motores

Antecedentes, Historia:

Los motores hidráulicos son los más antiguos conocidos (Herón de Alejandría, S. I a. J.C.), inventó un juguete que rotaba en la parte superior de una olla hirviendo debido al efecto del aire o vapor caliente saliendo de un recipiente con salidas organizadas de manera radial en un sólo sentido. Esta energía se transforma en trabajo útil disponible en el eje de la máquina, que antaño era la rueda hidráulica, actualmente la turbina.
El motor nace por la necesidad de trabajos que, bien por duración, intensidad, manejabilidad o mantenimiento, no puede ser realizado por animales.
En 1712 el inventor inglés Thomas Newcomen (1663-1729) construye una máquina de vapor con pistones y cilindros que resulta muy eficiente. En 1782 el ingeniero escocés James Watt (1736-1819) construye una máquina a vapor mucho más eficiente que la máquina de Newcomen. El alemán Nikolaus Otto (1832-1892) construye un motor de 4 tiempos en 1877. El ingeniero inglés Charles Parsons (1854-1931) diseña el primer generador electrónico de turbina a vapor.



Clases de motores:
Existe una gran variedad de motores distintos, con una finalidad distinta, para un tipo específico de vehículo, para un determinado uso, unos más caros, más ecológicos, etc.

Estos son los más importantes: .
Combustión interna, explosión: transforma la energía obtenida por combustión de una mezcla gaseosa carburada, proveniente del carburador, en energía mecánica utilizada para propulsar un émbolo que actúa sobre una biela la cual mueve el cigüeñal y a través de transmisiones provoca el movimiento de las ruedas.
De reacción o cohete: La acción mecánica se realiza mediante la expulsión de un flujo gaseoso a gran velocidad, que crea una gran cantidad de movimiento al ser expulsada por la parte posterior a una velocidad muy elevada.
Eléctrico: Se dividen en tres categorías fundamentales: Asíncronos, Síncronos, y de colector. Los dos primeros funcionan solo con corriente alterna, monofásica, trifásica o polifásica, mientras que el tercer tipo se utiliza tanto con corriente alterna como continua.
· Diesel: motor que aspira aire puro, sin mezcla de combustible. En el tiempo de compresión, el aire se comprime, con lo que alcanza una temperatura extraordinariamente alta.

Historia del motor diesel:

El motor a combustión interna es una maquina que transforma energía química almacenada en combustibles a base de petróleo en energía térmica y finalmente en energía mecánica.
Diesel en 1882 Diesel dice: “El embolo que trabaja comprime tanto aire puro en un cilindro que la temperatura resultante es considerablemente mayor a la temperatura de inflamación del combustible que se ha de utilizar, después de lo cual se efectúa el ingreso gradual de combustible, a partir del punto muerto.”
En aquella época la maquina alternativa de vapor dominaba este campo, su rendimiento no era mayor al del 18% y los motores que cumplían con el ciclo Otto no mayor al 22%. Diesel postulaba que su motor superaría el 40% de rendimiento.
Numerosos problemas técnicos entre los cuales el mas importante era las elevadas presiones mas de 90 atm. pospusieron el desarrollo del motor por mas de 5 años. En 1898 Diesel presenta su primer motor. Luego vendió su patente a numerosas compañías como la MAN y la Sulzer. El primer motor funcional fue una maquina de dos cilindros y cuatro tiempos que entregaba un total de 60 HP.
En 1902 comienza a instalarse motores para propulsar buques mercantes.


Motor a vapor

Partes principales del motor


Pistón-embolo:
Cumple la función de pared móvil de la cámara de combustión, trasmite a la biela la presión generada por los gases de la combustión. Su forma y dimensiones deben ser tales que permitan la buena propagación del calor que toma desde la parte superior. Su forma es tronco cónica, el cono empieza en la ranura del aro mas baja y va estrechándose hasta el canto del pistón, donde el diámetro varia de 0,2 a 0,6 mm menor que el diámetro de la camisa. Se los construye de sección elíptica con eje de diámetro menor, en la dirección del bulón de la biela. El Aceite es el principal medio de enfriamiento del pistón. En motores de grandes dimensiones la refrigeración también puede hacerse por agua.


La refrigeración por agua es muy económica pero ofrece el inconveniente de que sus fugas pueden llevar a que caiga sobre el aceite que se acumula en el carter. La refrigeración se consigue por tubos telescopicos paralelos al vástago y con un prensa estopa muy empaquetados instalados fuera del carter en donde las eventuales fugas de agua se recogen en un colector de purgas. Son generalmente de latón estirado sin soldadura, de cruponiquel o de acero inoxidable. Todas las empaquetaduras y guarniciones son de bronce.
En cambio al ser refrigerado por aceite, su escaso calor específico y su tendencia a formar incrustaciones sobre las paredes muy calientes, exigen una mayor cantidad y una alta velocidad de circulación que la del agua. El aceite va al pisotón y vuelve de este mediante tubos articulados que no necesitan una estanqueidad perfecta.
Materiales: hierro fundido, aleación de níquel, hierro fundido y aleación de acero y aluminio y también solamente de aluminio.
Existen tres formas de pistón: alargado, cuadrado y achatado



Pistones chatos: Estos pistones no reciben el empuje lateral. Se construyen tan largos como para acomodar los aros, esta faldilla es enteriza con la cabeza del pistón y va reforzada interiormente por nervios circulares.
Alargado: se utilizan como válvula para cerrar y abrir los orificios (lumbrera) de un motor de dos tiempos.
Tienen dos partes: Cielo (corona) y falda
Cielo: Generalmente es más pequeña de diámetro que el extremo de las faldas. Esta pequeña diferencia de diámetros se debe a que se deja un espacio para la expansión del metal en este extremo de la combustión. Puede ser de forma truncada, cónica, cóncava, convexa, con domo, planas inclinadas y horizontales. Estas formas sirven para generar una mayor o menor turbulencia dependiendo el tipo de motor. Son de acero.


Falda: Reciben el empuje lateral creado por el movimiento de la biela, estas pueden ser planas acanaladas, o de tipo arrugado. Esto sirve para contrarrestar la dilatación o para mejorar la lubricación. Las faldas son de hierro fundido, y se la une a la corona por soldaduras o embutimiento.


Pistón rotativo: algunos pistones no cuentan con perno para la articulación con la biela, sino que disponen de un sistema rotativo que permite reducir el desgaste lateral del pistón. El pistón rota 360º cada 60 vueltas del motor. Esto lo realiza a través de un sistema hidráulico.

Perno de pistón: Son de acero al 10% de carbono. Existen cuatro tipos de fijaciones: flotante, fijo al pistón, fijo a la biela o desplazado.
Fijo al émbolo: el bulón queda unido al pistón a través de un tornillo pasador o chaveta. La unión biela-bulón se realiza por medio de un cojinete antifricción.
Fijo a la biela: la biela se fija al bulón por un tornillo de cierre. El bulón gira sobre su alojamiento en el embolo.
Bulón flotante: el bulón esta libre tanto de la biela como del pistón. Tiene la ventaja de repartir las cargas y disminuir el desgaste por rozamiento. La unión con la biela se realiza por un cojinete antifricción. El bulón se monta en el embolo en frió con una ligera presión de forma que al dilatarse quede libre. Para evitar el desplazamiento axial, unas ranuras practicadas en el embolo se montan en anillos elásticos.

Desplazado: en motores con grandes esfuerzos laterales se suele montar el perno de esta forma.

El perno del pistón puede disponer de orificios para el pasaje de la lubricación o ser siego, por lo que el émbolo dispone de ranuras ubicadas en la falda que conducen el lubricante hacia la camisa


Aros:
Su función es sellar el cilindro, distribuir y controlar la lubricación en las paredes del cilindro. También sirven para refrigerar el pistón, transfiriendo el color hacia las paredes de la camisa (esta transmisión es de aproximadamente el 30%). Los aros de compresión y de aceite realizan las dos primeras funciones. El corte de aro puede ser: Plano, diagonal, o en escalón. Las juntas de sus extremidades suelen disponerse opuestas para que la fuga de los gases tenga que recorrer un camino sinuoso. Los aros son de sección cuadrada (1/40) del cilindro. El espacio entre los aros puede ser igual al ancho de los mismos. Son de hierro fundido no muy duro ya que los aros desgastan antes que la camisa. Tienen que ser de forma ovalada para que al montarlos en la camisa, y una ves dilatados por el calor tomen forma circular y ajusten en todo su entorno. El diámetro antes de la instalación es ligeramente superior a de la camisa, lo que genera una presión sobre la camisa, sumada a la presión que generan los gases de escape, ayudan a hermetizar la cámara de combustión. En algunos casos los aros de compresión y de rasca aceite están colocados hacia la corona por enzima del buje pasador. En otros los de rasca aceite están colocados por debajo del perno.

Aros de compresión: su función principal es la de sellar la cámara de combustión para que los gases no puedan escapar. Son de hierro fundido y de sección rectangular. Algunos tipos presentan una cara terminada en bronce. Los aros bimetalitos tienen dos capas de metal cimentadas conjuntamente, la capa inferior es de acero y la exterior de acero fundido. Este aro se dispone a bastante distancia del canto alto del pistón, a fin de que los gases antes de llegar a él tenga que pasar por el largo y estrecho espacio entre las superficies refrigeradas de la camisa y el pistón, perdiendo gran parte de su calor y reduciendo la erosión que causa su fuga por que disminuye su velocidad.
Para mejorar el comportamiento, se lo somete a un tratamiento de fosfatacion, que consiste en introducir el aro engrasado en un baño de ácido fosfórico saturado de hierro y manganeso. Con esto se logra formar una capa porosa que mejora la retención de aceite y la reducción del desgaste.
Debido a las condiciones de trabajo extremas a los aros de fuego se le da un baño de cromo mediante deposito electrolítico, lo que les hace muy resistentes al desgaste y la corrosión

Aros rascadores: sirven para rascar o barrer el aceite. Tienen la finalidad de mantener dentro de los limites admisibles el paso del aceite a la cámara de combustión para la refrigeración de esta zona y además en el descenso del embolo deben volver el aceite sobrante al interior del mismo.

Biela:
Es la pieza que une el émbolo y el cigüeñal y transforma el movimiento alternativo del pistón en MCU. Por lo tanto recibe los esfuerzos del embolo durante su desplazamiento.
Durante su funcionamiento esta sometida a esfuerzos de tracción, compresión y flexión por pandeo. Debe tener una longitud que guarde relación con el radio de giro del cigüeñal.

Se hacen por lo general de acero al carbono con níquel y cromo. Se fabrican por estampado en caliente y se mecaniza en las zonas de amarre al embolo y al cigüeñal, así como los elementos de unión y los pasos de aceite.

Pie de biela: es la extremidad de la biela en forma de cilindro hueco donde se coloca el cojinete que sujeta al émbolo por medio de un perno pasador entre ambos.
Cabeza de biela: es la parte que se conecta al cigüeñal por medio de un cojinete de bronce o metal blanco construido en dos partes, la superficie superior forma parte del cuerpo de la biela y se ajusta a la inferior llamada “tapa” por medio de dos pernos, de manera de permitir la interposición de suplementos que hacen variar el largo total y por lo tanto el espacio muerto y la presión de compresión. Estas planchas no deben recortarse tan anchas como las superficies de unión de los medios cojinetes para que no rocen al cuello del cigüeñal.
Caña: esta tiene frecuentemente sección en doble “T” con uniones amplias en su parte superior e inferior. Por dentro también se pueden encontrar los conductos de lubricación.
Perno de unión: Son de material resiente para soportar los esfuerzos de tracción. Se utiliza acero con aleación de cromo y níquel. Su tamaño y posición debe facilitar el montaje y desmontaje de las piezas. En su montaje deben permanecer inmóviles por esta razón, en los tornillos suele practicarse un chaflán sobre la cabeza para que sirva de tope en su asiento.



