viernes, 7 de mayo de 2010
MOTOR DIESEL 4-T
El motor de gasolina al principio tenía muy poca eficiencia. El ingeniero alemán Rudolf Diesel estudió las razones y desarrolló el motor que lleva su nombre (1892), cuya eficiencia es bastante mayor.
Hay motores diesel de dos y de cuatro tiempos. Uno de cuatro tiempos se explica aquí:
1. tiempo (aspiración):
Aire puro entra en el cilindro por el movimiento retrocediente del pistón.
2. tiempo (compresión):
El pistón comprime el aire muy fuerte y éste alcanza una temperatura muy elevada.
3. tiempo (carrera de trabajo):
Se inyecta el gasoil, y éste se enciende inmediatamente por causa de la alta temperatura
4. tiempo (carrera de escape):
El pistón empuja los gases de combustión hacia el tubo de escape
Hay motores diesel de dos y de cuatro tiempos. Uno de cuatro tiempos se explica aquí:
1. tiempo (aspiración):
Aire puro entra en el cilindro por el movimiento retrocediente del pistón.
2. tiempo (compresión):
El pistón comprime el aire muy fuerte y éste alcanza una temperatura muy elevada.
3. tiempo (carrera de trabajo):
Se inyecta el gasoil, y éste se enciende inmediatamente por causa de la alta temperatura
4. tiempo (carrera de escape):
El pistón empuja los gases de combustión hacia el tubo de escape
martes, 20 de abril de 2010
PARTRES DEL MOTOR DIESEL
Válvulas.
Las válvulas abren y cierran las lumbreras de admisión y escape en el momento oportuno de cada ciclo. La de admisión suele ser de mayor tamaño que la de escape.
En una válvula hay que distinguir las siguientes partes:
Pie de válvula.
Vástago.
Cabeza.
La parte de la cabeza que está rectificada y finamente esmerilada se llama cara y asienta sobre un inserto alojado en la culata. Este asiento también lleva un rectificado y esmerilado fino.
El rectificado de la cara de la válvula y el asiento se hace a ángulos diferentes. La válvula siempre es rectificada a 3/4 de grado menos que el asiento. Esta diferencia o ángulo de interferencia equivale a que el contacto entre la cara y el asiento se haga sobre una línea fina, proporcionando un cierre hermético en toda la periferia del asiento. Cuando se desgaste el asiento o la válvula por sus horas de trabajo, este ángulo de interferencia varía y la línea de contacto se hace más gruesa y, por tanto, su cierre es menos hermético. De aquí, que de vez en cuando haya que rectificar y esmerilar las válvulas y cambiar los asientos.
Las válvulas se cierran por medio de resortes y se abren por empujadores accionados por el árbol de levas. La posición de la leva durante la rotación determina el momento en que ha de abrirse la válvula.
Las válvulas disponen de una serie de mecanismos para su accionamiento, que varía según la disposición del árbol de levas.
Como partes no variables de los mecanismos podemos señalar:
La guía, que va encajada en la culata del cilindro y su misión consiste en guiar la válvula en su movimiento ascendente y descendente para que no se desvíe.
Los muelles con sus sombreretes, que sirven para cerrar las válvulas.
Rotador de válvulas, cuyo dispositivo hace girar la válvula unos cuantos grados cada vez que ésta se abre. Tiene por objeto alargar la vida de la válvula haciendo que su desgaste sea más uniforme y reduciendo la acumulación de suciedad en la cara de la válvula y el asiento y entre el vástago y la guía.
Para abrir las válvulas se utiliza un árbol de levas que va sincronizado con la distribución del motor y cuya velocidad de giro es la mitad que la del cigüeñal; por tanto, el diámetro de su engranaje será de un diámetro doble que el del cigüeñal. Asimismo, según su situación varía el mecanismo empujador de las válvulas.
Cuando el árbol de levas es lateral el mecanismo empujador consta de leva, taqué, varilla, balancín y eje de balancines.
