MECÁNICA AUTOMOTRIZ

M ECÁNICA AUTOM OTRIZ Mecánica Automotriz - Pedro Godoy Principio de funcionamiento La bujía inflama la mezcla. Válvula de escape cerrada. Válvula de admisión cerrada. El pistón es impulsado hacia abajo ante la expansión producida por la explosión de la mezcla. La mezcla de gasolina y aire se inflama en la cámara de combustión. La biela convierte el desplazamiento alternativo del pistón en el movimiento rotatorio del cigüeñal. La rotación del cigüeñal se transmite a las ruedas. Mecánica Automotriz - Pedro Godoy 1 Clasificación – Combustible empleado • Gas • Gasolina • Diesel – Tipo de combustión • Por chispa, rápida • Espontánea, lenta – Ciclos • Dos tiempos • Cuatro tiempos – Disposición de cilindros Tipos de motores – Otto – Diesel – Dos tiempos – W ankel Mecánica Automotriz - Pedro Godoy 2 Motor Otto Mecánica Automotriz - Pedro Godoy Funcionamiento de un motor Otto de un cilindro 1. Tiempo de admisión. La válvula de admisión está abierta y la válvula de escape cerrada. Es pistón desciende y aspira la mezcla. 2. Tiempo de compresión. Tanto la válvula de admisión como la de escape están cerradas. Al subir, el pistón comprime la mezcla que se vaporiza. 3. Tiempo de explosión. Ambas válvulas permanecen cerradas. El gas comprimido se inflama por la chispa de la bujía. Al expandirse, el gas inflamado empuja el pistón. 4. Tiempo de escape. La válvula de admisión permanece cerrada y se abre la de escape. El pistón sube y expulsa los gases quemados, comienza un nuevo ciclo. Mecánica Automotriz - Pedro Godoy 3 Elementos del M otor Pistones y Bielas Mecánica Automotriz - Pedro Godoy Mecánica Automotriz - Pedro Godoy 4 Biela Mecánica Automotriz - Pedro Godoy Conjunto Pistón Mecánica Automotriz - Pedro Godoy 5 ANILLOS Mecánica Automotriz - Pedro Godoy Principio de funcionamiento del cigüeñal. La presión ejercida sobre el pistón hace que éste y la biela se desplacen hacia abajo y produzcan la rotación del cigüeñal. La manivela indica cómo se transmite la fuerza a un eje giratorio El cigüeñal está formado por cuatro codos, a cada uno de los cuales se une un pistón por medio de una biela; ambos le imprimen un movimiento giratorio. Mecánica Automotriz - Pedro Godoy 6 Disposición de los codos del cigüeñal. El contrapeso asegura un equilibrio correcto. Extremo anterior del cigüeñal en el que se fija una polea o un amortiguador de vibración torcional. El apoyo del cigüeñal gira sobre un cojinete de bancada. La cabeza de la biela abraza a la muñequilla y la une al pistón. Lubricación del cigüeñal: el aceite fluye por unos conductos practicados en el cigüeñal entre los apoyos y las muequillas. Mecánica Automotriz - Pedro Godoy Orificios para los empujadores que accionan el mecanismo de apertura de las válvulas. Acoplamiento de la bomba que hace circular el agua de refrigeración. Acoplamiento de la bomba de gasolina. Acoplamiento del distribuidor. El eje que lo mueve se aloja en el bloque y es accionado por el árbol de levas. Cojinete de bancada que soporta el extremo anterior del cigüeñal. Bloque de un motor de cuatro cilindros en línea. Acoplamiento del filtro de aceite Junta de culata. Sirve para sellar el espacio comprendido entre el bloque y la culata y evita fugas de gases y del agua de refrigeración. 