La longitud de la biela está ligada a la transmisión de esfuerzos, a la transformación del movimiento y al radio de giro. También depende del motor, de la relación carrera – diámetro y el ciclo de funcionamiento del motor.
El número de revoluciones influye directamente sobre la longitud, en motores rápidos se acorta con el fin de evitar los posibles efectos de la inercia.
Las bielas en los motores V pueden ser: ahorquilladas, articuladas (madre bieleta) o conjugadas.

Cigüeñal:
Convierte el movimiento de la biela en movimiento circular. Recibe a través de la biela la fuerza que produce el émbolo; es el encargado de transmitir la energía producida. Para esto en su extremo lleva una brida de fijación para el volante y en el otro extremo esta conformado para ser solidario con el engrane de distribución.
Dos manivelas unidas por un gorrón de la biela forman una cigüeña y cada una se halla comprendida entre dos cojinetes de apoyo o de bancada.
La disposición del cigüeñal depende del ciclo de trabajo: 4 tiempos 720º/Nº de cilindros Y 2 tiempos 360º/Nº de cilindros. (esto es el calado del cigüeñal)


Formas de construcción, dependen de la disposición de los cilindros y del tamaño de los mismos. En caso de motores de pequeño porte se lo construye forjado de una sola pieza. Cuando las dimensiones son grandes puede hacerse de dos formas: las manivelas y los gorrones se construyen por separado y se los coloca juntos en caliente. La otra forma es construirlos juntos en una sola pieza y se los une luego a los gorrones(muñón) de apoyo.
El encastre se efectúa calentado la pieza hembra para que al dilatarse pueda entrar el eje de apoyo, una vez fría queda rígidamente unida.
Materiales: generalmente de acero al carbono, al cromo níquel, al molibdeno. A causa de las grandes cargas deben emplearse cojinetes con una superficie dura (antifricción de aleación, cobre, plomo, duraluminio) El gorrón del cigüeñal se endurece mediante cimentación, temple superficial (puede ser eléctrico o mediante flama, luego se lo enfría en agua o aceite) o nitruración (recubrimiento con un metal duro).
El equilibrio se consigue mediante contrapesos aplicados a las manivelas, así obtenemos el equilibrio estático y dinámico del cigüeñal, esto se hace para reducir las vibraciones en el motor y las cargas sobre los cojinetes de bancada.
Según las sociedades de clasificación el cigüeñal tiene que estar adimensionado en 10 veces, debido a que mientras menor sea el eje más fácil es que se produzca una ruptura.


Volante:
El cigüeñal al recibir la fuerza de las bielas alternadamente, el movimiento de él depende de su propia inercia, por eso el volante y los contrapesos que acumulan fuerza y la entregan cuando este la necesita. A medida que aumenta el numero de cilindros se regulariza el par motor y se disminuye la importancia del volante. En los motores de dos tiempos el volante es más liviano aún.
Se fabrican de fundición gris y después se mecaniza en todas sus partes para equilibrar su masa. En la periferia se monta una corona para el arranque o el virado. Se monta en caliente y una ves frió queda sujeta al volante.





Camisa:
Su función es proteger las paredes del cilindro ya que se desgasta la camisa y no el cilindro. Ya que esta se puede reemplazar rápida, económica y fácilmente. La camisa del cilindro es siempre de forma muy sencilla para simplificar su maquinado y sobretodo su función..
La camisa suele ser un tubo de hierro fundido torneado, interiormente cilíndrico y por fuera cónico. Su parte alta tiene una brida circular para la fijación en el cilindro, y en su parte baja lleva pequeñas ranuras para hacer la estanqueidad en el cilindro y permitir la libre dilatación. El hierro fundido ha de ser resistente al desgaste, pero también resistente a esfuerzos mecánicos, para no hacer demasiado gruesa la camisa y facilitar su buena refrigeración.
En motores de dos tiempos las camisas tienen orificios especiales para la disposición de las lumbreras.
Generalmente la brida alta queda aprisionada entre el cilindro y su cabeza (culata). Esta lleva dos juntas: una de cobre apretada por la cabeza del cilindro y que estanca la cámara de combustión y otra de cartón entre la camisa y el cilindro que estanca el paso del agua. Algunos constructores prescinden del cartón y hacen la junta de hierro, lo cual exige un excelente maquinado, pero ofrece mayor seguridad y facilita la transmisión del calor entre ambas piezas.
La estanqueidad del espacio refrigerado se asegura en la región inferior con aros de goma apretados entre la camisa y el cilindro. Algunos disponen de un completo prensa estopa.
Mantenimiento: la superficie externa en contacto con el agua se va cubriendo poco a poco con las sales que esta deposita y que constituyen una costra aislante poco conveniente. La superficie interior de la cámara de combustión también requiere de continua limpieza. La operación de extraer la camisa del cilindro a menudo ofrece graves dificultades, porque la sal depositada por el agua de refrigerante forma un bloque con ambas piezas y hace necesario el empleo de grandes fuerzas para despegarlas. La fabrica constructora debe proveer el suministro de un dispositivo de bridas y un tornillo central apropiado para realizar la operación. En caso de que no sea así, es recomendable el empleo de un fuerte tirante central, el cual puede apretarse paulatinamente, con el uso de gatos hidráulicos empujado desde abajo. Si el la camisa no cede y en el caso de que los cilindros no formen un bloque enterizo lo mas practico es desmontar el cilindro completo con su camisa depositándolo en el suelo verticalmente, con la parte baja hacia arriba y verter en el espacio refrigerado Una mezcla de ácido muriático a fin de disolver las sales. Si los cilindros forman un bloque enterizo, puede procederse mediante vapor o agua caliente, introducirla en el espacio refrigerado y lentamente se va elevando la temperatura del cilindro hasta 40 o 50ºC y entonces se llena la camisa con agua fría. Durante el llenado de la camisa con el agua fría los gatos o los tirantes deben estar apretando, algunos golpes sobre la pieza suelen bastar para iniciar la extracción. Antes de estas operaciones hay que desmontar las toberas de engrase.
Para la montura de la camisa hay que engrasar bien las partes que ajustan en el cilindro. La camisa debe entrar sin mas fuerza que su propio peso.
Las camisas de reemplazo suelen servir sin orificios para engrase, en tal caso, se hace el taladrado a mano.

Tipos de camisa:
Camisa seca: no están en contacto con el enfriador, éste tipo de camisas son cilindros de pared relativamente delgada.
Camisas húmedas: La camisa forma parte de la chaqueta de agua, es de pared gruesa para soportar todas las presiones de combustión y se construyen de hierro fundido. En la parte inferior se colocan aros de goma para lograr un cierre perfecto, pero por el efecto del calor estos aros tienden a descomponerse, por lo cual en el sistema de dos tiempos se recomienda la utilización de aros de cobre, ya que el desmonte de la camisa es mas complicada que los de cuatro tiempos.
Camisas enchaquetadas: estas camisas se usan en motores diesel grandes con bloques, son de pared doble con un espacio intermedio para la circulación del enfriador. Cada chaqueta tiene en el fondo un tapón de drenaje.
Camisas con puertas: son utilizadas por los motores diesel de dos tiempos las cuales se necesitan para la conducción de aire al cilindro para las lumbreras. Se necesitan sellos enzima y debajo de la región de las puertas para separar los pasajes de aire, de agua y de aceite.







Cilindros:
En maquinas de pequeñas y baratas los cilindros se ejecutan enterizos con sus camisas. Pero debido al desgaste se debe cambiar el cilindro completo. La ejecución enteriza esta muy expuesta a averías, porque durante el trabajo del motor tenemos la pared interior a elevada temperatura y la exterior muy fría por la circulación de agua, lo que provoca grietas o roturas como consecuencia de la desigual dilatación de la pieza. También se presenta dificultad a la hora de limpiar los conductos de refrigeración, donde se depositan sales, que reducen la correcta refrigeración.
Los cilindros se disponen separadamente unos de otros o bien formando un bloque entre varios. Este bloque se forma atornillando unos a otros los cilindros construidos separadamente, pero también se funden en una sola pieza.
La entrada de agua de circulación se realiza por la parte inferior. La descarga se realiza por la parte mas alta, evitándose así la acumulación de vapores que pudiera originarse. Conviene que la región alta de la camisa reciba una refrigeración muy intensa. Para lograr esto se hace circular agua por un camino sinuoso cerca de la parte superior de la camisa.

Bloque de cilindro:
Es la pieza donde están ubicados los cilindros con sus respectivas camisas. A demás llevan fundidos todos los canales de barrido y de escape (2T) además de los canales de lubricación y refrigeración. Las entradas de aire de barrido y salidas de gases se encuentran del lado contrario a las bombas de inyección, donde va fijado el colector de aire de barrido. Existen dos tipos de construcción: el de bloque y el de acero fabricado y soldado. Los bloques de cilindro, columnas y bancadas quedan descargadas de esfuerzos de tracción mediante los tirantes.
El bloque de cilindros se forma vertiendo el metal fundido en un molde con un núcleo de arena los orificios que soportan la arena se cierran con tapones de metal. Los conductos de lubricación se moldean con el bloque o se perforan durante el maquinado. Las superficies de sello se maquinan para dar un buen sello en: culatas, cubiertas de engrane, depósitos de aceite.
El agua de refrigeración entra en el bloque, por la parte mas baja de las cámaras de refrigeración. Todos los cilindros están conectados en paralelo. Y la salida esta ubicada en la parte mas alta de la culata de cada cilindro. Cada cilindro esta provisto de válvula de paso en la entrada y salida, lo que permite la interrupción individual de la refrigeración. además están provistos de una descarga de agua individual.
Muchos motores tienen orificios en los lados del bloque, para permitir la inspección de las partes internas. Algunos disponen de un aditamento de seguridad construido en la placa de la cubierta. Una cubierta empujada con un resorte mantiene cerrada la abertura durante la operación normal. Si hubiera una explosión en el carter, la fuerza de la explosión vence el resorte y ventila la presión del carter evitando daños mayores al motor.
Tipos de bloque: en línea, en V, bóxer, etc.

Bastidores
( Montantes o superestructura “A”): van montados sobre la parte superior de la bancada. La función principal es transmitir las fuerzas del cilindro activo a la bancada y a los cojinetes del cigüeñal. Están sometidos a esfuerzos de tracción y compresión. Se unen con la Bancada y con los cilindros por medio de largos tirantes (estay). Para poder vigilar los órganos en movimiento y verificar las reparaciones o inspecciones de las bielas, cojinetes, soportes, etc. los montantes están dotados de puertas de visita frente a la cámara del cigüeñal, y en algunos casos son desmontables algunos de sus elementos longitudinales para facilitar la extracción del árbol, cigüeñal y facilitar las reparaciones. (el espacio interior del montante se lo llama carter superior)


Bancada:
Es el órgano que constituye la parte inferior del motor, lleva orificios para el paso de aceite para los soportes de cigüeñal y eje de camones. Esta provista de planos para: Cilindros y culatas, bandeja de aceite y tapas de cierre. Se encuentra formada por dos vigas longitudinales unidas en sentido transversal por tabiques reforzados de nervios que llevan el alojamiento para el cojinete del cigüeñal.
Los cojinetes de bancada se componen de dos medios casquillos recubiertos de metal blanco por su cara interior torneada. Los casquillos suelen construirse de acero fundido. El huelgo que debe existir entre el muñón del eje y el cojinete varia con el diámetro del cigüeñal y la velocidad del giro.
Sobre su parte superior se apoyan los bastidores o montantes, debe soportar y repartir los esfuerzos transmitidos por la manivelas. Se encuentra rígidamente asegurada a la estructura que la contiene (casco del buque). Se construyen en fundición o acero fundido. Al espacio interior de la bancada, se lo denomina carter inferior.



