solucionario de motores de combustion

 Motores

 Motores

Antonio Salinas Villar

Antonio Salinas Villar

CAPÍTULO 1: EL MOTOR TÉRMICO DE

CAPÍTULO 1: EL MOTOR TÉRMICO DE COMBUSTIÓN INTERNA.

COMBUSTIÓN INTERNA.

1.1. Solución: 1.1. Solución:

El motor térmico es una máquina compuesta por diversos elementos mecánicos, El motor térmico es una máquina compuesta por diversos elementos mecánicos, unos fijos y otros móviles, que está diseñada para transformar la energía química unos fijos y otros móviles, que está diseñada para transformar la energía química qu

que e poposesee e un un dedetetermrmininadado o flfluiuido do en en enenerergígía a mmececánánicica a o o momovivimimienentoto. . LaLa transformación se realiza mediante la conversión inicial de la energía química en transformación se realiza mediante la conversión inicial de la energía química en calor, y posteriormente de este en traajo, por lo que es necesario un proceso de calor, y posteriormente de este en traajo, por lo que es necesario un proceso de comustión.

comustión.

1.2. Solución: 1.2. Solución:

Rendimiento:

Rendimiento: El motor dee otener del comustile la mayor cantidad de energía El motor dee otener del comustile la mayor cantidad de energía

 posile, o lo que

 posile, o lo que es lo mismo, ofreces lo mismo, ofrecer la potencia requeer la potencia requerida con el mínimo crida con el mínimo consumo.onsumo.

Mínima contaminación:

Mínima contaminación: El motor !a de cumplir en todo momento, y en cualquier  El motor !a de cumplir en todo momento, y en cualquier 

circunstancia, con la normativa medioamiental del país donde se comercializa el circunstancia, con la normativa medioamiental del país donde se comercializa el ve!ículo.

ve!ículo.

Fiabilidad:

Fiabilidad: Los motores deen ser capaces de funcionar con asoluta seguridad Los motores deen ser capaces de funcionar con asoluta seguridad

durante su vida "til

durante su vida "til y en cualquier circunstancia de funcionamiento.y en cualquier circunstancia de funcionamiento.

Economía:

Economía: #een poder faricarse con el menor coste posile, tener poco peso y el #een poder faricarse con el menor coste posile, tener poco peso y el

menor volumen posile. menor volumen posile.

Agrado de tili!ación:

Agrado de tili!ación: $u funcionamiento dee ser suave y silencioso, además de $u funcionamiento dee ser suave y silencioso, además de

tener una total ausencia de viraciones y responder a las e%igencias del conductor en tener una total ausencia de viraciones y responder a las e%igencias del conductor en cuanto a prestaciones como

cuanto a prestaciones como la aceleración, velocidad, elasticidad, etc.la aceleración, velocidad, elasticidad, etc.

Adecación al "e#íclo:

Adecación al "e#íclo: El motor dee adecuarse a las características del ve!ículo El motor dee adecuarse a las características del ve!ículo

en aspectos como la potencia, el consumo, el tipo de comustile, complejidad y en aspectos como la potencia, el consumo, el tipo de comustile, complejidad y coste del mantenimiento.

coste del mantenimiento.

1.3. Solución: 1.3. Solución:

$e emplean !aitualmente los motores alternativos con encendido provocado &'tto( $e emplean !aitualmente los motores alternativos con encendido provocado &'tto( o por comprensión &#iesel( de dos o cuatro tiempos, siendo este el tipo !aitual. o por comprensión &#iesel( de dos o cuatro tiempos, siendo este el tipo !aitual. )

)aammiéién n se se ememplplea ea de de foformrma a miminonoritritararia ia el el momototor r **aan+n+elel, , quque e es es de de titipopo volumétrico y rotativo.

volumétrico y rotativo.

1.4. Solución: 1.4. Solución:

•• Lugar donde se realiza la comustiónLugar donde se realiza la comustión •• ovimiento del fluido.ovimiento del fluido.

•• ovimiento de los elementos del motor ovimiento de los elementos del motor  •• )ipo de comustile y tipo )ipo de comustile y tipo de encendido.de encendido.

•• Lugar donde se realiza la inLugar donde se realiza la inyección del comustile.yección del comustile. •• -or el modo de -or el modo de traajar.traajar.

 / 0)E$1-2324045'  / 0)E$1-2324045'

•• -or la disposición de los -or la disposición de los cilindros.cilindros.

1.5. Solución: 1.5. Solución:

2l

2lteternrnatativivos os y y rorotatatitivovos. s. En En amamoos, s, lolos s elelememenentotos s mómóvivileles s gegeneneraran n en en susu movimiento vol"menes variales entre uno má%imo y otro mínimo. Los primeros se movimiento vol"menes variales entre uno má%imo y otro mínimo. Los primeros se emplean mayoritariamente

emplean mayoritariamente

1.6. Solución: 1.6. Solución:

otores de e%plosión &'tto( con sistema de encendido e%terno y motores #iesel, de otores de e%plosión &'tto( con sistema de encendido e%terno y motores #iesel, de encendido por compresión.

encendido por compresión.

1.7. Solución: 1.7. Solución:

El pistón, accionado por la fuerza que ejercen sore él los gases resultantes de la El pistón, accionado por la fuerza que ejercen sore él los gases resultantes de la comustión, act"a como elemento de cierre móvil de un cilindro, por el que se comustión, act"a como elemento de cierre móvil de un cilindro, por el que se desplaza con movimiento alternativo. Este movimiento se transmite mediante una desplaza con movimiento alternativo. Este movimiento se transmite mediante una  iela

 iela al al cig6eñal, cig6eñal, donde donde se se transforma transforma en en movimiento movimiento circular circular deido deido a a su su formaforma acodada.

acodada.

1.8. Solución: 1.8. Solución:

•• $istema de alimentación y de encendido.$istema de alimentación y de encendido. •• 7ircuito de admisión.7ircuito de admisión.

•• 7ircuito de escape.7ircuito de escape. •• $istema de distriución.$istema de distriución. •• $istema de luricación.$istema de luricación. •• $istema de refrigeración.$istema de refrigeración.

1.9. Solución: 1.9. Solución:

2ccionar las válvulas a través de las cuales circulan los gases y los gases de escape. 2ccionar las válvulas a través de las cuales circulan los gases y los gases de escape. Los movimientos de las válvulas !an de estar sincronizados con el movimiento del Los movimientos de las válvulas !an de estar sincronizados con el movimiento del  pistón para aseg

 pistón para asegurar el mejor llenado purar el mejor llenado posile de la cámosile de la cámara de comuara de comustión.stión.

1.10. Solución: 1.10. Solución:

2segurar que las superficies de deslizamiento estén perfectamente luricadas para 2segurar que las superficies de deslizamiento estén perfectamente luricadas para minimizar el rozamiento, evacuar calor de los órganos internos del motor, arrastrar  minimizar el rozamiento, evacuar calor de los órganos internos del motor, arrastrar   partículas de sucie

 partículas de suciedad y simultáneadad y simultáneamente, garantizar la estamente, garantizar la estanqueidad entre los aronqueidad entre los aros ys y el cilindro.

el cilindro.

1.11. Solución: 1.11. Solución:

8loque motor. 7ulata. )ren alternativo9 pistón, iela y cig6eñal. :olante de inercia. 8loque motor. 7ulata. )ren alternativo9 pistón, iela y cig6eñal. :olante de inercia. )apa de culata y cárter de aceite.

)apa de culata y cárter de aceite.

1.12. Solución: 1.12. Solución:

La fijación ;

La fijación ; pendular  pendular < del motor presenta como ventaja la menor transmisión de< del motor presenta como ventaja la menor transmisión de

viraciones a la carrocería. viraciones a la carrocería.

= / 0)E$1-2324045' = / 0)E$1-2324045'

1.13. Solución: 1.13. Solución:

La unión entre el motor y sus soportes se estalece mediante la interposición de La unión entre el motor y sus soportes se estalece mediante la interposición de unos elementos de cauc!o denominados casquillos goma1metal, que tienen como unos elementos de cauc!o denominados casquillos goma1metal, que tienen como misión la de filtrar las viraciones de una determinada frecuencia, por lo que sus misión la de filtrar las viraciones de una determinada frecuencia, por lo que sus características son propias para

características son propias para cada motor.cada motor.

