Profundizacion 1 Motor y subsistemas del motor Un motor es una

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Motor y subsistemas del motor
Un motor es una máquina que funciona con combustible, que en la mayoría de las aplicaciones es un
líquido como el diesel y la gasolina. Esta máquina convierte la energía química que libera el combustible
en energía mecánica, para el caso de los combustibles líquidos más comunes el motor necesita para su
óptimo funcionamiento del oxígeno que al combinarse con el combustible, generan una mezcla
explosiva en cada una de las cámaras de combustión que posee esta máquina. Para que su
funcionamiento sea continuo y confiable el motor se apoya en otros subsistemas como son el sistema de
refrigeración el cual ayuda a disminuir las altas temperaturas que se generan por la explosión en la
cámara de combustión; otro sistema de apoyo que compone el motor se llama sistema de lubricación, el
cual ayuda a evitar contactos entre todas las partes móviles que lo componen aumentando la vida útil de
los componentes. El sistema eléctrico, muy utilizado en los motores a gasolina debido a que se encarga
de generar la energía para crear la chispa que desencadena la liberación de la energía química, y que por
lo general permite la iniciación de los ciclos de generación de energía (arranque); los sistemas
mencionados son los sistemas externos del cuerpo principal del motor, los sistemas dentro del cuerpo
principal son el sistema distribución que es el encargado de transmitir el movimiento del cigüeñal(parte
móvil que convierte la energía química en un movimiento rotatorio) al eje levas (elemento de
sincronización de las partes internas del motor) y por último el sistema de pistón-biela-manivela que se
encarga de darle el movimiento al cigüeñal.
Toda esta interacción entre los sistemas y la reacción química del combustible permiten el
funcionamiento de un motor en donde se tiene como entrada una energía química que se transforma en
energía mecánica; los motores tienen una amplia utilización en automóviles, generadores de energía y
en compresores, en general los motores de combustión interna tienen un amplio rango de acción para
su utilización.
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Subsistema de lubricación
Este subsistema crea una película microscópica entre todas las superficies móviles del motor evitando de
esta manera la fricción de metal con metal que genera altas temperaturas y degradación de los materiales
, contribuyendo con la refrigeración de las partes en contacto,. En algunos motores se tiene un
subsistema de refrigeración del aceite que hace más eficiente la disminución de temperatura dentro del
cuerpo principal del motor a través de un intercambiador de calor, que permite el contacto continuo con
partes o aceite del mismo sistema que están a más bajas temperaturas.
El subsistema de lubricación consta básicamente de una bomba de aceite o bomba de circulación, un
regulador de presión, un filtro, un radiador o intercambiador de calor y unos ductos internos y externos
por donde circula el aceite. La bomba de aceite, la cual está formada por engranajes, toma el aceite del
depósito llamado comúnmente cárter y lo envía por intermedio de los conductos a un filtro que se
encuentra en la parte externa del motor, luego por el intercambiador de calor, cuya función es extraer el
calor que ha absorbido el aceite de las piezas que se encuentran expuestas a altas temperaturas y
retornar al cárter para reiniciar su ciclo y mantener el motor de dentro de los parámetros normales de
funcionamiento.
Dentro de este subsistema de lubricación hay métodos para poder determinar si está funcionando
adecuadamente, uno es el sistema mecánico llamado varilla de medición de aceite la cual se encuentra la
parte externa del motor; por medio de ella podemos medir el volumen de aceite que se encuentran entre
el cárter. Para poder realizar esta prueba debemos ubicar el vehículo sobre una parte plana dejando
reposar el vehículo aproximadamente unos cinco minutos para que el aceite que se encuentra en la parte
superior del motor se desplace hacia el cárter; después de esto se puede medir con la varilla del aceite
si hay pérdidas se puede en primera instancia identificar un consumo excesivo de aceite o una fuga por
algún componente del sistema; otro instrumento llamado manómetro, permite ver la presión de aceite
que se encuentra dentro del sistema e identifica si la presión esta dentro de tolerancias permitidas lo cual
puede ayudar a evitar daños severos al motor. Por lo general en las cabinas de los vehículos o tableros
de control de las maquinas se puede tener un reloj indicador de temperatura del sistema de lubricación
que actúa como sistema de aviso y prevención de daños mayores dentro del motor..