Vástago:
Este va conectado al embolo transmitiendo su movimiento a la biela y esta al cigüeñal. El vástago atraviesa la parte inferior del cilindro donde se encuentra la caja de prensa estopa y de allí continua hasta la cruceta por medio de la cual se une a la biela.
Forma: en los motores de dos y cuatro tiempos de simple efecto la extremidad superior termina en un plato circular unido al pistón mediante espárragos empotrados en este. La superficie alta no es completamente plana pues para conseguir un buen centrado el vástago lleva un resalto circular de pocos milímetros. La extremidad baja del vástago generalmente atraviesa la cruceta pero con un diámetro pequeño o puede terminar en la cruceta misma. En los de dos tiempos usualmente se coloca un plato intermedio en la caña la cual va unida a la extremidad inferior de la faldilla para evitar vibraciones. La diferencia con los de doble efecto es que estos tienen que soportar esfuerzos de tracción además de los de compresión.

Cruceta:
Es una pieza construida en acero forjado. En su zona central esta dispuesta para poder alojar el extremo del vástago, el cual la atraviesa afirmándose con una tuerca. Hacia sus lados la cruceta termina en dos brazos o muñones a los cuales se unirán los cojinetes de pie de biela. A los extremos de estos muñones van los patines (acero fundido) recubiertos de metal antifricción; estos se deslizan sobre las correderas situadas en el armazón del motor. Están destinadas a absorber los esfuerzos perjudiciales que produce la biela.
Algunas veces el embolo esta unido directamente a la cruceta, consiguiendo así eliminar el vástago.
patín: su superficie esta recubierta de metal blanco, el material del patín es de acero moldeado o acero forjado. Al patín llega el aceite de engrase a través de la cruceta, siento también preciso refrigerarlo, debido a la gran cantidad de rozamiento que se produce, para esto se utiliza aceite o agua.



Culata:
Su función es sellar la parte superior de los cilindros para evitar las perdidas de compresión y salida inapropiada de los gases. Son cada una de las tapas del cilindro del motor. Estas son las piezas más complejas del motor ya que en ella se instalan todas las válvulas, conductos de refrigeración y de lubricación, válvulas de admisión y escape (motores 4 tiempos), además del alojamiento del inyector. En Motores de 2T con lumbreras, las culatas son más simples puesto que este no contiene ni conductos, ni válvulas de admisión y escape. Por lo general las culatas se dividen en dos partes, una externa en forma anular construida en forma que reparta correctamente todas las tensiones térmicas. La parte central (culatín) lleva en su interior los alojamientos para el inyector, las válvulas de arranque y seguridad. Por lo general están construidas del mismo material que el bloque de cilindros, para evitar los problemas de distintos coeficientes de dilatación.
Las culatas están sujetas a grandes erosiones galvánicas por la circulación de agua, lo que produce el desgaste desde el interior de las mismas.
Fijación: Las culatas poseen en su interior una serie de perforaciones por los cuales pasan columnas roscadas en sus dos extremos para fijar al bloque. Entre el cilindro y ella deben colocarse juntas circulares de metal generalmente de cobre. Las culatas se construyen de hierro fundido de grano muy fino y calidad especial. En las culatas de aluminio el apriete no debe ser excesivo, porque este tipo de material al ser muy blando va cediendo y reduciendo la cámara de combustión. Para contrarrestar esto, el fabricante provee de suplementos que se pueden colocar entre culata y camisa o por debajo de la camisa.
Al desmontarlas se debe tener precaución en no arrastrar la pieza para evitar el desgaste de las guías.
Juntas de culata: es la más importante de las juntas, tiene la misión de proporcionar cierre estanco entre el cilindro y la culata. El cierre hermético impide la fuga de gas y evita la fuga de liquido refrigerante. Por lo general son de amianto comprimido entre cobre, ya que así se logra unir las ventajas de ambos materiales. También se usa corcho o cartón prensado. En la actualidad se tiende a emplear delgadas juntas a base de acero inoxidable y amianto.

Válvulas:
Tiene la misión de abrir y cerrar la entrada y salida de los gases, a y desde el cilindro. Las partes más importantes son: el vástago y la cabeza (hongo) esta ultima debe ser cuidadosamente mecanizada en su asiento. El asiento es donde apoya la válvula por su borde. Esos por lo general tiene forma de copa, puede variar entre 30 a 45º.

Las válvulas pueden ser planas o cónicas dependiendo de la forma de su asiento. La cónica tiene un cierre más perfecto. Las planas presentan mayor sección para el pasaje de gases. También existen las válvulas huecas y llenas de sodio. Se utilizan para reducir las temperaturas máximas aproximadamente 177ºC. El sodio desplaza el calor desde el cuello de la válvula hasta su vástago.
Materiales: están echas con aceros especiales con el fin de soportar altas temperaturas con una mínima dilatación. Son aceros al 25% de níquel o del 15% de tusteno. También se combinan con silicio y cromo. Estos ayudan a mantener la tenacidad y evita la deformación y la perdida de gas.
Guía de válvula: tiene la misión de guiar el vástago de la válvula para que pueda asentar bien. Están echas de fundición de grano fino ya que poseen la propiedad de auto lubricarse y van ajustadas a la culata con ajuste prensado.


Sistema desmodromico: La apertura y cierre de las válvulas son controladas mecánicamente, sin resortes.
Para motores rápidos es necesario darle al aire una determinada turbulencia, esto puede realizarse mediante una válvula con un deflector ubicado directamente sobre el hongo de la válvula.



Balancines:
En el caso de motores de válvulas situadas en la cabeza del cilindro, y árbol de levas en el bloque, estos se encargan de dar movimiento a las válvulas, por medio de varilla y botador. Pueden tener diferentes formas. Generalmente se constituyen por dos brazos de palancas unidas a su eje común. El brazo mas largo es el que trabaja sobre la válvula. O pueden ser iguales.
Partes: eje de giro, brazo de trabajo y de empuje.
Se debe dejar una luz entre el botador(taque) y el vástago o el vástago y el balancín. Para evitar el cierre incorrecto de las válvulas por la dilatación. Las válvulas de escape se deja mas luz ya que se calienta mas por los gases de escape.


Botadores(taque):
Son pequeñas piezas que se desplazan dentro de un buje guía colocado a presión en el bloque, el cual recibe el movimiento del camón y lo transfiere al vástago. La parte inferior es de mayor diámetro que la superior y ésta termina en un orificio roscado, donde va un tornillo con contra tuerca.
Estos se construyen de acero, con las superficies de contacto rectificadas, las guías se hacen generalmente de bronce o de fundición de hierro.



Taques hidráulicos: se usan para evitar tener que hacer el reglaje de taques así como para minimizar el clásico ruido provocado por los mismos, sobretodo en frió. Estos se adaptan en todo momento a la dilatación del vástago de la válvula, por lo que se evita en todo momento la holgura. Esto se realiza a través de un resorte calibrado que deja pasar aceite o no al interior del botador.

Varilla empujadora:
Actúan como prolongaciones de los movimientos de los botadores a los balancines. Deben resistir la flexión para vencer la tensión del resorte y la presión interna del cilindro. Se construyen huecos para disminuir su peso. A los extremos se le da el nombre de pivotes. Son las piezas cilíndricas que giran en una parte fija (soporte). Pueden tener varios asientos: esféricos, troncocónico, plano o anular.


Resortes:
Son los encargados por su acción de dar hermeticidad a la válvula cuando se esta produciendo una depresión en el cilindro. Existen muchas clases de resortes: De paso uniforme y de paso variable que cambian a medida que son comprimidos. Suelen utilizarse amortiguadores de resorte de espira múltiple o plana. Se enrollan en dirección opuesta, de esta forma impiden que se doblen y eliminan vibraciones molestas.

Levas:
Se utilizan para desplazar las válvulas de sus asientos y dejar la apertura necesaria para la entrada de la mezcla o la expulsión de los gases quemados. Estas levas se montan sobre un eje, llamado árbol de levas. Este árbol gira a la mitad de velocidad del cigüeñal, esto se logra por la diferencia que existe entre los engranajes de los ejes. Se construyen de aceros templados al cromo-níquel
La leva transforma el MCU en MRA
El perfil de una leva tiene un tramo de circulo base correspondiente al periodo de cierre. Dos tramos curvilíneos que corresponde a la apertura y cierre de la válvula (flancos del camón). Una cresta que corresponde a la máxima apertura.
El orificio de entrada debe ser adimencionado para poder introducir el eje con facilidad.








Cruce:
El tiempo o ángulo que se encuentran abiertas las válvulas
La transmisión del movimiento del eje cigüeñal al eje de camones puede realizarse: mediante el acoplamiento directo de dos engranajes, uno en el eje de cigüeñal y otro en el árbol de levas. También por medio de un engranaje intermedio entre estos dos. Otro sistema es el de acoplamiento por intermedio de una cadena silenciosa, también en este caso se puede utilizar un tren de engranajes.
La puesta a punto de la distribución de un motor consiste en disponer los órganos de la distribución de modo tal, que los momentos de apertura y cierre de las válvulas coincidan con las estudiadas y dispuestas por el fabricante. Esto se logra en forma sencilla, utilizando las marcas de referencia que llevan los engranajes de la distribución.

El huelgo:
Es el espacio que se necesita tener entre las piezas móviles para permitir la formación de la cuña hidráulica. Este huelgo depende de la velocidad y el tamaño de las piezas.

"Tiraje" de bancada y de biela

Se entiendo por "tiraje" del cojinete a la diferencia que existe entre el diámetro del cojinete instalado y el diámetro de su alojamiento en la biela o bancada. Siempre el diámetro exterior del cojinete debe ser mayor para que al ser apretados los bulones, éste quede perfectamente ajustado y firme en su lugar, asegurando estabilidad y buena transmisión del calor generado durante el giro.
El tiraje como es fácil entender cuando se aprieta el cojinete produce en sus puntas una ligera deformación, que si es excesiva provocaría la interrupción de la película de aceite.
La manera de controlar en forma práctica ese tiraje consiste en ajustar ambos bulones al valor que indica el fabricante del motor y luego aflojar uno de ellos verificando cuanto se separan las superficies de apoyo de ese lado con una sonda de láminas.
Para lograr una acertada medición del "tiraje", se seguirán las siguientes instrucciones

a) Efectuar una limpieza total del cojinete y su aloja­miento, tanto en las bancadas como en las bielas.
b) Colocar los dos medio cojinetes en forma normal y se aprietan bulones y tuercas a la tensión correcta.
c) Toda vez ajustados, se aflojará uno sólo de ellos y seguidamente se introduce una sonda entre la abertu­ra que se produce entre la tapa y el cuerpo de la biela o entre bancada y block de cilindros.

En motores diesel se aconseja un valor a 0.050 mm – 0.075 mm para motores ligeros con muñón de hasta 60 mm de diámetro y 0.08 a 0.18 mm para diámetros superiores hasta 100 mm.

Cojinetes:

Su función es la de soportar las partes en movimiento como: ejes o árboles. Transmiten cargas o esfuerzos de una pieza a otra del motor. También deben: Reducir la fricción de las superficies en movimientos. Disipar el calor causado por la fricción. Deben soportar elevadas temperaturas sin producir roturas. Deben conservar todas las partes móviles. Se facilita la labor del cojinete proveyéndolo de unos canales en forma de X o Z, cuya misión es asegurar la perfecta repartición del aceite en toda la superficie. La entrada del aceite en la actualidad se realiza por la parte superior del cojinete. Para la vida del cojinete es imprescindible que exista entre el y el gorrón el espacio o huelgo suficiente para permitir la formación de la cuña hidráulica y de esta forma evitar el contacto directo de los metales. Por lo general se le da una luz de 0,001mm por cada milímetro de diámetro.

