sistemas auxiliares de un motor de combustion interna

INSTITUTO TECNOLOGICO DE TUXTLA GUTIERREZ
DEPARTAMENTO DE METAL-MECANICA
INGENIERIA MECANICA
MAQUINAS DE FLUIDOS COMPRESIBLES
UNIDAD 1
Actividad 2

INVESTIGACION: “Componentes y funcionamiento de los sistemas
auxiliares de los motores de combustión interna reciprocantes.”

ALUMNO: SANCHEZ UMANZOR ROBERTO ANTONIO #16270717

PROFESOR: ING. SAUL DE JESUS MOLINA DOMINGUEZ

TUXTLA GUTIERREZ, CHIAPAS; 4 de marzo del 2022

Contenido

INTRODUCCIÓN............................................................................................................................. 1
1.- SISTEMAS AUXILIARES DE LOS MOTORES DE COMBUSTIÓN INTERNA RECIPROCANTES........ 2

1.1..- PRIMER TIEMPO: ADMISIÓN............................................................................................ 2
1.2.- SEGUNDO TIEMPO: COMPRESIÓN.................................................................................... 2
1.3.- TERCER TIEMPO: COMBUSTIÓN Y EXPANSIÓN................................................................. 2
1.4.- CUARTO TIEMPO: ESCAPE................................................................................................. 2
2. CARACTERÍSTICAS DE LOS MOTORES DE COMBUSTIÓN CICLO OTTO ...................................... 3
2.1.SISTEMA DE ALIMENTACIÓN DE COMBUSTIBLE ................................................................. 4

- Inyección indirecta: ....................................................................................................... 4
- Inyección directa ........................................................................................................... 4
.- El número de inyectores. ................................................................................................... 5
- El número de inyecciones Inyección continua.................................................................... 5
Inyección intermitente.......................................................................................................... 5
- El sistema de control........................................................................................................... 6
2.2. SISTEMA DE ENCENDIDO................................................................................................... 7
2.3.. SISTEMA DE REFRIGERACION............................................................................................ 9
2.3.1 sistema de refrigeración por aire ............................................................................... 11
2.3.2. Sistema de refrigeración por agua ........................................................................... 13
2.3.3. PARTES DEL SISTEMA DE REFRIGERACIÓN................................................................ 16
2.4. SISTEMA DE LUBRICACIÓN ........................................................................................... 20
2.4.1.PARTES DEL SISTEMA DE LUBRICACIÓN..................................................................... 23
1. Bomba de aceite.......................................................................................................... 23
2.5.. SISTEMA DE DISTRIBUCIÓN............................................................................................. 26
2.5.1 Componentes ............................................................................................................. 27
2.5.2 Tipos de distribución .................................................................................................. 31
2.6. SISTEMA BIELA-MANIVELA............................................................................................... 33
2.7. SISTEMA DE ESCAPE ......................................................................................................... 35
3. MOTORES DE COMBUSTIÓN INTERNA CICLO DIESEL ......................................................... 38
3.1. SISTEMA DE ALIMENTACIÓN............................................................................................ 39
3.2. SISTEMAS DE INYECCIÓN DIESEL...................................................................................... 41
3.2.1. Common Rail o conducto único ................................................................................ 41
3.2.2. Inyectores-Bomba ..................................................................................................... 42
Unidad bomba-tubería-inyector UPS:................................................................................. 43
Sistema De Inyección Por Acumulador ............................................................................... 43
3.3. SISTEMA DE ENFRIAMIENTO ............................................................................................ 44

3.3.1. Refrigeración por aire: .............................................................................................. 44
3.3.2. Refrigeración por agua:............................................................................................. 44
3.3.3. Elementos del Sistema de Refrigeración................................................................... 45
3.4. SISTEMA DE LUBRICACIÓN............................................................................................... 46
3.4.1. Temperatura.............................................................................................................. 47
3.5. SISTEMA DE DISTRIBUCIÓN.............................................................................................. 50
3.6. SISTEMA DE ADMISIÓN Y DE ESCAPE............................................................................... 52
CONCLUCION............................................................................................................................... 54
BIBLIOGRAFÍA.............................................................................................................................. 55

INTRODUCCIÓN

Hoy en día, los motores de combustión interna son muy importantes en la
transportación moderna. La evolución que ha tenido este tipo de motores ha sido
debido del uso tan excesivo de autobuses, automóviles, camiones, tractores y
aeroplanos.
Su éxito se debe, de que es una unidad integral capaz de funcionar durante un
largo periodo con una cantidad relativamente pequeña de combustible, ya sea
gasolina, Diesel, entre otros.
El funcionamiento de los motores de combustión interna es por consecuencia del
hecho de que un gas se expande cuando se calienta. La energía requerida es
dada por el combustible. Esta energía debe ser liberada y convertida en otra
forma de energía, es decir, este tipo de motores transforma la energía eléctrica
en energía mecánica.

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1.- SISTEMAS AUXILIARES DE LOS MOTORES DE
COMBUSTIÓN INTERNA RECIPROCANTES.

Los ciclos utilizados en el funcionamiento de los motores de combustión interna
son el ciclo Otto y el ciclo Diesel.
Los motores de combustión interna reciprocantes, son motores convencional de
gasolina o diésel que se emplea en automoción y la gran mayoría de los motores
endotérmicos que son a cuatro tiempos y su funcionamiento comprende las fases
siguientes:
1.1..- PRIMER TIEMPO: ADMISIÓN
El pistón baja en el momento en que la válvula de admisión se abre, permitiendo
el ingreso de la mezcla aire combustible en los motores de encendido por chispa
y aire en motores encendidos por compresión.

1.2.- SEGUNDO TIEMPO: COMPRESIÓN
El pistón sube comprimiendo la mezcla aire-combustible en los motores de
encendido por chispa y aire en motores encendidos por compresión, las dos
válvulas están cerradas

1.3.- TERCER TIEMPO: COMBUSTIÓN Y EXPANSIÓN
El pistón llega al máximo de su recorrido, la bujía entrega la chispa (motor
encendido por chispa) y a presión (motor encendido por compresión), se produce
la explosión y el pistón es impulsado hacia abajo.

1.4.- CUARTO TIEMPO: ESCAPE
El pistón sube nuevamente, pero esta vez la válvula de escape se encuentra
abierta permitiendo la salida de los gases quemados.

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Ilustración 1. Ciclo de trabajo en un motor de cuatro tiempos de gasolina.

2. CARACTERÍSTICAS DE LOS MOTORES DE COMBUSTIÓN
CICLO OTTO

El ciclo Otto es un ciclo cerrado, que utiliza una mezcla de aire y gasolina o aire
y gas y para su ignición tiene la ayuda de una chispa eléctrica producida por el
sistema de encendido. Este ciclo consta de 4 etapas o tiempos. Aspiración,
compresión, combustión y expansión. El flujo del fluido en su interior sería el
siguiente:
En la carrera descendente del pistón, aspira un volumen de mezcla aire-
combustible, que ingresa en una cámara, cuando el pistón sube comprime esa
mezcla que cuando alcanza el punto muerto superior se enciende y se quema a
volumen constante (teórico), para luego producir una expansión (carrera útil) en
cuyo transcurso aporta el trabajo, luego en la carrera ascendente se eliminan los
gases de la combustión y el ciclo se inicia nuevamente.

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Ilustración 2. ciclo teórico otto

2.1.SISTEMA DE ALIMENTACIÓN DE COMBUSTIBLE

El sistema de alimentación de combustible de un motor Otto consta de un
depósito, una bomba de combustible y un dispositivo dosificador de combustible
que vaporiza o atomiza el combustible desde el estado líquido, en las
proporciones correctas para poder ser quemado. Se llama carburador al
dispositivo que hasta ahora venía siendo utilizado con este fin en los motores
Otto. Ahora los sistemas de inyección de combustible lo han sustituido por
completo por motivos medioambientales. Su mayor precisión en la dosificación
de combustible inyectado reduce las emisiones de CO2, y asegura una mezcla
más estable.

Los sistemas de inyección se pueden distribuir de cuatro formas diferentes:

.- El lugar donde se produce la inyección de combustible.

- Inyección indirecta: La inyección de gasolina se produce en la bifurcación
del colector de admisión o justo delante de la válvula de admisión, esta
válvula puede encontrarse abierta o cerrada.

- Inyección directa: La inyección de combustible se produce directamente
en la cámara de combustión. Este sistema permite reducir drásticamente el
consumo y mejorar la combustión disminuyendo los gases contaminantes.

