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UNIVERSIDAD TECNOLÓGICA EQUINOCCIAL
FACULTAD DE CIENCIAS DE LA INGENIERÍA
CARRERA DE INGENIERÍA AUTOMOTRIZ
ANALISIS Y COMPROBACION DE LAS CARACTERISTICAS DE PISTONS Y CAMISAS DE MOTORES DIESEL.
TRABAJO CORRESPONDIENTE A LA MATERIA:
INYECCION GASOLINA-DIESEL
FRANCISCO JAVIER CODENA SIMBAÑA
PROFESOR: ING. ALEJANDRO ROJAS
QUITO, Octubre 2013
ÍNDICE DE TEXTO1 CAPITULO 1..........................................................................................................4
1.1 RESUMEN......................................................................................................4
1.2 OBJETIVOS....................................................................................................4
1.3 INTRODUCCIÓN............................................................................................5
1.4 MARCO TEÓRICO..........................................................................................6
2 CAPITULO 2........................................................................................................21
2.1 HERRAMIENTAS..........................................................................................21
2.2 MATERIALES................................................................................................21
2.3 METODOLOGÍA............................................................................................21
3 CAPITULO 3........................................................................................................22
3.1 DATOS..........................................................................................................22
3.2 ANÁLISIS DE RESULTADOS.......................................................................27
3.3 CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES................................................29
3.4 GLOSARIO....................................................................................................31
4 Bibliografía...........................................................................................................32
5 Trabajos citados...................................................................................................32
6 Anexos.................................................................................................................33
7 INDICE.................................................................................................................43
ÍNDICE DE ILUSTRACIONES
Fig. 1-1 Bloque de cilindros con camisas.....................................................................6
Fig. 1-2 Bloque de cilindros disponible para camisas húmedas...................................7
Fig. 1-3 cilindro refrigerado por aire..............................................................................8
Fig. 1-4 Camisas Seca y Húmedas..............................................................................9
Fig. 1-5 Sección de cilindro con camisas humedas....................................................10
Fig. 1-6 Formas de asentamiento para camisas húmedas.........................................11
Fig. 1-7 Sección de un cilindro con camisas secas....................................................12
Fig. 1-8 Asentamiento de camisas secas...................................................................13
Fig. 1-9 Inspección de camisas..................................................................................13
Fig. 1-10 Culata..........................................................................................................14
Fig. 1-11 Sección de un Motor Diésel de inyección Directa.......................................16
Fig. 1-12 Sección de un Motor Diésel de inyección Indirecta.....................................17
Fig. 1-13 Émbolo o Pistón..........................................................................................17
Fig. 1-14 Pistones de Motores Diésel de Inyección Directa e Indirecta......................19
Fig. 1-15 Sección esquemática de pistones: 1, 2, 3, 4, pistones de cámara lenticular,
semiesférica, etc.; 5, 6, 7, 8, cámaras centradas de turbulencia; 9, 10, 11,12, pistones
de motores con reserva de aire y precámaras...........................................................20
Fig. 6-1 Pistón de Inyección Directa...........................................................................34
Fig. 6-2 Pistón y Camisa de Motor Agrícola BENYE refrigerado por Aire..................35
Fig. 6-3 Camisa Húmeda con anillos..........................................................................36
Fig. 6-4 Materiales utilizados para experimento (cilindros, camisas, pistones)..........37
Fig. 6-5 Pistones de Inyección Directa (Motor Jhon Deer y Motor HINO GD)............38
Fig. 6-6 Pistón de Motor JHON DEER 3350 Inyección Directa..................................39
Fig. 6-7 Pistones de Inyección Indirecta.....................................................................40
Fig. 6-8 Culata con precámara de combustión...........................................................41
Fig. 6-9 Camara de combustión con aceite para medición de su volumen................42
II
ÍNDICE DE FÓRMULAS
[Fórmula 1-1]..............................................................................................................18
[Fórmula 3-1]..............................................................................................................24
[Fórmula 3-2]..............................................................................................................25
[Fórmula 3-3]..............................................................................................................26
ÍNDICE DE TABLAS
Tabla 2—1..................................................................................................................22
Tabla 2—2..................................................................................................................23
Tabla 2—3..................................................................................................................24
Tabla 2—4..................................................................................................................25
Tabla 2—5..................................................................................................................26
III
1 CAPITULO 1
1.1 RESUMEN
En este trabajo investigativo se reforzó el conocimiento adquirido en el salón de
clases, con la práctica de laboratorio y los experimentos realizados se logró aclarar
ciertas dudas que existían a cerca de distintos temas tratados en clase si
necesariamente una camisa húmeda van en motores de inyección directa, la
ubicación correcta del pistón en la camisa, adicionalmente se realizó mediciones a
cerca del diámetro del pistón, el diámetro de la camisa, volumen de cámara de
combustión o precámara, con estos datos se efectuó el cálculo de cilindras unitarias,
cilindradas totales y de la relación de compresión de cada motor, con esta
información se logró determinar las características de cada motor y dando certeza a
lo expuesto en clases. Además se identificaron distintas camisas que son
refrigeradas por aire que físicamente es muy distinta por sus aletas de refrigeración y
su distinto material de composición el análisis de este tipo de camisa fue que es muy
expuesta a las impurezas del ambiente. Se determinó también que las camisas
secas logran una mejor y más rápida refrigeración del cilindro y evacua el calor a el
sistema de refrigeración. Conocimos las diversas formas de cámaras de combustión
que existe, estas dependes del diseño del fabricante mas no tiene mucha variación
con relación a la potencia q entre un motor con otro.