Existen dos tipos, los de rodamiento y los de fricción. Los primeros el principal tipo son los de bolas y los de rodillos. Los segundos consisten en un cilindro de acero por lo general, sobre el que se deposita una cierta cantidad de metal llamado antifricción, que es completamente resistente al desgaste por rozamiento siempre que se disponga de buena lubricación. Existen varios tipos, recubiertos directamente con metal Babbit (metal blanco) y de casquillos de bronce y acero (estos se utilizan para piezas menos sujetas a desgaste).



Cojinetes de bancada: su fin es el de servir de apoyo al cigüeñal, permitiéndole girar libremente, y también recibir los esfuerzos de la combustión y repartirlos por toda la bancada. Están compuestos de dos medios casquillos de acero recubiertos de metal blanco o antifricción. Ente los dos medio cojinetes se intercalan unos suplementos a fin de conseguir el ajuste perfecto del metal antifricción al cigüeñal. Al reponer los cojinetes es necesario adaptarlos al cigüeñal, para ello se pintan los cuellos y se dejan descansar sobre los medios cojinetes bajos de bancada, se hace girar el eje lentamente y levantándolo se observara la superficie del metal blanco, los puntos fuertes serán rebajados hasta que toda la superficie quede marcada en forma pareja. Para comprobar el montaje perfecto del nuevo cojinete, se coloca una sonda de bronce de 0,05 de espesor, se monta la tapa atornillada fuertemente. Si al girar el cigüeñal con la sonda este se traba, se puede afirmar que tiene el huelgo deseado.
Cojinetes de cabeza de biela: adopta formas diferentes según el tipo de motor y de biela a la que va ser incorporado. La forma del cojinete, consiste en un casquillo de acero como base, recubierto de una delgada capa de bronce, de plomo o de cupro-plomo según la cara ha soportar. Casi todos los cojinetes son guiados por unas superficies frontales, también revestidas del material. Mediante un biselado a 45º se salva el radio de transmisión del gorrón del cigüeñal a sus brazos y puede ser así guiada la biela. El metal antifricción es fundido sobre el soporte y queda prisionero en él mediante unos encastres en forma de cola de milano.
Cojinete de pie de biela: consiste en un casquillo de bronce que se cala fuertemente en el ojal de la biela, asegurándose contra el giro mediante tornillos roscados, estos tornillos fijan también al bulón. En los motores con émbolo buzo se introduce el cojinete en dos mitades, para poder corregir el desgaste mediante una cuña, a fin de conservar el juego.

Metales a usar: deben fundir a temperaturas relativamente bajas, tener un coeficiente de rozamiento bajo, resistir bien la fatiga.
Por lo general se usan: Metal blanco a base de estaño o plomo, aleaciones de cadmio, de cobre de aluminio y varias combinaciones. En todos los casos el casquillo es de acero al carbono.
El metal blanco de mayor uso esta compuesto de: estaño, cobre, antimonio y plomo. Las aleaciones de cadmio son de costo elevado, pero su resistencia es extraordinaria. Permiten elevadas velocidades y tienen el doble de resistencia que el metal blanco.
Los bronces al plomo son 50% mas duros que el metal blanco, tienen igual resistencia a la compresión, igual coeficiente de fricción y a altas temperaturas es 10 veces mas duro.
Para asegurar las dos mitades de los cojinetes, se emplean piezas llamadas suplementos de ajuste, cuya misión es realizar un ajuste perfecto entre las dos medias piezas y conseguir, además, una circunferencia perfecta para los cojinetes, por lo general son de latón (cobre y zinc) de 0,1 a 0,5 mm.

Cojinetes de empuje: Se encuentra próximo al volante, se ajusta por sus caras laterales, a fin de impedir los desplazamientos hacia delante y hacia atrás del cigüeñal (movimiento axial) con el fin de evitar que se traben las bielas. Estos están cubiertos de metal antifricción, o bronce al plomo. Exciten dos cojinetes de empuje, uno de cigüeñal y el otro entre el motor y el eje de propulsión. Estos trabajan de forma similar, pero el del motor es de mayor huelgo


Los medios cojinetes de empuje aseguran el guiado axial del cigüeñal. Los collares de éste tipo de cojinete se suministran listos para el montaje, y salvo que se indique lo contrario, no se deben remecanizar. El cigüeñal se debe rectificar de acuerdo con ésta anchura, respetando siempre el juego axial. Según el tipo de construcción del motor, se instalan uno o dos medios cojinetes de empuje.
Las arandelas de empuje axial en combinación con medios cojinetes lisos, permiten sustituir a los medios cojinetes de empuje. En tal caso, las arandelas de empuje tienen la función del guiado axial del cigüeñal. Estas giran para mejorar la lubricación


Cojinetes de casquillo: están echo por dos casquillos de acero en los cuales se han fundido tres tipos de metales, (metal rozado de una décima, metal blanco de dos a tres décimas de mm, y plomo-estaño de tres centésimas)
(Casquillo(rozado(blanco(plomo- estaño Cuando se alcanza ha ver el 30% de la superficie de metal rozado debe cambiarse el cojinete.
El casquillo metálico puede estar echo cortando un tubo al medio o mediante rolado, este ultimo es el más resistente.

Articulaciones:

Es un sistema mecánico que limita el movimiento de una pieza que esta en unión con otra, para generar un movimiento determinado.

 Articulaciones de perno: se utilizan cuando se desea cambiar la dirección de una fuerza, como en el caso de los balancines.

 Articulación perno y pie de biela: se utiliza para transmitir el movimiento alternativo del pistón a la biela, esto se realiza mediante un elemento de enlace, el perno del pistón. En este tipo de articulación es muy importante el ángulo de trabajo para disminuir el esfuerzo de la articulación.

 Articulación biela manivela: tiene por objeto convertir un movimiento rectilíneo en circular uniforme.

 Cruceta: es el órgano de la maquina que establece la unión entre el vástago y la biela. Esta no es la única función, si no que, además, se encarga de guiar el vástago en línea recta. Con la cruceta se traslada la fuerza de la zapata a las guías.

 Varilla camón: consiste en conducir un vástago guiado o articulado, transformando el movimiento circular en movimiento rectilíneo alternativo.
 Cardan: es un mecanismo destinado a acoplar dos ejes linealmente o que forman entre sí un ángulo variable, no mayor a 20º. (trabajan bajo el concepto de cruceta)

 Corredera: es un elemento fijo de deslizamiento formado
por una gruesa plancha de hierro fundido, plana del lado de la
cara deslizante y con nervios para la flexión del dorso. El patín es
el elemento móvil deslizante y para el ajuste lateral con la corredera lleva acopladas zapatas.


Sistemas
Distribución:
Es el conjunto de mecanismos que permiten la entrada del aire-mezcla en los cilindros y la expulsión de los gases quemados. (secuencia el ingreso y egreso de fluidos gaseosos)
En los motores de dos tiempos se realiza por aberturas o lumbreras en el cilindro cuya apertura se efectúa por el émbolo. También se puede efectuar por válvulas a la cabeza, similar a un motor cuatro tiempos.
En los de cuatro tiempos se controla a través de aberturas situadas en la cámara de combustión cuya apertura y cierre se realiza mediante válvulas que son gobernadas mediante excéntricas que transforma el movimiento circular continuo en rectilíneo alternativo.


Colectores de escape: es un conjunto de distintos tubos de diferente construcción, tubos normales (chimenea), tubos para la conexión de tubo soplante (estos poseen filtros para evitar el ingreso de impurezas al turbo) y tubos intermedios Deben estar diseñados de forma tal que los gases de escape no se crucen entre sí. Tienen un convertidor de gases que utilizan la inercia de los gases para ayudar a la expulsión de los mismos. Tienen que estar diseñados para poder dilatarse correctamente con un muelle de dilatación (compensadores). Tiene purgas de combustible. Además, purgas para el agua de lluvia. Deben tener refrigeración de agua, y aislamiento térmico y acústico. La culata y el múltiple de escape y admisión deben presentarse previamente antes de su ajuste. El múltiple de escape esta compuesto de tramos cortos unidos con aros. El múltiple de escape puede ser de hierro fundido, y el de admisión de aluminio o chapa. A veces el de admisión esta incluido en el bloque. Cuenta con puertas de visita, y válvulas de paso que permiten desmontar las culatas sin tener que desarmar todo el colector.

Colector de admisión: suele fabricarse de aluminio, ya que no esta expuesto a elevadas temperaturas, ni sufre dilataciones. La longitud de los tunos debe ser lo mas corta posible, con una superficie interior perfectamente lisa.

humos del escape:
negro: Combustión incompleta (relación estequeométrica no perfecta) Causado por falta de aire, o temperatura, exceso de combustibles (carbón en el aire)
blanco: Combustible apagado (no anda un cilindro) generalmente causado por una tobera rota.
Celeste: presencia de aceite
Marrón-pardo: Motor sobrecargado (a punto de salir de la relación estequeométrica)
Vapor Blanco: agua en el cilindro (camisa rajada)

Incendio en el colector de escape:
Sube la temperatura de los gases sin que varié la posición del indicador de carga. Verifico en la chimenea si están saliendo chispas. Comunico a puente que oriente al buque a través del viento (de costado) con el fin de evitar un incendio en cubierta. Disminuyo las RPM del motor y procedo a enfriar el colector con CO2 o agua. Las posibles causas son aceite acumulado (mugre o suciedad)en el colector o combustible que no termino de quemarse en la cámara de combustión

Engranaje de distribución: es el que se encarga de comandar al eje de camones. Puede ser directo, por cadenas o por medio de engranajes. En motores marinos se usan engranes de dientes rectos. Se debe controlar periódicamente los huelgos de estos elementos, ya que una luz incorrecta puede provocar el efecto llamado “piting” (picadura) el que crea micro fisuras y finalmente la destrucción del diente con la consecuente salida de punto del motor. La medición de huelgos se realiza interponiendo plomo entre diente conductor y conducido, luego se retira el plomo y se mide con un micrómetro, esta medida no tiene que superar la dada por el fabricante. Para resolver el problema de piting en casos de emergencia se puede soldar con soldadura eléctrica con electrodos para fundición.

Sistema de lubricación:
Lubricación forzada: El aceite puede ser bombeado desde un tanque ubicado en la base del cárter y suministrado a los cojinetes de bancada por conductos perforados en los nervios del carter o por cañerías separadas. El cigüeñal también esta perforado para permitir el acceso del aceite. La biela también esta perforada y a través de éstos es conducido el aceite al perno del pistón. El carter tiene por único propósito recoger el aceite que pasa por gravedad a un taque de derrame o bien el sistema esta provisto de una bomba de recuperación, la cual manda al tanque de derrame el aceite que ha recogido.
Hay que tener mucho cuidado con los huelgos de los cojinetes, ya que un excesivo desgaste, provocara que la presión en estos disminuya a menos de 300 g/cm2 impidiendo la formación de la cuña hidráulica, lo que provocara que el motor se funda. Para evitar esto en caso de emergencia y como medida temporal podemos aumentar la tensión del resorte del by-pass de la bomba.

Carter seco: es usado en todos los motores grandes. La bomba de suministro aspira el aceite del tanque y los descarga a trabes de un filtro y de un enfriador al motor.
Algunas instalaciones tienen dos bombas, la otra bomba bombea el aceite desde un enfriador a los cojinetes.

Carter húmedo: se aplica a motores chicos, la bomba de circulación de aceite es accionada por el motor y se encuentra sumergida en el aceite del carter.
Es necesario asegurar un suministro adecuado de aceite a los cojinetes antes del arranque. Esto se hace por medio de bombas separadas del motor.
El sistema también esta compuesto por un filtro y un enfriador usándolo solo cuando es necesario. La ventaja de este sistema forzado es que asegura un grado proporcional de lubricación con respecto a la velocidad.