Cuando el árbol de levas va en cabeza la leva actúa directamente sobre un cajetín cilíndrico.
También e otro motores de cuatro válvulas por cilindro la leva actúa directamente sobre un rodillo de un balancín en forma de horquilla. El principio es el mismo que el de levas laterales con la diferencia que se ha abandonado la varilla de empuje.
Engranajes de distribución.
Conduce los accesorios y mantienen la rotación del cigüeñal, árbol de levas, eje de leva de la bomba de inyección ejes compensadores en la relación correcta de desmultiplicación.
El engranaje del cigüeñal es el engranaje motriz para todos los demás que componen el tren de distribución, por lo que deben de estar sincronizados entre si, de forma que coincidan las marcas que llevan cada uno de ellos.
Bomba de aceite.
Está localizada en el fondo del motor en el cárter del aceite. Su misión es bombear aceite para lubricar cojinetes y partes móviles del motor.
La bomba es mandada por u engranaje, desde el eje de levas hace circulas el aceite a través de pequeños conductos en el bloque.
El flujo principal del aceite es para el cigüeñal, que tiene unos taladros que dirigen el lubricante a los cojinetes de biela y a los cojinetes principales. Aceite lubricante es también salpicado sobre las paredes del cilindro por debajo del pistón.
Bomba de agua.
Es la encargada, en los motores refrigerados por liquido, de hacer circular el refrigerante a través del bloque del motor, culata, radiador etc.
La circulación de refrigerante a través del radiador trasfiere el calor del motor al aire que circula entre las celdas del radiador. Un ventilador movido por el propio motor hace circular el aire a través del radiador.
Antivibradores.
En un motor se originan dos tipos de vibraciones, a consecuencia de las fuerzas creadas por la inercia de las piezas giratorias y de la fuerza desarrollada en la carrera de explosión.
Vibraciones verticales.
Vibraciones torsionales.
En el diseño de los motores se procura evitar las vibraciones. Sin embargo, al no poder ser anuladas completamente por métodos normales, se emplean otros medios para compensarlas o amortiguarlas, como son: Ejes compensadores y amortiguadores.
Ejes compensadores.
Todos los motores de cuatro cilindros, así como los de ocho en V de 60º, por tener los brazos del cigüeñal en un mismo plano, se ven afectados de un desequilibrio inherente producido por el desplazamiento del centro de gravedad de las piezas móviles durante las cuatro carreras del pistón.
Esta fuerza vibratoria vertical, que tiende a hacer saltar el motor y arrancarlo de su anclaje, podemos contrarrestarla aplicando, por medio de un dispositivo, una fuerza igual y de sentido contrario. Se utilizan unos ejes compensadores que van engranados en la distribución del motor.
Estos ejes o contrapesos van calados en la distribución de forma que originen una fuerza igual y contraria a la que se produce al desplazarse el centro de gravedad de las piezas móviles, anulándose sus efectos. Para ello tienen que girar a doble velocidad que el cigüeñal.
Asimismo, giran entre si en direcciones opuestas, para evitar que se origine una oscilación o vibración lateral del motor.
En los motores de 8 cilindros en V de 60º, llevan dos ejes excéntricos que van engranados; uno en la distribución delantera y otro en la trasera, y en estos motores, al revés que en los de 4 cilindros, los contrapesos giran en el mismo sentido que el cigüeñal.
Es importante que estos ejes se compruebe van engranados en sus marcas, pues en caso contrario en vez de anular las vibraciones las aumentarían.
Amortiguadores.
En todos los motores se producen las vibraciones torsionales, por la torsión momentánea debida a la fuerza desarrollada en la carrera de explosión y su recuperación en el resto del ciclo.
Aunque el volante se diseña con suficiente tamaño y masa, para que su inercia mantenga un giro uniforme, absorbiendo energía en los impulsos giratorios y devolviéndola en el resto del ciclo; no evita que el cigüeñal se retuerza en esos momentos de aceleración.