1.2 OBJETIVOS
1.2.1 OBJETIVO GENERAL
IV
Poner en práctica los conocimientos teóricos adquiridos en el salón de clases
para poder experimentar y comprobar las hipótesis a cerca de los pistones y
camisas de motores diésel de inyección directa e indirecta.
1.2.2 OBJETIVOS ESPECÍFICOS
Conocer la conformación de las camisas y los pistones de motores a diésel en
sus versiones de inyección directa e indirecta, mediante la práctica, ya que
tenemos la opción de poder ver y manipular una variedad de pistones y
camisas de varios motores.
Reconocer y verificar que el conocimiento impartido en clase se fortalezca con
lo observado en el taller y así reconocer fácilmente un pistón o una camisa de
motor inyección directa o de inyección indirecta.
Calcular compresión y la cilindrada de cada uno de los pistones con sus
respectivas camisas.
1.3 INTRODUCCIÓNEl presente informe de laboratorio tiene como objetivo reconocer, palpar, realizar
mediciones, para poder conocer las características de las camisas, pistones y
cabezotes de varios motores Diésel con la finalidad de poder reconocer con facilidad
estos elementos, determinando si son motores de inyección directa, inyección
indirecta, todo esto se lograra con un análisis de los datos obtenidos en la práctica de
laboratorio.
El capítulo 1 trata de los fundamentos y conceptos de las partes antes mencionadas.
El capítulo 2 se refiere a los equipos, herramientas, materiales y la metodología con
la que se llevó a cabo la práctica.
El tercer capítulo desarrolla el cálculo y análisis de los datos obtenidos para
determinar las características de los motores Diésel.
V
Finalmente presentamos nuestras conclusiones y recomendaciones para quienes
utilicen el presente como fuente de consulta.
1.4 MARCO TEÓRICO
1.4.1 EL CILINDRO
La trabajo que cumple el cilindro en el motor de combustión interna es doble ya que
“actúa como una cámara de expansión de gases y como guía del embolo.”
(CULTURAL, S.A., 1987)
En su interior se da lugar a la combustión y en él se mueve el pistón en forma lineal,
el cilindro está cerrado por la culata en su parte superior. Por su parte inferior se abre
al cárter y los cojinetes.
1.4.1.1 Partes de que se compone
El cilindro está compuesto de dos partes:
a) El cilindro propiamente dicho
b) La camisa o revestimiento del cilindro.
Cada una de estas partes cumple un trabajo el cual para “el cilindro es fijar la culata y
la de la camisa es facilitar una superficie de deslizamiento para el embolo.”
(CULTURAL, S.A., 1987)
VI
Fig. 1-1 Bloque de cilindros con camisas
1.4.2 BLOQUES DE CILINDROS
Generalmente se encuentran fabricados de hierro fundido, pero a fin de reducir peso
y mejorar la eficiencia de enfriamiento, muchos son manufacturados en aleaciones
de aluminio.
Su disposición se encuentra relacionada con los métodos de refrigeración.
a) Refrigeración por agua: En este método de refrigeración las ondas sonoras
generadas por el motor son amortiguadas por la cámara de agua, pero el
motor tarda más en alcanzar su temperatura normal de trabajo.
VII
Fig. 1-2 Bloque de cilindros disponible para camisas húmedas
b) Refrigeración por aire: Para este método de refrigeración los cilindros se
encuentran separados ya que cuentan con aletas de refrigeración, estos
cilindros casi siempre están fijados al cárter mediante tornillos o espárragos
que fijan las culatas.