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Ilustración 3.. Sistemas de inyección

.- El número de inyectores.
Inyección mono punto: Se dispone de un solo inyector de combustible para todos
los cilindros, ubicado detrás de la mariposa de gases de admisión, produciendo
la inyección en el colector de admisión.

Inyección multipunto: Se dispone de un inyector por cada cilindro, la inyección
puede producirse en el colector de admisión o directamente en el cilindro. Este
tipo de inyección es mucho más eficaz que la mono punto.

- El número de inyecciones Inyección continua
El combustible es inyectado continuamente en el colector de admisión con una
determinada presión y proporción, las cuales pueden ser constantes o variables
dependiendo de los diferentes parámetros del sistema utilizado.

Inyección intermitente: La unidad de control electrónica (UCE) de la inyección
se encarga de enviar unos impulsos a los inyectores con el fin de abrirlos durante
un periodo de tiempo muy determinado.

Esta inyección tiene tres modalidades de ejecución:

1. Simultánea: Todos los inyectores pulverizan el combustible al mismo
tiempo, ya que todos se abren y cierran simultáneamente.

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2. Semi-secuencial: Los inyectores son activados de dos en dos.

3. Secuencial: Los inyectores se abren de uno en uno y cuando la válvula
de admisión se encuentra abierta.

- El sistema de control.
Todos los sistemas de inyección de gasolina necesitan un sistema de control,
pudiendo ser de tres tipos diferentes:

Mecánico: El control y los inyectores utilizados son totalmente mecánicos.
Electromecánico: Este tipo es una evolución del anterior en el que combinan
electrónica y mecánica.

Electrónico: El control del sistema se realiza a través de una UCE y los inyectores
disponen de un accionamiento electrónico.

El sistema de inyección electrónica de combustible (ver figura 3) es un sistema
que reemplaza el carburador en los motores a gasolina, su introducción se debió
a un aumento en las exigencias de los organismos de control del medio ambiente
para disminuir las emisiones de los motores.

Su importancia radica en su mejor capacidad respecto al carburador para
dosificar el combustible y crear una mezcla aire / combustible, muy próxima a la
estequiométrica (14,7:1 para la gasolina), lo que garantiza una muy buena
combustión con reducción de los porcentajes de gases tóxicos a la atmósfera.
La relación estequiométrica es la proporción exacta de aire y combustible que
garantiza una combustión completa de todo el combustible.

La función es la de tomar aire del medio ambiente, medirlo e introducirlo al motor,
luego de acuerdo a esta medición y conforme al régimen de funcionamiento del
motor, inyectar la cantidad de combustible necesaria para que la combustión sea
lo más completa posible.

Consta de fundamentalmente de sensores, una unidad electrónica de control y
actuadores o accionadores.

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Ilustración 4. Sistema de inyección electrónica.

El funcionamiento se basa en la medición de ciertos parámetros de
funcionamiento del motor, como son: el caudal de aire, la temperatura del aire y
del refrigerante, el estado de carga (sensor PAM), cantidad de oxígeno en los
gases de escape (sensor EGO o Lambda), revoluciones del motor, etc., estás
señales son procesadas por la unidad de control, dando como resultado señales
que se transmiten a los accionadores (inyectores) que controlan la inyección de
combustible y a otras partes del motor para obtener una combustión mejorada.

2.2. SISTEMA DE ENCENDIDO

Este sistema provee la energía eléctrica necesaria para producir el encendido de
la mezcla combustible. Su importancia radica en que su presencia garantiza el
inicio de la combustión en los motores que funcionan bajo el principio del ciclo
Otto, produciendo una chispa que enciende la mezcla combustible.

La función principal es la de convertir energía eléctrica de baja tensión en alta
tensión y distribuirla a cada uno de los cilindros del motor.

Consta básicamente de: un generador de corriente o batería, un arrollamiento
primario, un interruptor mecánico, un condensador, arrollamiento secundario, un
distribuidor y bujías, como se ilustra en la figura 11.

El funcionamiento es el siguiente: el generador de corriente o una batería
suministra energía eléctrica que circula a través de un interruptor mecánico y un

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condensador a un circuito primario de una bobina, cuando se abre el interruptor
se produce una variación rápida, ayudada por el condensador, del campo
magnético, que produce el paso de corriente por el arrollamiento primario, lo cual
induce en el arrollamiento secundario una tensión muy elevada (14000 o 20000
V), esta tensión se distribuye al cilindro correspondiente de acuerdo a la
secuencia de encendido y provoca en los extremos de una bujía una chispa en
el interior del motor, que es la que enciende finalmente la mezcla combustible.

Ilustración 5.Partes del sistema de encendido

El funcionamiento de este sistema se puede verificar, si el funcionamiento del
motor se produce de manera uniforme y sin interrupciones. Para asegurarnos
que cada componente funciona bien, se pueden realizar mediciones eléctricas
de continuidad, si esta existe no debería haber problemas.
El componente más difícil de inspeccionar es la bujía, ya que puede no presentar
fallas cuando se la prueba en condiciones que no son las de funcionamiento real.

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La mejor manera de controlar si el sistema funciona es la de comprobar la llegada
de energía eléctrica de alto voltaje hasta la bujía, debiéndose verificar esta última
por separado y con dispositivos especiales para ese fin. También controlar el
suministro de energía eléctrica de baja tensión (batería o generador)

Las fallas más frecuentes, son la rotura o pérdida de aislamiento de una bujía, y
se manifiesta por un funcionamiento desparejo (rateo) a un régimen o en todo
régimen de marcha del motor. Si huera una discontinuidad eléctrica de algún
arrollamiento o del cable de bujía, la falla sería total, no produciendo el encendido
de la mezcla en el cilindro en cuestión. La fuente de energía eléctrica inicial
también puede fallar, cuando ello sucede, no se registra voltaje en sus bornes
de salida.

La reparación del sistema se limita al reemplazo del componente dañado.

Las condiciones de seguridad son las mismas requeridas para las instalaciones
eléctricas, especialmente en el circuito de alto voltaje. El cuidado del medio
ambiente se limita a disponer adecuadamente los elementos reemplazados.

2.3.. SISTEMA DE REFRIGERACION
El sistema de refrigeración es el encargado de retirar el calor en exceso que
genera el motor. Cualquier máquina térmica, es decir, cualquier máquina que
utilice el calor para realizar un trabajo, se calienta. Si ese calor generado llega a
un exceso, el funcionamiento del motor no será el adecuado y podría ser
perjudicial para el motor en muchos casos. En un motor de combustión interna,
la parte del motor que más se calienta es en el lugar donde se produce la
combustión, por eso en los motores Otto la culata es la parte del motor que mejor
ha de estar refrigerada, ya que aquí se encuentran los componentes más
cercanos al foco de calor y que alcanzan las mayores temperaturas (cámara de
combustión, válvula de escape, pistón y paredes interiores del cilindro). Entre
otros, los problemas que solucionamos con el sistema de refrigeración son los
siguientes:

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• Dilatación excesiva de las piezas del motor ya sean móviles o estáticas

• Deterioro y desgaste prematuro de los componentes del motor

• Problemas de autoencendido

1. La dilatación de los componentes del motor puede llegar a ser un problema,
cuando esa es excesiva. La mayoría de las piezas de un motor, están
construidas a medida, incluso en algunos componentes el margen de error ha de
ser extremadamente pequeño, y que estos componentes se dilaten puede
resultar un problema para muchos casos.

En el momento de construir un motor, se tiene en cuenta el problema de la
dilatación, aunque no es un factor extremadamente importante hasta cierto
punto. En el momento que la dilatación es excesiva empiezan los problemas.

El problema más común de exceso de dilatación es el conocido “gripado del
motor”, esto ocurre porque el pistón desliza por el cilindro y entre ellos hay una
separación muy pequeña, al dilatarse excesivamente el pistón, la separación
entre ellos ahora es extremadamente pequeña, incluso nula, desmejorando la
lubricación y la refrigeración del sistema y quedándose clavado en el cilindro o
incluso fundido en él.

2. El calor en exceso provoca un aumento de la temperatura de todos los
componentes del motor. Cualquier material pierde propiedades y se deteriora
con un aumento excesivo de temperatura, por lo tanto conviene mantener una
óptima temperatura del motor para su correcto funcionamiento y para la mejorar
la vida útil de sus componentes.

3. El problema de autoencendido o detonación (picado de biela en el argot) es
un problema que solo sucede en los motores tipo Otto. Sucede por un
calentamiento excesivo de las piezas internas del motor (pistón, cámara de
combustión, válvula de escape, bujía, etc.).

