en el caso de inyección indirecta) de combustión que contiene aire a una temperatura superior a la temperatura de auto combustión, sin necesidad de chispa como en los motores de gasolina. Ésta es la llamada auto inflamación .

La temperatura que inicia la combustión procede de la elevación de la presión que se produce en el segundo tiempo del motor, la compresión. El combustible se inyecta en la parte superior de la cámara de combustión a gran presión desde unos orificios muy pequeños que presenta el inyector de forma que se atomiza y se mezcla con el aire a alta temperatura y presión (entre 700 y 900 °C). Como resultado, la mezcla se inflama muy rápidamente. Esta combustión ocasiona que el gas contenido en la cámara se expanda, impulsando el pistón hacia abajo.

Esta expansión, al revés de lo que ocurre con el motor de gasolina, se hace a presión constante ya que continúa durante la carrera de trabajo o de expansión. La biela transmite este movimiento al cigüeñal, al que hace girar, transformando el movimiento rectilíneo alternativo del pistón en un movimiento de rotación.

Para que se produzca la auto inflamación es necesario alcanzar la temperatura de inflamación espontánea del gasóleo. En frío es necesario pre-calentar el gasóleo o emplear combustibles más pesados que los empleados en el motor de gasolina, empleándose la fracción de destilación del petróleo fluctuando entre los 220 °C y 350 °C, que recibe la denominación de gasóleo

Tipos de motores diesel

Existen motores diesel tanto de 4 tiempos (los más usuales en vehículos terrestres por carretera) como de 2 tiempos (grandes motores marinos y de tracción ferroviaria). En la década de los 30 la casa Junkers desarrolló y produjo en serie un motor aeronáutico de 6 cilindros con pistones opuestos, es decir doce pistones y dos cigüeñales opuestos (ver figura) montado en su bimotor Junkers Ju 86

Ventajas y desventajas

La principal ventaja de los motores diesel, comparados con los motores a gasolina, es su bajo consumo de combustible. Debido a la constante ganancia de mercado de los motores diesel en turismos desde la década de 1990 (en muchos países europeos ya supera la mitad), el precio del combustible ha superado a la gasolina debido al aumento de la demanda. Este hecho ha generado quejas de los consumidores de gasóleo, como es el caso de transportistas, agricultores o pescadores.

En automoción, las desventajas iníciales de estos motores (principalmente precio, costos de mantenimiento y prestaciones) se están reduciendo debido a mejoras como la inyección electrónica y el turbocompresor. No obstante, la adopción de la pre cámara para los motores de automoción, con la que se consiguen prestaciones semejantes a las de los motores de gasolina, presenta el inconveniente de incrementar el consumo, con lo que la principal ventaja de estos motores prácticamente desaparece.

Actualmente se está utilizando el sistema common-rail en los vehículos automotores pequeños. Este sistema brinda una gran ventaja, ya que se consigue un menor consumo de combustible, mejores prestaciones del motor, menor ruido (característico de los motores diesel) y una menor emisión de gases contaminantes

PISTONES

La cabeza del pistón se presenta deformada debido a los golpes contra la culata y/o válvulas del motor.

Aumento del curso del pistón debido al aflojamiento de un tornillo de la biela.El depósito de carbón de aceite que se forma en la cabeza del pistón se torna mayor que el juego provocando por esos impactos en la culata del cilindro.Altura del block abajo del especificado.Variación del curso debido a la rectificación incorrecta de los cuellos del cigüeñal.Alteración del largo de la biela.Reducción de la altura de la culata sin el debido ajuste en la profundidad de las sedes de las válvulas.Fluctuación de las válvulas.Sincronismo incorrecto del eje comando de válvulas.

Verificar el sincronismo del eje comando de válvulas.Verificar la medida del juego.Verificar las posiciones demasiado avanzadas de los pistones en los cilindros en relación al tope del bl

COMO SE COLOCAN LOS ANILLOS

Los anillos van en posición de arriba hacia abajo fuego, compresión o intermedio y raspador o lubricante

Generalmente el anillo que va arriba es el cromado , que tiene un alto índice de Cromo para evitar la fricción y también la durezaEl segundo anillo es el más negro porque tiene un alto índice de Carbono , para incrementar la dureza.El tercero de aceite es muy notorio por su diseño por lógica.Algunas marcas de anillos le ponen una identificación en una de las caras del anillo indicando así, si va hacia arriba o abajo. Por ejemplo si compraste anillos marca RIK estos traen esa marca o un punto y ese punto lo debes dirigir hacia arriba, como viendo hacia la culata. Esa será tu marca guía. Otros pueden traer la palabra TOP estampada en una de las caras para indicarte hacia adonde los colocas.