1.14. Solución: 1.14. Solución:

#esmontar los elementos que impiden el

#esmontar los elementos que impiden el acceso al motor, tanto por la acceso al motor, tanto por la parte superior parte superior  como inferior, que en general consisten en tapas y protecciones que encapsulan al como inferior, que en general consisten en tapas y protecciones que encapsulan al motor.

motor. #e

#escscononecectatar r tutuoos s y y cacalles es quque e coconenectcten en el el momototor r a a elelememenentotos s fifijajadodos s a a lala carrocería. En primer lugar la atería y sus cales, y a continuación elementos carrocería. En primer lugar la atería y sus cales, y a continuación elementos  propios

 propios del del circuito circuito de de admisión. admisión. $e $e dee dee continuarcontinuar, , si si es es el el caso, caso, por por loslos mecanismos de mando del camio, del acelerador y

mecanismos de mando del camio, del acelerador y del emrague.del emrague.

:aciar el circuito de refrigeración y desconectar los manguitos del radiador, los :aciar el circuito de refrigeración y desconectar los manguitos del radiador, los tu

tuoos s de de cocommusustitille e y y lolos s cocorrrresespopondndieientntes es a a la la didirereccccióión n asasisistitida da y y aiairere acondicionado.

acondicionado.

#escone%ión de los elementos mecánicos como el colector de escape y los palieres, #escone%ión de los elementos mecánicos como el colector de escape y los palieres,  para acaar finalm

 para acaar finalmente con los sopoente con los soportes del motorrtes del motor..

•• ...q.que ue se se adadapaptatan n memeoor r quque e ototroros s momototoreres s a a opoperaerar r en en cacar!r!as as paparcrciaialeles s " " a a susu ra#ona$le rendimiento.

ra#ona$le rendimiento.

•• ...que %acen re&erencia a aspectos como la emisión de productos tó'icos( el ruido( el ...que %acen re&erencia a aspectos como la emisión de productos tó'icos( el ruido( el  reciclado( etc. " estos aspectos inciden directamente en la &orma de &uncionar del  reciclado( etc. " estos aspectos inciden directamente en la &orma de &uncionar del  motor(

motor( los materiales los materiales empleados( el rendimiento( etc.empleados( el rendimiento( etc.

•• ...de$ido a su dise)o *estanqueidad del cilindro+ es di&,cil ...de$ido a su dise)o *estanqueidad del cilindro+ es di&,cil cumplir con las normas cumplir con las normas so$reso$re emisión de productos contaminantes.

emisión de productos contaminantes.

•• ...que que el el motmotor or &un&unciocione ne de de manmanera era suasua-e -e " " silesilencinciosaosa( ( adeadems ms de de no no prpreseesentantar r  -i$raciones " responder a las e'i!encias del conductor en cuanto a prestaciones como -i$raciones " responder a las e'i!encias del conductor en cuanto a prestaciones como la aceleración( -elocidad( elasticidad( etc.

la aceleración( -elocidad( elasticidad( etc.

•• /representa( unto con sus circuitos au'iliares( un -olumen " un peso su&icientemente/representa( unto con sus circuitos au'iliares( un -olumen " un peso su&icientemente importantes como para a&ectar a su dinmica.

importantes como para a&ectar a su dinmica.

•• ...permite un !ran a%orro de espacio( &a-orece la re&ri!eración( la transmisión del ...permite un !ran a%orro de espacio( &a-orece la re&ri!eración( la transmisión del  mo-imiento a las ruedas delanteras " cola$ora como protección de los ocupantes en mo-imiento a las ruedas delanteras " cola$ora como protección de los ocupantes en caso de colisión &rontal.

caso de colisión &rontal.

•• ...un incremento en la transmisión de -i$raciones a la carrocer,a *ma"or ruido+( ma"or ...un incremento en la transmisión de -i$raciones a la carrocer,a *ma"or ruido+( ma"or  $asculación del motor( tensiones mecnicas en componentes que unen el motor con la $asculación del motor( tensiones mecnicas en componentes que unen el motor con la carrocer,a( etc.

carrocer,a( etc.

> / 0)E$1-2324045' > / 0)E$1-2324045'

CAPÍTULO 2: MOTORES OTTO Y DIÉSEL.

2.1. Solución:

Es una serie de procesos cíclicos en los que la temperatura varía entre dos valores, tiene lugar en una máquina y el ojetivo es la otención de traajo.

2.2. Solución: .

En el ciclo teórico, el ciclo se realiza mediante cuatro fases denominadas admisión, compresión, e%plosión y escape. En cada una de ellas el cilindro realiza un desplazamiento o carrera, mientras que el cig6eñal realiza dos giros completos y el árol de levas la mitad. La sincronización entre el cig6eñal y el árol de levas asegura el correcto accionamiento de las válvulas en el momento oportuno.

2.3. Solución:

#urante la admisión, la válvula de admisión está aierta y la válvula de escape está cerrada.

En las fases de compresión y de comustión, amas válvulas están cerradas.

En la fase de escape, la válvula de escape está aierta, mientras que la de admisión  permanece cerrada.

2.4. Solución:

En el ciclo de traajo teórico, las válvulas se cierran y se aren coincidiendo con la  posición del pistón en los puntos muertos superior e inferior, al igual que el salto de

la c!ispa o el momento de inyección del comustile, seg"n el tipo de ciclo.

En el ciclo práctico, se aplican correcciones como el adelanto de la apertura de las válvulas y el retraso en el momento del cierre con respecto a la posición del pistón. El momento en que salta la c!ispa tamién varía en función de diversas variales como las revoluciones, la carga, etc. Las modificaciones son deidas causas como las pérdidas de calor a través de las paredes, el tiempo que dura la comustión, o la inercia del aire y del comustile que forman la mezcla

2.5. Solución:

Admisión$ com%resión$ combstión&e'%ansión ( esca%e. En el primer tiempo el

 pistón desciende provocando la aspiración del aire a través de la válvula de admisión sin estrangulación en el colector y llenando el cilindro. #urante la compresión se comprime el aire de forma que su se genera un aumento de la presión y en consecuencia de la temperatura, cuyo valor supera el punto de inflamación del comustile. 2l final de la compresión, en el -$, se inyecta el comustile con una elevada presión, que al entrar en contacto con el aire se vaporiza y simultáneamente se produce su inflamación o autoencendido. La comustión  provoca la e%pansión de los gases, que ejercen una presión sore la caeza del

 pistón y fuerzan su desplazamiento. En el tiempo de escape el desplazamiento del  pistón desaloja los gases quemados del cilindro !acia el e%terior.

2.6. Solución:

$e denomina así al tiempo que transcurre desde el instante en que se inicia la inyección !asta que se produce el inicio de la comustión, y que apro%imadamente es de @ms.

2.7. Solución:

$e denomina así a la inflamación de la mezcla sin aportación de energía por salto de c!ispa, y que se produce por el ascenso de temperatura que conlleva una elevada  presión. 7omo se produce en un momento inadecuado, por ejemplo con el pistón

ascendiendo, puede producir graves daños en los órganos del motor.

2.8. Solución:

Es la resistencia a la detonación que presenta el comustile y está definido por su octanaje.

2.9. Solución:

Ana de las más importantes es su peso específico, cercano a B,C>B gr.Dlitro &a @? 7(, algo mayor que el de la gasolina. En los motores #iesel se deen utilizar  comustiles que favorezcan el inicio de la comustión de forma que el retardo de la misma sea lo menor posile. Esta característica la define el n"mero de cetano, que deería ser siempre superior a >?. 'tras características del comustile son la viscosidad, cuyo valor oscila entre  y > centi$to+es &a >B7(, y que influye en el grado de pulverización, y los puntos de opacidad y el punto de fluidez.

2.10. Solución:

Las válvulas de admisión y de escape se aren y cierran con un cierto adelanto o retraso respecto a los -$ y -0 que produce un solape en sus aperturas que se denomina cruce de válvulas.

2.11. Solución:

El comustile se inflama al contacto con el aire y da lugar el comienzo del proceso de comustión que se realiza en varias fases. #esde el instante en que se inicia la inyección !asta que se produce el inicio de la comustión, transcurre un tiempo apro%imado de @ms, denominado retardo de la comustión. 0nicialmente se quema de forma rápida una parte del comustile con una lieración importante de energía, y en una fase posterior lo !ace el resto de comustile, pero muc!o más lentamente.