En el ciclo de compresión, la gasolina esta mezclada con el aire, esta se
enciende por la chispa que crea la bujía cuando llega al PMS, o un poco antes
si hay avance de encendido, pero cuando esta parte del motor está muy caliente,
este calor que desprende y la compresión existente en el momento es lo

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suficientemente alto como para hacer arder a la mezcla cuando el pistón aún
está subiendo antes de que la bujía haga saltar la chispa, provocando dos
fuerzas contrarias (la fuerza de la explosión hacia abajo y la propia inercia del
pistón hacia arriba).
Toda esta fuerza recae sobre la biela donde se caracteriza por un ruido agudo
metálico por esta parte del motor provocando el deterioro o rotura de ésta. La
biela no es la única parte del motor que sufre en éste mal funcionamiento, todo
este conjunto hace calentar aún más esta parte del motor deteriorando pistones,
válvulas, cilindro, cámara de combustión, etc.
2.3.1 sistema de refrigeración por aire

Los sistemas de refrigeración por aire son más sencillos y económicos que los
sistemas de refrigeración por agua, pues estos últimos requieren un radiador y
todo un conjunto de conductos, mecanismos de impulsión de agua (bombas) y
recipientes para contener el agua, los cuales ocupan un espacio y tienen un
costo adicional.
Por lo general este tipo de motores son más ruidosos pues las ondas sonoras
provocadas por la combustión salen rápidamente sin ser amortiguadas por otros
componentes debido a la sencillez de los motores.
Para que el aire pueda refrigerar correctamente el motor, se necesita que el
bloque y la culata estén fabricados con materiales con propiedades de alta
transferencia de calor, es decir, metales con una buena conductividad térmica
(aleaciones de aluminio). El cilindro y la culata t tiene una estructura de aletas
como podemos ver en la figura 1 para que el aire penetre y tenga más superficie
de contacto, por lo tanto haya una buena refrigeración.

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Ilustración 6.Cilindro de un motor de 2 tiempos refrigerado por aire

El principio de funcionamiento de este sistema es hacer pasar el aire frío de la
propia atmósfera por las aletas de la culata y del cilindro, de esta manera
conseguir refrigerarlos.
Este aire es impulsado por la propia velocidad del automóvil, aunque solo se
utiliza en motocicletas porqué como bien sabemos el capó puede entorpecer su
paso, entonces en los automóviles se utiliza un ventilador para impulsar el aire.

Ilustración 7.Funcionamiento del sistema de refrigeración por aire

En la figura 7 podemos ver el funcionamiento de un motor enfriado por aire,
donde entra el aire exterior por la entrada de aire frío, entonces el ventilador
movido por el propio motor o por un motor eléctrico impulsa el aire frío hacia las
paredes exteriores del cilindro, pasando por las aletas y refrigerándolo. Ese aire,

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una vez calentado pasa por el termostato , este mide la temperatura del aire en
la salida y en función de este regula la velocidad del ventilador para enfriar más
o menos. Finalmente ese aire sale por la salida de aire caliente hacia el exterior.
2.3.2. Sistema de refrigeración por agua

Los motores refrigerados por agua poseen conductos y otros elementos que
convierten este en un sistema de mayor complejidad que el de un motor enfriado
por aire. El calor generado en la culata del cilindro es absorbido por el agua que
circula por los conductos y se disipa a la atmósfera cuando pasa por el radiador.
Para llevar a cabo el proceso de refrigeración, el líquido refrigerante debe
circular por el circuito, para ello existen tres métodos de circulación que
citaremos y explicaremos a continuación:
Circulación por termosifón
Este método no utiliza dispositivos mecánicos de circulación sino que aprovecha
las propiedades físicas y químicas del líquido refrigerante para circular,
especialmente la densidad. El liquido empieza a circular a medida que se va
calentando, el líquido frío al tener una densidad superior al caliente, cae por su
propio peso y empieza a circular, una vez el líquido se ha calentado al enfriar el
motor, al tener una densidad menor tiende a subir y pasa por el radiador,
entonces este lo vuelve a enfriar para que pueda seguir el ciclo correctamente.

Ilustración 8. Sistema de circulación por termosifón

El líquido de refrigeración no comienza a circular a medida que se llena el tanque,
ni tampoco cuando se pone en funcionamiento el motor. Se pone en
funcionamiento a medida que aumenta la temperatura en el cilindro del motor.

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Esto conlleva a que puede prescindir de un termostato y tenemos un sistema de
refrigeración muy sencillo, aunque contrapartida la velocidad de evacuación del
líquido es muy lenta.
Circulación por bomba

Este método utiliza un sistema de impulso del líquido mecánico, lo hace mediante
una bomba accionada directamente por el motor. La bomba se coloca entre el
radiador y el motor en un punto bajo del circuito. Esta misma coge el agua que
se ha enfriado en el radiador y la impulsa hacia el motor, donde allí lo enfriará.
La velocidad de evacuación se puede medir y caracterizar según la capacidad
de la bomba y la capacidad de refrigeración también depende de esta.

Ilustración 9. Circulación por bomba

Circulación por termosifón y bomba

Este sistema combina los dos anteriores, funciona por termosifón pero con ayuda
de una bomba accionada por el motor que mejora la circulación del líquido
refrigerante. La bomba puede estar fija sobre la culata o sobre el bloque de
cilindros, aunque generalmente está situada en la salida del líquido frío y dirigido
hacia el bloque de cilindros. El líquido frío es impulsado por la bomba hacia el
circuito, una vez que ha circulado y está de nuevo caliente, la bomba impulsa el
líquido caliente hacia el radiador también ayudado por su propia densidad (
sistema termosifón). Este es el sistema más factible y seguro, la bomba le hace
tener un buen funcionamiento y en caso de fallo de la bomba la circulación del
líquido se efectúa completamente por el sistema de termosifón. Es el sistema
más utilizado actualmente de los tres.

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Ilustración 10. Sistema de circulación por bomba y termosifón

Funcionamiento del circuito
En el momento que ha de empezar a circular el líquido, la bomba de agua coge
el agua fría existente en el radiador, esta bomba la impulsa hacia los cilindros y
todos los componentes a refrigerar, una vez refrigerados el agua está caliente,
entonces pasa por un termómetro que mide la temperatura del líquido
(normalmente alrededor de 90ºC).

Ilustración 11. circuito de refrigeración

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Este termómetro está conectado a un termostato que varía su apertura en
función de la temperatura del líquido para así variar el caudal de agua para
refrigerar más o menos. En ese momento el líquido caliente se encuentra con
dos caminos a seguir, uno que conlleva al radiador de calefacción para que el
agua lo caliente y haga su función, y otro conlleva al radiador principal para que
éste, mediante el ventilador consiga enfriar el líquido. En el paso al radiador, nos
encontramos un conducto que lleva al vaso o depósito de expansión, donde éste
será el encargado de regular en buen funcionamiento del circuito eliminando las
burbujas existentes.

2.3.3. PARTES DEL SISTEMA DE REFRIGERACIÓN

El sistema de refrigeración por agua se compone básicamente de las siguientes
partes:
1. Bomba del agua La bomba de agua
es la encargada de hacer circular el líquido de refrigeración por el circuito. Es
una bomba centrífuga accionada por el motor mediante una correa. La capacidad
de la bomba de agua debe ser suficiente para proporcionar la circulación del
refrigerante. Consta de un rotor accionado por el motor que impulsa el líquido.

Ilustración 12. Bomba de agua

2. El radiador
El radiador es el encargado de disipar el calor del motor enfriando el líquido de
refrigeración que éste ha cogido del motor, de esta manera el líquido podrá volver
a circular una vez frío. El radiador es enfriado por el flujo de aire que le da el
ventilador o la propia velocidad del vehículo.

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Un radiador consiste en dos tanques metálicos o de plástico (según el caso),
que están conectados uno contra otro por medio de un núcleo (malla de tubos
delgados y aletas). Las mangueras se utilizan para unir el radiador al motor
dando elasticidad al conjunto, estas se sujetan con abrazaderas metálicas a los
tubos que salen de ambos elementos. El refrigerante fluye desde el tanque de
entrada a través de los tubos al tanque de salida siempre que esté abierto el
termostato en el motor. Mediante las aletas se disipa el calor hacia la atmósfera
enfriando el líquido.