VIII
Fig. 1-3 cilindro refrigerado por aire
1.4.3 CAMISAS
IX
Son tubos cilíndricos fabricados de hierro, fundido y mecanizados.
Sirven de protección para los cilindros con lo cual su duración puede prolongarse de
manera indefinida, ya que los grandes esfuerzos, deformaciones y temperaturas
debidas a la combustión son recibidas por las camisas las cuales protegen al cilindro.
Fig. 1-4 Camisas Seca y Húmedas
Las camisas trabajan a temperaturas muy elevadas, debido a que es en ella donde
se efectúan los fenómenos de admisión, compresión, expansión y escape lo cual
obliga a simplificar su forma para no facilitar posibles roturas o grietas.
Las camisas cuentan con un reborde junto a la cámara de combustión que sirve para
cerrar la cámara de agua de refrigeración.
X
“Son construidas en aceros especiales para resistir rozamientos y temperaturas
elevadas. La camisa cubre la longitud total de la carrera, para evitar variaciones del
diámetro del cilindro debido a dilataciones desiguales y asegurar el enfriamiento
adecuado.” (SAAVEDRA, 2008)
1.4.3.1 CAMISAS HUMEDAS
“El bloque es totalmente hueco y las camisas (C), no se introducen a presión, sino
que se apoyan sobre el bloque formando las cámaras de agua, estando en contacto
directo las camisas con el agua. Este bloque es el que mejor refrigeración ofrece,
teniendo como inconveniente la dificultad de permanecer ajustadas en su montaje las
camisas.
La estanqueidad o ajuste se asegura con un anillo (J) de caucho sintético especial o
cobre en la parte inferior, y otro en la parte superior. Su montaje no presenta
dificultad. El uso de camisas hace que se puedan emplear aleaciones ligeras en la
fabricación de los bloques, con lo que la disminución de peso es muy considerable.”
(SAAVEDRA, 2008)
Fig. 1-5 Sección de cilindro con camisas humedas
XI
1.4.3.2 Montaje De Camisas Húmedas
Las superficies del cilindro deben estas preparadas, maquinadas y limpias de
corrosión con el propósito de no dañar las paredes de las camisas.
Para proceder al montaje se debe realizar las siguientes inspecciones:
a) Introducir la camisa sin juntas o anillos para verificar si se puede mantener
ligeramente y sin agarre.
b) “Se comprobará que el collar asienta todo por igual y mantiene la cota de
resalte "B" por encima del bloque (valor orientativo: 0.05 - 0.10 mm).”
(SAAVEDRA, 2008)
Fig. 1-6 Formas de asentamiento para camisas húmedas
1.4.3.3 Camisas Secas
En el bloque para este tipo de camisas, los cilindros son mecanizados, en su interior
se introducen a presión las camisas fabricadas de aceros especiales, con las
XII
paredes más finas, por lo cual estas no entran en contacto con el fluido refrigerante
del motor, dificultando de esta manera un poco la refrigeración.
Fig. 1-7 Sección de un cilindro con camisas secas
1.4.3.4 Montaje De Camisas Secas
Lubricar todo el ø exterior de la camisa. La mayoría de las veces, las camisas secas
están sobredimensionadas con respecto al cilindro del bloque y deben ser
introducidas a presión (ajuste por interferencia). El borde biselado C del bloque motor
debe corresponder al radio D de la camisa.
Después de la colocación, debe medirse exactamente el agujero en el que se aloja la
camisa. La precisión de ajuste se logra bruñendo de nuevo el diámetro interior.
Para los diferentes tipos de motores se suministran camisas de sobre medida. Los
asientos deformados hay que rectificarlos como corresponde.
XIII
Las camisas secas con pestaña, no deben sobresalir (Ue = cota de resalte), tienen
que quedar a la misma altura de la superficie superior del bloque o estar metidas
hasta unos 0.10 mm.
Fig. 1-8 Asentamiento de camisas secas
1.4.3.5 Inspecciones Para El Reemplazo De Camisas
para determinar si una camisa debe ser reemplazada se realizan las inspecciones
que muestra la fig. a continuación.
Fig. 1-9 Inspección de camisas
XIV
1.4.4 LA CULATA O CABEZOTE
Es uno de los elementos fundamentales del motor debido a que tiene como misión
realizar el cierre hermético del cilindro para que en su interior se comprima el aire
puro que ingresa al cilindro en el ciclo de admisión.