2.12. Solución:

7ada gramo de gasolina !a de mezclarse con @>,F gramos de aire, está proporción se denomina mezcla estequiométrica. La mezcla !a de ser ligeramente rica para  proporcionar la má%ima potencia y ligeramente pore para minimizar el consumo. 2demás de la proporción adecuada, la gasolina dee estar perfectamente emulsionada y la mezcla ser !omogénea.

2.13. Solución:

Los factores más importantes de los que depende el momento en que salta la c!ispa son9 las revoluciones a las que gira el motor, la carga del mismo o cantidad de mezcla que se !a de quemar, la temperatura en la cámara de compresión, la calidad de la mezcla o como circula esta en la cámara de compresión.

2.14. Solución:

El comustile se inyecta directamente en la cámara de comustión. La inyección se  produce a una elevada presión y en un momento que depende de las condiciones de

funcionamiento del motor.

• ...el aire si!ue llenando la cmara de com$ustión de$ido a la inercia. sta situación se mantiene mientras que la presión antes de la -l-ula sea superior a la e'istente en la cmara.

• ...la presión e'istente en la cmara de com$ustión "a no es til para empuar al pistón  pero su&iciente como para pro-ocar la salida al e'terior.

• /en el tiempo que dura la e'plosión( el pistón %a reali#ado una parte importante de su recorrido. l ma"or -olumen de la cmara en ese momento impide presiones ele-adas(  " sin estas( la trans&ormación de calor en tra$ao es menor que la posi$le.

• ...una parte del com$usti$le que lle!a a la cmara de com$ustión se pierde por la lum$rera de escape durante el proceso de llenado " %asta que el pistón produce su cierre.

• ....es la &orma de compensar la menor -elocidad del aire en el conducto de admisión cuando el motor &unciona en $aa car!a. sto es de$ido a que dispone de mariposa de  !ases.

• ...transcurre un tiempo desde dic%o momento %asta que se produce el inicio de la com$ustión del com$usti$le.

• ...necesitan tra$aar con un e'ceso de aire del 50( de &orma que se ase!ura la completa com$ustión del !asoil en cualquier circunstancia.

• ...que en el primero depende de la cantidad de com$usti$le que se in"ecta( mientras que en el se!undo se dosi&ica la cantidad de me#cla que lle!a a la cmara de com$ustión.

• ...permite un ma"or !rado de pul-eri#ación del com$usti$le " por lo tanto una ma"or   super&icie de contacto del mismo con el aire.

CAPÍTULO 3: MOTORES POLICILÍNDRICOS.

3.1. Solución:

An motor policilíndrico es el que está formado por al menos dos cilindros situados en uno o dos loques unidos entre sí, y en el que sus correspondientes pistones y  ielas están conectados a su vez a un "nico cig6eñal.

3.2. Solución:

La disposición policilíndrica permite que varios pistones, adecuadamente dispuestos y sincronizados, aporten suavidad de marc!a, diminuyan o desaparezcan los tiempos muertos y se minimicen los desequilirios dinámicos. El menor tamaño de los elementos móviles del motor aportan una menor inercia, y en consecuencia es  posile una mayor velocidad de giro, lo que proporciona más potencia al motor y un

mejor reparto de cargas con respecto al cig6eñal.

3.3. Solución:

Los motores tienen una mayor complejidad mecánica y en consecuencia tienen un mayor coste de faricación y de mantenimiento. An mayor n"mero de cilindros  presenta una mayor superficie de contacto, y por lo tanto, un mayor rozamiento, que

a su vez requerirá sistemas de luricación y de refrigeración más eficaces.

3.4. Solución:

Los motores con cilindros en línea son más simples y de construcción más económica. 7on cuatro cilindros todavía es posile su colocación transversal, lo que  proporciona un a!orro notale de espacio en el !ueco motor. Esto permite

!aitáculos más espaciosos, o simplemente, ve!ículos de menor longitud.

3.5. Solución:

El valor del ángulo entre las muñequillas se calcula dividiendo FB por el n"mero de cilindros para los motores de cuatro tiempos, y =GB por el n"mero de cilindros,  para los motores de dos tiempos. La cifra de los grados se otiene de multiplicar 

@CB por el n"mero de tiempos del ciclo de traajo.

3.6. Solución:

Es la relación numérica entre el par má%imo y el par medio durante un ciclo de traajo. El valor para un motor de cuatro cilindros en línea es de ,H?.

Es la relación entre el par má%imo que genera un motor y el valor de su par medio. $u valor numérico se denomina indice de irregularidad y es propio para cada tipo de configuración. -ara motores de un cilindro es de @B,=, con cuatro cilindros de ,H?, con seis cilindros de @,G? y para un motor de oc!o cilindros de @,>H.

3.7. Solución:

La forma de identificar a los cilindros está normalizada y se realiza mediante un n"mero que se relaciona con su posición en el loque. Los cilindros se empiezan a enumerar por el lado opuesto al que se cede la energía, es decir en el lado opuesto al volante motor. En el caso de los motores en : se respeta la misma regla para amos  loques, pero comenzando por el loque situado a la izquierda seg"n el sentido de

giro del motor.

3.8. Solución:

Es el orden en que se producen las e%plosiones1comustiones en los cilindros. $e elige la más adecuada para cada tipo de motor en función de diferentes criterios. Entre ellos se tienen en cuenta evitar que no se acumulen tensiones torsionales en el cig6eñal, que los esfuerzos del cig6eñal deen repartirse de la forma más uniforme  posile entre sus apoyos o que la sucesión de los tiempos no provoque interferencias

en los conductos de aspiración o de escape.

3.9. Solución:

Estos motores tienen los cilindros dispuestos en dos loques unidos por la ase con una inclinación entre amos de GB o HB usualmente, aunque tamién e%isten de @B. El más favorale es el primero.

3.10. Solución:

En los motores con cinco cilindros en línea las muñequillas del cig6eñal están desfasadas F y se produce una comustión cada @>>, siendo su orden de encendido !aitual es @11>1?1= &otro posile es @1=1?1>1(.

3.11. Solución:

En los motores en :, el ángulo que forman los cilindros y el ángulo de desfase entre las muñequillas del cig6eñal o ien son iguales, o ien el primero es un m"ltiplo del segundo.

3.12. Solución:

@1=1>1

3.13. Solución:

)ienen como principal característica que sus cilindros tienen un ángulo de inclinación entre ellos de @?, lo que permite su uicación en un solo loque y compartir una sola culata, al igual que ocurre en los motores con los cilindros en línea

3.14. Solución:

Estos motores se otienen de la unión de dos motores :3 con cuatro, cinco o seis cilindros, formando un ángulo de F, de forma que se otienen motores *C, *@B, *@ e incluso *@G. 7on este tipo de motor se consiguen unas elevadas prestaciones con un tamaño muy compacto y un refinado funcionamiento.

3.15. Solución:

$e produce una comustión cada @>>.

• ...los elementos mó-iles del motor tienen al tener una menos inercia por su menor peso(  permite una ma"or -elocidad de !iro( lo que proporciona ms potencia al motor " un

meor reparto de car!as con respecto al ci!e)al.

• /en consecuencia se presenta una ma"or super&icie de contacto( " por lo tanto( se  produce un ma"or ro#amiento.

• /que la disposición de los pistones permite que desapare#can o diminu"an o los tiempos muertos " se minimicen los desequili$rios dinmicos( adems de que el  ci!e)al tra$aa en meores condiciones( puesto que reci$e un ma"or nmero de impulsos pero de menor intensidad " meor repartidos.

• ...se puede e-itar la acumulación de tensiones torsionales en el ci!e)al con ms de un orden( de &orma que los es&uer#os del ci!e)al se repartan de la &orma ms uni&orme  posi$le entre sus apo"os o que la sucesión de los tiempos no pro-oque inter&erencias en

los conductos de aspiración o de escape

• ...la disposición %ori#ontal de los cilindros opuestos permite un tra$ao equili$rado del  motor( " por lo tanto un &uncionamiento li$re de -i$raciones " una respuesta del motor  rpida.

• ...su e'cesi-a lon!itud o$li!a a que su colocación sea lon!itudinal. na lon!itud   !rande del ci!e)al tam$in le o$li!a a soportar es&uer#os de torsión ma"ores.