Ilustración 13, Radiador

3. Mangueras de conexión
Las mangueras de conexión son todo el conjunto de tuberías de caucho que
unen los diferentes componentes de un circuito de refrigeración por agua. Las
mangueras del radiador pueden ser rectas, moldeadas y flexibles y se pueden
acomodar según las necesidades. El constante uso de las mangueras generan
su deterioro; una manguera deteriorada afecta el buen funcionamiento del
sistema, provocando fugas y anomalías en su funcionamiento, es necesario
cambiarla en caso de avería.
4. Camisa de los cilindros
Las camisas de los cilindros son las que transfieren el calor desde el interior de
los cilindros hasta el exterior. Tienes un contacto directo con el cilindro y de esa
manera el calor se transfiere rápidamente y eficazmente. Estas camisas pueden
ser húmedas es decir que permiten que el líquido refrigerante circule alrededor
de los cilindros para lograr un mejor enfriamiento. Las camisas de agua o
llamadas también húmedas no solo rodean el cilindro sino también la cámara de
combustión, los asientos de las bujías, los asientos y guías de las válvulas y las
partes en contacto con los gases producto de la combustión.

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Ilustración 14. camisa de los cilindros

5. El Ventilador
El ventilador es el encargado de impulsar el aire a gran velocidad hacia el
radiador para enfriar a éste. Lo hace absorbiendo el aire de la atmósfera y
haciéndolo pasar por el núcleo del radiador. El ventilador es accionado por el
motor mediante un acople en el eje de la bomba de agua y se impulsa con una
correa desde la polea del cigüeñal. Algunos ventiladores incorporan un
embrague para controlar las velocidades respecto con las demandas de
enfriamiento. La capacidad del ventilador depende del número de aspas, el
diámetro total y velocidad. El paso o ángulo de las aspas del ventilador también
afecta su capacidad. Las aspas más planas mueven menos aire que las aspas
con mayor ángulo. Los ventiladores con ángulo variable tienen aspas flexibles
que tienden a ser menos planas a medida que se incrementa la velocidad del
motor. Las aspas son curvas en las puntas y con frecuencia se encuentran
espaciadas de manera no uniforme para reducir el nivel de ruido. La cubierta del
ventilador evita una recirculación de aire alrededor de las puntas de las aspas.
Con el aumento de velocidad del vehículo se crea un flujo de aire suficiente, que
incluso puede llegar a pararse porque con el propio aire provocado por la
velocidad es suficiente para enfriar el radiador.

6. El termostato
El termostato es el encargado de regular la cantidad de líquido refrigerante que
pasará por el circuito. Es una válvula sensible al calor ubicada en la parte
superior delantera del motor. Cuando se arranca un motor frío, el termostato
cierra el flujo del refrigerante, para dejar calentar el motor correctamente, una
vez que la máquina está caliente, se abre el termostato y permite que el
refrigerante atrapado fluya por todo el circuito. Algunos termostatos funcionan

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bajo el principio de dilatación de una espiral metálica la cual abre o cierra una
válvula en función de la temperatura necesaria para esa dilatación. Existen otros
termostatos, los de válvula de mariposa y de válvula de cabezal los cuales tienen
un elemento de cera el cual está expuesto al líquido refrigerante del motor.
Cuando la cera se calienta se expanden forzando una varilla que sale. Cuando
la cera se enfría se contrae cerrando la válvula por medio de un muelle y la varilla
regresa a la posición inicial de esta manera deja o no pasar el líquido refrigerante.

Ilustración 15.Termostato

7. . Vaso de expansión
El vaso de expansión o desgaseador es el encargado de mantener un buen
funcionamiento en el circuito de refrigeración y mantener una presión constante
y óptima. Este buen funcionamiento lo consigue gracias a que actúa como
desgaseador, es decir, elimina todas las burbujas que se crean en el circuito. Las
burbujas obstruyen el paso del líquido, calentando el motor y creando un mal
funcionamiento del circuito en conjunto. También, el vaso de expansión está
equipado con un tapón con una válvula que mantiene el gas expulsado del
circuito a una presión, de esta manera la temperatura de ebullición del líquido es
más elevada. De esta manera conseguimos que el líquido de refrigeración se
haya de cambiar por las perdidas físicas y químicas, no porque se evapore. Si el
líquido refrigerante se calienta y se expande lo suficiente como para causar que
la presión del sistema se eleve por encima de la presión de diseño de la tapa, la
válvula de presión se abre y permite que el gas sobrante se escape al exterior
hasta que el sistema se vuelve a estabilizar.

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Ilustración 16. vaso de expansión

8. Líquido refrigerante
El líquido refrigerante es el medio que se utiliza para absorber el calor del motor
para disipar este calor hacia el exterior utilizando el sistema de refrigeración. El
agua es el líquido más utilizado, pero debido a algunas de sus propiedades (bajo
punto de ebullición y congelación) requiere de algunos aditivos que mejoran sus
características. Estos aditivos pueden subir el punto de ebullición o de
congelación, evitar la corrosión, lubricar partes del sistema, retardar la formación
de sedimentos o mejorar otras propiedades. Existen varios tipos de aditivos e
inhibidores especiales a base de silicatos los cuales se agregan para prevenir la
corrosión de partes de aluminio, como las cabezas de cilindros, termostato o
radiador. El más común (agua - etileno glicol) utilizando una mezcla de 50:50,
esto quiere decir 50% de agua y 50% de etileno glicol como (anticongelante).
Esta relación de agua y etileno glicol proporciona protección para el sistema
hasta -37 ºC y un punto de ebullición de 130ºC

2.4. SISTEMA DE LUBRICACIÓN

El sistema de lubricación es el encargado de bañar en aceite todas las piezas
móviles del motor (pistón, biela, cigüeñal, cojinetes, árbol de levas, etc.) para que
éstas, entre otras cosas, puedan moverse libremente y no sean dañadas.

Como ya hemos dicho, el sistema de lubricación se encarga de bañar en aceite
el motor para que cuando se muevan haya poco rozamiento, de esta manera, si
hay poco rozamiento, también conseguimos un rendimiento mayor y una mayor
potencia.

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El líquido utilizado es el aceite. El aceite esta más frío mientras fluye por todas
las piezas del motor, de esta manera también actúa como refrigerante del motor.
En los motores de 4 tiempos se utilizan los sistemas que vamos a explicar a
continuación, sin embargo, en los motores de 2 tiempos la lubricación se efectúa
mediante la mezcla de aceite con el combustible (generalmente 5% aceite – 95%
combustible). Este sistema tiene un problema con el que hay que tener cuidado,
por ejemplo cuando la velocidad del motor es muy elevada y la apertura del
acelerador es mínima, la cantidad de combustible y por lo tanto de aceite también
es mínima, por lo tanto la lubricación es insuficiente y podemos agarrotar el
motor.

El sistema de lubricación es casi imprescindible, sin él la vida del motor sería
escasa, provocando averías irreversibles como agarrotarse (griparse
comúnmente). A continuación diferenciaremos los dos tipos de sistemas que
existen para lubricar un motor, que son:

• Lubricación de cárter húmedo.

• Lubricación de cárter seco.

Lubricación de cárter húmedo
En el sistema de lubricación de cárter húmedo el
aceite se ubica en el cárter, de ahí el nombre del
sistema (cárter húmedo) y hay una bomba de
aceite que reparte el aceite por todas las demás
partes móviles del motor.

Como vemos en la figura el aceite se deposita en
el cárter. El aceite es repartido en buena parte del
motor por salpicadura, es decir, el contrapeso del
cigüeñal salpica ese aceite para que se impregne
en dos de las piezas más críticas a la hora de
lubricar, la biela y el cigüeñal con sus Ilustración 17. Carter húmedo
correspondientes cojinetes y rodamientos.

Por otro lado, el pistón es lubricado mediante unos conductos que pasan por el
bloque motor y entran en el interior del cilindro.

21

El árbol de levas también es un punto que hay que tener un cuidado especial a
la hora de lubricar, en algunos motores el aceite entra al eje de levas por medio
de un conducto central, de modo que lubrica directamente los cojinetes y
asientos.
Para completar el sistema debe tenerse en cuenta la lubricación en el eje de
balancines y el tren de válvulas la cual se lleva a cabo mediante goteo directo.

Lubricación de cárter seco
En los motores de alta competición la lubricación de cárter húmedo es
insuficiente debido a los cambios bruscos de aceleración, curvas y frenada; en
estos motores se utiliza la lubricación de cárter seco.
En este sistema el aceite se encuentra en un depósito separado, hay dos
bombas una de las cuales se encarga de suministrar el aceite a las partes del
motor que se van a lubricar, la segunda bomba se utiliza para retornar el aceite
que cae al cárter y se envía al depósito separado del mismo.