Es fijado al bloque mediante pernos o espárragos fabricados de aceros y de gran
resistencia debido a que tienes q soportar los grandes esfuerzos que se genera al
comprimir el aire y entre el bloque y la culata se ubica una junta que evita las
pérdidas de presión.
Fig. 1-10 Culata
La culata está fabricada de hierro fundido o en algunos casos de aleaciones de
aluminio para reducir peso, en este elemento se encuentra ubicadas las válvulas
tanto de admisión como las de escape, inyectores, bujías de precalentamiento en el
caso de ser necesarias, su característica más relevante es que son planas debido a
XV
que la cámara de combustión están ubicadas ya sea en el interior de la cabeza del
pistón o existe una pre cámara en la culata, esto depende del tipo de inyección con la
que trabaje el moto.
1.4.4.1 Materiales De Fabricación De La Culata
Se fabrica generalmente de fundición aleada con otros materiales, que añaden
características de resistencia, rigidez y conductividad térmica. En otras ocasiones se
usan aleaciones de aluminio. Este material combina la ligereza con un alto grado de
conductividad térmica. Esta característica es muy deseable. Asegura que el calor de
la combustión sea evacuado al exterior, evitándose la formación de puntos calientes
que pueden ocasionar la detonación. Se logra con estas culatas elevar la relación de
compresión, con la mejora del rendimiento del motor. En los motores refrigerados por
aire, la culata suele formar parte del mismo cilindro y en ocasiones es desmontable.
(RAMIREZ, 2008)
1.4.5 INYECCIÓN DIRECTA
En las versiones iníciales emplea un inyector operado directamente por un árbol de
levas y situado sobre el centro de la cámara de combustión para inyectar el gasóleo
o Diesel uniformemente. La inyección es controlada por un dispositivo electrónico
que consigue la máxima eficiencia del combustible. Estas características
proporcionan al motor la rápida ignición al comienzo de combustión propia de los
sistemas de inyección indirecta, así como la combustión a alta presión durante el
período principal de propagación, característica de los sistemas de inyección directa.
XVI
Fig. 1-11 Sección de un Motor Diésel de inyección Directa
1.4.6 INYECCIÓN INDIRECTA
En el motor diésel de inyección indirecta, el gasóleo se inyecta en una precámara,
ubicada en la culata y conectada con la cámara principal de combustión dentro del
cilindro mediante un orificio de pequeña sección. Parte del combustible se quema en
la precámara, aumentando la presión y enviando el resto del combustible no
quemado a la cámara principal, donde se encuentra con el aire necesario para
completar la combustión.
XVII
Fig. 1-12 Sección de un Motor Diésel de inyección Indirecta
1.4.7 ÉMBOLO O PISTÓN
Un importante elemento en el trabajo del motor, su
estructura es abierto por su parte inferior, cerrado en
su parte superior y en su parte media unido a la biela
por el bulón. Se mueve dentro de la camisa en forma
lineal de arriba hacia abajo, cuando baja desde el
PMS genera una succión la cual permite el llenado
del cilindro con aire puro, cuando el pistón sube
desde el PMI y las válvulas se cierran comprime
todo el aire que se encuentra en el cilindro logando
generar alta presiones y temperaturas.
Fig. 1-13 Émbolo o Pistón
XVIII
Entre sus misiones específicas tenemos:
a) “Transmite la presión del gas que actúa sobre él a la biela, a través del eje del
embolo.” (CULTURAL, S.A., 1987)
b) “Confiere estanqueidad a la cámara de combustión para que los gases no
pasen al cárter.” (CULTURAL, S.A., 1987)
c) “Deben transmitir su calor al elemento refrigerante a través de las pared del
cilindro.” (CULTURAL, S.A., 1987)
1.4.7.1 Carrera Y Diámetro
“Para comparar el rendimiento de un motor con otros del mismo tipo es preciso
conocer la relación carrera/diámetro según la fórmula 1.
carreradiámetro
[Fórmula 1-1]
Siendo valores corriente de esta relación 1,2/1,8 para motores Diésel rápidos y 1,6/2
para motores Diésel lentos.” (CULTURAL, S.A., 1987)
Al tener motores con una carrera corta se logran motores rápidos, logrando mayor
número de revoluciones por minuto.
Por otro lado las carreras largas es propia de motores que tienen menor cagar sobre
el pistón y sus diámetros pueden ser más pequeños. “estos motores suelen ser de
muchos caballos de potencia.