Este sistema puede tener diferentes fallas, la primera es la pérdida de aceite por los retenedores o por
consumo excesivos. Una segunda falla es la degradación del aceite por las altas temperaturas. La caída
de presión debido al bajo nivel de aceite o avería en la bomba de lubricación, daño en el regulador de
presión de aceite lo cual hace que la presión del aceite se disminuya y por último el huelgo (juego)
excesivo entre las partes móviles del motor.
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Subsistema de combustible
El subsistema de combustible es aquel que provisiona y regula la cantidad de combustible al subsistema
de inyección o carburador del motor. Este subsistema es de vital importancia puesto que se encarga de
llevar el combustible de los tanques de almacenamiento hasta la bomba de inyección, para el caso de
motores diesel y de gasolina con inyección.
Funciona mediante una bomba ubicada en la parte interior del depósito de combustible para motores a
gasolina o en la parte exterior del motor para motores diesel, el combustible es regulado y pasado por un
filtro el cual se encarga retener gran parte de las partículas sólidas que se encuentran en el depósito y en
el combustible propiamente dicho..
La bomba es de tipo centrífuga de engranes en motores diesel o tipo eléctrica en motores a gasolina.
Posee también un regulador de presión, inyectores y los conductos por los que pasa el combustible hacia
el subsistema de inyección, este último funciona adecuadamente si el suministro de combustible se
realiza de forma limpia sin interrupciones de presión la cual se puede verificar adecuadamente en el
tablero de mandos con el manómetro de presión.
Para mantener las condiciones de ese subsistema de combustible es necesario mantener siempre un
nivel adecuado en el depósito de combustible evitando que se vacíe completamente contaminando de
impurezas el sistema. De gran importancia se constituye el realizar el cambio de aceite y del filtro
periódicamente de acuerdo con las normas técnicas del fabricante.
Las fallas del subsistema se pueden detectar fácilmente, una de ellas por ejemplo se puede apreciar a
través de la observación de los manómetros de presión de combustible, también de manera visual en los
tanques por la ausencia de combustible. Si este subsistema falla una de las principales causas puede ser
que el filtro se encuentra obstruido o que haya fugas por las uniones o conductos o por avería en la
bomba.
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Subsistema de descarga
Este subsistema es aquel que conduce todos los gases resultantes de la combustión hacia el exterior, es
de gran importancia pues una falla puede conducir a perdidas de potencia , inoperancia del sistema, altos
consumos de combustible y una elevación en los niveles de contaminación Ambiental. Esta compuesto
por el múltiple de escape, conductos, un catalizador, un silenciador e instalaciones de sensores. Los
gases que se producen de la combustión son expulsados por el pistón cuando está realizando la carrera
ascendente, estos gases salen por las válvulas de escape y pasan a través de todos los conductos hacia
el catalizador el cual se encarga a través de procesos físico químicos de minimizar los gases tóxicos que
van hacia el medio ambiente, posteriormente estos gases son conducidos al silenciador en donde se
reducen los niveles de ruido producidos por las explosiones de la combustión interna. La calidad del
combustible juega un papel muy importante en el subsistema de descarga debido a que si es un
combustible de mala calidad puede averiar de forma significativa el catalizador, así mismo afectar otros
componentes del motor.
Las fallas más comunes encontradas dentro del subsistema es el taponamiento de los conductos debidos
a las partículas carbonosas que se generan por una mala combustión, esto hace que se genere una
pérdida de potencia. Otra falla común es la rotura de uno de los sensores que se encuentra en la parte
externa del subsistema de escape lo cual hace que haya malas mediciones por parte del computador del
vehículo y se genere de hecho una pérdida de potencia del motor.
Uno de los mantenimientos que se debe tener en cuenta en el subsistema de descarga es la limpieza de
los conductos para extraer todos los depósitos de carbón, el reemplazo de los componentes como el
catalizador en caso tal de que se encuentre averiado o el reemplazo de los sensores que se encuentran
en mal estado.