Ilustración 18. Carter en seco

22

Funcionamiento del circuito

Ilustración 19. Circuito de lubricación

El aceite está ubicado en el colector de aceite , es decir, en el cárter en el caso
de ser un sistema de cárter húmedo o en un depósito independiente en el caso
de un sistema de cárter seco. La bomba de aceite recoge el aceite y la válvula
de alivio o regulador de presión discrimina el exceso de aceite si lo hay.
Seguidamente la bomba de aceite envía el aceite al filtro de aceite, donde ahí
libraremos al aceite de impurezas. En el caso de que el filtro este obstruido, el
aceite pasará por la válvula de derivación para poder seguir el ciclo. Por último
el aceite va al motor para lubricar todas sus partes y de ahí el aceite volverá al
colector de aceite.
2.4.1.PARTES DEL SISTEMA DE LUBRICACIÓN
El sistema de lubricación se basa de las diferentes partes:

1. Bomba de aceite
La bomba de aceite es la encargada de enviar el aceite almacenado en el cárter
de aceite, hacia todas las partes a lubricar del motor. La bomba de aceite es
accionada por el motor, entonces esto explica que cuando el motor empieza a
subir su velocidad de rotación, ésta también y el caudal entregado será mayor.

Ilustración 20.Bomba de
aceite

23

2. Regulador de presión
El regulador de presión del aceite o válvula de alivio es el encargado de

discriminar el aceite en exceso cuando el caudal de la bomba es muy elevado.
Cuando la velocidad del motor es muy elevada como ya hemos dicho antes, la
de la bomba también lo es, entonces la cantidad de aceite que entrega la bomba

Ilustración 21. regulador de presión.

es muy superior. Si ese caudal que entrega es demasiado alto, el regulador de
presión discrimina el exceso de aceite enviándolo de nuevo a su depósito.

3. Filtro de aceite
A medida que se utiliza el aceite del motor, este se contamina con partículas de

metal, carbón, suciedad aerotransportada, etc. Si las piezas del motor que están

en movimiento fueran lubricadas por dicho aceite sucio, ellas se desgastarían

rápidamente y como resultado el motor podría agarrotarse. Para evitar esto, se

monta un filtro de aceite en el circuito de aceite que elimine esas sustancias

indeseables. EI filtro de aceite es montado a la mitad del camino del circuito de

lubricación. Este filtra y elimina las partículas de

metal desgastadas de las piezas del motor por

fricción, así como también la suciedad, carbón y

otras impurezas del aceite. Si el elemento del filtro

de aceite (papel filtrante), el cual remueve las

impurezas, llega a obstruirse, la válvula de

derivación será la encargada de hacer pasar al

aceite por otro camino para que llegue a lubricar al

motor. Ilustración 22. Filtro de aceite

24

4. Válvula de derivación
La válvula de derivación es la encargada de hacerle pasar al aceite por otro
camino antes de que llegue al filtro cuando este está saturado por las impurezas
que ha llegado a filtrar. En estas circunstancias, la válvula de derivación se abre
y permite el ingreso de aceite sin filtrar al motor, manteniendo el flujo de aceite
requerido por el motor.

Esta operación que se cumple en funcionamiento del motor, evita que el filtro de
aceite se colapse y provoque un mayor daño al sistema.

5. Cárter de aceite aceite.
El Carter de aceite recolecta y almacena el aceite

de motor. Muchos carters de aceite son hechos

de láminas de acero prensado, con una zona

hueca profunda y montan un colador de aceite

para filtrar las impurezas de mayor tamaño.

Además, un tapón de vaciado está situado en la

Ilustración 23. Carter de aceite

parte inferior del cárter de aceite para vaciar el

aceite usado cuando sea necesario efectuar un cambio de aceite.

En el caso de tener un sistema de lubricación seco, el depósito de aceite está
situado en el exterior del cárter.

6. Enfriador de aceite
En algunos motores donde las condiciones de

trabajo son muy reñidas, la temperatura del

aceite se eleva considerablemente perdiendo

muchas de sus propiedades. Para evitar que

ese aumento de la temperatura ocurra, se

monta un radiador o enfriador de aceite que se

encarga de enfriar el aceite para que su

temperatura no sea muy elevada. Ilustración 24. Enfriador de aceite

El enfriador de aceite se monta después de pasar por el filtro de aceite donde
será enviado al resto del motor.

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7. Aceite
El aceite del motor es el líquido que lubrica todas las partes móviles del motor
para mantenerlas limpias y seguras de cualquier avería. Hay varios tipos de
aceite como el mineral ( generalmente utilizado para las transmisiones
mecánicas) el sintético que es el más utilizado y el semi-sintético.

2.5.. SISTEMA DE DISTRIBUCIÓN
Se conoce como sistema de distribución al conjunto de piezas que regulan la
entrada y salida de gases en el cilindro. Este sistema debe estar en perfecto
sincronismo con el cigüeñal, para que las aperturas y cierres de las válvulas se
produzcan con arreglo a las sucesivas posiciones del pistón dentro del cilindro y
en los momentos en que se produce el tiempo de admisión y escape en el motor.
Algunos de los componentes de un sistema de distribución tipo válvulas a la
cabeza se encuentran en la Figura 25.

Ilustración 25. sistema de distribución (OHV, Over Head Volve).

El sistema de distribución de un motor es de suma importancia, de él depende el
correcto funcionamiento del motor respecto al rendimiento. La exacta apertura y
cierre de las válvulas como el tiempo que permanecen abiertas es diferente para
cada motor, al igual que el tipo de distribución.

26

2.5.1 Componentes
Válvulas
Las válvulas son elementos que abren y cierran los conductos de admisión y
escape sincronizados con el movimiento de subida y bajada de los pistones. A
su vez mantiene estanca o cerrada la cámara de combustión cuando se produce
la carrera de compresión y combustión del motor. Se utilizan dos válvulas por lo
menos para cada cilindro (una de admisión y una de escape), aunque
actualmente hay muchos motores con 3, 4 y hasta 5 válvulas por cilindro.

Ilustración 26. Dimensiones y tipos de válvulas

Las válvulas están constituidas por una cabeza mecanizada en toda su periferia,
con una inclinación o conicidad en la superficie de asiento, generalmente de 45º,
que hace de cierre hermético sobre el orificio de la culata. Unido a la cabeza lleva
un vástago o cola perfectamente cilíndrico, cuya misión es servir de guía en el
desplazamiento axial de la válvula, centrar la cabeza en su asiento y evacuar el
calor de esta durante su funcionamiento. En la parte del pie de la válvula lleva
un rebaje o chavetero para el anclaje y retención de la válvula sobre la culata.
Las válvulas se fabrican de aceros especiales con grandes contenidos de cromo
y níquel, que le dan una gran dureza, pues tienen que soportar grandes
esfuerzos y resistir el desgaste y las corrosiones debidos a las grandes
temperaturas a que están sometidas.
La válvula de admisión puede llegar a temperaturas de funcionamiento de 400
°C y eso que es refrigerada por los gases frescos de admisión.

27

Asiento de válvula
Son piezas postizas colocadas a presión sobre la culata y sobre las cuales
asientan las válvulas para lograr el cierre hermético de la cámara de combustión.
Los asientos se montan porque el material de la culata es excesivamente blando
respecto al de la válvula y no puede soportar el continuo golpeteo a esta
sometido el asiento durante el funcionamiento.

El material empleado para fabricar los asientos es la fundición gris centrifugada
y nitrurada, aleada con cromo-níquel para obtener una elevada dureza y
resiliencia.

El montaje de estas piezas se efectúa a presión por medio de un ajuste térmico
que consiste en calentar la zona de la culata donde va situada la pieza postiza
para que se dilate. La pieza para ensamblar se mantiene en un baño de hielo
seco para su contracción. Una vez colocados los asientos en su alojamiento, el
calor de la culata se transmite a las piezas postizas, de forma que, al contraerse
la culata y dilatarse las piezas, éstas quedan perfectamente ajustadas a presión.

En algunas culatas de hierro fundido, los asientos se tornean directamente sobre
la misma culata.

Guía de válvulas Las guías de válvula,
al igual que las piezas postizas, son unos casquillos cilíndricos que se insertan
a presión en la culata siguiendo el mismo proceso indicado anteriormente. En
algunas culatas de fundición, la guía se mecaniza directamente sobre el propio
material.

Su misión es servir de guía al vástago de la válvula durante su apertura y cierre,
evitar el desgaste de la culata y transmitir el calor de la válvula al circuito de
refrigeración.