LOS ANILLOS O AROS PARA LOS PISTONES

Los anillos o aros son piezas circulares de sección generalmente rectangular, que se adaptan en el émbolo o pistón a una ranura practicada en él y que sirve para hacer estanca o hermética o aislada la cámara del pistón o émbolo sobre las paredes del cilindro.

En éste escrito trataremos sobre las funciones de los anillos, materiales de construcción, influencia en el buen funcionamiento del motor, importancia de su correcta selección e instalación.

Comenzaremos comentando la tecnología de los anillos mas comunes del mercado que son los de la marca Sealed Power. Estos dominan la industria con diseño técnicamente avanzado, desarrollo de punto, y calidad superior.

Estos anillos reducen las fugas de los cilindros a un mínimo en condiciones reales de funcionamiento y proporcionan un control máximo de aceite.

Los anillos están fabricados con aleaciones de hierro dúctil (X) cromo (KC) y molibdeno (K) con estas letras podrán identificar de que material están fabricados los juegos, esto es importante para la adecuada selección de los anillos a utilizar en motores re anillados o rectificados.

Anillo Superior

El sellado seguro de la compresión permite obtener el máximo de la fuerza producida por el motor. Los anillos o aros superiores de Sealed Power son fabricados para lograr un asentamiento instantáneo y superior para que el sellado del cilindro (émbolo) sea optimo.

Los juegos de anillos superior Sealed Power de alta calidad son revestidos con molibdeno, cromo o plasma-molibdeno para mejorar su rendimiento en condiciones exigentes. Estos materiales permiten que los anillos mantengan su integridad de sellado en presiones extremas y altas RPM. Actualmente se suministran anillos para todas las aplicaciones populares, automóviles, vehículos pesados, industrial, agrícola y de alto rendimiento.

Segundo Anillo

El segundo anillo o aro Sealed Power esta fabricado de hierro S.A.E.-J929A lo que proporciona una durabilidad excelente y un superior control del aceite. La función primordial del segundo anillo es el control del aceite, el diseño del anillo con una cara cónica le permite funcionar como una raspadora, reduciendo de esta manera la posibilidad de que el aceite pase a la cámara de combustión. El diseño especial de éste segundo anillo Sealed Power permite una ruta de escape para los gases de combustión residuales, reduciendo así, la presión entre los anillos y manteniendo el anillo superior asentado en su ranura. Sin esta ruta de escape, la presión atrapada levantaría el anillo superior causando vibraciones y reduciendo el sellado en altas revoluciones.

Anillo de control de aceite SS-50U

El anillo o aro de aceite de acero inoxidable SS-50U se considera el mejor diseñado de la industria para el control de aceite, es de construcción robusta en forma de caja para eliminar la vibración y la deformación en motores de altas RPM. Los expansores SS-50U se fabrican en acero inoxidable electro pulido para obtener una superficie suave y resistente a la corrosión. Este diseño único permite, a los anillos o aros, mantener una presión constante en condiciones de alta temperatura y también ajustarse a las paredes de los cilindros o émbolos aún cuando estos estén gastados y deformados. Los rieles de aceite cromado son pre-asentados en la fabrica permitiendo la distribución de aceite tan pronto se enciende el motor, provee un control de aceite máximo y permite una ruta de retorno excelente en el barrido del aceite.

Amigo Mecánico, el cuidadoso proceso y una correcta instalación de los anillos depende de usted, recuerde sin embargo que el uso del expansor de anillos es indispensable para evitar la deformación de estos, no usar esta herramienta producirá atascamiento del anillo en la ranura del pistón, otro punto importante es la posición de la parte superior (top) marcada en los anillos, no tomar esto en consideración hará que su trabajo quede mal efectuado, y por último tome muy en cuenta la distribución de la separación entre las puntas de los anillos indicados por el fabricante, lubríquelos con aceite antes de instalarlo.

PISTON

Conjunto de Pistones

El tema de esta sección es muy interesen ante puesto que con este componente se puede modificar un motor tipo I,  con relativo bajo presupuesto obteniendo grandes beneficios.