Toberas de engrase (cánula): en motores medianos y grandes, así como en los de cruceta, hay que disponer de toberas especiales que atravesando la pared del cilindro y la camisa, descarguen el aceite en la superficie interior de esta. Conviene pre-lubricar la camisa a través de un sistema manual o eléctrico (previamente purgado) antes de arrancar la maquina y también por que el aceite de engrase en los cilindros ha de ser de calidad apropiada para no descomponerse con el calor de combustión. Estas toberas se encuentran distribuidas y atornilladas sobre la superficie de trabajo de la camisa. El aceite solo penetra en el cilindro cuando la presión de barrido es menor a la del acumulador, además dispone de una válvula de retensión que no permite el paso de los gases.

El aceite es impulsado a través de las toberas de engrase por medio de una bomba especial accionada mediante un eje acoplado al motor. Podemos regular el caudal de aceite por medio de un sistema acumulador, el que también esta acoplado al gobernador de velocidad, permitiendo la regulación automática en función de la carga. El aceite lubrica la parte inferior de la camisa, de preferencia a la altura que ocupa el segundo aro del pistón en el PMI. En motores grandes se dispone de varias toberas de engrase repartidas alrededor del cilindro. Para verificar el correcto funcionamiento de las toberas se dispone de una especie de probetas llenas de agua con un alambre que las atraviesa en toda su longitud, lo que permite ver pasar las gotas de aceite que van hacia las toberas de engrase, en caso de que una tobera se tape, el vidrio correspondiente a esta se romperá (también se dispone de una válvula de seguridad).
Cuando el engrase es correcto, la falda del embolo presenta un aspecto aceitoso, los aros están sueltos en sus ranuras y pueden moverse fácilmente a mano. Caso contrario el engrase es pobre o se esta un aceite inadecuado.
El aceite es suministrado a los cilindros cada 10 a 15 RPM del motor.



Las bombas de engrase pueden ser: a engranajes, a paletas, a tornillo (aceite de alta viscosidad) y a émbolo.
Las de engranaje: son piñones que van encerrados en una caja que constituye el cuerpo de la bomba y en la cual cada uno de ellos se halla rodeado de la pared, cerrando el conjunto. La presión en el circuito se regula mediante una válvula de descarga, que permite la apertura de un by-pass cuando la presión aumenta excesivamente. Esto sucede cuando el aceite esta frió o el motor trabaja a altos regímenes, o cuando los filtros están tapados.
Los de paleta: están constituidos por un cuerpo de bronce, en el interior de él gira un núcleo, por lo general de acero, que se encuentra descentrado con respecto al interior de la bomba. El núcleo tiene practicada una ranura en sentido diametral, en la que se colocan dos paletas, entre las cuales se dispone un resorte que las empuja hacia las paredes. El cuerpo de la bomba se encuentra dividido por dos paletas con dos compartimentos que comunican la tubería de aspiración y la de impulsión.




Tratamiento del lubricante:
Los filtros instalados en los motores protegen solamente contra suciedades gruesas. Por tal razón se recomienda tratar y purificar el aceite mediante una de las alternativas siguientes:

Filtros: tienen por fin despejar al aceite de la mayor cantidad posible de carbón y demás suciedades, así como de todas las limaduras metálicas.
Filtrado directo: todo el aceite procedente de la bomba pasa por el filtro, en caso de obstrucción del filtro, el circuito de aceite es cortado, adicionalmente posee un by pass o válvula de seguridad; la cual puede estar en el filtro o externamente. Cuando existe una obstrucción del filtro origina una elevación de presión de aceite en el cartucho o carcasa; la válvula de seguridad se abre y el aceite no filtrado vuelve directamente al conducto principal asegurando la lubricación bajo presión del motor. Su ventaja es que el aceite queda totalmente limpio y mandado directamente a los cojinetes.
Filtrado flujo con desvío o parcial: la bomba envía el aceite desde el cárter directamente a los casquetes o cojinetes del motor sin que pase primero por el filtro. Solo parte del aceite es desviado al filtro y desde allí es devuelto al cárter. Aunque el filtraje es adecuado se pierde efectividad debido a que el aceite limpio es descargado nuevamente al cárter, es decir, que el aceite que va al motor nunca está completamente limpio. En caso de obstrucción del filtro, no es necesario una válvula de seguridad.

Tipos de filtro:
Estáticos (poseen una válvula by-pass para permitir la circulación de aceite en caso que se tape el filtro, es automática, a cierta presión se abre): De lamina de material textil o plástico poroso (papel filtrante o celulósico), que se dobla en forma de acordeón. Retienen las partículas de carbón pero en el proceso se lleva el detergente del aceite, por lo tanto, requiere un cambio periódico del aceite De tela metálica: son de malla muy fina, requieren limpieza periódica. Retiene fundamentalmente sustancias gelatinosas.
Filtro magnético: consiste en una corona de imanes situados en el interior de un cartucho que se coloca en el circuito de aceite. Retiene partículas ferrosas. se usan como tapón en el carter.





Filtro de discos apilados (también llamado de carraca): consiste en gran numero de discos apilados de metal, superpuestos uno sobre el otro, dejando un espacio muy pequeño entre ellos, esta distancia determina el tamaño máximo de las partículas. Para hacer factible la limpieza de la malla se creo el filtro de laminas móviles y peine fijo de limpieza, permitiendo accionar el mecanismo sin abrir el filtro. Periódicamente debemos limpiar la suciedad acumulada en el fondo de la caja. Para comprobar la eficacia de este filtro se instala en la entrada del mismo un manómetro y a la salida otro. En el momento que el filtro se tapona, se observa que en el primer manómetro marca un aumento de presión, en tanto que en el segundo marca una disminución de presión. Entonces, si se hace dar un giro completo a la llave de maniobra(esta maniobra puede ser manual o automática por medio de un motor eléctrico programado), quedara prácticamente establecida en el acto la misma presión en ambos manómetros. Esto se debe a que al girar el eje a pasado todo el anillo exterior de los discos entre las púas fijas de limpieza, desobstruyendo los espacios filtrantes. Las impurezas separadas se depositan en el fondo del vaso, en donde quedan inmovilizadas.



Filtro centrífugo: Algunos motores diesel, sobre todo en motores de grandes cilindradas, requieren un filtrado más perfecto que los de gasolina (debido a la carbonilla producida en la combustión y que pasa al cárter por la alta compresión alcanzada). La presión del aceite hace girar al conjunto giratorio. La fuerza centrífuga impulsa a las partículas contra la pared interior, quedando adheridos a un papel filtrante. El aceite limpio sale al circuito. En ciertos vasos, las partículas metálicas se retienen por un imán. Purificadoras: se utilizan tanto para separar aceites o combustibles. Pueden ser usadas para remover agua y sedimentos. Cuando solo separan agua se la llama separador y cuando separan sedimentos se la llama clarificador.
Centrifugación continua: La adición de agua, usual a veces durante la centrifugación, puede perjudicar ciertos aditivos del aceite lubricante o conducir a una emulsión del aceite. Si se añade agua, esta tendrá que ser separada luego completamente. No se recomienda debido a que la purificadora va a extraer los aditivos del aceite

Sistema de refrigeración:
Durante el funcionamiento el motor genera una gran cantidad de calor, debido a que estas temperaturas pueden llegar a alcanzar valores muy elevadas se necesita quitar una cierta cantidad de calor o de lo contrario el motor sufriría graves daños. El calor es removido por el sistema de refrigeración, evitando el daño causado por el calor (Entre un 30 y un 35% del calor dela combustión es absorbido por el sistema de refrigeración). La transferencia de calor puede ser por radiación, conducción y convección. Esto se efectúa a trabes de los fluidos (aire, agua, combustible o aceite lubricante). Este sistema puede ser abierto ó cerrado. El abierto se enfría al motor por medio de agua de mar y el cerrado se utiliza un sistema de agua dulce que es enfriada por agua de mar por medio de un intercambiador de calor.
Circulación forzada: se utiliza para aumentar la velocidad de circulación. Para impulsar el agua se utilizan bombas que pueden estar accionadas por el motor o ser individuales. Estos deben permitir el paso de agua aun detenidos. Puede ser de embolo o centrífugas.
Termosifón: la circulación de agua se produce por la diferencia entre los pesos específicos de la misma causada por la variación en su temperatura. Los pasos del agua han de ser amplios, los conductos grandes y cortos y con el menor numero de curvas posibles.
Circulación forzada abierta: La bomba de circulación aspira directamente del exterior (mar) a trabes de un filtro.



Refrigeración del émbolo: este sistema es independiente del circuido de refrigeración de cilindros. Se emplea agua dulce para disminuir los grados de corrección, este fluido es conducido al pistón mediante tubos telescópicos (los tubos de entrada y salida son iguales) o brazos articulados guiados en los prensaestopas de la pared de separación entre cilindro y carter. El cielo del pistón es hueco para permitir el paso de agua. Los tubos telescópicos van fijados al plato del vástago del embolo. La estanqueidad de la parte superior del embolo es asegurada mediante anillos de goma.

Radiadores: en estos se produce el enfriamiento. Este esta formado por dos colectores uno superior y otro inferior que están unidos por un as de tubos de muy pequeño diámetro. Estos están aleteados para aumentar la superficie de disipación. El agua llega a la parte alta del radiador por la inferior sale mas fría y penetra en la parte baja del bloque.
Forzada de radiadores: tiene una bomba entre la parte baja del radiador y el bloque.
Por aire: se hace circular aire entre los cilindros por unas aletas que aumentan la superficie de refrigeración.
Tanque de compenso: en caso de pérdidas suministra agua al circuito y a la ves sirve como tanque de expansión.
Bombas: pueden ser de engranajes o centrífugas.
Intercambiador de calor: similares a los radiadores, pero estos son enfriados por agua de mar en lugar de aire, pueden ser de tubos o placas. Llevan en su interior ánodos de sacrificio. Disponen de una válvula by-pass


Agua de refrigeración: además de ser destilada debe tener aditivos. Muchos informes de rayado de camisas y rotura de culatas son resultados de incrustaciones, la mayoría de ellas no son apreciables al ojo humano
Contaminación por aceite: es fácilmente visible en los tanques de almacenamiento. Se verán en la superficie del agua, en caso de ser excesiva tendrá una apariencia lechosa. Para eliminarlo se utilizara un emulsionante una vez parado el motor
Corrosión por oxigeno: el aire entra y el oxigeno se disuelve en el agua y ataca los metales. La presencia de aire debe ser evitada para evitar sobrecalentamientos locales del motor. Para la eliminación se utilizan venteos ubicados en los puntos mas altos. Esta corrosión puede eliminarse con ácido clorhídrico
Corrosión ácida: es el resultado de la introducción de gases de la combustión en el sistema, también producida por la presencia de agua de mar
Corrosión por cavitación: causado por la vibración o por flujos turbulentos. Pueden notarse por picaduras profundas
Tratamiento: el uso de agua corriente (dulce) presenta el peligro de sedimentaciones calcáreas en los sistemas que perjudican la normal transferencia de calor (1 mm de incrustaciones equivale a 1 cm de metal). Se recomienda el uso de agua destilada, sin embargo, existe el peligro de corrección por no utilizar inhibidores (nitrito sódico, borato y dispersantes orgánicos, trabajan creando una película protectora sobre el metal). Otros inhibidores mantienen las partículas en suspensión (polímeros, se eliminan cambiando el agua). En las zonas costeras las aguas poseen cloridos y sulfatos, estos elementos actúan como aceleradores de la corrosión también en presencia de inhibidores o aditivos (el contenido de estos no debe superar 50 mg/l). Estos aparecen en el caso de que penetrara agua de mar en el sistema.
Las impurezas del sistema, durante el servicio, se depositan en lugares donde la velocidad de circulación alcanza valores mínimos y dificultan la transmisión de calor. Por esto se debe limpiar todo el sistema.
Para el caso de retirar incrustaciones en la cámara de un pistón (refrigerado con agua) se debe usar agentes químicos con la pieza desmontada.
Sistema de enfriamiento del tipo combinado(compound): En motores grandes se enfría el agua en los intercambiadores de calor, y con esta agua se enfría el aceite del motor, lo que permite la entrada de agua y aceite al motor, ligeramente caliente. Siempre se dirige la corriente de los dos fluidos en sentidos opuestos, de modo que se obtenga en todos los lugares una diferencia de temperaturas uniformes. Se recomienda conducir el agua por los tubos. En la mayoría de los casos el enfriamiento del aceite no supera los 15ºC. También disponen de una válvula By-pass.