Los tres tipos de motores que hay en relación con lo antedicho son:
Motor chato: la carrera es menor que el diámetro del émbolo.
Motor cuadrado: la carrera es igual al diámetro.
Motor alargado: la carrera es mayor que el diámetro.” (CULTURAL, S.A.,
1987)
XIX
Por los mencionado anteriormente el máximo rendimiento que obtendremos es de los
motores chatos, debido que se obtienen un mayor número de revoluciones en un
minuto y por consiguiente se obtiene una mayor potencia.
1.4.7.2 Formas De Su Cabeza
Dependiendo del motor al que estemos haciendo referencia, la forma de su cabeza
ha de tener una forma u otra, todo esto con el propósito de evitar que las válvulas
entre en contacto con el pistón, para conseguir esto se maquinan dos cavidades en
la cabeza de este.
“En los motores que tiene precámara, ésta se instala en el embolo para poder
conseguir de esta manera un mejor arremolinamiento del aire.
En cambio en los motores de inyección directa se adopta una forma cóncava para
disponer así de un mayor espacio que permita la pulverización.” (CULTURAL, S.A.,
1987)
Fig. 1-14 Pistones de Motores Diésel de Inyección Directa e Indirecta
XX
Fig. 1-15 Sección esquemática de pistones: 1, 2, 3, 4, pistones de cámara lenticular, semiesférica, etc.; 5, 6, 7, 8, cámaras centradas de turbulencia; 9, 10, 11,12, pistones
de motores con reserva de aire y precámaras
XXI
2 CAPITULO 2
2.1 HERRAMIENTAS
Para efectuar este experimento se utilizaron las siguientes herramientas:
Calibrador vernier
Nivel
Jeringuillas graduadas
2.2 MATERIALES
Para efectuar este experimento se utilizaron los siguientes materiales:
Camisas
Pistones
Cabezotes
Diésel
2.3 METODOLOGÍA
Observar los materiales entregados y poner en orden como se va indicando.
Realizar el estudio de cada uno de los pistones entregados y tomar nota de
cada una de las características físicas encontradas en los mismos.
Luego de que se explicó en cada pistón se debe realizar el análisis de cada
camisa y unir con el pistón correspondiente.
XXII
Luego de que ya se organizó todos los pistones con sus correspondientes
camisas, se procedió a tomar las medidas de los diámetros y carreras de cada
cilindro.
Para medir el volumen de cada cámara de combustión se utilizo es necesario
nivelar el pistón o cabezote respectivamente y luego se procede al llenado de
la cámara de combustión con aceite, todo esto se realiza para poder realizar el
cálculo del volumen total del cilindro, la cilindrada total y la relación de
compresión de los pistones y camisas.
Se realizó los cálculos correspondientes, sacando las características de cada
relación de compresión, para proceder al análisis de los resultados obtenidos.
Se recogió los materiales y se dejó limpiando la mesa de trabajo.
3 CAPITULO 3
3.1 DATOS
Las mediciones que se efectuó en el experimento utilizan las unidades de la tabla 3-
1.
Tabla 3—1
CANTIDAD NOMBRE SIMBOLO
Longitud / diámetro Milímetros mm
Volumen Mililitros ml
Cilindrada Centímetro cúbicos cc
Relación de compresión ∈
Numero de cilindros i
XXIII
Tabla 3—2
DATOS RECOPILADOS DEL EXPERIMENTO
N° MOTOR # CILINDROS [i]
DIÁMETRO (Φ) [mm]
CARRERA (S) [mm]
VOLUMEN DE LA CÁMARADE COMBUSTIÓN [ml]
1 DEUTS FR 912 4 99,60 140,25 40,00
2 CUMMIS ISC 6 112,20 198,15 73,00
3 HINO FC 1998 6 101,12 151,75 54,50
4
Tractor Chino Agrícola 2 99,30 133,30 43,30
BENYE (CON CABEZOTE)
5 HINO GD3H 6 104,50 134,50 47,50
6 JHON DEER 3350 6 106,30 131,45 53,50
JHON DEER JD 510 4 107,80 147,80 52,00
Con los datos de la tabla anterior se procede a calcular la cilindrada unitaria de cada
motor.