• ...sus cilindros estn situados en un nico $loque " por lo tanto comparten una misma culata.

• ompleta el si!uiente dia!rama/

• $ser-a el si!uiente dia!rama " contesta/

 Determ!" e# or$e! $e e!%e!$$o: 153624

 I$e!t&%" e# t'o $e motor $e ()e se tr"t": seis cilindros en l,nea.

 *+), %#!$ros se m)e-e! em'"re"$os/ l 3 con el 4( el 2 con el 5 " el 1 con el 6.  *E! (), 'os%0! re#"t-" est! #os %#!$ros 2  / Se mue-en al un,sono.

CAPÍTULO 4: DIN5MICA DE LOS MOTORES TÉRMICOS.

4.1. Solución:

La cilindrada unitaria de un motor está definida por el volumen del cilindro que se forma por el desplazamiento del pistón. El valor del mismo se calcula multiplicando la superficie del círculo que tiene por diámetro el del cilindro, por la distancia &carrera( que recorre el pistón entre el -$ y el -0.

4.2. Solución:

El mayor diámetro del cilindro en los motores cuadrados permite que las válvulas sean más grandes, la presión de los gases se ejerce sore una mayor superficie. La carrera corta permite que el cig6eñal sea más rígido al tener los razos más cortos, las masas en movimiento están más cerca del eje de giro, por lo que se producen menos desequilirios, y finalmente, la carrera corta permite que la velocidad media del pistón disminuya y con ella el rozamiento.

Ana carrera larga favorece el aumento de par, y el menor diámetro del cilindro  permite una cámara con menos superficie y por lo tanto con menos pérdidas de calor 

con el consiguiente aumento del rendimiento térmico.

4.3. Solución:

La fórmula para su cálculo se define teniendo en cuenta que el pistón recorre dos carreras por cada vuelta del cig6eñal. $e calcula multiplicando el dole de la carrera  por el n"mero de revoluciones y dividiendo el resultado por GB.BBB.

4.4. Solución:

La relación de compresión está determinada por la relación e%istente entre la cilindrada unitaria y el volumen de la cámara de compresión. $e define con un n"mero sin magnitud.

4.5. Solución:

El aumento de la relación de compresión conlleva un aumento del traajo de compresión, y llega un momento en que el incremento del rendimiento del motor se anula. El aumento de temperatura por encima de un determinado valor puede  provocar el autoencendido de la mezcla y en consecuencia un aumento e%cesivo y rápido de la presión que se traduce en pérdidas de potencia y daños en los elementos motrices del motor.

4.6. Solución:

Luego, para el cálculo de la cantidad de traajo que desarrolla en cada ciclo, astará con conocer la cantidad de calor suministrado al motor y aplicar al mismo el equivalente térmico del traajo, que tiene un valor >,@CF joules por cada caloría. El

resultado, al no tenerse en cuenta ning"n tipo de pérdida, representa la cantidad de traajo teórico que desarrolla el motor9 ΤI J K ξ

4.7. Solución:

El calor &J( que se aporta en un ciclo al motor depende de la cantidad de comustile que llega al cilindro, de su densidad y de su poder calorífico.

4.8. Solución:

$i a la cantidad de traajo teórico que desarrolla un motor se le aplica el rendimiento indicado, se otiene el traajo indicado, o traajo que desarrolla el motor sin tener  en cuenta los rozamientos internos ni el arrastre de los órganos au%iliares

4.9. Solución:

El rendimiento indicado y el efectivo. En el primero no se consideran los rozamiento mecánicos ni el arrastre de los órganos au%iliares, mientras que en el segundo si se tienen en cuenta.

4.10. Solución:

El rendimiento efectivo en el caso de los motores térmicos, equivale al producto de tres rendimientos9 rendimiento térmico, rendimiento de diagrama y rendimiento mecánico.

4.11. Solución:

Es la cantidad de traajo efectivo o "til que puede desarrollar un motor y que por lo tanto está disponile a la salida del cig6eñal. $e calcula aplicando a la cantidad de traajo teórico el rendimiento efectivo.

4.12. Solución:

$e define como par  al resultado de aplicar una fuerza sore un cuerpo a una cierta

distancia de su eje de giro.

En el caso del motor, el cig6eñal recie una fuerza ejercida por el pistón y transmitida por la iela. La distancia equivale a la e%istente entre el eje de giro del cig6eñal y la componente vertical de dic!a fuerza. #epende fundamentalmente de la  presión media efectiva y de la geometría del cig6eñal. El par motor representa el

traajo instantáneo producido en un ciclo

4.13. Solución:

El campo de elasticidad esta definido por la zona comprendida entre el n"mero de revoluciones en las que el motor ofrece el par má%imo y las revoluciones en las que genera la má%ima potencia, y es la zona óptima de aprovec!amiento del motor 

4.14. Solución:

$e calcula dividiendo el cuadrado del n"mero de revoluciones a má%ima potencia,  por el producto entre el n"mero de revoluciones a par má%imo y el numero de

revoluciones de par a potencia má%ima.

• ...una misma cilindrada se puede o$tener con carreras " dimetros del pistón distintos adems de que su relación de compresión tam$in puede ser di&erente

• ...el aumento de la relación de compresión conlle-a un aumento del tra$ao de compresión( " lle!a un momento en que el incremento del rendimiento del motor se anula.

• /a medida que aumenta( tam$in lo %ace el ro#amiento " las &uer#as alternas de inercia. l l,mite acepta$le para el -alor de esta -elocidad se sita en torno a los B

mDs ( pero en la ma"or,a de los motores est entre@ mDs " @G mDs.

• ...cuanto ma"or es la relación de compresión( ma"or es la presión inicial( " en consecuencia ma"or es la presión &inal.

• ...en su clculo no inter-iene ni el tiempo ni el nmero de re-oluciones a las que !ira el  motor( conceptos que s, son necesarios para el clculo de la potencia del mismo.

• ...la o$ser-ación de la pendiente de la cur-a( que es indicati-a del comportamiento del  motor( " la determinación de los puntos en que se o&rece la potencia til m'ima " la  potencia m'ima.

• ...determinar la #ona de tra$ao donde el motor o&rece el consumo m,nimo( " por lo tanto adecuar en consecuencia el uso del motor.

• /aporta un ma"or a!rado de conducción al permitir circular en condiciones di-ersas  sin tener que recurrir con &recuencia al cam$io de marc%as( de$ido a que aporta una ele-ada capacidad de recuperación o &acilidad de su$ir de r!imen desde -alores $aos.

• /el desarrollo del motor " de las unidades de mando para la -eri&icación de las  prestaciones del motor. am$in permite simular multitud de condiciones espec,&icas de  &uncionamiento que &acilita el anlisis del comportamiento del motor " detectar &allos

del mismo en una situación espec,&ica.

• alcular la cilindrada de un motor de cuatro cilindros/

Solución:.B>@ cm=.

• alcular la -elocidad media de un pistón/

;elocidad media < & K B.BFG K ?.BB( D GB.BBB I @=,@F mDs.

• alcular la relación de compresión de un motor de cuatro cilindros/

ilindrada unitaria < @.GBB cm=D > I >BB cm=.

 =elación de compresión < &>BB cm=  >? cm=( D >? cm= I H.CC.

• alcular la temperatura " la presión en la cmara de compresión de un motor >iesel/

emp. &inal ? F= I &CB 7  F=( K B@.>B? M @ emp. &inal < &CB 7  F=( K BB.>B? 1 F=. emperatura &inal < @.BCG 7.

 @resión &inal < @ inicial  A =c α 1@

 @resión &inal < B,@-a K B @.>B? 1 @  @resión &inal <B,@ pa K B B.>B?  @resión &inal <B,@@> -a.

• alcular la cantidad de tra$ao e&ecti-o/

;olumen de com$usti$le: @.GBB cm= K &@D @.BBB( I B.@== cm= Dciclo. antidad de com$usti$le: B.@== cm=Dciclo K B.GC grDcm= I B.BHB grDciclo. antidad de calor: B.BHB grDciclo K @B.BBB caloríasDgr I HBB caloríasDciclo.

antidad de tra$ao teórico: HBB caloríasDciclo K >, @CF joules I =.FGC joulesDciclo. ra$ao e&ecti-o:=.FGC joulesDciclo K B.= I @.B?,C joulesDciclo.