Combustión del motor diesel:

La combustión se produce de una manera espontánea pero no instantánea. Se destacan tres fases:
Formación de la mezcla: Comienza en el instante en que el chorro de combustible penetra en el interior de la caliente y espesa atmósfera de la cámara.
Encendido: Momento en que el combustible comienza a oxidarse y produce llama.
Combustión general: es el tiempo final, cuando la combustión se completa.


Factores que influyen en la combustión:

Presión de admisión: El volumen de aire metido es fijo y esta determinado por el diseño del motor. La única manera de aumentar la masa de aire admitido es aumentando su densidad, es decir, su presión. Esto se logra de varias formas, en motores 2T mediante la bomba de barrido, o en general se utiliza un turbo compresor rotativo movido por los gases de escape del motor. La masa de aire admitido debe ser ligeramente superior a la necesario par quemar completamente la masa de combustible. De ser menor originaria una combustión incompleta. Y una masa excesiva también seria perjudicial ya que se comprimiría y calentaría inútilmente el exceso de aire.

Relación de compresión: (Volumen del cilindro + Volumen de la cámara de combustión) dividido el volumen de la cámara de combustión. A través de esta relación podemos obtener el valor de la temperatura final de compresión, el cual es muy importante para lograr la combustión perfecta. El aumento de la compresión ifluye favorablemente en el rendimiento térmico total del motor, pero esto influye desfavorablemente en el rendimiento mecánico, ya que para aumentar la compresión se necesita mas fuerza. La presión de compresión suele estar comprendida entre 30 a 40 ATM, y la temperatura entre 400 y 600ºC.

Calidad de combustible:
· Peso especifico: a mayor peso especifico, mayor energía tendrá el combustible, pero esto tiene un limite fijado en 0.82kg/dm3 (aprox)
· Viscosidad: de ser excesiva perjudica el funcionamiento de la bomba inyector y del inyector, y modificaría la presión de inyección. Si es escasa dificultaría la estanqueidad de las bombas y el auto engrase de las partes de ésta y del inyector.
· Punto de encendido: a 270ºC y 1 atm el gasoil se enciende sin presencia de llama. Pero en un motor se encuentra a unas 30 atm, por lo que la temperatura de autoencendido se eleva a 400ºC
· Poder calorífico: La potencia del motor esta determinada por el poder calorífico del combustible.
· Índice de cetano: este índice determina la capacidad de auto detonación del diesel. A un índice elevado corresponde un menor retardo. Esta capacidad se puede mejorar mediante aditivos que se agregan a éste.
· Impurezas: Agua, azufre, plomo, y cenizas. La presencia de azufre(max 0.5%) en el combustible puede formar asidos y bases muy corrosivas que afecta a las piezas del motor. El plomo ayuda a la lubricación, pero es muy contamínate. Las cenizas(max 0.05%) son el resto de los componentes que no se pudo separar en el proceso de destilación, la mayoría son materias inífugas capaces de erosionar las piezas. El agua en una cantidad adecuada puede ayudar a la combustión ya que al descomponerse libera moléculas de oxigeno, pero también corroe a las piezas.
· Flash point: la temperatura mínima a la cual el gasoil comienza a liberar gases (entre 70 a 80ºC) y en presencia de llama se encienden, pero inmediatamente se apagan.
· Punto de combustión: es la temperatura mínima a la cual el combustible en presencia de llama se enciende, pero no se apaga (80 a 90ºC)
· El avance a la inyección: tiene por finalidad compensar el efecto de las demoras físicas y químicas del combustible en el encendido.

Características a tener en cuenta:

· Pulverización del combustible: ya que el combustible se comienza a quemar por su superficie, es conveniente que éste forme gotas del menor tamaño posible, para facilitar de esta forma el proceso de combustión. Si la presión de inyección es baja, las gotas son grandes, y presentan una menor superficie, tardan mas en quemarse. Si en cambio la presión es alta las gotas son menores y mayor la superficie de contacto, lo que reduce el tiempo de combustión. Las dimensiones dependen principalmente de: Presión de inyección, diámetro y largo de las toberas y de la viscosidad del combustible. También pero en menor medida, de la deferencia de presión entre la inyección y la compresión, y de la velocidad de la bomba. Para obtener la mejor pulverización son necesarios: Menor peso especifico del combustible, menor viscosidad, menor diámetro y mayor largo en las toberas, mayor numero de orificios, menor peso especifico del aire en la cámara, Mayor diferencia de presiones entre la cámara ya la de inyección.
· Exceso de combustible: Cuando sucede esto, el gasoil no puede mezclarse con el aire. El combustible sin quemar se transforma en carbón y monóxido de carbono y produce un humo negro en el escape.
· Penetración del chorro de combustible: De ser excesiva el chorro llegara a chocar con el limite de la cámara, que puede ser la camisa, y estar refrigerada, lo que producirá un choque térmico con las partículas lo que traerá desperfectos en el desarrollo de la combustión. Al ser escasa todo el combustible se combinara con el oxigeno que esta próximo a la boca de la tobera, mientras que el aire restante resultara inútil, la combustión será incompleta y el motor desarrollara menor potencia de la que es capas.
· Turbulencia: si el aire se mueve existirá renovación continua de la atmósfera inerte que rodea a la gota de combustible, encontrando la cantidad de aire necesario para facilitar la rápida combustión.
· Formas de la cámara de combustión: con el fin de lograr una combustión perfecta se desarrollaron diversas formas de cámaras. Estas varían dependiendo de la relación de compresión, de la presión d inyección y del tipo de combustible. Algunas destinadas a mejorar la turbulencia, otras para mejorar la penetración e impedir que le chorro llegue a las paredes de la cámara. Algunas de ellas son: Inyección directa: es la más simple, el inyector esta colocado en la culata directamente dentro de la cámara. Cámara de precombustión: en estos motores se efectúa una inyección pequeña en la antecámara, la cual no esta refrigerada para mantener una temperatura elevada, luego el combustible pasa a la cámara principal por orificios pequeños o toberas para finalizar la combustión. Cámaras con cámaras de turbulencia: estas cámaras pueden estar ubicadas en el cielo del pistón o en la culata. Celda de energía: Es una cámara adicional ubicada en la culata y comunicada a la principal por medio de un orificio, su fin es el de aumentar el tamaño de la misma.






















Sistema de inyección:
La finalidad es introducir el combustible en la cámara de combustión en la cantidad adecuada, en el momento preciso y a las condiciones requeridas para su perfecta combustión.


El tiempo de inyección es muy reducido, si consideramos, además, que el aire dentro de la cámara de combustión se encuentra a 30 atm o más. Debemos tener en cuenta que la presión necesaria para que el combustible penetre en forma rápida, pulverizada y que alcance todas los partes de la cámara debe ser muy elevada, aproximadamente 300 atm o más. Esto se complica aun más en motores rápidos donde es necesario una turbulencia para que el aire baya a buscar las primeras gotas, facilitándose la combustión.


El sistema de inyección esta compuesto por una bomba de embolo o rotativa que comprime y envían el combustible a trabes de un tubo al inyector por el cual se introduce pulverizado en la cámara de combustión.

Las bombas están diseñadas para poder cortar su inyección (corte de inyección). Esto por lo general se hace para tomar diagramas de compresión.
En caso de que una bomba se engrane tienen un dispositivo para separarlas de las demás. Siempre se engranan en la máxima carrera (PMS).
Existen distintos criterios para la elección de bombas, los principales son: economía y duración. También se puede elegir por el tipo de combustible a utilizar (importante para definir el tipo de huelgos que debe tener el inyector)
Los barcos por lo general utilizan combustibles pesados (baratos). Por lo general este tipo de motores debe ser arrancados y detenidos con diesel.
Los motores de media velocidad trabajan con combustibles livianos. También en caso de motores generadores se puede utilizar IFO, pero puede encarecer el costo por la cantidad de calor necesario para mantener el fuel oil a temperaturas adecuadas. Los combustibles pesados tienen dos ventajas, son baratos y tienen mayor poder calorífico.




Bomba en línea: los motores rápidos llevan los elementos de todos los cilindros y el regulador formando un todo único (bomba monobloque) tienen la ventaja de ser una construcción compacta y económica, auque son mas difíciles de regular que las individuales. Los motores lentos llevan una bomba con los elementos de inyección delante de cada cilindro (bomba individual).

Bombas individuales para motores grandes: estas bombas están situadas en el lado contrario al escape, con objeto de evitar que una fuga en el conducto de impulsión del combustible pueda entrar en contacto con las piezas altamente recalentadas. Están provistas de válvulas de seguridad por elevadas presiones las que actúan a 900 Kg/cm2.
Todas las piezas de accionamiento de las bombas están conectadas al sistema de aceite de baja presión del motor.
Las piezas que componen a la bomba están perfectamente hermanadas por lo que al sustituir a un embolo debe sustituirse también su camisa.
Cada una de las bombas puede ponerse fuera de servicio con una palanca, la cual separa de la leva el rodillo del empujador.

Bomba Bosh: cuando la parte superior del pistón esta por debajo de los orificios de admisión, como se ve en “a”, el combustible llena la cámara. A medida que este embolo va subiendo, la cámara sigue llena hasta que se alcanza la posición (b), en la cual quedan obturadas las lumbreras. Si el pistón sigue subiendo, movido por su leva, el combustible ya no tiene otra salida que por los orificios del inyector después de vencer la reacción del muelle.



Tan pronto como el borde inferior del fresado(helicoide) descubre la lumbrera, como se ve en ( c) la propia presión alcanzada en la inyección hace retroceder al combustible hacia el conducto de admisión, a trabes de las ranuras o rebajes del pistón. Con ellas la presión cae bruscamente y el inyector se cierra violentamente gracias a la acción de su muelle. Ha terminado la fase de inyección.
El embolo, cuya carrera es fija, sigue subiendo, sin inyectar por estar las lumbreras abiertas, hasta alcanzar su punto muerto superior. A partir de este momento vuelve a bajar según le permite la leva con la que esta en contacto gracias al muelle de accionamiento.




Mecanismo de graduación de caudal o duración de la inyección: El pistón inyector lleva en su cabeza unos fresados que permiten que ofrezca ante la lumbrera u orificio de admisión, un recorrido mas o menos largo, durante el cual la superficie del pistón obstruye la llegada y salida de combustible, que se ve entonces obligado a ir hacia el inyector.


Bombas con control de derivación: La leva actúa al embolo, mientras la válvula de admisión este levantada no hay inyección de combustible, a medida que el embolo asciende la válvula de admisión comienza a cerrarse, en este momento, empieza efectivamente la inyección. La válvula de retención (impulsión) es actuada por la presión de combustible (no es mandada mecánicamente). Esta válvula se cierra automáticamente en cuanto se abre la descarga (final de inyección). Este fin de inyección es regulable de acuerdo con la posición de los ejes excéntricos. La duración de la inyección aumenta en función del retraso con que abre la válvula de descarga. Esta ultima esta mas o menos levantada de acuerdo a la posición del eje excéntrico. Durante su carrera descendente el embolo aspira combustible de la cámara de alimentación ( la válvula de aspiración es accionada por la presión de alimentación de combustible). Una vez que el embolo finalizo su descenso la válvula de aspiración permanece abierta, mediante su varilla de empuje hasta que empieza un nuevo ciclo.