El material empleado en la fabricación de guías se válvula es el "nilresiste",
aleación parecida a la de los asientos de piezas postizas. (fundición gris al
cromo-vanadio), que presenta además las siguientes características:

• Gran resistencia a la fricción.

• Buena conductibilidad al calor.

• Propiedades auto lubricantes, para compensar el escaso flujo de aceite

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Ilustración 27.Asiento y guía de válvula

Resorte de válvula
El resorte es un elemento mecánico que puede almacenar energía debido a las
propiedades elásticas del material con el que ha sido fabricado. Cualquiera que
sea la forma y material del muelle, su comportamiento se pone de relieve con su
curva característica, que expresa la relación entre la carga aplicada al muelle y
la deformación que ésta le produce.
Tienen la misión de cerrar las válvulas y de mantenerlas cerradas mientras la
leva no las abra. Tienen que ser lo suficientemente fuertes para que el cierre se
realice lo antes posible y se eviten los rebotes de válvulas. Si por el contrario son
extremadamente fuertes, las válvulas tenderán a clavarse sobre sus asientos.
Los muelles empleados para las válvulas son de tipo helicoidal y se montan con
una cierta carga.
Balancín
Tienen la misión de transformar el movimiento lineal del empujador o en su caso
circular de la leva, en un movimiento oscilatorio con el que acciona directamente
la válvula. Están construidos generalmente en acero o aleación de aluminio. En
uno de sus extremos normalmente existe un dispositivo que permite la regulación
del juego de las válvulas.

29

Ilustración 28. Balancín

Varillas
La varilla empujadora es un elemento intermedio que se monta entre el
empujador y el balancín; su misión es trasladar el movimiento lineal del
empujador hasta el balancín para que éste lo transforme en oscilatorio. Están
construidas en acero al carbono o incluso en aleaciones especiales con titanio,
con el fin de aligerar su peso y evitar las inercias. Este elemento solo forma parte
del sistema OHV.
Árbol de levas
El movimiento alternativo de apertura y cierre de las válvulas se realiza por medio
de un mecanismo empujador que actúa sobre las válvulas y que se denomina
árbol de levas. La apertura y cierre de las válvulas tiene que estar sincronizado
con el ciclo de funcionamiento y la velocidad del régimen del motor. El árbol de
levas recibe movimiento del cigüeñal a un numero de revoluciones que es la
mitad de este.

Ilustración 29. Árbol de levas

30

2.5.2 Tipos de distribución
Los sistemas de distribución se pueden clasificar dependiendo de la localización
del árbol de levas. Hasta los años 80 los motores estaban configurados con el
árbol de levas situado en el bloque motor. Actualmente prácticamente todos los
motores tienen el árbol de levas montado en la culata (tapa de cilindro).
Sistema SV (Side valves):
Sistema de válvulas laterales representado en la figura 7, en el que se puede ver
que la válvula ocupa una posición lateral al cilindro, es decir, la válvula esta
alojada en el bloque. El mando de esta válvula se efectúa con el árbol de levas
situado en el bloque motor. Este sistema de distribución no se utiliza desde hace
tiempo ya que las válvulas no están colocadas en la culata sino en el bloque
motor, lo que provoca que la cámara de compresión tenga que ser mayor y el
tamaño de las cabezas de las válvulas se vea limitada por el poco espacio que
se dispone.

Ilustración 30. Válvula alojada en el bloque

El sistema OHV (OverHead Valve):
Se distingue por tener el árbol de levas en el bloque motor y las válvulas
dispuestas en la culata como se muestra en la figura 1. La ventaja de este
sistema es que la transmisión de movimiento del cigüeñal a el árbol de levas se
hace directamente por medio de dos piñones o con la interposición de un tercero,
también se puede hacer por medio de una cadena de corta longitud. La ventaja
de este sistema es que la transmisión de movimiento entre el cigüeñal y el árbol

31

de las levas necesita un mantenimiento nulo o cada muchos km. La desventaja
viene dada por el elevado número de elementos que componen este sistema
para compensar la distancia que hay entre el árbol de levas y las válvulas. Este
inconveniente influye sobre todo a altas revoluciones del motor, por lo que estos
motores se ven limitados en máximo número de revoluciones que pueden llegar
a alcanzar. Este sistema también se ve muy influenciado por la temperatura del
motor, lo que hace necesario una holgura de taqués considerable.

El sistema OHC (OverHead Cam):
El árbol de levas en la culata lo mismo que las válvulas. Es el sistema más
utilizado actualmente en todos los automóviles. La ventaja de este sistema es
que se reduce el número de elementos entre el árbol de levas y la válvula por lo
que la apertura y cierre de las válvulas es más precisa, esto trae consigo que
estos motores puedan alcanzar mayor número de revoluciones. Tiene la
desventaja de complicar la transmisión de movimiento del cigüeñal al árbol de
levas, ya que, se necesitan correas o cadenas de distribución de mayor longitud,
que con el paso de los kilómetros tienen más desgaste, por lo que necesitan más
mantenimiento. Este sistema en general es más complejo y caro, pero resulta
más efectivo y se obtiene un mayor rendimiento del motor

Ilustración 31. Sistema OHC

32

2.6. SISTEMA BIELA-MANIVELA
Este es el sistema mecánico interno principal del motor, es la interfase entre la
energía liberada en la combustión del combustible y la energía mecánica
resultante.
Su importancia radica en que es el sistema del motor que relaciona todos los
movimientos que en él se producen para obtener un trabajo útil en el eje de
salida.
Este mecanismo transforma el movimiento rectilíneo alternativo del pistón en el
movimiento de rotación variado del cigüeñal.
Consta de un pistón articulado a una biela y ésta a su vez conectada a una
manivela o cigüeñal, éstas articulaciones son a través de bujes o cojinetes de
metal anti-fricción..

Ilustración 32.Sistema biela- manivela

El funcionamiento es el siguiente:
El pistón confinado a moverse en un recinto cerrado o camisa, produce un
movimiento rectilíneo alternativo, primero baja debido a la acción de la presión
que ejercen sobre él los gases de la combustión en su expansión, y como está
vinculado a una biela ésta lo acompaña en su movimiento, pero a su vez como
la biela está vinculada a la manivela del cigüeñal, produce la rotación de éste, el
movimiento continúa, cuando el pistón sube debido a la inercia de los
contrapesos del cigüeñal, logrando una vuelta completa, luego el ciclo se repite

33

dando como resultado el movimiento de rotación del cigüeñal, el cual transmite
este movimiento al exterior a la máquina que está acoplada.

El sistema funciona sin inconvenientes si se mantiene el régimen de revoluciones
fijado para el motor y no se producen detenciones indeseadas.

Para que este sistema funcione deben responder correctamente otros sistemas
relacionados a él como son el de lubricación y el de refrigeración para evitar su
engrane. Además debe asegurarse una correcta combustión para mantener el
movimiento alternativo del pistón.

Si el mecanismo produce un funcionamiento irregular, pérdida de rendimiento,
dificultad en el arranque, engrane del motor o una detención brusca, es posible
que el mecanismo biela-manivela se encuentre dañado, presentando un
desgaste excesivo de los cojinetes de fricción, o exista una interferencia fuera de
rango entre pistón y camisa debida a depósitos de residuos carbonosos o a un
calentamiento excesivo de sus partes, por falta de lubricación y/o de
refrigeración.

La reparación de este mecanismo, no es muy simple, requiere el desmontaje de
sus partes componentes, una revisión y control de dimensiones, tolerancias,
alineación y paralelismo de sus componentes, en general se requerirá verificar
si la biela no está torcida, si el eje del buje de biela y el eje del cojinete de fricción
no han perdido paralelismo y el estado de los metales anti-fricción, del muñón
del cigüeñal y su concentricidad. Probablemente la reparación además, consista
en el reemplazo del buje y metales anti-fricción de la biela, el perno de pistón,
rectificar el muñón del cigüeñal y también comprobar el estado y fijación de sus
contrapesos.

Respecto a la seguridad de las personas, hay que tener en cuenta que el sistema
consta fundamentalmente de partes en movimiento y que sólo podrá acceder a
ellas con el motor detenido y frío, por otro lado estos mecanismos funcionan
lubricados, utilizando para ello un circuito que los provee de aceite a cierta
presión, en consecuencia, hay que extremar las precauciones en la manipulación
del lubricante evitando derrames y teniendo presente el grado de inflamabilidad.