3.1.1 CILINDRADA UNITARIA
Para efectuar el cálculo de la cilindrada de cada cilindro se utilizan los datos de la
tabla 3-2 y la siguiente formula:
XXIV
Vh= π∗D2∗S4
[Fórmula 3-2]
Dónde:
Vh=cilindradaunitaria
π=contantes
D=diametrodel cilindro
S=carreradel piston
Tabla 3—3
CALCULO DE CILINDRADA UNITARIA
N° MOTOR CILINDRADA UNITARIA [cc]
1 DEUTS FR 912 1092,73
2 CUMMIS ISC 1959,16
3 HINO FC 1998 1218,69
4 Tractor Chino Agr. BENYE 1032,33
5 HINO GD3H 1153,57
6 JHON DEER 3350 1166,59
7 JHON DEER JD 510 1348,97
Para seguir con los cálculos de la cilindrada tota, se utilizarán los resultados obtenido
en la tabla 3-3.
3.1.2 CILINDRADA TOTAL
Para efectuar el cálculo de la cilindrada total se utilizan los datos de la tabla 3-2 y 3-3
y la siguiente formula:
XXV
VH=V h∗i
[Fórmula 3-3]
Dónde:
VH=cilindradaTotal
Vh=cilindradaunitaria
i=número decilindros
Tabla 3—4
CALCULO DE CILINDRADA TOTAL
N° MOTOR CILINDRADA TOTAL [cc]
1 DEUTS FR 912 4370,91
2 CUMMIS ISC 11754,95
3 HINO FC 1998 7312,13
4 Tractor Chino Agr. BENYE 2064,66
5 HINO GD3H 6921,43
6 JHON DEER 3350 6999,52
7 JHON DEER JD 510 5395,87
Para seguir con los cálculos de la relación de compresión de los motores, se
utilizarán los resultados obtenido en la tabla 3-4 y 3-2.
3.1.3 RELACION DE COMPRESIÓN
Para efectuar el cálculo de la relación de compresión se utilizan los datos de la tabla
3-4 Y 3-2 y la siguiente formula:
XXVI
∈=V hVc
+1
[Fórmula 3-4]
Dónde:
∈=relación decompresión
Vh=cilindradaunitaria
Vc=volumen decámara decombustion
Tabla 3—5
CALCULO DE LA RELACION DE COMPRESIÓN
N° MOTOR COMPRESIÓN [:1]
1 DEUTS FR 912 28
2 CUMMIS ISC 27
3 HINO FC 1998 23
4 Tractor Chino Agr. BENYE 24
5 HINO GD3H 25
6 JHON DEER 3350 22
7 JHON DEER JD 510 26
Después de todos los cálculos realizados se obtiene los resultados de la relación de
compresión de cada uno de los motores a los que les corresponde los cilindros y
pistones utilizados en el experimento.
3.2 ANÁLISIS DE RESULTADOS
Los cálculos realizados sobre la base de los datos experimentales nos permiten
realizar el siguiente análisis sobre los resultados obtenidos.
XXVII
Para el motor DEUTS FR 912/913 se obtuvieron medidas un tanto pequeñas con
relación a las del resto de motores, con los cálculos efectuados se tiene que su
cilindrada total de este motor es de 4370,91 cc lo que comercialmente equivaldría a
una cilindrada de 4500 cc con una relación de compresión de 28:1, relación normal
para el tipo de inyección con la que trabaja este motor, esto se ratifica con el diseño
de su pistón el cual tiene la cámara de combustión es su cabeza además del diseño
que presenta su cabezo el cual direcciona directamente sobre el pistón al inyector.
Este motor es de inyección directa, su sistema de refrigeración es por aire, esto fue
determinado por la revisión visual de los cilindros y basados en la revisión
bibliográfica se deduce que los cilindros están separados para este sistema de
refrigeración, lo cual da a entender que tiene cabezotes individuales, esto quiere
decir que cada cilindro tiene su cabezote independiente.
Con el motor CUMMIS ISC se tiene datos relativamente altos, esto se debe a que es
un motor de gran tamaño, por su utilización requiere de una gran potencia mas no de
velocidad por lo que el tipo de inyección con la que trabaja es inyección indirecta, la
comisa que le corresponde a este motor es una camisa húmeda, esto se lo
determino con una inspección visual de la misma, con lo que se encontró rastros de
cavitación lo que acurre cuando un materia está sometido directamente al flujo de un
fluido, además se encontraron anillos los cuales permite realizar un sellado hermético
entre la cámara de refrigeración y la camisa. El diseño del pistón también nos
direcciona a decir que es un motor de inyección indirecta, esto es al no poseer
cámara de combustión en la cabeza de este.