Este componente es de los que más sufre desgaste en un motor por su gran actividad

Los pistones tienen 3 ranuras en las cuales se instalan un anillo especifico en cada una.

Los anillos superiores actúan para evitar que la fuerza de la explosión de la mezcla  escape a través de la holgura entre el pistón y  las paredes del cilindro hacia dentro del motor, evitando pérdida de  potencia.

Los  últimos son los anillos de aceite, los cuales actúan para evitar que el aceite del motor se pase a la cámara de combustión contaminando la mezcla y emitiendo humo blanco por el escape.

Cuando un anillo sufre desgaste deja de efectuar en menor o mayor medida su función, para solucionar esto hay que cambiarlos por unos nuevos, si este es tu caso te recomendamos cambiar todo el conjunto de pistones por uno nuevo,  no es costoso y obtienes mejores beneficios.

Los pistones se sujetan a la biela por medio de un perno y éste a su vez se sujeta con unos seguros metálicos, en motores de alto rendimiento  es recomendable substituirlos por unos "Teflones" porque el seguro original se puede llegar a zafar causando daños irreparables a la camisa o cilindro del pistón.

De acuerdo a la medida del pistón varia el  tamaño del perno por eso. existe un tipo de teflón específico para los diferentes pistones.

Recordemos que para obtener el dato de la cilindrada de un motor es:

Cilindrada= Pistón x Pistón x Carrera x 0.0031416  Ej.   85.5  x 85.5  x  69 x  0.0031416 = 1,584.64 cc

Los motores Originales 1,600 cc, vienen configurados con pistones de 85.5 mm, básicamente  hay 3 tipos

1.- Pistones 85.5 normales o con cazuela

2.- Pistones 85.5 planos 3.- Pistones 85.5 de Inyección Electrónica

En general  son iguales pero con la  variación en la parte superior,  cuando se  instalan en su posición original con respecto al cilindro, reducen el espacio en la cámara de combustión, aumentando ligeramente la relación de compresión , lo cual aumenta la potencia del motor.

Cuando aumentamos el diámetro del  pistón original (85.5mm) instalando  uno más grande obtendremos más cilindrada y mucho más potencia, solo tenemos que modificar las cabezas y el block como veremos más adelante.

En la imagen de la derecha se puede apreciar  la diferencia del diámetro.Los pistones generalmente están marcados con su diámetro en la parte superior.

Si tomamos en cuenta que el cigüeñal es el original 69mm, con el aumento del pistón quedaría así :

Pistón Cilindrada

85.5 mm. 1,585cc

87 mm. 1,641cc

88 mm. 1,679cc

90 mm. 1,756cc

90.5 mm. 1,775cc

92 mm. 1,835cc

94 mm. 1,915cc

Para instalar pistones de 88 mm en adelante hay que modificar el mono block asi como las cabezas abriéndolas a la medida exterior correspondiente a la camisa de cada medida de pistón.  El pistón más grande que se le puede instalar a un block original son los de 94mm.

Esto se tiene que realizar con maquinaria especial para evitar fugas.Block original para pistón 85.5 mm

Block abierto para pistón 92mm

Cabeza original para pistón 85.5 mm

Cabeza abierta para pistón 94mm ( y válvulas grandes)

Medidas del Diametro de Maquinado para algunos CilindrosTamaño del Pistón Block Diámetro Cabeza Diámetro88mm 94.5mm 97mm90.5.mm 96mm 98mm94mm 97.25mm 101.1mm

El Deck del Pistón.

Esta medida es necesaria para poder obtener el dato de la relación de compresión de un motor.

Básicamente consiste en la distancia del pistón en la parte mas alta de su carrera en relación a la parte superior del cilindro.

La medida mínima es de 1 mm  , Esta medida la tiene que calcular la persona que va a preparar el motor y varía de acuerdo al rebajado de cabezas y lo que cubique la cabeza (ver sección de cabezas). Para poder aumentar  esta distancia se tienen que instalar aumentos  en la parte inferior del cilindro o rebajarla para disminuirla.

En la imagen de la izquierda se señala el lugar sonde se rebaja o se instalan los aumentos, hay que recordar que estas medidas varian en solo milesimas.

En la imagen de la derecha se presenta la manera de medir el deck, con el cilindro instalado en el block, con un micrómetro lineal.