34

Ilustración 33. Biela Cigüeñal

2.7. SISTEMA DE ESCAPE
El sistema de escape de un vehículo es el conjunto de tubos o conductos por los
que fluyen los gases producidos por la combustión del motor para salir al
exterior. Su función es la de reducir el sonido generado por la explosión de los
gases, transformar parte de las sustancias contaminantes en no tóxicas y
optimizar el rendimiento del motor.
Puede parecer que este sistema se inicia y finaliza en el dispositivo de
evacuación que ve en la parte exterior del vehículo, sin embargo, se compone
de un grupo de elementos más complejo. A continuación, veremos las partes del
tubo de escape para comprender mejor su funcionamiento.

Ilustración 34. Sistema de escape

35

En el sistema de escape encontramos dos grupos: el que corresponde al motor
y el del tubo de escape propiamente dicho.

En la parte del motor cabe destacar estos elementos por su relación con el
sistema de escape:

- Las válvulas de escape: son las que abren y cierran la salida de la cámara
de combustión. Por ellas salen los gases producidos por el motor.

- El múltiple de escape: es el conjunto de tubos que hace que los gases
fluyan hasta un colector único que está conectado al escape.

- El colector: es un conjunto de cuatro o seis tubos curvos que confluyen en
uno solo hacia el motor. Por ellos salen los gases de la combustión.

Estos gases circulan hasta la parte trasera del vehículo a través del tubo de
escape, pasando por las siguientes partes:

Sensores de oxígeno
El sensor de oxígeno -también denominado sonda lambda (Sonda-λ)- está
situado justo antes del catalizador. Esta ubicación le permite medir la
concentración de oxígeno en los gases de escape antes de que sufran alguna
alteración.

Si la cantidad de oxígeno no es la adecuada, enviará una señal a la unidad
procesadora central del sistema de inyección para que regule la cantidad de
gasolina y el convertidor catalítico funcione. Es decir, detecta si el motor está
funcionando con la mezcla correcta de aire y combustible.

Convertidor catalítico
Es el encargado de transformar los gases nocivos procedentes del motor en no
tóxicos con el objetivo de reducir las emisiones de gases contaminantes a la
atmósfera.

Se trata de una malla cerámica de canales longitudinales revestidos de
materiales nobles (platino, rodio y paladio). Cuando los gases nocivos entran en
contacto con estos materiales, se generan unas reacciones químicas que

36

descomponen y oxidan dichos gases convirtiéndolos en inocuos para el medio
ambiente.

Silenciador
Es el dispositivo cilíndrico y longitudinal que hace que la onda de
choque producida por la explosión de los gases se haga en un flujo continuo
y silencioso.

Para ello, la hace pasar por diversas cámaras y tubos con diferentes sistemas
de absorción, tales como placas o tubos perforados, cámaras de expansión,
materiales aislantes, o resonadores de Helmholtz, entre otros sistemas.

Resonador
Se trata de un tubo cilíndrico de acero hueco que se coloca junto al silenciador
con la finalidad de minimizar el ruido. La diferencia con el anterior es que el
resonador lo que hace es generar ondas sonoras que anulan un cierto rango de
frecuencias de sonido.

El ruido del escape pasa por una cámara expansora que causa una interferencia
destructiva capaz de cancelar el sonido emitiendo las ondas opuestas.

Tubo de cola
Es el final del tubo, es decir, la parte metálica que se ve en la zona trasera del
vehículo. Su función es expulsar definitivamente los humos que emanan del
motor y evitar que se queden debajo del vehículo.

Como ves, el tubo de escape es una de las partes imprescindibles del vehículo
y, aunque en la actualidad puede durar casi toda la vida, la mejor forma de
alargar sus años útiles es hacer un uso continuo del vehículo, combinar trayectos
cortos y largos, y no descuidar su mantenimiento. Recuerda que si cuentas con
un Seguro de Coche MAPFRE puedes hacer uso de sus centros de servicio de
atención al automóvil, donde te ofrecerán soluciones rápidas a tus problemas y
se encargarán de todo el proceso de reparación y los trámites necesarios.

37

3. MOTORES DE COMBUSTIÓN INTERNA CICLO DIESEL

Los motores EC o encendido compresión (combustión a presión constante)
fueron realizados por Rudolph Diesel en 1892. Las transformaciones del fluido
en el interior del motor se realizan de acuerdo a un ciclo cerrado, utiliza aire a
presión atmosférica o a una mayor presión en los sistemas sobrealimentados y
la inyección de un combustible líquido el cual se enciende por la alta temperatura
del aire lograda después de la compresión del aire. Las transformaciones del
fluido son las siguientes:
En la carrera descendente del pistón, aspira un volumen de aire, que ingresa en
una cámara, cuando el pistón sube comprime el aire que cuando alcanza el punto
muerto superior se encuentra a alta temperatura, en ese momento se inyecta
finamente pulverizada una cierta cantidad de combustible líquido, que a medida
que ingresa, se enciende y produce una combustión a presión constante
(teórico), para luego expandirse realizando la carrera útil, en cuyo transcurso
entrega trabajo, luego en la carrera ascendente se eliminan los gases de la
combustión y el ciclo se inicia nuevamente al igual que en el ciclo Otto.

Ilustración 35. ciclo Diesel teórico

-
-

38

3.1. SISTEMA DE ALIMENTACIÓN

El sistema de combustible de un motor Diesel tiene como misión el entregar la
cantidad correcta de combustible limpio a su debido tiempo en la cámara de
combustión del motor
. Elementos generales del sistema.
Suelen ser parecidos en todos los fabricante de motores Diesel, sin embargo
puede ser que en algún caso no estén todos en un motor determinado.

Hay dos métodos para entregar combustible en la cámara de combustión:

El primero es la precombustión. En la que el combustible empieza el encendido
en la cámara de precombustión antes de entrar en el cilindro.

El segundo es la inyección directa, en la cual el combustible se inyecta
directamente en el cilindro para la combustión. Es también importante entender
las bombas inyectoras que se usan en muchos modelos recientes de motores
Cat. Las bombas inyectoras emplean un método directo de inyección para
entregar el combustible que es diferente del de los motores con sistemas
tradicionales de precombustión y de inyección directa. El combustible circula en
todos los motores básicamente de la misma manera hasta el momento de la
inyección de combustible.

El combustible se mueve desde el tanque, por un separador de agua, por el filtro
primario de combustible, y hacia la bomba de transferencia de combustible. El
filtro primario puede estar colocado antes o después de la bomba de
transferencia. El combustible va desde la bomba de transferencia de combustible
al filtro secundario, y después a una bomba de inyección de combustible
(inyección de precombustión e inyección directa) o a una bomba inyectora de
combustible. Los elementos que conforman estos sistemas son:

39

Ilustración 36. sistema de alimentación de motor diésel

1. TANQUE DE COMBUSTIBLE El tanque de combustible está sujeto al
larguero del bastidor con soportes y se elabora en lámina de acero y
aluminio de color negro, su función es almacenar el combustible.

2. SISTEMA DE COMBUSTIBLE DIESEL La función es rociar con
combustible limpio las cámaras de combustión, con la cantidad y
atomización correcta en el momento dado según el diseño.

3. BOMBA ELEVADORA DE COMBUSTIBLE Se conoce como bomba
elevadora o de alimentación y envía el combustible desde el tanque hasta
la bomba de inyección,

4. FILTROS El filtrado del combustible es indispensable, se hace para
obtener un combustible limpio, libre de cuerpos extraños o de agua y para
proteger los elementos del sistema.

5. BOMBAS DE INYECCIÓN DIESEL Las bombas de inyección son
utilizadas para suministrar un caudal suficiente de combustible que va al
inyector y tienen como característica fundamental de diseño que deben
ser robustas para soportar la presión del sistema de inyección.

6. REGULADORES O GOBERNADORES El regulador o gobernador sirve
para mantener automáticamente la velocidad de giro del motor Diesel de

40

manera independiente del esfuerzo desarrollado por el motor con carga o
en vacío (ralentí).
7. inyector El inyector es la parte terminal del sistema de inyección de un
motor Diesel, este recibe el combustible a presión a través de un tubo
proveniente de la bomba de inyección, lo pulveriza y homogeniza en el
conducto de aspiración y lo envía a la cámara de combustión o en algunos
motores Diesel a una antecámara para producir la combustión.
8. CÁMARAS DE COMBUSTIÓN La cámara de combustión es el lugar en el
que se desarrolla la combustión y donde se aprovecha la energía química
y térmica del combustible para producir el movimiento.