• alcular la potencia indicada " la potencia e&ecti-a de un motor de cuatro tiempos/

 @otencia teórica < .C?B juliosDGB K =.?B r.p.m. I @?>.=F? Natios.  @otencia indicada < @?>.=F? Natios K B.= I >H.>BB Natios.

 @otencia e&ecti-a < @?>.=F? Natios K B.CF I @=>.=BG,?Natios.

CAPÍTULO : DESCRIPCIÓN Y MANTENIMIENTO DE LOS 

 ELEMENTOS 6I7OS.

5.1. Solución:

Las principales características del loque son9 3esistencia al desgaste en la zona de contacto con elementos móviles, resistencia mecánica, rigidez estructural y capacidad de evacuar rápidamente el calor originado por la comustión. La culata !a de ser, además de ligeras, capaz de conducir muy ien el calor y permitir una rápida evacuación del mismo. Las dilataciones de la culata y del loque !an de ser  similares para no provocar falta de estanqueidad.

5.2. Solución:

La razón más importante es la reducción de peso con respecto a otros materiales, como la fundición. El aluminio tamién es mejor conductor del calor, razón por la que el motor alcanza la temperatura de servicio en menor tiempo y de forma más !omogénea.

5.3. Solución:

Los loques faricados con fundición gris presentan una elevada resistencia mecánica y una gran resistencia al desgaste, por lo que los cilindros pueden mecanizarse directamente. El aspecto más negativo es el elevado peso.

5.4. Solución:

Los colectores de admisión y de escape están situados en amos lados de la culata, de forma que los gases circulan por la culata transversalmente.

5.5. Solución:

El cárter es el elemento que cierra el loque por la parte inferior y act"a como depósito para el aceite del motor, donde tamién se refrigera. $e une al loque motor mediante tornilolos con interposición de una junta de estanqueidad.

5.6. Solución:

La junta de culata asegura una unión estanca entre el loque motor y la culata. La estanqueidad entre amos es necesaria para los gases producidos durante la comustión y para el líquido refrigerante y el aceite

5.7. Solución:

La forma de la cámara se complementa con al reaje aplicado en la caeza del  pistón, que junto al adecuado diseño del colector de admisión y la presencia en el mismo de mariposas au%iliares, consiguen el guiado del aire y que la mezcla inflamada no entre en contacto con las paredes del cilindro

5.8. Solución:

Las camisas !"medas se introducen en alojamientos situados en la parte inferior del  loque y están fijadas en la parte superior por la fuerza de apriete de la culata. El refrigerante circula entre la camisa y su alojamiento, mientras que las camisas secas están ajustadas directamente al loque.

5.9. Solución:

La mecanización de las paredes del cilindro dee aportar el adecuado grado de rugosidad que asegure la ad!erencia del aceite. 2sí es posile la formación de una  película que permite el correcto deslizamiento de los pistones.

5.10. Solución:

7on amas operaciones se consigue, además de la adecuada rugosidad, que aflore un porcentaje elevado de grafito. -ara el ruñido se emplean elementos arasivos rígidos, mientras que en el lapeado se utilizan elementos fle%iles y no se alteran las dimensiones.

5.11. Solución:

En el loque se deen comproar de forma especial la plenitud de la superficie de apoyo, su calidad superficial, las dimensiones y forma de los cilindros, la ausencia de fisuras y la correcta limpieza de las superficies, de los circuitos y de los alojamientos de tornillos, etc. En la culata se deen comproar los mismos aspectos,  pero incluyendo la comproación del volumen de las cámaras de comustión y la

comparación entre ellas.

5.12. Solución:

El desgaste normal provoca una conicidad en el cilindro, siendo la parte mas afectada la zona pró%ima al -$ al estar peor luricada y la temperatura es superior. )amién es normal que se produzca una ovalización del cilindro deido a que las fuerzas laterales con las que se apoya el pistón sore el cilindro no son iguales a amos lados del ulón. )amién e%iste un desgaste de origen químico por corrosión,  provocada por productos generados durante la comustión,

5.13. Solución:

Los daños principales que puede sufrir una culatas son la aparición de grietas que  provocan falta de estanqueidad, falta de plenitud en la superficie de apoyo y

acumulación de caronilla en la cámara y en los conductos de los gases.

5.14. Solución:

La cota de resalte es la distancia entre la cara superior de la camisa y la superficie de apoyo del loque. $u dimensión determina la presión de apriete y por lo tanto, es determinante para el aseguramiento de la estanqueidad.

5.15. Solución:

$e dee generalmente a un mal montaje, mecanizados con forma defectuosa en la zona de apoyo y a la presencia de suciedad9

• -rofundidad del alojamiento del collarín e%cesiva

• 5alta de planitud en el mecanizado del asiento del collarín.

• Limpieza deficiente de la zona de asiento de la camisa , y su alojamiento en el loque. • 2plicación de los pares de apriete y ángulos de giro de forma errónea.

• Atilización de juntas de estanqueidad inadecuadas.

• ecanizado defectuoso del perfil del asiento de la camisa, en cuanto a la planitud de la cara de apoyo y a las dimensiones de c!aflanes y radios.

5.16. Solución:

Los desgastes en la parte inferior de la camisa o cilindros no son !aituales, y si se dieran están relacionados con dimensiones o formas inadecuadas .

5.17. Solución:

Los tornillos se aflojan comenzando por los que están situados en el e%terior, y se finaliza por los situados en el centro, alternando entre amas filas. #urante el apriete se aplica la secuencia inversa, es decir, se comienza siempre por los tornillos centrales y se avanza !acia el e%terior, tamién alternando el orden.

5.18. Solución:

El incorrecto apriete provoca deformaciones de la camisa que provocan desgastes y deformaciones reconociles por tratarse de zonas rillantes y pulidas. En general, el  pistón no presenta ninguna señal de desgaste o deformación. 7omo consecuencia de

estos desgastes, el consumo de aceite es e%cesivo.

5.19. Solución:

• 2priete inadecuado de la culata, por e%ceso o por defecto.

• -lanitud incorrecta de las superficies de apoyo del loque o de la culata. • 3elación de compresión demasiado alta.

• -roceso de comustión incorrecto.

• 5allos de funcionamiento en el circuito de refrigeración.

• ontaje incorrecto de la junta9 falta de centrado, etc. • Ounta de culata que no corresponde en tipo o espesor.

• 2caado superficial de las caras de apoyo con demasiada rugosidad.

• /el aluminio es $uen conductor del calor( por lo que el motor alcan#a la temperatura de ser-icio en menor tiempo " de &orma ms %omo!nea.

• /sus condiciones de re&ri!eración son peores que la de los cilindros situados en los e'tremos.

• ...que permiten eliminar las crestas producidas por el mecani#ado de &orma &a-ora$le

• /aumentar la ri!ide# del conunto &ormado por el motor " el cam$io de marc%as.

• /tiene como consecuencia la acumulación de com$usti$le en la cmara( " al tener un coe&iciente de compresi$ilidad mu" $ao( acta como un elemento r,!ido.

• /est producido por la a$rasión pro-ocada por part,culas que lle!an al cilindro unto con el aceite o arrastradas por el aire( circunstancias que indican que los &iltros de aire o de com$usti$le no se %an reno-ado con la &recuencia adecuada.

• /que la acción conunta de la dilatación pro-ocada por el calentamiento de la culata( $loque " tornillo( pro-oca una tensión e'cesi-a del mismo que puede causar  de&ormaciones en los %ilos de la rosca.

• /la disminución de la presión en el circuito permite la aparición de procesos de ca-itación que aca$an erosionando las camisas( que a su -e# estn relacionada con las -i$raciones de alta &recuencia.

• /para que se produ#ca una unión correcta " esta$le( los pernos roscados o tornillos de$en permanecer dentro de su l,mite elstico( " eercer una determinada &uer#a( una -e# e&ectuado el apriete. n se!undo uso !eneralmente pro-oca la superación de ese l,mite elstico para unas mismas condiciones.

• /la presión &inal es desi!ual en los cilindros " con ella la &uer#a que reci$en los  pistones( " por lo tanto la desi!ual aceleración a la que est sometido el ci!e)al.