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Subsistema de enfriamiento (Refrigeración)
Este subsistema se encarga de extraer todo el calor excesivo generado dentro del motor, es de suma
importancia debido a que si fallara puede poner en gran riesgo la vida útil o la integridad del motor, su
función es la de mantener el motor a una temperatura constante según condiciones específicas del
fabricante debido a que si la temperatura del motor estuviera por encima o por debajo del especificada
por el fabricante se generarán fallas y por lo tanto el mal funcionamiento del mismo. Este subsistema se
encuentra conformado por una bomba de circulación o bomba de agua, líquido refrigerante que por lo
general es agua o un producto químico que se encarga de cambiar ciertas condiciones químicas del
agua, uno o más termostatos, un intercambiador de calor llamado radiador, un ventilador, conductos
rígidos y mangueras.
La bomba de agua se encarga de tomar el líquido refrigerante que se encuentra en el radiador el cual
repone su nivel con un depósito de líquido refrigerante auxiliar que se encuentra la parte superior del
motor, este líquido refrigerante es impulsado hacia el interior del motor el cual se encarga de extraer
energía calórica de todas las piezas mecánicas que se encuentran expuestas a altas temperaturas, luego
el refrigerante es conducido a través del múltiple de admisión, camisas, culatas, intercambiador de calor
de aceite y posteriormente se dirige a través de uno o varios termostatos que ejercen una función de
regulación de temperatura, importante para el correcto funcionamiento del motor, regresando por último al
radiador, donde se enfría al circular por un diseño especial de los conductos que adicionalmente están
construidos de un material especial que permite la rápida disipación de calor, por lo general el intercambio
de calor se lleva a cabo con el aire que circula a través del l radiador el cual es forzado por un ventilador
a circular por los conductos.
Para poder verificar si el subsistema funciona de manera apropiada, los motores están dotados de varios
termómetros que indican en cualquier momento el nivel de temperatura del líquido refrigerante, si hay
temperaturas anormales se pueden presentar dos cosas una de ellas es que hay fallas en el subsistema
de refrigeración tales como falta del líquido refrigerante o una falla mecánica del motor.
Es necesario medir periódicamente el nivel de líquido refrigerante, revisar el funcionamiento óptimo delos
termostatos e, inspeccionar el radiador el cual debe estar libre de impurezas y sus conductos internos no
deben de estar obstruidos, también se debe revisar la parte externa del radiador para observar que no
haya obstrucción con ningún elemento que impida el tránsito del aire a través de los conductos y por
último revisar que la bomba tenga el caudal adecuado y que esté funcionando adecuadamente, además
se deben revisar las mangueras y las conexiones las cuales deben de estar en perfecto estado y no
mostrar fugas.
Las fallas se pueden detectar fácilmente revisando los indicadores de temperatura que se encuentran en
tablero del control de mandos, prestando atención a cualquier incremento anormal que se pueda
presentar de temperatura, por tal motivo es aconsejable instalar alarmas o protectores que nos permitan
identificar de manera instantánea cuando hay un incremento de temperatura fuera de lo normal.
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Embrague
La función del subsistema embrague es tomar el movimiento del volante del motor y transmitirlo a un eje
por intermedio unos discos y platos giratorios, estos discos encuentran fabricados de una fibra especial y
metal los cuales pueden ser intercambiables.
Este subsistema se basa fundamentalmente en la acción de freno o embrague que generan los discos en
movimiento sobre los platos fijos y deslizantes cuando éstos se juntan entre sí por medio un mecanismo
de palancas y resortes que mantienen una presión adecuada evitando que los discos se deslicen y
finalmente transmitan el movimiento al eje de salida de la caja de cambios, la transmisión de potencia se
realiza de forma uniforme y su accionamiento a través de la palancas se realiza de forma suave. Para que
este subsistema funcione correctamente hay que mantener una distancia adecuada entre los discos para
que a su vez los resortes tengan la tensión de separación adecuada a la fuerza que se ejerce por el
accionamiento de las palancas.