Ilustración 37. Principio de funcionamiento de los inyectores

3.2. SISTEMAS DE INYECCIÓN DIESEL

3.2.1. Common Rail o conducto único
Este sistema consiste en aplicar en los motores Diesel el tipo de sistema de
alimentación utilizado en los motores de gasolina con inyección multipunto.
La bomba en lugar de suministrar presión individualmente a cada inyector, lo
hace a un conducto común donde se integran los inyectores. Este conducto
hace de acumulador de presión, de forma que la presión se mantiene
constante durante todo el proceso de inyección. Los inyectores ya no se
41

abren por la presión del combustible, sino que su apertura está controlada
por una electroválvula. Esta técnica permite controlar adecuadamente la
cantidad de combustible inyectado.

Ilustración 38. Sistema Common Rail

En los motores Diesel se incorporan usualmente sistemas electrónicos con el
fin de controlar el proceso de inyección. Básicamente, éstos sistemas
controlan la apertura o cierre de la válvula de recirculación de los gases de
escape, el tiempo de apertura de los inyectores, la presión de alimentación y
el funcionamiento de los calentadores, de acuerdo al análisis de distintos
parámetros de funcionamiento del motor y del vehículo, tal y como indicamos
a continuación.
3.2.2. Inyectores-Bomba
Tras los desarrollos de inyección directa y common rail, el siguiente paso es
el inyector bomba.
Con éste sistema cada uno de los inyectores incorpora una pequeña bomba
activada por el árbol de levas y controlada electrónicamente. De éste sistema
se derivan básicamente dos ventajas:
1. La presión puede ser mayor (alcanzado niveles de 2000 bars).
2. Las fluctuaciones de presión se reducen al mínimo.
Todo ello está enfocado a controlar la mezcla de forma más precisa, y ajustar
el consumo de combustible.

42

Ilustración 39. inyectore- bomba

Unidad bomba-tubería-inyector UPS:
Este sistema trabaja según el mismo procedimiento que la unidad de bomba-
inyector. Se trata aquí de un sistema de inyección de alta presión
estructurado modularmente. Contrariamente a la unidad bomba-inyector, el
inyector y la bomba están unidos por una tubería corta de inyección. El
sistema UPS dispone de una unidad de inyección por cada cilindro del motor,
la cual es accionada por el árbol de levas del motor.

Sistema De Inyección Por Acumulador
El sistema Multijet evolución del principio "Common Rail" que aprovecha el
control electrónico de los inyectores para efectuar, durante cada ciclo del
motor, un número mayor de inyecciones respecto a las dos del Unijet. De este
modo, la cantidad de gasóleo quemada en el interior del cilindro sigue siendo
la misma, pero se reparte en más partes; de esta manera, se obtiene una
combustión más gradual. El secreto del Multijet se basa en las características
del diseño de centralita e inyectores que permiten realizar una serie de
inyecciones muy próximas entre sí

Ilustración 40. inyección por acumulación

43

3.3. SISTEMA DE ENFRIAMIENTO.
La refrigeración puede hacerse:
3.3.1. Refrigeración por aire:
Evacua el calor del motor mediante una corriente de aire atmosférico. Para
mejorar la eficiencia disponen de aletas de irradiación, de longitud proporcional
a la cantidad de calor a evacuar, en las zonas a refrigerar. En los motores que
se usan en vehículos que se mueven a gran velocidad, se aprovecha el aire que
choca contra las aletas durante el desplazamiento.
Cuando los vehículos son de marcha lenta, o incluso trabajan sin moverse, como
es el caso de los tractores o de las moto sierras, se usa refrigeración forzada
mediante un ventilador que, accionado bien desde el cigüeñal, bien con un motor
eléctrico, impulsa el aire y, mediante conducciones adecuadas, llega a refrigerar.

Ilustración 41. Refrigeración por aire forzado

3.3.2. Refrigeración por agua:
Consiste en hacer circular una masa de líquido por los orificios que, al fundir el
acero para conformar el bloque y la culata del motor, se dejaron para que por
transmisión se evacuase el calor de las zonas a refrigerar. Este sistema de
refrigeración está constituido por un circuito cerrado. Su función es establecer el
equilibrio térmico en el motor, ya que solamente con temperaturas óptimas se
consiguen las condiciones de funcionamiento ideales: alto rendimiento y
combustión completa lo que se traduce en una reducción de las emisiones
contaminantes.

44

Ilustración 42. refrigeración por agua

3.3.3. Elementos del Sistema de Refrigeración
Radiador: Es un contenedor de líquido formado por dos depósitos, uno superior
y otro inferior, unidos entre sí de forma que el agua circula al pasar de uno a otro
por conductos que ofrecen una gran conductividad térmica y alta superficie de
irradiación.

Ilustración 43. Radiador

Bomba de Agua: Es de tipo centrífugo, y consta de una carcasa de aleación
ligera, unida al bloque motor, en cuyo interior gira una turbina accionada desde
el cigüeñal mediante una correa y dos poleas. Desde una de las poleas hasta la
turbina el movimiento se transmite mediante un eje que gira sobre rodamiento
de bolas, en el cual, para evitar fugas de líquido, se coloca un retén que actúa
como prensaestopas.

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Ilustración 44 bomba de agua

Termostato: Regula la apertura y/o el cierre del circuito de refrigeración. Con el
motor frío, el termostato permanece inactivo. De éste modo se conseguirá
alcanzar la temperatura de servicio del motor lo más rápidamente posible. Sólo
cuando se alcanza una temperatura determinada, el termostato abrirá el circuito
para que el refrigerante circule por el radiador.
Sensor de Temperatura: Este sensor se encuentra ubicado cerca de la
conexión de la manguera superior, que lleva agua del motor al radiador; su
función es monitorear la temperatura dentro del motor; de esta manera; la
computadora al recibir la señal de que el motor alcanzo la temperatura de trabajo;
procede a ajustar la mezcla y el tiempo de encendido.
Válvula reguladora de temperatura: Se sitúa en la salida de agua caliente de
la culata, mantiene la temperatura ideal de funcionamiento del motor. La cual
como sea debe mantenerse próxima a 85º C para obtener un funcionamiento
redondo del motor con un rendimiento máximo
Ventilador: Movido por el propio motor, además de forzar el paso del aire a
través del radiador para mejorar su eficiencia, refrigera otros elementos tales
como el generador de corriente o los conductos de escape.

3.4. SISTEMA DE LUBRICACIÓN

En todos los motores Diesel existe un sistema imprescindible para su
funcionamiento: El sistema de lubricación.
Para la lubricación de un motor se deben tener en cuenta dos factores
importantes:

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• Temperatura del motor.

• Distribución adecuada del aceite.

3.4.1. Temperatura.

La temperatura tan alta que se alcanza en ciertos órganos del motor, pese al
sistema de refrigeración, exige que el aceite no pierda sus propiedades
lubricantes hasta una temperatura aproximada de 200 ºC y que el punto de
inflamación sea superior a 250 ºC. Distribución adecuada del aceite.

En los primitivos motores el engrase se hacía por el barboteo o salpicado. Esto
tenía el inconveniente de que al descender el nivel de aceite por el consumo del
mismo, el motor perdía poco a poco su lubricación, llegando a faltarle en algún
momento.

Estos inconvenientes dieron origen a la adopción del sistema de lubricación
forzada a presión, mediante el empleo de bombas instaladas en el cárter.

Componentes y funcionamiento del sistema de lubricación. Lo que hace fluir el
aceite es la bomba, la cual es de engranajes. Se pueden distinguir varias partes:

- Colador de succión. Es el lugar por donde la bomba aspira el aceite del
Carter. Lleva una rejilla metálica que impide que entren en la bomba
restos o impurezas que arrastre el aceite.

- Eje motriz. Va unido por un piñón al sistema de distribución del motor que
hace funcionar la bomba. Arrastra una bomba de piñones que aspira por
el colador de succión y envía el aceite por la tubería de presión.

- Tubería de presión. Es la que lleva la presión de aceite al motor.
- Válvula reguladora de presión. Su misión es limitar la presión máxima

de aceite en el motor. Cuando el aceite está muy frío y viscoso, se puede
producir una sobrepresión en las líneas de aceite que podría afectar algún
componente del motor. Solamente lleva un muelle tarado a la presión
nominal del sistema, que cuando es vencido por un exceso de presión,
envía parte del aceite de nuevo al cárter sin pasar por el sistema.
- Válvula de derivación del enfriador. Cuando se arranca un motor en
frío el enfriador de aceite, debido a la cantidad de aceite que contiene,

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