• ..se modi&ica el ni-el relati-o del aceite. Su ma"or ni-el puede pro-ocar una  so$represión en el crter( en consecuencia una ma"or presencia de los -apores de aceite en la admisión *!eneración de car$onilla+ etc. Ba toma de aceite puede estar  da)ada " no ser posi$le la aspiración del aceite( " por lo tanto di&icultar la lu$ricación del motor.

• ...su rendimiento( puesto que disminu"e la relación de compresión.

CAPÍTULO 8: DESCRIPCIÓN DE LOS ELEMENTOS MOTRICES.

6.1. Solución:

• 3esistencia mecánica.

• 8uena conductiilidad térmica.

• -oco peso y uen coeficiente de deslizamiento. • ínima dilatación posile.

6.2. Solución:

-orque solo estas aleaciones re"nen las cualidades de resistencia mecánica, aja densidad y grado de conductiilidad térmica requeridas para las condiciones reinantes en el cilindro.

6.3. Solución:

La aleación más utilizada para pistones de motores de e%plosión de cuatro tiempos es 2l $i @ 7u 4i. -ara pistones de motores #iesel, turoalimentados, o de dos tiempos, se emplean las aleaciones 2l $i@C 7u 4i, o ien 2l $i? 7u 4i. An aumento de la cantidad de silicio aumenta la resistencia mecánica, la resistencia al desgaste y disminuye la dilatación, en contra, dificulta la mecanización. En los motores #iesel se e%igen en mayor medida estas características deido a que la comustión genera condiciones de traajo más e%tremas.

6.4. Solución:

7ada aro tiene un cometido especial. Los dos primeros aros &pueden ser tres en motores de servicio pesado( aseguran el sellado, y se llaman aros de compresión. En la "ltima ranura siempre está colocado el aro de engrase, cuya misión es conseguir  que el aceite que aña las paredes del cilindro, forme una capa del espesor  adecuado.

6.5. Solución:

$on pistones en los que se insertan elementos metálicos durante el proceso de fundición. $u función es aportar estailidad dimensional al equilirar las dilataciones térmicas del pistón. Estos elementos pueden ser placas o anillos de acero situados normalmente en la zona del ulón.

En el caso de incorporar un anillo, este es una pieza de acero de sección transversal circular, con la parte e%terior lisa o dentada. Esta pieza especial aporta una reducción notale de la dilatación de la parte superior de la falda, es decir, la contigua al alojamiento del segmento rascador de aceite. E%isten variantes en las que el aro tiene sección transversal oval o ien una placa de acero que rodea completamente a la falda, y que confiere una especial resistencia al pistón.

6.6. Solución:

En general se aplican tres técnicas para el montaje del ulón9 deslizante sore la  iela y fijo al pistón, fijo a la iela y deslizante sore el pistón, y deslizante en la  iela y deslizante en el pistón &o ulón flotante(.

6.7. Solución:

Las ielas están sometidas a fuerzas de compresión, de tracción y de fle%ión por   pandeo, por lo que deen presentar una elevada tenacidad y la menor masa posile.

6.8. Solución:

• #esplazamiento lateral de los ejes • 5alta de paralelismo en los ejes.

• )orsión del cuerpo de iela.

• #esgaste de los cojinetes.

6.9. Solución:

• 2segurar un deslizamiento suave que evite el gripado.

• 2mortiguar los efectos de las elevadas cargas de traajo.

• Evitar el deterioro de la superficie de deslizamiento del cig6eñal por presencia de  partículas que pudieran rayarla.

• 2liviar al cig6eñal de tensiones mecánicas provocadas por deformaciones o falta de alineación entre diferentes elementos.

6.10. Solución:

Entre los materiales, se utiliza desde el acero al carono, para cig6eñales con solicitaciones medias, al acero al níquel1cromo, o aceros al cromo1molideno1 vanadio para solicitaciones altas.

6.11. Solución:

Los acodamientos donde se conectan las ielas se denominan muñones de iela o muñequillas, y su posición es alternada con respecto a los muñones de apoyo. En algunos de estos razos, y en el lado opuesto a las muñequillas, se incorporan los contrapesos para compensar el desplazamiento de masa con respecto al eje de giro.

6.12. Solución:

Es importante luricar perfectamente cada elemento con el aceite adecuado, además de aplicar unaescrupulosa limpieza y de respetar las normas de montaje, y en especial los pares de apriete.

Ana vez finalizado el montaje completo del motor, la primera vez que se ponga en marc!a dee girar varios minutos al ralentí, y otros a media carga antes de someterlo a un uso normal.

6.13. Solución:

El principio de funcionamiento del amortiguador de oscilaciones se asa en la asorción de las mismas mediante un material elástico &normalmente un elastómero( interpuesto entre dos discos, uno de ellos solidario al cig6eñal. )amién se emplean amortiguadores de oscilaciones integrados en el cig6eñal y que disponen como elemento de asorción un conjunto de resortes con masas de inercia.

6.14. Solución:

El volante motor es un disco fijado en uno de los e%tremos del cig6eñal y que tiene de una elevada masa, en consecuencia tamién dispone de una elevada inercia, que al oponerse a las variaciones de velocidad de rotación del cig6eñal, asegura un funcionamiento regular del motor. Esta inercia tamién permite almacenar energía cinética durante el tiempo de má%imo empuje de uno de los pistones. Esta energía se devuelve posteriormente al cig6eñal, y permite a este accionar los pistones para realizar el resto de las fases del ciclo de traajo.

6.15. Solución:

La falta de luricación que !a provocado el gripado es deida proalemente a que la temperatura en la cámara de comustión !a sido e%cesiva, y !a destruido la  película de aceite.

Las causas del e%ceso de temperatura tienen relación con una sorecarga de traajo del motor, con disfunciones en el sistema de refrigeración o en el de luricación, y tamién con unas comustiones deficientes &mezcla pore, ángulo de encendido retrasado, etc.(. En los motores diesel puede ocurrir que el comustile diluya el aceite en esa zona. Esto es posile deido a inyectores que gotean, deformados por  un mal montaje, o por un momento de inyección incorrecto.

6.16. Solución:

Las causas más !aituales de daños en las ielas son9

• Luricación defectuosa.

• Líquidos o cuerpos e%traños en la cámara. • #efectos de forma en el cig6eñal.

• 7omustiones detonantes. 6.17. Solución:

 4ormalmente el pistón se suministra con los aros correspondientes ya montados. 7uando este es el caso, se dee procurar no desmontarlos para evitar deformaciones o roturas de los mismos.

En el montaje de aros nuevos, dee asegurarse que el tipo y sus dimensiones se corresponden con las especificaciones del faricante, además de que se montan en la  posición correcta9 la cara con la marca ;)'-< !acia arria y los cortes desfasados @B entre sí. Los aros, una vez montados, deen poder deslizarse con facilidad en la ranura, y tener con respecto a esta la !olgura definida por el faricante. )anto para el desmontaje, como para el posterior montaje de los aros, es muy conveniente utilizar el "til adecuado &5igura G.CH(. Este consiste en unas pinzas especiales que permiten la separación de las puntas del aro y su posterior e%pansión.

6.18. Solución:

La comproación de la compresión se realiza con un instrumento llamado compresómetro o compresógrafo, La presión en el cilindro desplaza una aguja. El desplazamiento de la misma queda registrado sore una tarjeta, donde una escala de valores permite oservar el resultado de la pruea, o ien se muestra el valor en una  pantalla.

6.19. Solución:

$e deen aplicar todas aquellas medidas que aseguren la ausencia de partículas e%trañas tanto en las superficies de traajo como en los circuitos de luricación y seg"n el caso de comustile, como por ejemplo limpiar los componentes con papel, no utilizar líquidos arasivos, en la medida de lo posile, no utilizar el aire a  presión, no sacar del envase los componentes !asta el momento del montaje,

mantener tapados los componentes desmontados, etc.

• ...que %an de !aranti#ar su cometido tanto en &r,o como( especialmente ( en caliente(  por lo que sus dimensiones " &ormas compensan las dilataciones " de&ormaciones que  se producen en este estado.

• ...normalmente presenta una sección trape#oidal( que al in-ertirse( &acilita el paso de aceite al interior de la cmara.

• ...orientada en la dirección del mo-imiento del pistón para que la e'pansión pro-ocada  por las &uer#as de inercia a"ude a mantener el anillo en su ranura.

• ...el calentamiento e'cesi-o pro-oca la rotura de la pel,cula de aceite " las super&icies del pistón " del cilindro dean de estar adecuadamente lu$ricadas.