7 Camisas Camisa seca Camisa Húmeda Camisas: las camisas secas (izq.) están rodeadas por el metal del bloque del motor. La camisa húmeda (derecha) tiene la mayor parte de su superficie en contacto con el agua del sistema de refrigeración. Mecánica Automotriz - Pedro Godoy Culata Balancín que abre las válvulas Empujador Tuerca para el reglaje de los balancines Eje sobre el que basculan los balancines Muelle de cierre de las válvulas Alojamiento para el termostato que regula la temperatura del agua de refrigeración Conductos de admisión. Por estos entra la mezcla de gasolina y aire en los cilindros Las cámaras de combustión suelen estar situadas en la cara inferior de la culata, aunque en algunos motores la cámara esta ubicada en la misma cabeza del pistón Mecánica Automotriz - Pedro Godoy 8 Conductos de admisión y escape Mecánica Automotriz - Pedro Godoy Válvulas Mecánica Automotriz - Pedro Godoy 9 Árbol de levas Mecánica Automotriz - Pedro Godoy Conjunto levas y válvulas Mecánica Automotriz - Pedro Godoy 10 Leva Al girar la leva abre la válvula Taqué . leva árbol de levas. Piñón del árbol Árbol de levas Taqués. Para proteger la válvula contra de l. el desgaste que producirá la leva, se coloca entre ambas un taqué. El juego se Taqué. ajusta por medio de arandelas de reglaje. Muelle que Píñón del árbol de levas taqué Muelle que mantiene cerrada la válvula mantiene cerrada Árboles de la válvula. levas en Tensor que evita culata. el latigueo de la cadena cuando trabaja. Válvula de admisión Piñón intermediario utilizado para dos cadenas cortas en lugar de una larga. Polea tensora. Correa de distribución. En algunos motores se utiliza una correa dentada en lugar de una cadena para accionar el árbol de levas. Los dientes de su parte interior están diseñados para que enfranen en el dentado de las poleas del árbol de levas y del cigüeñal. Cadena de distribución leva Válvula de escape tensor leva Balancín. taqué Árbol de levas en culata. El accionamiento por cadena del árbol de levas desde el cigüeñal puede ser directo o por medio de dos cadenas a través de piñones intermediarios. Las válvulas son accionadas directamente por levas y taqués o por levas y balancines. Piñón del cigueñal Transmisión a los árboles de levas en culata. Mecánica Automotriz - Pedro Godoy 11 Retardo válvulas Mecánica Automotriz - Pedro Godoy Forma de cámara de combustión Mecánica Automotriz - Pedro Godoy 12 Tipos de cojinetes de motor Casquillo cilíndrico: los lisos se emplean con Frecuencia en el árbol de levas, en el acondicionamiento de la bomba de aceite y distribuidor, en los balancines y en piezas similares. Cojinetes de bolas Surcos de rodadura Reten de grasa Soporte de acero Cojinetes de bolas o rodillos se usan en algunas partes del motor. La figura representa el eje de la bomba del agua.El cojinete de doble hilera de bolas se carga de grasa y queda sellado de manera permanente. Recubrimientos de autofricción. Cojinetes Axiales: se usan asociados con los semicojinetes. Son de acero revestido de metal antifricción y anulan el efecto de los esfuerzos axiales que pueda estar sometido el cigüeñal. Los cojinetes tienen la misión de reducir la fricción en aquellos puntos donde una parte metálica gire dentro de otra. Semicojinetes: los cojinetes de barcada y los de la cabeza de biela están divididos en dos mitades. En los cojinetes de barcada existe un surco por el que pasa el aceite a los cojinetes de cabeza de biela a través del cigüeñal. Mecánica Automotriz - Pedro Godoy Motor Diesel Mecánica Automotriz - Pedro Godoy 13 Los cuatro tiempos del motor diesel Válvula de admisión Válvula de escape 1. La válvula de admisión está abierta y la del escape cerrada. Poco antes del punto de 2. Ambas válvulas están cerradas; es pistón asciende máxima compresión se y comprime el aire produce la inyección. 