Por ello se utiliza otro dispositivo en el otro extremo del cigüeñal, llamado amortiguador de vibración que tiene por objeto crear una fuerza torsional igual y de sentido contrario a la que sufre en el instante de la explosión, para que sus efectos se anulen.
Hay dos tipos de amortiguadores o dampers:
El primero utiliza como material amortiguador el caucho. Los cambios de par del cigüeñal son absorbidos por él y la energía es disipada en forma de calor. Por ello, una manera de comprobar si funciona bien un damper es notar si está más caliente que el resto de las piezas del motor que le rodean.
El amortiguador tipo viscoso consta esencialmente de una corona pesada, alojada en una carcasa fijada a un extremo del cigüeñal, pudiéndose mover libremente dentro de ella al estar suspendida en un fluido (silicona). Esta corona tiende a oponerse a cualquier cambio súbito de velocidad, transmitiendo esta resistencia a través del fluido a la carcasa y por tanto al cigüeñal, contrarrestando o amortiguando la vibración torsional.
El fluido absorbe gran cantidad de energía de movimiento de la corona, por lo que se calienta.
Es conveniente observar periódicamente el estado del damper por si ha sufrido un golpe o abolladura que pudiera limitar el movimiento libre de la corona, pues entonces su efecto se sumaría al que soporta el cigüeñal con el peligro consiguiente de rotura por esfuerzo torsional.
Las válvulas abren y cierran las lumbreras de admisión y escape en el momento oportuno de cada ciclo. La de admisión suele ser de mayor tamaño que la de escape.
En una válvula hay que distinguir las siguientes partes:
Pie de válvula.
Vástago.
Cabeza.
La parte de la cabeza que está rectificada y finamente esmerilada se llama cara y asienta sobre un inserto alojado en la culata. Este asiento también lleva un rectificado y esmerilado fino.
El rectificado de la cara de la válvula y el asiento se hace a ángulos diferentes. La válvula siempre es rectificada a 3/4 de grado menos que el asiento. Esta diferencia o ángulo de interferencia equivale a que el contacto entre la cara y el asiento se haga sobre una línea fina, proporcionando un cierre hermético en toda la periferia del asiento. Cuando se desgaste el asiento o la válvula por sus horas de trabajo, este ángulo de interferencia varía y la línea de contacto se hace más gruesa y, por tanto, su cierre es menos hermético. De aquí, que de vez en cuando haya que rectificar y esmerilar las válvulas y cambiar los asientos.
Las válvulas se cierran por medio de resortes y se abren por empujadores accionados por el árbol de levas. La posición de la leva durante la rotación determina el momento en que ha de abrirse la válvula.
Las válvulas disponen de una serie de mecanismos para su accionamiento, que varía según la disposición del árbol de levas.
Como partes no variables de los mecanismos podemos señalar:
La guía, que va encajada en la culata del cilindro y su misión consiste en guiar la válvula en su movimiento ascendente y descendente para que no se desvíe.
Los muelles con sus sombreretes, que sirven para cerrar las válvulas.
Rotador de válvulas, cuyo dispositivo hace girar la válvula unos cuantos grados cada vez que ésta se abre. Tiene por objeto alargar la vida de la válvula haciendo que su desgaste sea más uniforme y reduciendo la acumulación de suciedad en la cara de la válvula y el asiento y entre el vástago y la guía.
Para abrir las válvulas se utiliza un árbol de levas que va sincronizado con la distribución del motor y cuya velocidad de giro es la mitad que la del cigüeñal; por tanto, el diámetro de su engranaje será de un diámetro doble que el del cigüeñal. Asimismo, según su situación varía el mecanismo empujador de las válvulas.
Cuando el árbol de levas es lateral el mecanismo empujador consta de leva, taqué, varilla, balancín y eje de balancines.
Cuando el árbol de levas va en cabeza la leva actúa directamente sobre un cajetín cilíndrico.