• ...el semicoinete que corresponde a la parte &ia de la ca$e#a de $iela( tiene especiales caracter,sticas de resistencia a la &ati!a( al des!aste " a la corrosión.

• ...aumenta la sección de paso del aceite " por lo tanto el caudal de la misma que retorna al carter( con la consi!uiente ca,da de presión en el circuito.

• ...e-itar modi&icar la posición durante el posterior montae.

• ...su menor inercia permite ma"ores aceleraciones an!ulares.

• ...que presentan mu" $uena resistencia a la a$rasión " de$en tra$aar necesariamente en seco.

• ...mide de &orma sencilla " con $astante precisión la %ol!ura entre los componentes " los e&ectos que so$re ella tienen aspectos como tolerancias de &orma( pares de apriete( etc.

• ...compro$ar( como adicional( que la &alta de compresión es de$ida a un mal auste de los aros( puesto que dic%o aceite sella dic%a &u!a( por lo que la lectura del -alor de la compresión de$e su$ir.

• ...los coinetes a'iales del ci!e)al.

CAPÍTULO 9: DESCRIPCIÓN Y MANTENIMIENTO DEL SISTEMA

 DE DISTRIBUCIÓN.

7.1. Solución:

El sistema de distriución en un motor alternativo tiene la misión de permitir la entrada de la mezcla o del aire, seg"n el tipo de motor, al interior de los cilindros y la posterior salida de los gases resultantes de la comustión al e%terior. )anto la llegada como la salida de los mismos se dee producir en los momentos adecuados, y de forma sincronizada con la posición de los pistones

7.2. Solución:

E%iste cierta diversidad de los mismos deido a que se aplican diferentes configuraciones de la distriución, pero en general están presentes los siguientes9 • :álvulas de admisión y de escape con sus sistemas de fijación y apoyo9 Puías y

asientos de válvula, resorte de válvula y los elementos de apoyo del mismo, llamados copela y semiconos.

• Qrol de levas y mecanismos de accionamiento9 3uedas dentadas, cadenas, correas y tensores.

• 8alancín y eje de alancín.

• Empujador mecánico o !idráulico y mecanismos de regulación de la !olgura.

7.3. Solución:

El árol o los ároles de levas se encuentran formando parte del conjunto de la culata y están situados muy cerca de las válvulas, de forma que se simplifican los mecanismos de accionamiento de las mismas al requerir muy pocos componentes. El reducido n"mero y peso de los componentes permiten que el conjunto de la distriución aporte poca inercia, y en consecuencia facilite un elevado n"mero de revoluciones al motor.

7.4. Solución:

 4ormalmente se realiza mediante uno de los siguientes9 por cadena guiada por   patines, por correa dentada con tensores, o por tren de engranajes. 7ada uno de estos

sistemas, con sus ventajas e inconvenientes, se pueden montar en cualquier tipo de motor, aunque está generalizado el uso de la correa dentada, y en menor medida, el tren de engranajes. 'tro sistema posile, el accionamiento por árol de reenvío, se utiliza muy poco.

7.5. Solución:

Es un sistema económico por la simplicidad del mecanismo y por los materiales empleados en su faricación. $u funcionamiento es silencioso, no necesita luricación y su montaje o desmontaje no ofrece complicaciones deido a que se encuentra en la zona e%terior del loque motor.

7.6. Solución:

Esta solución se utiliza cuando el cig6eñal y el árol de levas están lo suficientemente pró%imos, por ejemplo en disposición 'R:, o en motores de competición de filosofía #'R7 que desarrollan un alto par motor, donde el régimen de giro es muy elevado y prima su seguridad de marc!a.

7.7. Solución:

La disposición multiválvula permite mejorar la ;respiración< del motor a un alto régimen de giro que favorece una mayor generación de par. $imultáneamente, la cámara de compresión puede ser de menor tamaño y de forma más adecuada, además de permitir la uicación de la ujía, o del inyector, en el lugar ideal. El mejor desarrollo de la comustión en estas condiciones disminuye la tendencia al  picado del motor, por lo que permite elevar la relación de compresión y conseguir 

así un mayor rendimiento.

7.8. Solución:

3ecien este nomre por el !ec!o de que no disponen de eje, y su montaje se realiza mediante el apoyo de sus e%tremos en la válvula y en un empujador !idráulico. El accionamiento se realiza directamente por la leva, con interposición, en la mayoría de casos, de un rodillo que además act"a como tercer punto de apoyo.

7.9. Solución:

Está configurado como un cilindro !idráulico con dos zonas diferenciadas. La zona superior &taza( recie el caudal de aceite del motor a través de un orificio situado en una ranura anular. Esta situación se da cuando el empujador está en reposo. La zona inferior está en contacto con el vástago y equipa una válvula antirretorno que cierra una cámara interior.

La presión del aceite provoca el desplazamiento de amas partes !asta que entran en contacto con la leva y la válvula, adaptándose por lo tanto a la distancia e%istente en ese momento entre amos componentes, pero sin ejercer la fuerza suficiente como  para desplazar la válvula. 7uando la leva desplaza al empujador se produce el cierre de la entrada de aceite al mismo. El aceite que está atrapado en la ;cámara de alta  presión< por efecto de la válvula antirretorno, aumenta de presión &deido al grado

de incompresiilidad del aceite(, convirtiendo al empujador en un elemento rígido que permite la transmisión del movimiento al vástago de válvula.

7.10. Solución:

El ojetivo de las guías de válvula es asorer los esfuerzos laterales, deslizamientos lineales, centrar la válvula sore su asiento y disipar calor desde el vástago a la culata. En consecuencia !an de ser uenas conductoras de calor, tener  un uen coeficiente de deslizamiento y uenas propiedades autoluricantes.

7.11. Solución:

La fatiga del muelle tiene como consecuencia directa la pérdida de elasticidad y la disminución de su longitud. La falta de perpendicularidad del muelle por causa de estar deformado o mal montado provoca que el vástago de válvula sufre un empuje lateral. La rotura del muelle provoca fallos en el motor deido a que no es posile el correcto cierre de la válvula.

7.12. Solución:

La formación de caronilla en la caeza de válvula en la zona contigua del vástago y en el asiento de válvula, lo que dificulta el flujo de gases y puede impedir una correcta estanqueidad del cierre. Los vástagos de válvula pueden presentar desgastes y eventualmente deformaciones, y en la zona del asiento de válvula se pueden  producir erosiones, ralladuras o grietas que impiden la perfecta !ermeticidad del

cierre.

7.13. Solución:

0nicialmente se dee proceder a una inspección visual y oservar que las superficies de traajo, y especialmente las levas, no presentan ning"n tipo de daño como desgastes y roturas. 'tros aspectos a verificar son la !olgura en los apoyos y su alineación, el alzado de las levas y la !olgura a%ial respecto a su alojamiento.

7.14. Solución:

$e puede proceder de la siguiente forma9

• Racer funcionar el motor tres minutos a .?BB rpm.

• An minuto al ralentí.

• 3epetir el ciclo dos veces.

• En condiciones normales, los empujadores deerían estar en perfectas condiciones de funcionamiento. $i persisten los ruidos, se deen realizar otros dos ciclos, que de no ser  suficientes, será un indicio de que están en mal estado.

• ...esta con&i!uración &acilita el empleo de soluciones que inciden &a-ora$lemente so$re el rendimiento del mismo( como las multi-l-ulas( las distri$uciones -aria$les o los  sistemas de compresión -aria$le " que tam$in inciden en una menor contaminación.

• ...permite contrarrestar en parte la prdida de prestaciones que pro-ocan las  soluciones que se incorporan al motor para respetar dic%as normas( tal como la

recirculación de !ases( catali#ador( &iltro de part,culas( etc.

• ...las condiciones de tra$ao tam$in lo son " se necesitan materiales " caracter,sticas constructi-as distintas para cada una de ellas. Bas -l-ulas de admisión pueden ser  menos ro$ustas " de ma"or dimetro para &a-orecer el paso de !ases &rescos al  cilindro. Bas -l-ulas de escape tienen el dimetro de la ca$e#a proporcionalmente ms reducido que el de las -l-ulas de admisión.

• ...de esta &orma es posi$le adaptar de &orma precisa el mo-imiento de las -l-ulas al   &luo de los !ases.