3. La elevada temperatura provoca la inflamación de la mezcla. 4. Al volver a subir se abre la válvula de escape y salen los gases. Mecánica Automotriz - Pedro Godoy Cámara combustión Diesel Cámara de Combustión, puede estar constituida por una depresión en la cabeza del pistón o formar una cámara independiente en la culata. Ambos tipos provocan una turbulencia en el aire comprimido. Mecánica Automotriz - Pedro Godoy 14 Motor de dos tiempos Mecánica Automotriz - Pedro Godoy Ciclo dos tiempos 15 Motor de dos tiempos Mecánica Automotriz - Pedro Godoy Motor dos tiempos con deflector Mecánica Automotriz - Pedro Godoy 16 Dos tiempos Diesel Ciclo Dos Tiempos Diesel 17 Configuración del motor Cilindros en Línea Mecánica Automotriz - Pedro Godoy Cilindros Opuestos Cilindros en V Mecánica Automotriz - Pedro Godoy 18 Motor Wankel En el motor se pueden combinar dos rotores para obtener mayor potencia. Un correcto desfase entre ambos proporciona un funcionamiento más suave. Conducto de llenado de aceite La correa, arrastrada por el eje de salida, acciona el ventilador que aspira el aire a través del ventilador. Corona dentada del rotor El alternador, movido por la correa, suministra electricidad La forma del rotor y la de las cámaras guardan una relación estrecha entre si e influyen en la potencia del motor. Para conseguir un perfecto equilibrio mecánico se colocan los rotores a 180º uno del otro. Esta bomba hace circular el agua de refrigeración a través del motor. El ventilador va montado en el eje de la bomba. La polea, colocada en el extremo del eje de salida, mueve la correa. El eje de salida, junto al volante de inercia transmite la energía del motor. Volante de inercia con su corona dentada de arranque. Espacio para la combustión en el costado del rotor. Piñón alrededor del cual gira la corona y por lo tanto el rotor. El cárter contiene aceite para el engrase de los engranajes y cojinetes. Tapón de vaciado de aceite del cárter. Motor wankel 19 Ciclo del motor rotativo wankel La mezcla penetra por la lumbrera de admisión. Trayecto recorrido por el vértice del rotor. Compresión de la mezcla. El rotor gira alrededor del engranaje central 1. Engranaje central Admisión. Al rebasar un vértice la lumbrera de admisión, la mezcla entra en la cámara siguiente cuyo volúmen aumenta debido a la órbita excéntrica del rotor. Las bujías inflaman la mezcla. 2. Compresión. El rotor continúa girando y la cámara que contiene la mezcla, disminuye de volumen al tiempo que la comprime. La flecha indica la trayectoria que describe cada vértice del rotor. Los gases quemados salen por la lumbrera del escape. 3. Explosión. El encendido hace que la mezcla se queme y expanda, impulsando al rotor en este tiempo de explosión, a la vez que aumenta el volumen de la cámara. 4. Escape. El otro vértice del rotor pasa la lumbrera de escape y la descubre para que salgan los gases. El ciclo continúa de manera simultánea en las tres cámaras. Definiciones Relación de Compresión Mecánica Automotriz - Pedro Godoy 20 Presión a la velocidad de arranque. Relación de Compresión Libras Kilos 5,8 95 6,7 6 100 7 6,2 105 7,4 6,5 110 7,8 6,8 116 8,2 7 120 8,5 7,2 125 8,8 7,5 130 9,1 8 140 9,8 8,5 145 10,2 9 150 10,5 10 160 11,2 Mecánica Automotriz - Pedro Godoy Potencia y Torque Curva potencia motor Otto Curva potencia del motor diesel 21 Cilindrada: Volumen barrido x Nº de cilindros Reglajes: Medidas definidas por el fabricante para el correcto funcionamiento del vehículo Octanaje: Capacidad anti-detonante del combustible Mecánica Automotriz - Pedro Godoy 22