La carrera efectiva de inyección es regulada por el giro simultaneo de todos los ejes excéntricos. Estos son regulables manualmente cuando el motor se encuentra fuera de servicio.
La carga es controlada automáticamente por el regulador de gobierno a través de el eje excéntrico de la válvula de descarga

Descarga: regula el caudal
Admisión: regula el anticipo



Bomba rotativa: el distribuidor (s) se encuentra girando en forma continua. El combustible ingresa por (A) el cual puede ser regulado por la válvula deslizante (e) la cual esta acoplada al regulador (D), luego pasa por (B) hasta los conductos internos del distribuidor (Z) la corona de levas (F) se encuentra fija, los pistones ( P) se contraen o expanden girando dentro de la corona. Al girar el distribuidor permite el paso hacia el interior, cuando el canales (b) coincide con el canal (z) el combustible es succionado por los pistones (p). Cuando el paso interior (z) del distribuidor coincide con el pasaje (i) este es conducido hacia el inyector por medio de la presión que ejercen los pistones.




Bomba booster o de precomprensión: son para ayudar al llenado de la bomba.
pueden ser neumáticas (aire en una cámara) (FIAT) o eléctricas.
La alimentación a la bomba de inyección no puede ser por gravedad (la presión en las bombas iría disminuyendo. Ayudan a evitar la formación de burbujas y mantienen constante la cantidad de combustible por carrera. Presión max. De 10 Kg/cm2



Tubos de inyección: es el conducto que une la bomba con el inyector y ha de estar construido de acero estirado y sin costuras. Estos han de ser todos de igual longitud para que la el suministro de la bomba se produzca en el mismo tiempo a todos los inyectores. En caso de que la longitud no sea igual, en el caso de ser mas largo, la inyección se efectuara en forma tardía. Su pared debe ser gruesa para resistir las presiones(están sometidos a presiones pulsantes muy elevadas), el grueso debe ser mayor que el diámetro interior. Bajo ningún aspecto puede modificarse su diámetro o longitud. Hay que tener especial cuidado en el tipo de empalme a realizar (no por soldadura), para que en ellos, debido a las altas presiones, no se produzcan perdidas. La mayoría de estas se efectúan por medio de un racón y una tuerca exterior, pero también pueden tener una boquilla soldada en forma de cono para efectuar una conexión por compresión.
Las cañerías de los inyectores se miden por su diámetro exterior e interior. Son de acero de alta resistencia.
El asiento se enrosca en una boquilla, sin junta (unión doble).
Están cubiertos por camisas que calientan el caño. Por lo generar con resistencias eléctricas, también se puede utilizar vapor (a una temperatura de 150ºC con una presión max. De 7 kg/cm2), estas ultimas llevan grifos de purga para evitar bolsas de aire. Tienen por objeto que el motor pueda arrancar con aceite pesado.

Válvulas de retención: tiene por misión que al finalizar la embolada de impulsión la tubería quede instantáneamente descargada de presión, auque llena de combustible. Con lo que se evita el goteo.


Purga de inyectores: para asegurar el arranque del motor, ha de cebarse debidamente las bombas de inyección, tuberías de combustible e inyectores de todos los cilindros.
Es una descarga de combustible para que éste no se almacene en el cuerpo del inyector y produzca un engranamiento. También existe una purga previa al arranque, la cual sirve para extraer combustible o aire que quede en las cañerías. También puede utilizarse para el cebado del sistema por ejemplo cuando se pone fuera de servicio una bomba.
Cebado del sistema de inyección(bomba booster):
1) Poner en marcha la booster.
2) Abrir los grifos de purga de filtros para dar salida al aire de la tubería
3) Abrir purga de inyectores, anular la válvula de retención. ,Mantener la purga abierta hasta que deje de salir burbujas de aire y solo caiga combustible limpio en los embudos de control.
4) Cerrar todas las purgas y restituir las válvulas de retención.
5) Este cebado también puede realizarse por una bomba manual.

Inyectores: Su función es la de introducir determinada cantidad de combustible a la cámara de combustión en forma pulverizada, distribuyéndolo lo mas homogéneamente posible dentro del aire contenido en la cámara. ( cuanto mas fino sea el chorro mas superficie de contacto con el aire tendrá y mejor será la combustión)
El comienzo y fin de la inyección deben ser bien definidos, no permitiendo el goteo del combustible.
Las características de pulverización deben mantenerse constantes en todo el proceso.
La fuerza con que debe salir el combustible debe ser lo suficientemente grande como para que este penetre en el aire comprimido.



Los inyectores se encuentran ubicados en la cabeza del cilindro (culata) estando compuesto de dos partes de alta presión, cuerpo y aguja (estas poseen rebajes que permiten una mayor transferencia de temperatura con el combustible), son de acero de alta calidad que han sido sometidas a un finísimo ajuste. Estas piezas no pueden ser sustituidas por separado. Es necesario mantener la tobera en una temperatura menor a la de descomposición del combustible, y de esta forma evitar que se forme carbón en los orificios. La tobera esta provista de una camisa que permite conducir el agua de refrigeración hasta la cabeza y enfriar eficazmente esta zona.
El sistema de refrigeración de los inyectores es independiente, de manera que en caso de fuga de combustible en uno de ellos no afecta el resto de los sistemas. El agua es impulsada por una bomba independiente y su vuelta al tanque esta abierta para permitir el control. Las tuberías de entrada y salida de cada inyector están provistas de válvulas que permiten desmontar el inyector sin necesidad de descargar de agua el circuito.
Para poder arrancar el motor con aceite pesado (fuel oil) el tanque de agua debe estar equipado con un serpentín de calentamiento para calentar el agua de inyectores.
Los inyectores pueden ser de simple, doble, o hasta de triple asiento (FIAT). Los de múltiples asientos se los utiliza para mejorar la graduación de la inyección. (El fluido entra a saltos a la cámara de combustión).
Los de triple asiento son difíciles de limpiar y rectificar. Este tipo de inyección fue el inicio de la pre-inyección.
En los motores pequeños la refrigeración se realiza únicamente por el combustible.
Los huelgos en las bombas e inyectores de 3 milesimas y llevan un filtro de 2 micrones. Este filtro es para evitar que las partículas desprendidas por corrosión en los tubos puedan entrar en el inyector.
Funcionamiento: el inyector es gobernado por la presión del combustible. La presión generada por la bomba de inyección actúa sobre las partes cónicas de la aguja y la levanta del asiento cuando la fuerza aplicada desde abajo es mayor que la fuerza antagónica ejercida desde arriba por el muelle(la presión de apertura de inyección se puede regular con un tornillo o una arandela distanciadora calibrada con distintas medidas). Entonces el combustible es inyectado en la cámara de combustión a trabes de los orificios del inyector. Una ves terminada la embolada de la bomba, el muelle de presión empuja de nuevo la válvula del inyector contra su asiento.
Inyector abierto: en estos existen dos válvulas de retención del tipo bolilla, mantenidas por resortes, cuya finalidad es evitar que los gases de combustión se introduzcan en el sistema de inyección. Poseen una espiga pulverizador que penetra con un juego reducido en el orificio del cuerpo del inyector. Estos se emplean donde la pulverización fina se obtiene mediante turbulencia en la precámara. Su ventaja principal es bajo costo y su reducido tamaño y la desventaja es que las gotas son muy gruesas, ya que trabaja a una presión mucho menor que la del inyector cerrado (80 y 110 Kg/cm2).
Inyector cerrado: la tobera y la aguja forman una válvula, la válvula es presionada fuertemente sobre su asiento por la acción de un muelle, y es separada del mismo por la presión del combustible. (trabajan a una presión de 300 a 350kg/cm2)Estas pueden ser de uno o varios orificios.
Resortes del inyector: son de un acero especial de alta calidad, construidos con gran preescisión y perdigonado superficialmente para darle dureza. Son de pequeño numero de espigas y de gran diámetro de hilo, con el fin de que cueste apretarlos. Resisten presiones de 120 a 300 Kg/cm2 sin deformarse. Alargando o reduciendo la longitud del resorte, mediante la adición o sustracción de arandelas en uno de sus extremos se puede variar la presión de trabajo.
Mantenimiento: Los inyectores defectuosos dan lugar a escape de humo, excesivo consumo de combustible aumento de las temperaturas de escape, ensuciamiento, mayor desgastes y recalentamientos locales.
Para facilitar el mantenimiento de inyectores se debe contar con:
· Bancos de pruebas
· Dispositivos para apretar y aflojar hidráulicamente la tobera
· Herramientas para la limpieza y esmerilado del asiento en la culata
· Brocas para limpieza de los agujeros de la tobera.

La camisa de refrigeración no debe ser extraída y en ningún caso se emplearan ácidos.
Las válvulas de inyección se las debe limpiar e inspeccionar y regular la presión de inyección cada 1500 horas y cada 3000 horas se debe comprobar el desgaste de los orificios de la tobera.
La cabeza de la tobera deberá limpiarse con un cepillo de alambre blando de cobre o latón.
Los inyectores se deben comprobar con un dispositivo especial.
Una vez colocado el inyector en el soporte del aparato y colocado a la bomba, se bombeara enérgicamente. Si la válvula esta en buen estado inyectara un buen pulverizado y producirá un característico sonido de campaneo.
A continuación se bombeara lentamente, deberá tener una fina pulverización acompañada del campaneo de la aguja. El espesor y longitud del chorro deberán ser iguales. Para un control exacto se colocara un papel debajo de la tobera y se inyecta sobre el un poco de combustible mediante un golpe de bomba. Divergencia en la posición o tamaño de las huellas indican obstrucción o desgaste del orificio de la tobera.
Por ultimo se comprobara la presión de inyección bombeando lentamente. Si la diferencia fuese excesiva con respecto al valor nominal deberá corregirse regulando la tensión del muelle con la arandela distanciadora.
La tobera no debe gotear si se mantiene la presión de la bomba algo por debajo de la presión de apertura.


Limpieza de tobera: previamente se extrae la aguja de la tobera y se recurre a una broca cuyo diámetro es 0,025 inferior. La operación se efectúa manualmente y se debe proceder con mucha precaución. A continuación se lava la tobera con gasoil y se lo sopla con aire comprimido.
Si los orificios están ovalados o cónicos y los diámetros son 10 % superiores al valor normal deben cambiarse las toberas.

Common Rail:
La técnica utilizada en el diseño del "Common Rail" esta basada en los sistemas de inyección gasolina pero adaptada debidamente a las características de los motores diesel de inyección directa. La palabra "Common Rail" puede traducirse como "rampa de inyección", es decir, se hace alusión al elemento característico del sistema de inyección gasolina. La diferencia fundamental entre los dos sistemas viene dada por el funcionamiento con mayores presiones de trabajo en los motores diesel, del orden de 1000 kg/cm2 que puede desarrollar un sistema "Common Rail" a los menos de 350kg/cm2 que desarrolla un sistema de inyección gas-oil.
Funciones básicas: Las funciones básicas de un sistema "Common Rail" controlan la inyección del combustible en el momento preciso y con el caudal y presión adecuados al funcionamiento del motor. En la actualidad se utilizan sistemas electrónicos para controlar la inyección. Estos sistemas regulan la relación entre aire y combustible (relación estequeométrica). Por más eficientes que sean siempre tiene un retraso, ya que analizan la información y en ese momento actúan.
Funciones adicionales: Estas funciones sirven para la reducción de las emisiones de los gases de escape y del consumo de combustible, o bien sirven para aumentar la seguridad y el confort.
El sistema de inyección de acumulador "Common Rail" ofrece una flexibilidad destacadamente mayor para la adaptación del sistema de inyección al funcionamiento motor, en comparación con los sistemas propulsados por levas (bombas rotativas). Esto es debido a que están separadas la generación de presión y la inyección. La presión de inyección se genera independientemente del régimen del motor y del caudal de inyección. El combustible para la inyección está a disposición en el acumulador de combustible de alta presión "Rail". El conductor preestablece el caudal de inyección, la unidad de control electrónica (UCE) calcula a partir de campos característicos programados, el momento de inyección y la presión de inyección, y el inyector (unidad de inyección) realiza las funciones en cada cilindro del motor, a través de una electroválvula controlada.
La instalación de un sistema "Common Rail" consta:
- unidad de control (UCE),
- censor de revoluciones del cigüeñal,
- censor de revoluciones del árbol de levas,
- censor del pedal del acelerador,
- censor de presión de sobrealimentación,
- censor de presión de "Rail",
- censor de temperatura del liquido refrigerante,
- medidor de masa de aire.