Si se instala un gasket ó anillo de bronce para mejorar el sello del cilindro con la cabeza, hay que  contemplar el grosor del mismo (y su capacidad de compactación al apretar la cabeza), para calcular correctamente el deck y por lo mismo la relación de compresión..

Cuando el deck es muy reducido y de acuerdo al levante del  árbol se tiene que modificar el pistón, haciéndole unas ranuras llamadas "Fly Cuts" para que el pistón no golpee con las válvulas.

Al realizar este tipo de trabajo hay que cubicar las ranuras, para calcular la cámara de combustión y que cubique en la medida

Cuando el cigüeñales de carrera más larga los pistones disminuyen en su alto en relación al perno, como se puede apreciar en la imagen de la derecha.

Pistón para cigüeñal de carrera larga       Pistón para 69mm

BUJES

BUJES DE BIELAS BIMETÁLICOS (ACERO - BRONCE)

Fabricados para todo tipo de motores, en bronce según normas SAE 65/64, de acuerdo a especificaciones; y bimetálicos bronce-acero (SAE 1010), utilizando tubos sin costura trefilados en frío.

Ventajas que poseen nuestros bujes de bielas:

Resistencia bajo cualquier ritmo de trabajo o exigencia técnica,

ya que el mismo al ser enterizo (no engarzado) no se afloja en la biela. Adaptabilidad a cualquier deformación de la biela, manteniendo una tensión constante contra

las paredes de la misma, y de esta forma se favorece a una mejor disipación de calor.

BUJES DE ÁRBOLES DE LEVAS

Fabricados para todo tipo de motores utilizando tubos con/sin costura según normas SAE 1010 en metal blanco SAE 14 / metal rosado SAE 764.

FABRICACIÓN DE PIEZAS ESPECIALES

Fabricación de piezas especiales en bronce, normalizadas según modelos o planos. Contamos con la capacidad para fundir cualquier tipo de pieza de bronce, en las distintas aleaciones, según normas SAE; para la industria automotriz, tractores, implementos agrícolas, engranajes y coronas, hélices náuticas, piezas según modelos, etc.

BUJES Y BARROTES DE BRONCE, ACERO-METAL ROSADO Y ACERO-METAL BLANCO

Especiales para la fabricación de todo tipo de bujes. El largo aproximado es de 300 mm. Los mismos son fundidos y desvastados exteriormente.

Bronce Fosforoso al Níquel (F. P. Ni)

De elevada resistencia y dureza por su grano fino, recomendado para engranajes, coronas, piezas dentadas en general, piñones, ideal para bujes con ejes cementados, tornillos sin fin, bujes de cajas de velocidad y todos aquellos de mucha carga. Corresponde

a norma SAE 640.

Bronce Fosforoso (F. P) Recomendado para bujes de bielas de motores diesel, carriles de tractores orugas, por su elevada dureza ideal para bujes de mucha carga y poca velocidad. Corresponde a norma SAE 65.

Bronce Fosforoso al Plomo (F. P. E.) Recomendado para usar en bujes de elevada carga y mediana velocidad, ideal para cojinetes de bielas, bancadas y bujes de levas de motores diesel grandes, aros para compresores, bujes de punta de ejes para camiones de gran tonelaje, motores eléctricos de más de 3 HP. Corresponde a norma SAE 64.

Bronce al Manganeso (E. M.) Recomendado para construir tuercas para prensas a tornillos, coronas dentadas sometidas a grandes esfuerzos, de elevada resistencia y dureza. Norma SAE 430.

Bronce Antifricción Pesado (A. F. P.) Recomendado para bujes de hasta 4000 r.p.m. y cargas medianas. (Bujes para balancines de automóvil, punta de ejes, sector de dirección, motores eléctricos hasta 3 HP, lavarropas, etc.). Corresponde a norma SAE 67. Bronce Antifricción Liviano (A. F. L.) Recomendado para bujes de bielas de motores nafteros. Corresponde a norma SAE 660.

Bronce Estándar Mecánico (C.) Recomendado para bujes de poca carga y velocidad, para la fundición de piezas de máquinas sin especificaciones, donde su bajo precio debe tenerse en cuenta.

Bronce Rosado (R.) Para uso exclusivo en elevadas velocidades y pequeña carga, hasta 12.000 r.p.m., sunchos o aros de guías para motores diesel. Bronce Anticorrosivo De aleación adecuada para cada necesidad, especial para piezas que deben trabajar en contacto con ácidos, vinagres, aparatos de soderías, etc.