Con el motor HINO FC se tiene una relación de compresión un tanto baja 23:1,
característica de los motores de inyección indirecta, esto otorga un motor de alto
torque pero una baja velocidad lo que direcciona el motor a trabajos de carga lo cual
necesita grandes esfuerzos. Con el análisis visual se observa que posee una camisa
seca, esto se determina al observar que su espesor es delgado, además de no
contar con anillos de caucho a su alrededor, lo cual es característico de las camisas
húmedas. También se concluye que es un motor de inyección indirecta por no
XXVIII
presentar una cámara de combustión en la cabeza de su pistón, encontrando
únicamente el mecanizado para evitar el contacto de las válvulas con este.
Para el motor del tractor agrícola BENYE tenemos una relación de compresión de
24:1, esta información en conjunto con la forma de su pistón nos da la pauta para
poder decir que es un motor de inyección indirecta. Su camisa es húmeda debido a
que presenta rastros de cavitación, también por contar con anillos de caucho los
cuales son utilizados para evitar fugas del líquido refrigerante hacia el cárter.
Con el motor HINO GD3H tenemos una relación de compresión de 25:1 estos se
determinó en el cálculo con los datos tanto de volumen de cámara de combustión y
carrera del pistón, obtenidos del experimento. Su tipo de inyección es directa debido
a la forma de la cabeza de su pistón además de la relativa alta relación de
compresión. A no contar con la camisa para este pistón el dato de la carrera se
determinó adicionando 30 mm al diámetro del pistón.
El Motor JHON DEER 3350 trabaja con un tipo de inyección directa lo cual se
determina por la forma de la cabeza del pistón con el cual trabaja, el cual presenta la
cámara de combustión en el interior de su cabeza. El tipo de camisa que utiliza este
motor es húmeda, lo que quiere decir que está sumergida en un fluido refrigerante el
cual genera burbujas de aire por las altas temperaturas de trabajo, y esto produce la
cavitación en las paredes externas de la camisa.
Para el motor JHON DEER JD 510 correspondiente a una retroexcavadora tenemos
su relación de compresión de 26:1 lo que nos indica que es un motor que trabaja con
una inyección directa, lo cual se ratifica con la forma de su pistón el cual presenta
una cámara de combustión en el interior de su cabeza.
3.3 CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES
3.3.1 CONCLUSIONES
XXIX
En la práctica realizada se logró ver y aclarar algunas de las dudas que se
tiene en clase y solo con la práctica se pudo aclarar.
Los pistones de inyección directa, la cámara de combustión se la tiene en el
pistón, en este tipo de inyección existe varios tipos de modelos de pistones,
dependiendo del fabricante y de las necesidades que tenga el motor en el
momento de encender en frio o si es un motor que va a trabajar en partes de
baja temperatura.
En los motores de inyección indirecta existe una pre cámara y en los pistones
se encuentran los alojamientos de las válvulas para que estas no golpeen con
el cilindro cuando este se encuentra en el PMS y así no se dañe, este tipo de
motor tiene la pre cámara de combustión en donde se inyecta el diésel y
comienza a calentarse para así llegar al punto de inflamación del diésel y
pueda generarse la expansión.
En la parte de camisas se pudo ver las variedades de camisas húmedas y
secas.
En las camisas húmedas se observó que estas tienen un o ring para que el
refrigerante no pase hacia el cárter y así no se mezcle con el aceite, también
se vio que estas camisas son de un espesor mayor a las camisas secas ya
que estas entran en contacto con el refrigerante y se pueden enfriar de mejor
manera.
También se vio en estas camisas que en el área de combustión del cilindro era
de mayor espesor ya que en esta parte de la camisa se soporta la combustión
y así la camisa soporta la presión existente en ese ciclo del motor y la
temperatura de combustión.
Las camisas secas son de un espesor muy pequeño, ya que no están en
contacto con el refrigerante, necesitan evacuar rápidamente la temperatura y
XXX
como es delgado el material puede intercambiar temperatura con el bloque de
cilindros.
No es necesario tener inyección directa o indirecta para tener una camisa
húmeda o seca esto varía dependiendo del fabricante y de las prestaciones
que deben tener los motores.
3.3.2 RECOMENDACIONES
Se recomienda revisar la teoría expuesta en clase par así que se facilite el
trabajo al momento de seleccionar la camisa de cada pistón y así no perder
tiempo al momento de escoger la camisa.
Observar detalladamente las piezas y siempre poner en orden las piezas así
no se perderá tiempo.
Distribuir trabajo a cada participante del grupo para facilitar el trabajo y no
todos estar en un solo lugar
3.4 GLOSARIO
Anillos Elementos fabricados de caucho que evitan fugas del líquido refrigerante hacia el cárter.