También e otro motores de cuatro válvulas por cilindro la leva actúa directamente sobre un rodillo de un balancín en forma de horquilla. El principio es el mismo que el de levas laterales con la diferencia que se ha abandonado la varilla de empuje.
Engranajes de distribución.
Conduce los accesorios y mantienen la rotación del cigüeñal, árbol de levas, eje de leva de la bomba de inyección ejes compensadores en la relación correcta de desmultiplicación.
El engranaje del cigüeñal es el engranaje motriz para todos los demás que componen el tren de distribución, por lo que deben de estar sincronizados entre si, de forma que coincidan las marcas que llevan cada uno de ellos.
Bomba de aceite.
Está localizada en el fondo del motor en el cárter del aceite. Su misión es bombear aceite para lubricar cojinetes y partes móviles del motor.
La bomba es mandada por u engranaje, desde el eje de levas hace circulas el aceite a través de pequeños conductos en el bloque.
El flujo principal del aceite es para el cigüeñal, que tiene unos taladros que dirigen el lubricante a los cojinetes de biela y a los cojinetes principales. Aceite lubricante es también salpicado sobre las paredes del cilindro por debajo del pistón.
Bomba de agua.
Es la encargada, en los motores refrigerados por liquido, de hacer circular el refrigerante a través del bloque del motor, culata, radiador etc.
La circulación de refrigerante a través del radiador trasfiere el calor del motor al aire que circula entre las celdas del radiador. Un ventilador movido por el propio motor hace circular el aire a través del radiador.
Antivibradores.
En un motor se originan dos tipos de vibraciones, a consecuencia de las fuerzas creadas por la inercia de las piezas giratorias y de la fuerza desarrollada en la carrera de explosión.
Vibraciones verticales.
Vibraciones torsionales.
En el diseño de los motores se procura evitar las vibraciones. Sin embargo, al no poder ser anuladas completamente por métodos normales, se emplean otros medios para compensarlas o amortiguarlas, como son: Ejes compensadores y amortiguadores.
Ejes compensadores.
Todos los motores de cuatro cilindros, así como los de ocho en V de 60º, por tener los brazos del cigüeñal en un mismo plano, se ven afectados de un desequilibrio inherente producido por el desplazamiento del centro de gravedad de las piezas móviles durante las cuatro carreras del pistón.
Esta fuerza vibratoria vertical, que tiende a hacer saltar el motor y arrancarlo de su anclaje, podemos contrarrestarla aplicando, por medio de un dispositivo, una fuerza igual y de sentido contrario. Se utilizan unos ejes compensadores que van engranados en la distribución del motor.
Estos ejes o contrapesos van calados en la distribución de forma que originen una fuerza igual y contraria a la que se produce al desplazarse el centro de gravedad de las piezas móviles, anulándose sus efectos. Para ello tienen que girar a doble velocidad que el cigüeñal.
Asimismo, giran entre si en direcciones opuestas, para evitar que se origine una oscilación o vibración lateral del motor.
En los motores de 8 cilindros en V de 60º, llevan dos ejes excéntricos que van engranados; uno en la distribución delantera y otro en la trasera, y en estos motores, al revés que en los de 4 cilindros, los contrapesos giran en el mismo sentido que el cigüeñal.
Es importante que estos ejes se compruebe van engranados en sus marcas, pues en caso contrario en vez de anular las vibraciones las aumentarían.
Amortiguadores.
En todos los motores se producen las vibraciones torsionales, por la torsión momentánea debida a la fuerza desarrollada en la carrera de explosión y su recuperación en el resto del ciclo.
Aunque el volante se diseña con suficiente tamaño y masa, para que su inercia mantenga un giro uniforme, absorbiendo energía en los impulsos giratorios y devolviéndola en el resto del ciclo; no evita que el cigüeñal se retuerza en esos momentos de aceleración.