Ventajas sobre un sistema convencional.
La mayor ventaja que presenta este sistema es la de poder implementar un control electrónico de inyección de combustible. El método tradicional se caracteriza por poseen sistemas mecánicos en su sistema de regulación de inyección, esto hace imposible la implementación de todos los parámetros calculados que puede entregar un sistema electrónico moderno.
Como en el sistema Common rail, el control de la inyección es producido por pulsos de corriente (inyectores controlados electro magnéticamente), un sistema electrónico puede ser implementado y modificar parámetros en la inyección en cualquier momento del ciclo. Esto es posible debido a la independencia que tiene el sistema con las revoluciones del motor, debido a la acumulación de presión combustible en el conducto común que alimenta a todos los inyectores.


Aplicaciones del sistema Common rail en la mejora de la inyección Diesel
El sistema Common rail al ser independiente del motor, puede disponer de la presión necesaria y suplir la demanda de combustible optima para la aceleración del sistema (energía para el turbo).
El sistema de control electrónico entrega señales que detectan inconsistencias entre la potencia entregada por cada cilindro, defecto que se puede corregir ya que cada inyector es controlado independientemente.
Con sistemas electrónicos es posible determinar la tasa de inyección de combustible tanto para condiciones de aceleración o de régimen constante de RPM, para mejorar la distorsión en la combustión y las emisiones de HC. El sistema Common rail es una alternativa posible, en donde la modulación de la inyección se puede realizar mediante una secuencia de pequeñas inyecciones seguidas (abriendo y cerrando el inyector). Es decir existirá una inyección principal, la que tendrá previas y posteriores inyecciones pequeñas, hecho que dependerá de las condiciones de funcionamiento.

Descripción de las partes principales del sistema Common rail:

Riel Común:
El riel es en sí mismo un tubo de paredes gruesas (para minimizar el peso del depósito de presión) y es requerido para suplir combustible a los inyectores sin una baja de presión significante, además el conducto actúa como damper de las pulsaciones de cada inyector. Las presiones al interior de este conducto oscilan entre los 20-160 [MPa], por lo que las conexiones deben ser seguras y soportar vibraciones y altas temperaturas. El conducto posee un censor y controlador de presión que mantiene a ésta en los niveles deseados.

Bomba de alta presión:
Estas bombas de alta presión en su mayoría son de tipo de un leva excéntricos el cual mueve a un grupo de seguidores que accionan émbolos radiales. El diseño esta dirigido a una minimización y suavización de torque requerido por la bomba y reducción de ruido. Poseen válvulas de alivio de funcionamiento rápido y preciso que evitan sobrepresiones en el conducto.


Inyector:
Cada inyector tiene una válvula de aguja convencional que opera como un servomecanismo ajustando la diferencia de presión que hay entre la parte inferior y superior de la válvula (ver corte de inyector en figura). Un resorte mantiene la aguja cerrada, y sobre ella se encuentra su controlador. Para disminuir la distorsión en la combustión, la cual es notoria en altas tasas de inyección a bajas revoluciones, es que se produce una pre-inyección de combustible antes de la principal. Este caso se puede apreciar en la figura




El ECM
está compuesto por una unidad procesadora central, una memoria, software,
circuitos integrados y equipos periféricos.

CONCLUSIONES
Con el sistema de control electrónico para motores Diesel se logra un funcionamiento más cercano al punto óptimo del motor. Esto permite que el motor funcione en forma más pareja, suave y además emitiendo menos contaminantes.
El sistema Common rail tiene como principal ventaja, la posibilidad de aplicar los parámetros calculados por un sistema de control electrónico (EDC). Estas condiciones de inyección calculadas se pueden aplicar en cualquier momento del ciclo debido a la independencia que tiene el sistema Common rail con respecto al régimen del motor. Si bien los inyectores controlados electro magnéticamente no pueden lograr una tasa variable durante la inyección (sistema ideal) se puede lograr una modulación de la tasa de inyección, mediante inyecciones previas y posteriores a la principal.


Características principales del sistema cammond rail Sulzer:
Control volumétrico preciso de inyección de combustible
Grado de inyección variable y libre elección de presión de inyección
Adaptado para combustibles pesados
Bomba de alimentación de alta eficiencia
Bajo niveles en vibraciones, esfuerzos internos y momentos
Operación constante a bajas revoluciones, con precisión en la regulación de la velocidad
Sin humo visible a cualquier velocidad de operación.
Existen modelos que incluyen el accionamiento de la válvula de escape y el aire de arranque.
Las válvulas de escape son operadas con un botador hidráulico, pero con la energía de actuación proveniente de un colector de aceite a una presión de 200 BAR. La unidad controlada electrónicamente para actuar en cada cilindro brinda total flexibilidad para los tiempos de apertura y cierre de las válvulas.

COMBUSTIBLES

Generalidades
El requerimiento básico de un combustible para motores diesel es que debe tener una ignición espontánea y quemarse satisfactoriamente bajo las condiciones existentes en la cámara de combustión; deberá ser apto para el manejo del mismo por el equipo de inyección y debe adaptarse a un manipuleo conveniente en todas etapas de la refinería hasta los tanques de combustible del motor, sin experimentar degradación y sin perjudicar las superficies con las que tenga contacto.

Contenido de azufre
El contenido de azufre en un combustible depende del origen del petróleo crudo usado en su elaboración y de los métodos de refinación.
Las tolerancias de azufre en el combustible en un motor diesel dependen si es del tipo de alta o baja velocidad y de las condiciones de operación que prevalecen.
Los motores de baja velocidad pueden tolerar mas azufre que los de alta velocidad. Esto se debe principalmente al hecho de que los motores de baja velocidad de gran tamaño y alta potencia, son utilizados primordialmente en servicios tales como plantas de potencia estacionaria y propulsión marina, estando esto servicios caracterizados por la operación bajo condiciones de carga y velocidad relativamente constantes.
En los de alta velocidad, como los utilizados en el transporte, en condiciones de bajas temperaturas, que son resultado, de las paradas y arranques o disminución de carga y/o velocidad, es posible que se produzca condensación de humedad dentro del motor. El azufre del combustible entonces se combina con el agua para formar soluciones ácidas que corroen los componentes metálicos e incrementan el desgaste de las partes móviles.
El azufre activo en el combustible tiende a atacar y corroer los componentes del sistema de inyección. Los compuestos de azufre contribuyen también a formar depósitos en el sistema de inyección y en la cámara de combustión.

Agua y Sedimento.
Uno de los más perjudiciales elementos de un combustible diesel, el contenido de agua y sedimento, es el resultado de las prácticas de almacenaje y manipuleo desde el momento en que el combustible sale de la refinería hasta el momento en que este es suministrado al sistema de inyección.
Un diseño apropiado del tanque de almacenaje es esencial si se quiere alimentar al motor con un combustible limpio. Por lo tanto será conveniente observar las siguientes prácticas:
El tanque debe estar algo inclinado y tener un drenaje colocado en la parte mas baja. A través de este drenaje, las impurezas decantas pueden ser fácilmente eliminadas.
Periódicamente el tanque deberá limpiarse cuidadosamente para remover cualquier sedimento que se haya adherido a las paredes y no haya podido ser drenado.
La aspiración de la toma o salida de combustible deberá ubicarse por arriba del posible nivel de las impurezas decantadas de manera tal que solamente bombee combustible limpio.
Deberá ponerse un filtro en la tubería de aspiración para retener cualquier impureza que no tuvo tiempo de decantar.
El tanque mismo de almacenamiento y cualquier revestimiento interno deberá ser insoluble en el combustible y no ser reactivo en el mismo.
El tanque deberá ser lo mas grande posible de acuerdo a los requerimientos normales del usuario ya que la utilización de varios y pequeños tanques incrementara las posibilidades de contaminación.
No deberán agregarse aditivos al combustible diesel sin haber consultado antes con el proveedor de combustible.

Cargamentos de petróleo y sus derivados.
Los combustibles derivados del petróleo más comunes son líquidos a temperatura ambiente, como ser nafta o el gas-oil; pero algunos petróleos crudos o el fuel-oil por ejemplo, cuando hace mucho frío pueden llegar a tener la consistencia de una melaza; no dejando de ser líquidos, pero tal diferencia de viscosidad no les permite circular con fluidez por las tuberías.
Cuando estos productos son calentados, adquieren la fluidez conveniente para que las bombas de cargamento los impulsen con facilidad a los tanques.
Por es motivo los buques como las instalaciones portuarias, tienen casi todas serpentines de calentamiento para tal necesidad. Esta calefacción se produce la mayoría de las veces por vapor circulando por circuito cerrado.
Cuando se calienta un producto, no varían sus características que lo definen como tal, pero se dilata. Por lo tanto al aumentar la temperatura del producto referido, aumenta su volumen y disminuye su densidad. Lo único que permanece constante es su peso.

Mediciones de cargamentos de petróleo y sus derivados
Los tanques o cisternas están calibrados de tal forma que teniendo el dato de su altura, en tablas que se proveen al efecto se determina el volumen que ocupa el producto.

Muestras.
Para la inspección y recepción de los productos que se reciben a bordo, y que luego de efectuado el viaje se entregan a menudo, conviene tener la precaución de tomar muestras del producto, en primer lugar si no se tienen los elementos necesarios para efectuar los reclamos correspondientes antes de dar por recibido un cargamento. Además ello es relativo y en función de la urgencia de los viajes.
El buque es siempre responsable.

Muestra de superficie, medio y fondo
Muestra corrida o general
Muestra de cañerías


Las muestras serán unidas a una tarjeta adjunta en la que figura:
Naturaleza de la muestra.
Cantidad manifestando origen.
Procedencia
Consignación.
Fecha y Lugar de extracción.
Firmas de los actuales responsables.

Elementos de medición
La cinta métrica será de acero, milimetrada, con porta cintas que facilita su manejo y cuya argolla tenga el cero en la parte inferior.
La plomada, de bronce rectangular, con lectura en milímetros de 80 hasta 140 mm. La plomada se usa para medir “vacíos” y su cero se inicia en la punta de la misma; el pilón se utiliza para medir la altura del producto, método menos usual, dado que la inmersión no es practica en este caso.
El “vació” es la distancia entre el punto de referencia (de la boca de registro), y la superficie del liquido, o sea el nivel del producto.

Medición de la interfase petróleo – agua.
Para determinar su existencia se cuenta con una varilla de bronce, milimetrada y rígida. Esta varilla para medición de agua se sumerge en el producto previamente recubierta con una pasta especial (blanca) y que se torna (colorada) en contacto con el agua, que es soluble en el agua pero no la disuelven los derivados del petróleo. De esta forma se consigue apreciar la separación del agua (en el fondo) del combustible (en la parte superior del tanque), al determinarse a que altura desaparece la pasta.
La varilla se extrae “limpia” en su parte inferior, conservando la pasta en la parte superior. (A falta de pasta puede emplearse malaza).
No siempre resulta tan fácil como se expresa determinar el nivel de agua, que ingresa emulsionada con el producto y requiere cierto tiempo y reposo para su decantación al fondo.