Las fallas más comunes en este subsistema se producen por el desgaste que sufren los discos, los
cuales están fabricados de una fibra especial metálica, como consecuencia del acople y desacople a que
esta sometido el sistema por parte del operador del vehiculo, lo cual hace que los discos se resbalen y
flexionen aumentando de esta manera su desgaste. También se puede presentar una falla en los
rodamientos del sistema por falta de lubricación.
Las reparaciones que se pueden dar a este subsistema van desde un simple ajuste a una tuerca que
permite accionar el embrague hasta el cambio total de los discos, prensa y rodamientos.
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Caja de velocidades
La caja de velocidades es el dispositivo encargado de acoplar el motor con el subsistema de transmisión
con diferentes relaciones de engranes o engranajes de forma tal que a una misma velocidad de giro del
cigüeñal se pueda convertir en diferentes velocidades de giro de las ruedas.
A medida que la velocidad de las ruedas es mayor, la fuerza disminuye, suponiendo que el motor este en
una potencia constante, por tal motivo la caja de velocidades permite que se mantenga la velocidad de
giro del motor a una potencia y par más adecuados con base en la velocidad que se requiera mantener el
vehículo.
Una de las misiones de este elemento es reducir la velocidades del motor e invertir el sentido de giro de
las ruedas teniendo una marcha hacia adelante o una marcha hacia atrás de acuerdo a las necesidades
que se tenga, la caja de velocidades recibe el movimiento a través del embrague y ésta se encarga de
transmitir el movimiento al subsistema diferencial.
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Subsistema de encendido
Este subsistema se encarga de dar inicio al funcionamiento del motor utilizando energía eléctrica
acumulada en la batería, bien para mover las piezas en un motor diesel y generar la suficiente presión en
las cámaras de combustión y producir autoencendido del combustible o bien para además del movimiento
inicial de las piezas, generar una chispa eléctrica que produzca la explosión del combustible dentro de
las cámaras de combustión en un motor a gasolina.
En motores a gasolina la principal función de este subsistema es convertir la energía eléctrica de baja
tensión en alta tensión por intermedio de una bobina y llevarla a través de los cilindros del motor por
medio de un distribuidor. Está compuesto básicamente por un generador de corriente llamado alternador,
un acumulador llamado batería, una bobina, un condensador, un distribuidor y bujías.
Las fallas más comunes de este subsistema son la avería de las bujías lo cual se manifiesta en una falla
constante del motor el cual no mantiene su velocidad de giro constante sino que es irregular, se basa en
presentar aislamientos o discontinuidades eléctricas en los cables que conduce la energía de alta tensión
del distribuidor a la bujía, se puede presentar un aislamiento de la escobilla presenten el distribuidor lo
cual evita la salida de corriente a las bujías, la reparación de este subsistema se limita al cambio de
elementos que lo componen los cuales no son reparables ni reutilizables.
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Sistema y subsistemas de dirección
El sistema dirección es aquel mecanismo que permite orientar las ruedas delanteras (y en algunos
vehículos modernos también las traseras) para que el vehículo tome la trayectoria deseada por el
conductor. Para disminuir el esfuerzo necesario para orientar las ruedas y por lo tanto el vehículo en
conjunto existe un sistema llamado serbo mecanismo de asistencia.
El sistema de frenos y el sistema dirección son sistemas importantes en un vehículo puesto que
proporcionan seguridad y maniobrabilidad a los tripulantes. Estos sistemas deben de tener una serie de
características que proporcionen al operador la comodidad y seguridad en la conducción; la seguridad
depende en gran parte de la confiabilidad del mecanismo y de la calidad de los materiales empleados
para la fabricación de las piezas, mientras que la suavidad se consigue con un montaje preciso, una
desmultiplicación adecuada y un perfecto engrase, y en medio de la seguridad y la suavidad se encuentra
la precisión, la cual se consigue haciendo que la dirección no sea ni muy suave ni muy dura, la falta de
precisión se debe a diferentes causas tales como el excesivo juego en los mecanismos de la dirección, el
alabeo de la ruedas, desgaste irregular de las llantas, des balanceo de las ruedas y por último una
presión inadecuada en las llantas.