Por ello se utiliza otro dispositivo en el otro extremo del cigüeñal, llamado amortiguador de vibración que tiene por objeto crear una fuerza torsional igual y de sentido contrario a la que sufre en el instante de la explosión, para que sus efectos se anulen.
Hay dos tipos de amortiguadores o dampers:
El primero utiliza como material amortiguador el caucho. Los cambios de par del cigüeñal son absorbidos por él y la energía es disipada en forma de calor. Por ello, una manera de comprobar si funciona bien un damper es notar si está más caliente que el resto de las piezas del motor que le rodean.
El amortiguador tipo viscoso consta esencialmente de una corona pesada, alojada en una carcasa fijada a un extremo del cigüeñal, pudiéndose mover libremente dentro de ella al estar suspendida en un fluido (silicona). Esta corona tiende a oponerse a cualquier cambio súbito de velocidad, transmitiendo esta resistencia a través del fluido a la carcasa y por tanto al cigüeñal, contrarrestando o amortiguando la vibración torsional.
El fluido absorbe gran cantidad de energía de movimiento de la corona, por lo que se calienta.
Es conveniente observar periódicamente el estado del damper por si ha sufrido un golpe o abolladura que pudiera limitar el movimiento libre de la corona, pues entonces su efecto se sumaría al que soporta el cigüeñal con el peligro consiguiente de rotura por esfuerzo torsional.
EL MOTOR DE COMBUSTION INTERNA Y SU IMPACTO AMBIENTAL
La energía mecánica, indispensable para poner en acción diferentes máquinas se puede obtener utilizando energía térmica, hidráulica, solar y eólica. La que más se utiliza es la energía térmica obtenida de los combustibles de naturaleza orgánica. Los equipos energéticos que más aceptación han tenido son los motores de combustión interna (MCI), a ellos corresponde más de un 80 % de la totalidad de la energía producida en el mundo [5,6].En la Unión Europea aunque los medios de locomoción son responsables únicamente de un 5 % de las emisiones de dióxido de azufre (SO2), son responsables del 25 % de las emisiones de dióxido de carbono (CO2), del 87 % de las de monóxido de carbono (CO) y del 66 % de las de óxidos de nitrógeno (NOx) [7].
El impacto ambiental del MCI está estrechamente relacionado con un problema social surgido por la utilización creciente del mismo: la reducción de los niveles de emisión de sustancias tóxicas y de los llamados "gases de invernadero", y la reducción de los niveles de ruido.
Las discusiones internacionales acerca de las causas e implicaciones para la humanidad del llamado "efecto invernadero", provocado por las crecientes emisiones a la atmósfera de gases tales como: CO2, metano, óxido nitroso y los cloro-flurocarbonatos, reflejan la necesidad de un enfoque integral en el tratamiento de los problemas ambientales y del desarrollo, así como la necesidad de una acción concertada de la comunidad internacional para mitigar los efectos del calentamiento global [10].
En el presente trabajose analizan los factores que influyen sobre los niveles de toxicidad y ruido de los MCI más usados en la agricultura y se ofrecen algunas medidas que pueden tomarse para disminuir los mismos
El impacto ambiental del MCI está estrechamente relacionado con un problema social surgido por la utilización creciente del mismo: la reducción de los niveles de emisión de sustancias tóxicas y de los llamados "gases de invernadero", y la reducción de los niveles de ruido.
Las discusiones internacionales acerca de las causas e implicaciones para la humanidad del llamado "efecto invernadero", provocado por las crecientes emisiones a la atmósfera de gases tales como: CO2, metano, óxido nitroso y los cloro-flurocarbonatos, reflejan la necesidad de un enfoque integral en el tratamiento de los problemas ambientales y del desarrollo, así como la necesidad de una acción concertada de la comunidad internacional para mitigar los efectos del calentamiento global [10].
En el presente trabajose analizan los factores que influyen sobre los niveles de toxicidad y ruido de los MCI más usados en la agricultura y se ofrecen algunas medidas que pueden tomarse para disminuir los mismos
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