Biela Elemento mecánico que permite transmitir la fuerza desde el pistón hacia el cigüeñal.
Bloque de cilindros Agujeros en donde van ubicadas las camisas y los pistones.
Camisas Revestimiento interior o envoltura externa de algunas piezas mecánicas para evitar su deterioro o
XXXI
para aumentar el rendimiento de un motor
Carrera Distancia existente entre el punto muerto superior y el punto muerto inferior
Cárter Parte inferior del motor de combustión interna.
Cilindrada Cantidad de combustible que cabe en el cilindro o los cilindros de un motor, expresada en centímetros cúbicos
Culata Denominación del cabezote.
Estanqueidad Sellado hermético del cilindro, para evitar pérdidas de presión.
Mecanizado Proceso de manufactura de piezas metálicas.
Relación de compresión Relación que existe entre el volumen del cilindro y el volumen de la cámara de combustión.
VH Cilindrada Total.
Vh Cilindrada Unitaria.
Vc Volumen de la cámara de Combustión.
∈ Símbolo para representar a la relación de
compresión.
4 Bibliografía
CULTURAL, S.A. (1987). Manual Práctico del Automóvil. españa: CULTURAL, S.A.
meganeboy., D. (2012). Aficionados a la Mecánica. Obtenido de http://www.aficionadosalamecanica.net/cur_mec_cilindrada.htm
On-Line, A. (2013). Automotriz On-Line. Obtenido de http://www.automotriz.net/cms/tecnica/conocimientos-basicos-parte-2/
XXXII
RAMIREZ, J. (19 de AGOSTO de 2008). CULATAS DIESEL. Obtenido de http://dieselmot.blogspot.com/2008/08/culatas-diesel.html
SAAVEDRA, J. (4 de AGOSTO de 2008). SISTEMA DE REFRIGERACION. Obtenido de http://megadiesel.blogspot.com/2008/08/camisas-de-cilindro.html
5 Trabajos citados
CULTURAL, S.A. (1987). Manual Práctico del Automóvil. españa: CULTURAL, S.A.
meganeboy., D. (2012). Aficionados a la Mecánica. Obtenido de
http://www.aficionadosalamecanica.net/cur_mec_cilindrada.htm
On-Line, A. (2013). Automotriz On-Line. Obtenido de
http://www.automotriz.net/cms/tecnica/conocimientos-basicos-parte-2/
RAMIREZ, J. (19 de AGOSTO de 2008). CULATAS DIESEL. Obtenido de
http://dieselmot.blogspot.com/2008/08/culatas-diesel.html
SAAVEDRA, J. (4 de AGOSTO de 2008). SISTEMA DE REFRIGERACION. Obtenido
de http://megadiesel.blogspot.com/2008/08/camisas-de-cilindro.html
XXXIII
6 Anexos
XXXIV
Fig. 6-16 Pistón de Inyección Directa
XXXV
Fig. 6-17 Pistón y Camisa de Motor Agrícola BENYE refrigerado por Aire
XXXVI
Fig. 6-18 Camisa Húmeda con anillos
XXXVII
Fig. 6-19 Materiales utilizados para experimento (cilindros, camisas, pistones)
XXXVIII
Fig. 6-20 Pistones de Inyección Directa (Motor Jhon Deer y Motor HINO GD)
XXXIX
Fig. 6-21 Pistón de Motor JHON DEER 3350 Inyección Directa
XL
Fig. 6-22 Pistones de Inyección Indirecta
XLI
Fig. 6-23 Culata con precámara de combustión.
XLII
Fig. 6-24 Camara de combustión con aceite para medición de su volumen.
XLIII
7 INDICE
A
ANILLOS........................................................................................................12, 29, 30
B
BIELA...................................................................................................................18, 19BLOQUES DE CILINDROS..........................................................................................7
C
CABEZOTE..........................................................................................................15, 25CAMISAS.....................................................................................................................5CARRERA..................................................................................................................19CÁRTER.....................................................................................................................31CILINDRADA........................................................................................................26, 27CILINDRO....................................................................................................................5COMBUSTIÓN.......................................................6, 10, 16, 17, 19, 24, 29, 30, 31, 32CULATA.....................................................................................................................15
D
DIÉSEL.........................................................................................................4, 5, 17, 31
E
ÉMBOLO....................................................................................................................18ESTANQUEIDAD.................................................................................................11, 19
M
MECANIZADO............................................................................................................10
R
RELACION DE COMPRESIÓN..................................................................................28
XLIV