• ...se minimi#a el es&uer#o a$sor$ido por el tra$ao de compresión .

• ...cuando desaparece la del!ada capa cementada " templada( a&lora el material con tenacidad( pero con poca dure#a.

• /actan en una #ona pró'ima al punto de apo"o( lo que pro-oca una ampliación del  despla#amiento que su&re la parte del $alanc,n en contacto con la -l-ula.

• /que la dilatación de la -l-ula cuando alcan#a la temperatura de ser-icio( no a&ecte al recorrido de la misma.

• ...pro-ocar el !iro del empuador( para que de esta &orma el des!aste sea uni&orme en toda su super&icie de desli#amiento.

• ...las posi$les -ariaciones de al!unas propiedades del aceite como la -iscosidad(  podr,an alterar la -elocidad de su llenado( mantiene el !rado de -iscosidad en un

mar!en ncluso las -ariaciones de -iscosidad del aceite a&ectar 

• ...quedan tensiones acumuladas en la correa que se li$eran durante el !iro( " que  podr,an a&ectar a la correcta re!ulación del tensor.

• ...los tratamientos trmicos que aportan dure#a( a&ectan a una capa super&icial de las  super&icies de tra$ao( por lo que incluso un li!ero mecani#ado puede lle!ar a

eliminarla en su totalidad.

CAPÍTULO : SISTEMAS DE SOBREALIMENTACIÓN Y BARRIDO.

8.1. Solución:

El sistema de admisión !a de conducir la masa de aire que necesita el motor desde el e%terior !asta los cilindros, garantizando la mínima pérdida de carga posile y evitar  el paso de partículas que puedan dañar los órganos del motor. La temperatura del aire no dee alterarse durante el recorrido, de forma que no incida negativamente sore la densidadS además, el ruido de admisión !a de mantenerse en valores que no afecten al confort.

8.2. Solución:

En todos los motores9

• 5iltro de aire. • 7onductos de aire. • 7olector de admisión.

• $ensores del sistema de gestión del motor &presión, masa, temperatura del aire, etc.( En los motores sorealimentados9

• )urocompresor yDo compresor volumétrico.

• 0ntercamiador de calor &intercooler(. En los motores de gasolina9

• 7uerpo de mariposa.

En un sistema de admisión tamién se pueden incorporar componentes que cumplan otras funciones, como la recirculación de gases de escape, o el circuito de recuperación de los vapores de comustile &cánister(.

8.3. Solución:

El diseño del colector favorece el llenado de los cilindros deido al aprovec!amiento de dos efectos producidos por el desplazamiento del aire en el colector9 la resonancia y la inercia. $e produce un efecto de sorellenado cuando una onda de presión llega en el momento justo en que se are la válvula de admisión y se produce cuando el motor gira a un determinado margen de revoluciones. La inercia de la masa de aire que circula por el colector, o resistencia al camio de velocidad, provoca que contin"e entrando en el cilindro, incluso cuando el pistón está iniciando la compresión. 2mas circunstancias se producen en función del diseño del colector de admisión.

8.4. Solución:

El efecto de sorellenado de los cilindros por resonancia se produce en función de la frecuencia de la pulsación del aire de admisión. #ic!a frecuencia depende de la longitud y de la sección del colector para unas determinadas revoluciones. En

consecuencia, cuando se alteran estas características geométricas, el efecto de sorellenado se puededar en un margen de revoluciones más amplio.

8.5. Solución:

2dmisión variale por longitud del colector y admisión variale por resonancia. Los colectores de admisión variale por longitud, incorporan mecanismos que oligan a circular al aire por uno de los tramos posiles en función de las revoluciones del motor, y que están uicados estratégicamente en el colector. Peneralmente constan de mariposas, mariposas cominadas, o cilindros giratorios con canales, que se accionan mediante válvulas neumáticas, o ien por motores eléctricos.

Los colectores de admisión variale por resonancia incorporan una cámara, denominada cámara de potencia, con una determinada forma y volumen. Tsta puede estar o no en comunicación con los tuos de revereración seg"n la actuación de un mecanismo goernado por la unidad de control del motor.

8.6. Solución:

Los camios en el diagrama de distriución están definidos por la actuación de la unidad de control del motor. Las variales que influyen en su gestión son la temperatura del motor, el n"mero de revoluciones y el par que se demanda al motor. La variación de la fase de distriución se puede producir de forma que se adecue a cada momento de traajo del motor, o ien producirse repentinamente en el instante en que se cumplan las condiciones de traajo prescritas.

8.7. Solución:

 4ormalmente se aplica en el árol de levas de admisión, puesto que e%iste una mayor dificultad para conseguir el correcto llenado de la cámara de compresión que la evacuación de los gases de escape.

8.8. Solución:

ediante la sorealimentación se fuerza la entrada de aire en los cilindros con el ojetivo de aumentar el grado de llenado de los mismos respecto al que se !uiera otenido por aspiración. 2 la mayor masa de aire aspirada le acompaña una mayor  dosificación de comustile. La comustión de esta cantidad e%tra de mezcla  provoca un incremento de la presión media efectiva en los cilindros, y en consecuencia, una ganancia de par y potencia para una misma cilindrada y régimen de giro.

8.9. Solución:

El conjunto de eje con la turina y el rotor, gira a elevadas velocidades. $oporta temperaturas pró%imas a los CBB7 en la zona de la turina, y muc!o más ajas, a una corta distancia, en la zona del rotor.

8.10. Solución:

Los compresores de tipo 3otos, están compuestos por dos rotores situados en un alojamiento ovalado. El compresor de pistones rotativos *an+el, similar al anterior,  pero con los perfiles de los rotores en forma de martillo. 7ompresores $printe% , cuyos rotores son de perfil !elicoidal, pero uno de ellos tiene forma de estrella y el

otro de lóulos. El compresor -ierurg de pistón rotativo, similar al *an+el, donde un rotor con tres álaes descrien una trayectoria circular sore un tamor rotativo con cuatro cámaras. El compresor de lóulo rotativo UUU dispone de un rotor de dos lóulos que gira con una determinada e%centricidad en el interior de otro rotor  cilíndrico. En el compresor P, el aire se comprime mediante el movimiento oscilante de una placa con dos láminas con forma de espiral en cada cara &espirales móviles(, que junto con la carcasa &cárter(, con forma de espiral tamién, dan lugar a una cámara variale

8.11. Solución:

Los sistemas de limitación o regulación de la presión se asan en dos conceptos9 • -or derivación de parte de los gases de escape mediante un conducto que puentea al

rotor de compresión.

• :ariando la energía con la que los gases de escape act"an sore los álaes del rotor  &geometría variale(.

8.12. Solución:

Está formado por un turocompresor centrífugo, similar al convencional, que dispone adicionalmente de un disco con álaes directrices alrededor de la turina. Los gases de escape son oligados a circular entre ellos antes de incidir sore la turina. Las diferentes posiciones de traajo de los álaes fuerzan la velocidad y orientación de los gases de escape sore el rodete de la turina del turocompresor, que en consecuencia, gira a mayor o menor velocidad.

8.13. Solución:

La presión a la que se somete el aire provoca una considerale elevación de su temperatura, y en consecuencia disminuye la densidad de la misma. El intercamiador permite reducir la temperatura del aire de admisión a valores comprendidos entre los ?B y GB7, mediante un intercamio de calor con el aire de marc!a que lo atraviesa. #e esta forma aumenta de nuevo la densidad del aire y por  lo tanto la concentración de o%ígeno.

8.14. Solución:

El aire está impulsado por un compresor volumétrico y por un turocompresor. #e esta forma, el primero asegura la adecuada sorealimentación en regímenes ajos y medios del motor, mientras que el segundo lo !ace especialmente en regímenes medios y altos. 2mos mecanismos pueden traajar por separado o conjuntamente, en función de las e%igencias de par y el régimen de giro del motor. La aplicación conjunta de dos sistemas de sorealimentación, permite cominar las ventajas de amos y conseguir que el motor ofrezca valores de par má%imos en toda la gama de revoluciones.

8.15. Solución:

El sistema de escape tiene por ojetivo conducir los gases resultantes de la comustión, desde los cilindros !asta el e%terior, de forma rápida y eficaz, de manera que permita la e%pansión de los gases, ofreciendo la mínima resistencia  posile y limitando el nivel sonoro a valores aceptales.